СИСТЕМА СКВОЗНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ КОМПЛЕКТНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2017 года по МПК F01D15/10 F01D5/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к энергетической установке/системе выработки энергии, содержащей систему вентиляции, и к способу функционирования энергетической установки, содержащей систему вентиляции.

Предшествующий уровень техники

Энергетические установки состоят из газовой турбины, которая вырабатывает механическую энергию, при этом посредством выработанной механической энергии приводится в действие синхронный генератор, такой как генератор переменного тока (АС: alternating current - переменный ток). Генератор переменного тока вырабатывает электроэнергию, которая используется конечными потребителями.

Газовая турбина и генератор переменного тока, как правило, размещены в корпусе или кожухе генератора мощности. Для охлаждения газовой турбины и генератора переменного тока установлены отдельные системы охлаждения. В частности, одна отдельная система вентиляции подсоединена к генератору переменного тока в целях охлаждения для охлаждения генератора переменного тока и другая отдельная система вентиляции соединена с кожухом газовой турбины в целях охлаждения. Вентиляционная и охлаждающая струи, которые обеспечивают продувку генератора переменного тока, отделены от вентиляционной струи, которая обеспечивает продувку газотурбинной секции.

В документе US 3791682 А раскрыта генераторная установка с приводом от турбины и электроприводом, имеющая одну или несколько турбин, расположенных над генератором, для получения источника энергии в местах, где имеется минимальная доступная площадь пола. Шумоподавляющий кожух ограждает турбину и генератор и имеет воздушные фильтры для фильтрации воздуха для охлаждения генератора и воздуха, всасываемого в турбину. Воздушный вентилятор с приводом от генератора предназначен для охлаждения генератора и масла в турбине и редуктора между турбиной и генератором посредством воздушно-масляного теплообменника. Воздушный вентилятор обеспечивает охлаждение турбины после останова.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения может быть разработка энергетической установки, содержащей простую и эффективную систему вентиляции.

Задачей настоящего изобретения может быть разработка энергетической установки с более эффективной и менее дорогой системой охлаждения.

Данная задача решается посредством энергетической установки и посредством способа функционирования энергетической установки в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения представлена энергетическая установка. Энергетическая установка содержит кожух, содержащий первую секцию кожуха и вторую секцию кожуха. Кроме того, энергетическая установка содержит генератор переменного тока, расположенный в пределах первой секции кожуха, и газовую турбину, расположенную в пределах второй секции кожуха. Генератор переменного тока выполнен с возможностью приведения его в действие посредством газовой турбины. Первая секция кожуха содержит элемент для впуска воздуха, который выполнен с возможностью нагнетания воздушной струи через него в первую секцию кожуха таким образом, что воздушная струя проходит вдоль генератора переменного тока и охлаждает генератор переменного тока. Первая секция кожуха соединена со второй секцией кожуха с возможностью подачи воздушной струи во вторую секцию кожуха после прохода воздушной струи вдоль генератора переменного тока. Вторая секция кожуха содержит элемент для выпуска воздуха, который выполнен с возможностью выпуска воздушной струи через него после прохода воздушной струи вдоль газовой турбины.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения представлен способ функционирования энергетической установки, содержащей кожух с первой секцией кожуха и второй секцией кожуха, генератор переменного тока, расположенный в пределах первой секции кожуха, и газовую турбину, расположенную в пределах второй секции кожуха. В соответствии с данным способом генератор переменного тока приводят в действие посредством газовой турбины. Воздушную струю нагнетают через элемент для впуска воздуха в первую секцию кожуха так, что воздушная струя проходит вдоль генератора переменного тока и охлаждает генератор переменного тока. Первая секция кожуха соединена со второй секцией кожуха с возможностью подачи воздушной струи во вторую секцию кожуха после прохода воздушной струи вдоль генератора переменного тока. Воздушную струю выпускают через предназначенный для выпуска воздуха элемент второй секции кожуха после прохода воздушной струи вдоль газовой турбины.

