Парогазовая установка Советский патент 1983 года по МПК F01K23/10 F01K15/04 

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения герметичности, муфта, соединяющая валы газовой и паровой турбин, выполнена магнитной и снабжена стаканом, охватывающим полумуфту вала паровой турбины и герметично соединенным с полостью последней, причем вал газовой турбины соединен с приводным ротационным органом порредством дополнительной магнитной

муфты, снабженной стаканом, охватывающим полумуфту ротационного органа и герметично соединенным с проемом обечайки конденсатора.

3. Установка по п.п. 1 и 2, о т личающаяся тем, что, в проеме обечайкиконденсатора, зз ротационньом органом, соосно последнему дополнительно установлено турбинное колесо, снабженное на внешнем ободе насосными лопатками.

1, ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая газотурвинный двигатель со свободной газовой турбиной, соединенной своим валом с приводным ротационным органом и через муфту - с валом паровой турбины паросилового конту1эа, включающего кондёнсатный циркуляционный насос и парогенератор, подключенный по греющей- среде к выхлопу газотурбинного двигателя, отличающаяся тем, что, с целью повьяиения эффективности, конденсатор паросилового контура выполнен в виде обечайки с полыми стенками, образующей зауженный к торцам центральный проем, по оси которого размещен приводной ротационный орган, а валы паровой турбины и циркуляционного насоса соединены между собой посредством .дополнительной магнитной муфты, снабженной стаканом, охватываняцим полумуфту вала паровой турбины и герметично соединенным с полостью последней,у (Л 00

Изобретение относится к судовым парогазовым установкам на особых рабочих телах.

Известна парогазовая установка, содержащая энергетический контур с газовыми турбокомпрессором и турбиной, теплоутилизирующий контур с котлом-парогенератрром, нагреваемым отбросным теплом, паровой турбиной, связанной с газовой, и выходной вал с закрепленным на нем рабочим ротативным органом l .

Известная парогазовая установка вследствие незамкнутости теплоутили.зирующего контура неэффективно расходует его рабочее тело,выбрасывая в атмосферу с выхлопом. Вследствие этого в теплоутилизирующем контуре известного устройства не могут быть применены относительно дорогие легко кипящие жидкости (класса фреонов), поэвояющие использовать низкопотенциальное отбросное тепло.

Известна также парогазовая установка, содержащая газотурбинный двигатель со свободной газовой турбиной соединенной своим валом с приводным ротационным органом и через муфту с.валом паровой турбины паросилового контура, включающего конденсатный циркуляционный насос и парогенера-. тор, подключенный по греющей среде к выхлопу газотурбинного двигателя 2 .

Однако данная парогазовая установка не обеспечивает надежной герметизации теплоутилизирующего контура, вследствие чего весьма велики утечки рабочего тела через сальниковые уплотнения валапаровой турбины и велики механические потери на трение.

Кроме того, дополнительных затрат энергии требует конденсатор пара на организацию принудительной вентиляции и конденсатный насос на обеспечение циркуляции рабочего тела. Кроме того, ротативный орган установки имеет значительные потери на бесполезное враицение среды и требует ре.дукцию угловой скорости выходного вала.

Цель изобретения - пов шение эффективнасти установки и обеспечение ее герметичности.

Указанная цель достигается тем, что в парогазовой установке, содержащей газотурбинный двигатель со

0 свободной газовой турбиной, соединенной своим валом с приводным ротационным органом и через муфту с валом паровой турбины паросилового контура, включающего кондевсатный

с циркуляционный насос и парогенератор, подключенный по греющей среде к выхлопу газотурбинного двигателя, конденсатор паросилового контура выполнен в виде обечайки с полыми стенками, образующей зауженный к торцам центральный проем, по оси которого размещен приводной ротационный орган, а валы паровой турбины и циркуляционного насоса соединены ,между собой посредством дополнительной магнитной муфты, снабженной стаканом, охватывающим полую мУФту вала паровой турбины и герметично соединенным с полостью последней.

