Судовая электроэнергетическая установка Советский патент 1992 года по МПК B63H23/16 

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым электроэнергетическим установкам с газотурбогенераторами.

Целью изобретения является повышение надежности установки и качества выра- батываемого тока.

На чертеже представлена установка, общий вид.

Установка содержит газотурбинный двигатель (ГТД), включающий турбокомп- рессор (ТК) 1 и силовую турбину 2 низкого давления (ТНД), дифференциальный механизм (ДФМ) 3, включающий центральную шестерню 4, водило 5 с планетарными шестернями 6 и эпицикл 7, а также синхронный электрогенератор (ЭГ) 8, включающий вращающийся с постоянной частотой ротор 9 и статор 10, силовая обмотка которого подключена к судовой электросети 11 переменного тока постоянной частоты. ТК 1 соединен через обгонную муфту 12 со стар- терным двигателем (СД) 13 и содержит камеру 14 сгорания, компрессор 15 и турбину 16 высокого давления (ТВД), закрепленные на общем валу 17. Коаксиальные валы 17 и 18 турбин 16 и 2 соединены ебответственно с шестерней 4 и водилом 5 ДФМ 3, эпицикл 7 которого соединен валом 19 с ротором 9 ЭГ 8. Турбина 2 на выходе сообщена с газовыпуском 20 ГТД. Между турбинами 16 и 2 расположена кольцевая полость 21, а на корпусе ГТД предусмотрен кожух 22, образующий байпасный кольцевой канал 23, сообщающийся на входе и выходе через газоперепускные окна 24 и 25с полостью 21 и с газовыхлопом 20. Окна 24 снабжены запорным клапаном 26, включающим управляемый привод 27.

Судовая алектроэнергетическая установка работает следующим образом.

Запуск установки осуществляют путем раскрутки СД 13 вала 17 ТК 1, подачи и воспламенения топлива в камере 14 сгорания при открытом клапане 26. При неподвижном роторе 9 и вращении вала 17 водило 5 с неработающей турбиной 2 и валом 18 будет вращаться в том же направлении с пониженной частотой. При запуске часть отработавших газов от ТВД 16 через окна 24 и 25 отводится в газовыхлоп 20 помимо ТНД 2, что снижает сопротивление на выходе ТНД 16 и увеличивает срабатываемый ею теплоперепад, страгивается и начинает вращаться эпицикл 7 ДФМ 3 с ротором 9 ЭГ 8. После отключения СД 13 и выхода ТК 1 на устойчивый режим работы закрывают клапан 26, и все отработавшие газы от ТВД 16 подают на ТНД 2 и увеличивают расход топлива на ГТД, т.е. увеличивают мощность турбин 16 и 2, за счет чего повышают обороты турбин 16, 2 и ротора 9 до номинальных значений. Затем ЭГ 8 подключают к судовой электросети 11 и принимают нагрузку потребителей.

Формула изобретения Судовая электроэнергетическая установка, содержащая синхронный электрогенератор, редуктор, газотурбинный двигатель, включающий в себя компрессор и турбину высокого давления, установленные на одном валу, и свободную силовую турбину низкого давления, сообщенную на выходе с газовыпуском, причем ротор электрогенератора кинематически соединен с редуктором, а последний - с силовой турбиной низкого давления, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности установки и качества вырабатываемого тока, газотурбинный двигатель выполнен с кольцевым байпасным каналом с внутренним запорным управляемым клапаном, а редуктор выполнен в виде дифференциального механизма, в котором центральная шестерня соединена с валом турбокомпрессора, эпицикл соединен с валом ротора электрогенератора, а водило соединено с валом силовой турбины низкого давления, который выполнен;полым. причем валы упомянутых турбин выполнены коаксиальными и вал турбину,высокого давления расположен внутри ftp оси вала турбины низкого давления, а турбина высокого давления на выходе по газу дополнительно сообщена с газовыпуском двигателя через упомянутый кольцевой байпасный канал с запорным управляемым клапаном.