Способ функционирования энергетической установки предпочтительно может включать подачу дополнительной воздушной струи в газовую турбину посредством дополнительного элемента для впуска воздуха, при этом дополнительный элемент для впуска воздуха соединен с газовой турбиной.

Кожух содержит каркас, который образует соответствующие секции кожуха. Кроме того, кожух образует ограждение для компонентов энергетической установки, так что кожух образует замкнутую оболочку по отношению к окружающей среде. Кожух и соответствующие секции кожуха могут образовывать соответствующие внутренние объемы, которые изолированы от окружающей среды. Соответствующие внутренние объемы соединены с окружающей средой посредством соответствующих элементов для впуска воздуха или элементов для выпуска воздуха.

Секции кожуха могут быть разделены соответствующими разделительными стенками. В разделительных стенках могут быть образованы соответствующие отверстия, через которые может направляться воздушная струя.

В первой секции кожуха образован первый элемент для впуска воздуха. Через элемент для впуска воздуха может нагнетаться воздушная струя. Воздушная струя может генерироваться, например, посредством системы вентиляции. Система вентиляции может быть установлена вне кожуха или может быть расположена внутри кожуха. Система вентиляции может содержать вентиляторы для генерирования воздушной струи. Для обеспечения струи чистого воздуха к элементу для впуска воздуха могут быть дополнительно присоединены соответствующие фильтрующие устройства.

В пределах внутреннего объема первой секции кожуха установлен синхронный генератор, такой как генератор переменного тока, предназначенный для генерирования электроэнергии - в частности, с переменным током (АС). Во время работы генератора переменного тока выделяется тепло. Воздушная струя течет вдоль генератора переменного тока и, следовательно, проходит вдоль генератора переменного тока так, что генератор переменного тока охлаждается.

Первая секция кожуха отделена от второй секции кожуха. Вторая секция кожуха расположена за первой секцией кожуха по отношению к направлению потока, представляющего собой воздушную струю. В пределах внутреннего объема второй секции кожуха расположена газовая турбина. Воздушная струя направляется через соответствующие отверстия, например, внутри разделительной стенки между первой секцией кожуха и второй секцией кожуха, во внутренний объем второй секции кожуха. Далее воздушная струя проходит вдоль газовой турбины и, следовательно, охлаждает газовую турбину.

Рядом со второй секцией кожуха расположен соответствующий элемент для выпуска воздуха, через который воздушная струя может выпускаться после ее прохода вдоль газовой турбины.

Следовательно, за счет настоящего изобретения в целях охлаждения необходима только одна воздушная струя, нагнетаемая в кожух. Отсутствует необходимость в дополнительных установках, предназначенных для обеспечения множества дополнительных разделенных воздушных струй, нагнетаемых в кожух в целях охлаждения. Следовательно, за счет конструкции вышеописанной энергетической установки обеспечивается упрощение системы в целом, поскольку используется только одна воздушная струя для охлаждения как генератора переменного тока, так и газовой турбины. Следовательно, больше нет необходимости в дорогостоящих дополнительных установках для обеспечения множества других воздушных струй. Следовательно, упрощение системы в целом приводит к уменьшению финансовых затрат и обеспечивает уменьшение затрат материалов и труда на установку/монтаж.

В соответствии с дополнительным приведенным в качестве примера вариантом осуществления давление внутри первой секции кожуха и/или второй секции кожуха можно регулироваться посредством блока управления давлением. Блок управления давлением может обеспечить управление скоростью потока, представляющего собой воздушную струю, и/или соответствующими клапанами в элементе для впуска воздуха или элементе для выпуска воздуха. Кроме того, генератор давления и/или вакуума может быть соединен с соответствующим элементом для впуска воздуха или элементом для выпуска воздуха для генерирования избыточного давления или пониженного давления внутри кожуха. Блок управления давлением может управлять генератором давления и/или вакуума.

