Патент на изобретение №2251010

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЗАЩИТЫ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ ПРИ РЕМОНТЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к средствам защиты от повреждения элементов конструкции установок в процессе проведения восстановительного ремонта. Техническим результатом изобретения является защита от разрушения установки путем исключения повреждения подшипников качения за счет выравнивания электрического потенциала ротора и статора. Сущность изобретения заключается в том, при осуществлении способа электрозащиты газотурбинной установки при проведении ее ремонта методом заварки дефектов, согласно изобретению, перед проведением ремонта в лючке внутреннего корпуса компрессора установки размещают токопроводящий стержень до контакта его сферического наконечника с деталями ротора компрессора, а с помощью клеммы и токопроводящего элемента стержень соединяют с заземленным элементом статора установки. В процессе заварки дефектов, например, на улитке токопроводящий стержень, упирающийся своим сферическим наконечником в детали ротора, например во втулку ротора компрессора, и соединенный клеммой и токопроводящим элементом с заземленным статором или рамой, обеспечивает выравнивание электрических потенциалов ротора и статора газогенератора, исключая повреждение (“прогар”) подшипников качения в месте электрического контакта. Токопроводящий стержень может быть покрыт слоем мягкого металлического материала с низким удельным электрическим сопротивлением. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к средствам защиты от повреждения элементов конструкции установок в процессе проведения восстановительного ремонта.

Известны способы проведения восстановительного ремонта, которые предполагают разборку газотурбинной установки и осуществление сварочных работ на деталях статора для устранения трещин с использованием традиционных способов электрозащиты при проведении сварочных работ и поэтому не требуют дополнительной электрозащиты для предотвращения повреждения элементов конструкции [1].

Недостатком известных способов является необходимость предварительной разборки ремонтируемой установки, а следовательно, высокая стоимость и продолжительность ремонта.

Наиболее близким по достигаемому результату является способ электрозащиты, используемый при ремонте установок без их разборки, предусматривающий присоединение заземляющих проводников к заземляющему контуру и к заземляемым конструкциям с помощью сварки, а к корпусам – сваркой или болтовым соединением [2].

Однако известный способ не учитывает конструктивные особенности современных газотурбинных установок.

В современных газотурбинных установках со свободной силовой турбиной ротор газогенератора связан со статором, а также с ротором свободной силовой турбины и с полезной нагрузкой только газодинамически, а электрический контакт ротора газогенератора со статором осуществляется только по телам качения подшипников через масляную пленку, что может привести к пробою этой пленки электрическим разрядом и образованию дефектов на телах качения и беговых дорожках подшипников и, соответственно, к поломке подшипников и разрушению газотурбинной установки.

Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в защите от разрушения установки путем исключения повреждения подшипников качения за счет выравнивания электрического потенциала ротора и статора.

Сущность изобретения заключается в том, при осуществлении способа электрозащиты газотурбинной установки при проведении ее ремонта методом заварки дефектов, согласно изобретению, в газотурбинной установке, включающей размещенные на раме силовую свободную турбину, с вала которой снимают полезную мощность и на выходе которой установлено выходное устройство с улиткой, и газогенератор, содержащий входное устройство, компрессор, камеру сгорания, турбину компрессора, а также ротор, установленный в статоре с помощью подшипников качения, перед проведением ремонта в резьбовой втулке внутреннего корпуса компрессора с помощью резьбового соединения размещают токопроводящий стержень между лопатками направляющего аппарата через проточную часть компрессора до контакта сферического наконечника стержня с деталью ротора, а с помощью клеммы и токопроводящего элемента стержня соединяют с заземляющим элементом статора установки или рамой.

В процессе заварки дефектов, например, на улитке токопроводящий стержень, упирающийся своим сферическим наконечником в детали ротора, например во втулку ротора компрессора, и соединенный клеммой и токопроводящим элементом с заземленным статором или рамой, обеспечивает выравнивание электрических потенциалов ротора и статора газогенератора, исключая повреждение (“прогар”) подшипников качения в месте электрического контакта.

В качестве резьбовой втулки может быть использован лючок для осмотра проточной части компрессора.

Кроме того, с целью дополнительного повышения надежности контакта втулки с токопроводящим стержнем последний покрывают слоем мягкого металлического материала с низким удельным электрическим сопротивлением, например медью.