Кроме того, муфта, соединяющая

0 валы газовой и паровой турбин, может быть выполнена магнитной и снабжена стаканом, охватывающим полумуфту вала паровой турбины и герметично сое:диненным с полостью последней, при5чем вал газовой трубины соединен с приводным ротационным органом посредством дополнительной магнитной муфты снабженной стаканом, охватывакгдим полумуфту ротационного органа и герр матично соединенным с проемом обечайки конденсатора.

Кроме того, в проеме обечайки конденсатора,, за роатционным органом соосно последнему дополнительно установлено турбинное колесо, снабженное на внешнем ободе насосными лопатками. На чертеже схематично изображена парогазовая установка, общий вид. Парогазовая установка содержит газотурбинный двигатель 1 с турбокомпрессором 2, камерой 3 сгорания свободной газовой турбиной 4. Свободнсш газовая турбина 4 своим валом соединена с приводным ротационным органом 5 и через магнитную муф ту б - с валом паровой трубины 7 па росилового контура, включаиощего кон денсатор 8, конденсатный циркуляционный насос 9 и парогенератор 10, подключенный к греющей среде и выхлопу 11 газотурбинного, двигателя 1. Конденсатор 8 выполнен в виде обеча ки с полыми стенками 12, образующе зауженный к торцам центральный прое 13, по оси которого последовательно размещены приводной ротационный орг 5 и турбинное колесо 14, снабженное на внешнем ободе насосными лопатками 15. Магнитная муфта 6 снабжена стаканом 16, охватывакяцим полумуфту вала паровой турбины 7 и герметично соединенным с полостью последней. Установка также снабжена магнитными муфтами 17 и 18, причем муфта 17, соединяющая валы паровой турбины 7 и конденсационного циркуляционного насоса 9, снабжена стаканом 19, охватывающим полумуфту вала паровой турбины 7 и герметично соединенным с полостью последней, а муфта 18, соединяющая валы свободной газовой турбины 4 и ротационного органа 5, снабжена стаканом 20, охватывающим пол.умуфту ротационного .органа 5 и герметично соединенным с проемом ИЗ, образованнь1м обечайкойкконден сатора 8. Парогазовая установка работает следующим образом. Камера 3 сгорания газотурбинного двигателя 1 нагревает газ открытого контура и обеспечивает вращение турбокомпрессора 2 и турбины 4, Расширяясь в турбине 4, газ передае ее ротору часть энергии в виде механической работы вращения ротативного органа 5. Далее расширившийся газ проходит через парогенератор 10 нагревает в нем выше точки кипения рабочее тело паросилового контура и выбрасывается в атмосферу. Перегретое рабочее тело паросилового контура из парогенератора 10 поступает в паровую турбину 7, расширяется в ней и отдает ротору свою часть энергии. Отработанный пар поступает в конденсатор 8 и охлаждается в нем, передавая теплоту конденсации проходящему через центральный проем 13 потоку внешней среды. Конденсат всасывается конденсатным циркуляционным насосом 9 и возвращается в парогенератор 10. Закрученный ротативным органом 5 поток внешней среды вращает турбинное колесо 14, на внешнем ободе которого установлены насосные лопатки 15, и создает тем самым дополнительный поток, повышающий общую эффективность парогазовой установки и обеспечивающий эффективное охлаждение рабочего тела паросилового контура. Стаканы 16, 19 и 20 магнитных муфт 6, 17 и 18 предотвращают утечку рабочего тела паросилового контура, обеспечивая возможность длительной работы с одной заправки. Использование в качестве рабочего тела легкокипящей жидкости с температурой Конденсации 10-20 с позволяет эффективно использовать -низкопотенциальную бросовую тепловую энергию парогазовой установки-. При температуре внутренних полумуфт паровой турбины 7 порядка муфты 6 и 17 работают достаточно аффективно и надежно.. Магнитная муфта 18 эффективно ох- лаждается внешней средой и также имеет устойчивый ненапряженный температурный режим. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность использования рабочего тела и энергетическую эффективность, обеспечивает герметичность замкнутого теплоутилизирующего контура и внутреннего объема установки, что уменьшает загрязнение окружающей среды. Кроме того, исключаются дополнительные затраты энергии на охлаждение конденсатора пара. .