Например, при использовании газообразного топлива утекшее топливо может растворяться в вентиляционном воздухе. Если газообразное топливо должно удерживаться внутри кожуха, давление внутри кожуха должно быть ниже давления снаружи кожуха для того, чтобы любое топливо могло выходить только по вентиляционному проточному каналу. С другой стороны, если важно сохранить внутреннее пространство кожуха чистым, например, если газовая турбина установлена в месте с запыленной окружающей средой, то давление внутри кожуха должно быть выше давления снаружи кожуха для предотвращения попадания пыли внутрь по каналам утечки. Перепад давлений на стенке кожуха определяется местом расположения и эксплуатационными характеристиками вентилятора (вентиляторов), управление которым(-и) может осуществляться посредством блока управления давлением.

В соответствии с дополнительным приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения энергетическая установка содержит конструкцию с приводным валом, которая соединяет генератор переменного тока с газовой турбиной. Конструкция с приводным валом может содержать приводной вал и/или редуктор для регулирования вращающего момента на приводном валу. Посредством приводного вала механическая энергия, генерируемая газовой турбиной, передается генератору переменного тока для приведения в действие генератора переменного тока. Приводной вал может иметь определенную длину, так что генератор переменного тока и газовая турбина могут быть установлены в кожухе на расстоянии друг от друга.

В соответствии с дополнительным приведенным в качестве примера вариантом осуществления кожух содержит промежуточную секцию кожуха, которая расположена между первой секцией кожуха и второй секцией кожуха. Воздушная струя может подаваться в промежуточную секцию кожуха после прохода воздушной струи вдоль генератора переменного тока и в дальнейшем может подаваться из промежуточной секции кожуха во вторую секцию кожуха. Приводной вал проходит от генератора переменного тока через промежуточную секцию кожуха к газовой турбине.

Промежуточная секция кожуха может образовывать промежуточный объем между первой секцией кожуха (первым объемом первой секции кожуха) и второй секцией кожуха (первым объемом второй секции кожуха) так, что первая секция кожуха и вторая секция кожуха и их соответствующие объемы будут находиться на расстоянии друг от друга. В промежуточной секции кожуха может быть установлен ряд компонентов системы, таких как предохранительные системы, системы противопожарной защиты и тому подобные компоненты энергетической установки. Промежуточная секция кожуха может быть отделена от соответствующих первой и второй секций кожуха соответствующими разделительными стенками или соответствующими направляющими/отражательными перегородками. Приводной вал может направляться через соответствующие разделительные стенки.

Кроме того, в разделительных стенках соответствующие отверстия могут быть образованы так, что воздушная струя сможет проходить в промежуточную секцию. Кроме того, в промежуточной секции могут быть установлены соединительные трубы, так что отверстия разделительной стенки между первой секцией кожуха и промежуточной секцией кожуха и отверстия разделительной стенки между промежуточной секцией кожуха и второй секцией кожуха будут соединены соответствующими трубопроводами (например, трубами или каналами), так что будет обеспечено направление воздушной струи через промежуточную секцию кожуха.

В соответствии с дополнительным приведенным в качестве примера вариантом осуществления кожух содержит дополнительный элемент для впуска воздуха, при этом дополнительный элемент для впуска воздуха соединен с газовой турбиной с возможностью подачи дополнительной воздушной струм в газовую турбину. В частности, дополнительный элемент для впуска воздуха расположен во второй секции кожуха. Дополнительная воздушная струя используется в качестве рабочей текучей среды для газовой турбины. Следовательно, дополнительная воздушная струя направляется по впускному каналу газовой турбины и дальше через камеру сгорания газовой турбины и через соответствующие секции турбины в газовой турбине.

Дополнительная воздушная струя может представлять собой вентиляционный и/или охлаждающий воздушный поток, предназначенный для существенного дополнения воздушной струи, и это обеспечивает достаточный воздушный поток для охлаждения горячего корпуса/кожуха во время работы при выработке энергии при нормальных или рабочих нагрузках, а не только во время или после останова двигателя. Дополнительная воздушная струя может также обеспечить минимальные скорости воздушного потока для обеспечения воздуха для разбавления в тех зонах энергетической установки, в которых могут возникать взрывоопасные смеси.