На практике доказано, что при восстановительном ремонте сваркой с токопроводящим стержнем в проточной части компрессора с использованием предлагаемого способа повреждение подшипников отсутствует.

На фиг.1 показан продольный разрез газотурбинной установки заявляемой конструкции. На фиг.2 показан элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.

Газотурбинная установка 1 состоит из газогенератора 2 и силовой свободной турбины 3, с вала 4 которой снимается полезная мощность. На выходе из турбины 3 установлено выходное устройство 5 с улиткой 6. Газогенератор 2 и силовая турбина 3 размещены на раме 7.

Газогенератор 2 включает входное устройство 8, компрессор 9, камеру сгорания 10 и турбину компрессора 11. Ротор 12 газогенератора 2 установлен в статоре 13 с помощью подшипников качения 14, 15 и 16.

В резьбовой втулке 17 на внутреннем корпусе 18 компрессора 9 с помощью резьбы 19 установлен токопроводящий стержень 20 между лопатками 21 направляющего аппарата 22 через проточную часть 23 компрессора 9 до контакта сферического наконечника 24 стержня 20 с конусной втулкой 25 ротора 26. Стержень 20 покрыт слоем меди.

Цилиндрический участок 27 стержня 20 между резьбой 19 и сферическим наконечником 24 может быть выполнен упругим, что обеспечивает его упругую деформацию при закручивании стержня 20 с помощью хвостовика под ключ 28.

Надежность электрического контакта обеспечена также за счет деформации упругих элементов (не показаны) упруго-демпферной опоры 29 подшипника качения 14 газогенератора 2.

Стержень 20 соединен клеммой 30 и токопроводящим элементом 31 с заземленным статором 13 или рамой 7.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Перед проведением процесса сварки для устранения трещин на улитке 6 или раме 7 установку 1 не разбирают.

На внутреннем корпусе 18 компрессора 9 с помощью резьбы 19 устанавливают токопроводящий стержень 20 между лопатками 21 направляющего аппарата 22 через проточную часть 23 компрессора 9 до контакта сферического наконечника 24 стержня 20 с конусной втулкой 25 ротора 26.

В процессе сварки электрический контакт ротора 26 со статором 13 осуществляется не по телам качения подшипников качения 14, 15 и 16 через масляную пленку и не приводит к пробою этой пленки электрическим разрядом, а по токопроводящему стержню 20. Стержень 20, соединенный клеммой 30 и токопроводящим элементом 31 с заземленным статором 13 или рамой 7, выравнивает электрические потенциалы ротора 12 и статора 13 газогенератора 2, исключая повреждения подшипников качения 14, 15 и 16.

Источники информации:

1. Ремонт летательных аппаратов. Под общей редакцией д.т.н., профессора Н.Г.Голего, Москва, “Транспорт”, 1977, стр. 188.

2. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей, Москва, “Энергоиздат”, 1989, стр. 234.

Формула изобретения

1. Способ электрозащиты газотурбинной установки при ремонте методом заварки дефектов, отличающийся тем, что в газотурбинной установке, включающей размещенные на раме силовую свободную турбину, с вала которой снимают полезную мощность и на выходе которой установлено выходное устройство с улиткой, и газогенератор, содержащий входное устройство, компрессор, камеру сгорания, турбину компрессора, а также ротор, установленный в статоре с помощью подшипников качения, перед проведением ремонта в резьбовой втулке внутреннего корпуса компрессора с помощью резьбового соединения размещают токопроводящий стержень между лопатками направляющего аппарата через проточную часть компрессора до контакта сферического наконечника стержня с деталью ротора, а с помощью клеммы и токопроводящего элемента стержня соединяют с заземляющим элементом статора установки или рамой.

2. Способ электрозащиты по п.1, отличающийся тем, что токопроводящий стержень покрыт слоем мягкого металлического материала с низким удельным электрическим сопротивлением.

РИСУНКИ

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Открытое акционерное общество “Авиадвигатель”

НИЛ

Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество “Пермский моторный завод”

Договор № РД0070892 зарегистрирован 07.10.2010

Извещение опубликовано: 20.11.2010 БИ: 32/2010

* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия