Многопоточная каскадно-модульная газотурбинная установка Советский патент 1993 года по МПК F02C6/00 

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к газотурбинным (ГТУ) и комбинированным парогазовым (ПГУ) установкам, и может быть использовано в энергетическом, судовом и транспортном турбостроении,

Цель изобретения - повышение надежности работы ГТУ.

Поставленная цель достигается тем, что в многопоточной каска дно-модуль ной газотурбинной установке, включающей последовательно соединенные турбокомпрессоры низкого, среднего и высокого давления, разветвление за каждым воздушным компрессором потока сжатого воздуха на два и более параллельных потоков и слияние газовых потоков за газовыми турбинами каж-- дого каскада, воздушные и газовые коммуникации в каждом каскаде сжатия и расширения объединены соответственно воздушными и газовыми коллекторами-ресиверами, :

Такое новое техническое решение всей своей новой совокупностью существенных признаков обеспечивает повышение надежности путем обеспечения работоспособности ГТУ при выходе из строя одного из параллельно включенных турбокомпрессоров ГТУ.

На фиг. 1 показана принципиальная схема многопоточной каскадно-модульной ГГУ; на фиг. 2 - разрез А-А.на фиг. 1; на фиг.

00

сЗ

00

о

00

3 - схема каскадного разветвления и каскадного слияния потоков на трех уровнях, ,. Многопоточная каскадно-Модульная ГТУ включает компрессоры первого уровня 1, второго уровня 2, третьего уровня 3, каме- ры сгорания 4, газовые турбины третьего Уровня 5 (преимущественно центростреми- тельные), газовые турбины второго уровня 6 и газовые турбины первого уровня 7 (преимущественно осевые), механические связи третьего уровня 8, второго уровня 9, первого уровня 10 и 11, полезную нагрузку 12. Уровни каскадного разветвления и слияния лото- ков условно показаны штрих-пунктирными линиями: первый уровень 13, второй уровень 14 и третий уровень 15. Компрессоры второго уровня 2 объединены коллекторами-ресиверами 16, компрессоры третьего уровня 3 объединены коллекторами-ресиверами 17, камеры сгорания 4 объединены коллектора- ми-рессиверами 18...

Многопоточная аскадно-модульная ГТУ работает следующим образом.

В.оздух из атмосферы засасывается компрессором 1 и сжимается в нем по мень- шей мере как один общий поток. За компрессорам 1 общий поток предварительно сжатого воздуха разветвляется на два и более параллельных потоков, каждый из которых сжимается в отдельном компрессоре 2. Каждый поток воздуха, сжатый в компрессоре 2, также: разветвляется на два и более параллельных потоков с последующим ежа- тием в компрессорах 3 и подогревом в камерах сгорания 4. Параллельные потоки из камер сгорания 4 поступают в газовые турбины 5 третьего уровня, затем в газовые турбины 6 второго уровня; затем в газовую турбину 7 первого уровня. В турбинах 5, б и 7 потоки последовательно расширяются и сливаются в порядке, обратном сжатию и разветвлению.

Каждая турбина установлена с компрессором соответствующего давления на общем валу; составляя автономный турбокомпрессор. Турбокомпрессоры на каждом уровне каскадного разветвления и слияния потоков работают параллельно.

Для повышения надежности работы ГТУ воздушные и газовые потоки в каждом каскаде сжатия и расширения объединены соответственно воздушными 16, 17 и газовыми 19, 20 коллекторами-ресиверами. В случае выхода из строя хотя бы одного из параллельно включенных турбокомпрессоров, благодаря наличию коллекторов-реси- веров происходит перераспределение потока рабочего тела между другими турбокомпрессорами,.

Технико-экономический эффект предложенного изобретения заключается в повышении надежности работы ГГУ благодаря объединению воздушных и газовых потоков & каждом каскаде сжатия и расширения. При этом увеличивается срок безотказной работы ГТУ, сокращаются расходы на создание и обеспечение резервов.

Формула и.зобретения

Многопоточная каскадно-модульная газотурбинная установка, содержащая многокаскадный компрессор, выходы из компрессоров первого по ходу рабочего тела каскада которого подключены по крайний мере к входам двух компрессоров последующего каскада, и многокаскадную турбину, выходы по крайней мере из двух турбин первого по ходу рабочего тела каскада подключены к входу одной общей турбины последующего каскада, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, установка снабжена воздушными и газовыми коллекторами-ресиверами, посредством первых из которых соединены между собой компрессора каждого из каскадов, а посредством вторых - турбины каждого из каскадов.

Вход tiifyxuВыхпопиые газы

--... ;. Фиг. 3 :-У:- -- : ..-;. -: -- :

Использование: в турбостроении, в частности в газотурбинных и комбинированных парогазовых установках. Сущность изобретения: в многокаскадной установке компрессоры каждого каскада соединены между собой посредством воздушных коллекто- ров-ресиверов, а турбины каждого каскада - посредством газовых коллекторов-ресиве- ров, 3 ил. В