Соответственно, в соответствии с дополнительным приведенным в качестве примера вариантом осуществления кожух содержит дополнительный элемент для выпуска воздуха, при этом дополнительный элемент для выпуска воздуха соединен с газовой турбиной с возможностью выпуска потока выхлопных газов из кожуха через дополнительный элемент для выпуска воздуха. Дополнительный элемент для выпуска воздуха может быть образован в виде соответствующего отверстия во второй секции кожуха. Дополнительный элемент для выпуска воздуха соединен с секцией турбины в газовой турбине так, что поток горячих и увеличенных в объеме выхлопных газов выдувается из кожуха.

В соответствии с дополнительным приведенным в качестве примера вариантом осуществления генератор переменного тока содержит элемент для впуска охлаждающего воздуха и элемент для выпуска охлаждающего воздуха. Часть воздушной струи в первой секции кожуха может направляться через элемент для впуска охлаждающего воздуха к внутреннему компоненту, такому как обмотки генератора переменного тока, при этом данная часть воздушной струи может направляться в первую секцию кожуха через элемент для выпуска охлаждающего воздуха после прохода вдоль внутреннего компонента генератора переменного тока. Следовательно, часть воздушной струи проходит через генератор переменного тока, а другая часть проходит вдоль генератора переменного тока и охлаждает наружные поверхности генератора переменного тока.

В соответствии с дополнительным приведенным в качестве примера вариантом осуществления энергетическая установка содержит фильтрующее устройство для фильтрации воздушной струи, при этом фильтрующее устройство расположено рядом с секцией кожуха с возможностью направления воздушной струи через фильтрующее устройство перед ее вдуванием в элемент для впуска воздуха в первую секцию кожуха.

В соответствии с дополнительным приведенным в качестве примера вариантом осуществления фильтрующее устройство может быть расположено рядом с секцией кожуха так, что фильтрующее устройство будет осуществлять фильтрацию как воздушной струи, так и дополнительной воздушной струи.

В соответствии с дополнительным приведенным в качестве примера вариантом осуществления энергетическая установка содержит глушитель для уменьшения шума от воздушной струи при ее выпуске через элемент для выпуска воздуха. Глушитель расположен рядом с кожухом с возможностью направления воздушной струи через глушитель после ее выпуска из второй секции кожуха через элемент для выпуска воздуха.

Подводя итоги, можно отметить, что за счет настоящего изобретения воздушная струя (вентиляционный воздух) направляется через кожух (ограждение) энергетической установки, имеющей генератор переменного тока и газовую турбину. Приблизительно половина воздушного потока направляется в машину, представляющую собой генератор переменного тока, для охлаждения внутренних компонентов генератора переменного тока и затем во вторую секцию кожуха, в которой установлена газовая турбина (в зону секции с газовой турбиной). Другая половина воздушного потока проходит снаружи и проходит вдоль генератора переменного тока и проходит во вторую секцию кожуха (в секцию с газовой турбиной). Затем воздушный поток объединяется в зоне секции с газовой турбиной и выходит из кожуха (ограждения) на заднем конце, например, над выходом газовой турбины (дополнительным элементом для выпуска воздуха) в атмосферу. При выпуске в атмосферу воздушный поток проходит, например, через глушитель и вентилятор.

Следует отметить, что варианты осуществления изобретения были описаны со ссылкой на разные предметы изобретения. В частности, некоторые варианты осуществления были описаны со ссылкой на пункты формулы изобретения на устройство, в то время как другие варианты осуществления были описаны со ссылкой на пункты формулы изобретения на способ. Тем не менее, специалист в данной области техники сделает вывод из вышеприведенного и нижеприведенного описания о том, что, если не указано иное, помимо любой комбинации признаков, принадлежащих предмету изобретения одного типа, также любая комбинация признаков, относящихся к разным предметам изобретения, в частности признаков из пунктов формулы изобретения на устройство и признаков из пунктов формулы изобретения на способ, рассматривается как раскрытая посредством данной заявки.

Краткое описание чертежей

Аспекты, определенные выше, и дополнительные аспекты настоящего изобретения очевидны из примеров осуществления, подлежащих описанию в дальнейшем, и разъясняются со ссылкой на примеры осуществления. Изобретение будет описано более подробно в дальнейшем со ссылкой на примеры осуществления, но изобретение не ограничено указанными примерами осуществления.

Фиг. 1 показывает схематический вид приведенного в качестве примера варианта осуществления энергетической установки в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 показывает вид в перспективе приведенного в качестве примера варианта осуществления настоящего изобретения, показанного на фиг. 1; и

фиг. 3 показывает вид в перспективе энергетической установки в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

Иллюстрации на чертежах являются схематическими. Следует отметить, что на разных чертежах аналогичные или идентичные элементы снабжены одними и теми же ссылочными позициями.

Фиг. 1 и фиг. 2 показывают энергетическую установку 100 в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом осуществления настоящего изобретения. Энергетическая установка 100 содержит кожух 108, содержащий первую секцию I кожуха и вторую секцию II кожуха. Генератор 110 переменного тока расположен в пределах первой секции I кожуха, и газовая турбина 120 расположена в пределах второй секции II кожуха. Генератор 110 переменного тока приводится в действие посредством газовой турбины 120. Например, газовая турбина 120 расположена на расстоянии от генератора 110 переменного тока, при этом приводной вал 104 соединяет газовую турбину 120 с генератором 110 переменного тока. Следовательно, механическая энергия, вырабатываемая газовой турбиной 120, передается генератору 110 переменного тока для выработки электроэнергии. В другом варианте осуществления может быть предусмотрен промежуточный редуктор, обеспечивающий снижение частоты вращения от частоты вращения ротора газовой турбины до частоты вращения, требуемой генератором переменного тока, как правило, до одного из значений, составляющих 1500, 1800, 3000 или 3600 об/мин.

Первая секция I кожуха содержит элемент 101 для впуска воздуха, через который воздушная струя 102 может нагнетаться в первую секцию I кожуха так, что воздушная струя 102 будет проходить вдоль генератора 110 переменного тока и охлаждать генератор 110 переменного тока. Первая секция I кожуха соединена со второй секцией II кожуха так, что воздушная струя 102 может подаваться во вторую секцию II кожуха после прохода воздушной струи 102 вдоль генератора 110 переменного тока.

Вторая секция II кожуха содержит элемент 103 для выпуска воздуха, через который воздушная струя 102 может выпускаться после прохода вдоль газовой турбины 120.

Кожух содержит каркас, на котором могут быть закреплены плиты обшивки для образования внутренних объемов, которые изолированы от окружающей среды. Следовательно, первая секция I кожуха имеет первый внутренний объем, и вторая секция II кожуха имеет второй объем, которые изолированы от окружающей среды. Между первой секцией I кожуха и второй секцией II кожуха расположена промежуточная секция III кожуха. Следовательно, первая секция I кожуха и вторая секция II кожуха находятся на расстоянии друг от друга. Приводной вал 104 может направляться через промежуточную секцию III, как показано на фиг. 1 и 2.

Система вентиляции может генерировать воздушную струю 102. Система вентиляция может быть установлена внутри кожуха 108 для всасывания воздушной струи 102 в кожух 108 через элемент 101 для впуска воздуха и для выдувания воздушной струи из кожуха 108 через элемент 103 для выпуска воздуха.

Воздушная струя 102 может подвергаться фильтрации посредством фильтрующего устройства 130. После фильтрации воздушной струи посредством фильтрующего устройства 130 воздушная струя 102 проходит через элемент 101 для впуска воздуха. Элемент 101 для впуска воздуха образован в первой секции I кожуха. После нагнетания в первую секцию I кожуха воздушная струя 102 может проходить вдоль генератора 110 переменного тока в целях охлаждения.

Генератор 110 переменного тока может содержать элемент 111 для впуска охлаждающего воздуха и элемент 112 для выпуска охлаждающего воздуха, через которые часть 113 воздушной струи 102 может направляться таким образом, что внутренние компоненты 114 генератора 110 переменного тока могут быть охлаждены. Внутренние компоненты 114, например, представляют собой, например, катушки и обмотки генератора переменного тока. Рядом с элементом 101 для впуска воздуха воздушная струя 102 может разделяться на первую воздушную струю, проходящую вдоль генератора 110 переменного тока, и на вторую воздушную струю, которая направляется через соответствующий элемент 111 для впуска охлаждающего воздуха и элемент 112 для выпуска охлаждающего воздуха. Первая воздушная струя может проходить, например, прямо и отдельно от первой воздушной струи, направляемой в элемент 111 для впуска охлаждающего воздуха. После выхода второй воздушной струи из предназначенного для выпуска охлаждающего воздуха элемента 112 генератора 110 переменного тока вторая воздушная струя «оставляет» элемент 112 для выпуска охлаждающего воздуха и снова смешивается с первой воздушной струей, которая проходит вдоль генератора 110 переменного тока.

В альтернативном варианте воздушная струя 102 может нагнетаться во внутренний объем первой секции I кожуха, и воздушная струя 102 может затем проходить из внутреннего объема в элемент 111 для впуска охлаждающего воздуха. Следовательно, воздушная струя 102 не разделяется рядом с предназначенным для впуска воздуха элементом 101 первой секции I кожуха.

Как показано на фиг. 1, между первой секцией I кожуха, промежуточной секцией III кожуха и второй секцией II кожуха в кожухе установлены соответствующие разделительные стенки 109. Соответствующие разделительные стенки 109 могут иметь соответствующие отверстия, через которые воздушная струя 102 может проходить из первой секции I кожуха в промежуточную секцию III кожуха и во вторую секцию II кожуха. Соответствующие обратные клапаны могут быть установлены в отверстиях в разделительных стенках 109 для предотвращения обратного потока воздушной струи 102 от газовой турбины 120 в направлении генератора 110 переменного тока.

Газовая турбина 120 может содержать камеру 121 сгорания и секцию 122 турбины, то есть секцию с выпускным элементом и диффузором. Кожух 108 и, в частности, вторая секция II кожуха содержит дополнительный элемент 105 для впуска воздуха, через который может нагнетаться дополнительная воздушная струя 106, при этом дополнительная воздушная струя 106 направляется прямо в камеру 121 сгорания газовой турбины 120. Дополнительная воздушная струя 106 также может направляться через дополнительное фильтрующее устройство 150 или через фильтрующее устройство 130 для воздушной струи 102. Дополнительная воздушная струя 106 может использоваться в качестве рабочего газа для газовой турбины 120. После сжигания и расширения внутри секции 122 турбины дополнительная воздушная струя 106 может выпускаться через дополнительный элемент 107 для выпуска воздуха, который образован во второй секции II кожуха. Дополнительная воздушная струя 106 отделена от воздушной струи 102. Воздушная струя 102 выпускается через элемент 103 для выпуска воздуха.

В элементе 103 для выпуска воздуха может быть установлен вентилятор 160 для выдувания воздушного потока 102 через элемент 103 для выпуска воздуха. Кроме того, глушитель 140 может быть присоединен к элементу 102 для выпуска воздуха для уменьшения шума от выпускаемой воздушной струи 102.

На фиг. 2 аналогичные элементы и компоненты энергетической установки 100, подобные показанным на фиг. 1, проиллюстрированы на виде в перспективе. В частности, как можно понять из фиг. 2, фильтрующее устройство 130 и дополнительное фильтрующее устройство 150 могут быть объединены в одном функциональном элементе. Кроме того, как можно понять из фиг. 2, внутри промежуточной секции III кожуха может быть установлено множество дополнительных вспомогательных элементов, таких как выключатели, предохранители и системы противопожарной защиты для энергетической установки 100. Промежуточный редуктор может быть установлен, например, в промежуточной секции III кожуха. В промежуточной секции III кожуха редуктор может быть соединен с приводным валом 104. Дополнительные компоненты, такие как маслоохладитель 201 для охлаждения масла из газовой турбины 120, могут быть установлены на крыше кожуха 108.

Фиг. 3 показывает энергетическую установку 100 по фиг. 2, при этом на фиг. 3 проиллюстрирован внешний вид кожуха 108. Несколько панелей 301 прикреплены к соответствующему каркасу кожуха 108, так что образуются внутренние объемы соответствующих секций I, II и III кожуха. Панели 301 образуют секции I, II и III кожуха, которые изолированы от окружающей среды. На фиг. 3 для ясности не все панели 301 кожуха 108 обозначены соответствующей ссылочной позицией.

Следует отметить, что термин «газовая турбина» используется также для обозначения «газотурбинного двигателя» в целом, а не только секции турбины газотурбинного двигателя.

«Энергетическая установка», в частности, рассматривается как энергетическая установка, включающая в себя газотурбинный двигатель, который обеспечивает приведение в действие генератора переменного тока, при этом последний также представляет собой часть энергетической установки. Газотурбинный двигатель и генератор переменного тока, как правило, будут соединены посредством вала, напрямую или посредством редуктора.

Следует отметить, что термин «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, и артикль “a” или “an” не исключают множества. Кроме того, элементы, описанные в связи с различными вариантами осуществления, могут быть скомбинированы. Также следует отметить, что ссылочные позиции в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничивающие объем формулы изобретения.

Изобретение относится к энергетике. Энергетическая установка (100) содержит кожух (108) с первой секцией (I) кожуха и второй секцией (II) кожуха, причём генератор (110) переменного тока расположен в пределах первой секции (I) кожуха, а газовая турбина (120) расположена в пределах второй секции (II) кожуха. Первая секция (I) кожуха содержит элемент (101) для впуска воздуха, который выполнен с возможностью нагнетания воздушной струи (102) через него в первую секцию (I) кожуха таким образом, что воздушная струя (102) проходит вдоль генератора (110) переменного тока и охлаждает генератор (110) переменного тока. Первая секция (I) кожуха соединена со второй секцией (II) кожуха с возможностью подачи воздушной струи (102) во вторую секцию (II) кожуха. Также представлен способ функционирования энергетической установки. Изобретение позволяет упростить систему в целом, а также позволяет уменьшить затраты материалов и труда на установку и монтаж. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Энергетическая установка (100), содержащая:

- кожух (108), содержащий первую секцию (I) кожуха и вторую секцию (II) кожуха;

- генератор (110) переменного тока, расположенный в пределах первой секции (I) кожуха;

- газовую турбину (120), расположенную в пределах второй секции (II) кожуха,

при этом генератор (110) переменного тока выполнен с возможностью приведения его в действие посредством газовой турбины (120),

причем первая секция (I) кожуха содержит элемент (101) для впуска воздуха, который выполнен с возможностью нагнетания воздушной струи (102) через него в первую секцию (I) кожуха таким образом, что воздушная струя (102) проходит вдоль генератора (110) переменного тока и охлаждает генератор (110) переменного тока,

при этом первая секция (I) кожуха соединена со второй секцией (II) кожуха с возможностью подачи воздушной струи (102) во вторую секцию (II) кожуха после прохода воздушной струи (102) вдоль генератора (110) переменного тока,

причем вторая секция (II) кожуха содержит элемент (103) для выпуска воздуха, который выполнен с возможностью выпуска воздушной струи (102) через него после прохода воздушной струи (102) вдоль газовой турбины (120),

при этом вторая секция (II) кожуха содержит дополнительный элемент (105) для впуска воздуха, причем дополнительный элемент (105) для впуска воздуха соединен с газовой турбиной (120) с возможностью подачи дополнительной воздушной струи (106) в газовую турбину (120),

- клапан, установленный в элементе (101) для впуска воздуха или элементе (103) для выпуска воздуха,

- блок управления давлением для управления давлением внутри первой секции (I) кожуха и второй секции (II) кожуха, при этом блок управления давлением выполнен с возможностью управления указанным клапаном.

2. Энергетическая установка (100) по п. 1, дополнительно содержащая конструкцию (104) с приводным валом, которая соединяет генератор (110) переменного тока с газовой турбиной (120).

3. Энергетическая установка (100) по п. 2, в которой кожух (108) содержит промежуточную секцию (III) кожуха, которая расположена между первой секцией (I) кожуха и второй секцией (II) кожуха, при этом воздушная струя (102) может подаваться в промежуточную секцию (III) кожуха после прохода воздушной струи (102) вдоль генератора (110) переменного тока и в дальнейшем может подаваться из промежуточной секции (III) кожуха во вторую секцию (II) кожуха, причем конструкция (104) с приводным валом проходит от генератора (110) переменного тока через промежуточную секцию (III) кожуха к газовой турбине (120).

4. Энергетическая установка (100) по любому из пп. 1-3, в которой вторая секция (II) кожуха содержит дополнительный элемент (107) для выпуска воздуха, при этом дополнительный элемент (107) для выпуска воздуха соединен с газовой турбиной (120) с возможностью выпуска потока выхлопных газов из кожуха (108) через дополнительный элемент (107) для выпуска воздуха.

5. Энергетическая установка (100) по любому из пп. 1-3, в которой генератор (110) переменного тока содержит элемент (111) для впуска охлаждающего воздуха и элемент (112) для выпуска охлаждающего воздуха,

при этом часть (113) воздушной струи (102) в первой секции (I) кожуха может направляться через элемент (111) для впуска охлаждающего воздуха к внутреннему компоненту (114) генератора (110) переменного тока,

причем данная часть (113) воздушной струи (102) может направляться в первую секцию (I) кожуха через элемент (112) для выпуска охлаждающего воздуха после прохода вдоль внутреннего компонента (114) генератора (110) переменного тока.

6. Энергетическая установка (100) по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащая фильтрующее устройство (130) для фильтрации воздушной струи (102), при этом фильтрующее устройство (130) расположено рядом с кожухом (108) с возможностью направления воздушной струи через фильтрующее устройство (130) перед ее вдуванием через элемент (101) для впуска воздуха в первую секцию (I) кожуха.

7. Энергетическая установка (100) по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащая глушитель (140) для уменьшения шума от воздушной струи (102) при ее выпуске через элемент (103) для выпуска воздуха, при этом глушитель (140) расположен рядом с кожухом (108) с возможностью направления воздушной струи через глушитель (140) после ее выпуска из второй секции (II) кожуха через элемент (103) для выпуска воздуха.

8. Способ функционирования энергетической установки (100), содержащей кожух (108) с первой секцией (I) кожуха и второй секцией (II) кожуха, генератор (110) переменного тока, расположенный в пределах первой секции (I) кожуха, и газовую турбину (120), расположенную в пределах второй секции (II) кожуха, при этом способ включает:

приведение в действие генератора (110) переменного тока посредством газовой турбины (120),

нагнетание воздушной струи (102) через элемент (101) для впуска воздуха в первую секцию (I) кожуха так, что воздушная струя (102) проходит вдоль генератора (110) переменного тока и охлаждает генератор (110) переменного тока,

причем первая секция (I) кожуха соединена со второй секцией (II) кожуха с возможностью подачи воздушной струи (102) во вторую секцию (II) кожуха после прохода воздушной струи (102) вдоль генератора (110) переменного тока,

выпуск воздушной струи (102) через элемент (103) для выпуска воздуха второй секции (II) кожуха после прохода воздушной струи (102) вдоль газовой турбины (120),

управление давлением внутри первой секции (I) кожуха и второй секции (II) кожуха посредством блока управления давлением, причем блок управления давлением выполняют с возможностью управления клапаном, устанавливаемым в элементе (101) для впуска воздуха или элементе (103) для выпуска воздуха.

9. Способ функционирования энергетической установки (100) по п. 8, включающий подачу дополнительной воздушной струи (106) в газовую турбину (120) посредством дополнительного элемента (105) для впуска воздуха, причем дополнительный элемент (105) для впуска воздуха соединен с газовой турбиной (120).