Патент на изобретение №2166655
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА
(57) Реферат: Использование: в силовых установках, работающих на продуктах сгорания, и на тепловых электростанциях, в авиации и других отраслях промышленности, требующих газогенераторных установок. Сущность изобретения: установка содержит камеру горения, турбину, компрессор, воздухо-топливо-газоходы, воздухораспределитель, обеспечивающий подачу воздуха в сопловые каналы, датчик температуры, установленный на газоходе, регулятор подачи воздуха и регулирующий орган, установленный на линии подачи воздуха в камеру горения. Технический результат: существенное повышение КПД и повышение надежности установки. 3 ил. Изобретение относится к силовым установкам, работающим на продуктах сгорания, и может быть использовано на тепловых электростанциях, в авиации и других отраслях промышленности, требующих газатурбинных установок /ГТУ/. Известна ГТУ, содержащая турбину, компрессор, камеру сгорания, газо- и воздуховоды. Гиршфельд В. Я. , Кароль Л.А. Общий курс электростанций. М., 1976, с. 130-133. Известна ГТУ, содержащая камеру сгорания для природного газа, соединенную с ней турбину, компрессор, газо- и воздуховоды. Шляхин Л.Н. Паровые и газовые турбины. М., 1966, с. 152-159, прототип. Недостатками известных ГТУ являются большая мощность, потребляемая компрессором: 60-80% от вырабатываемой, частый выход из строя из-за превышения температуры рабочей среды верхнего допустимого значения. Задачей изобретения является существенное повышение КПД в целом и повышение надежности установки. Сущность изобретения заключается в том, что газотурбинная установка, содержащая камеру горения, соединенную с ней турбину, компрессор, воздухо-топливо-газоходы, снабжена воздухораспределителем, соединенным с компрессором и со входами сопловых каналов турбины посредством сквозных отверстий, выполненных в корпусе турбины или между сопловыми лопатками или в теле лопаток, датчиком температуры, установленным на газоходе перед первой ступенью, связанным с ним регулятором подачи воздуха и соединенным с ним регулирующим органом, установленным на линии подачи воздуха в камеру горения. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена установка в общем виде, на фиг. 2 и 3 – варианты выполнения отверстий в теле сопловой лопатки в разрезе. Установка содержит 1 – газовую турбину с валом 2, на котором находятся рабочие лопатки 3, и с сопловыми лопатками 4, закрепленными на корпусе 5 турбины, со сквозными отверстиями 6, выполненными в корпусе 5 между направляющими сопловыми лопатками 4, 7 – трубки воздухораспределителя, через которые подается воздух от компрессора в каналы между сопловыми лопатками 4, 8 – газоход, через который подаются продукты сгорания из камеры сгорания 9 на первую ступень турбины 1, 10 – датчик температуры, установленный на выходе камеры 9 перед турбиной 1, 11 – регулирующий орган, установленный на линии подачи воздуха в камеру 9, который управляется от регулятора 12, с входом которого соединены датчик температуры 10, 13 – компрессор, находящийся на одном валу с турбиной 1 и подающий сжатый воздух в трубки 7 воздухораспределителя. Для создания направленной подачи воздуха в центральные зоны проточной части сопловых каналов и тем самым отдаления активного горения от поверхности лопаток в передней кромке и боковой стенке выполнены щели 14, соединяющие через полость 15 в теле лопатки 4 трубки воздухораспределителя с сопловыми каналами. Одновременно эта полость 15 со щелями 14 способствует интенсивному охлаждению сопловых лопаток и повышает надежность работы турбины. Работает установка следующим образом. Все топливо подается в камеру сгорания 9, а воздух подается в количестве, достаточном для поднятия температуры смеси за камерой 9 только до верхнего предельного значения /Т  750 – 800oC/, которая подается на I ступень турбины 1; эта смесь содержит значительное количество несгоревшего топлива, которое на входе в сопловой аппарат, стоящий сразу после I рабочей ступени, встречается с порцией дополнительного воздуха, подаваемой через первую трубку воздухораспределителя и обеспечивающей дожигание такого количества топлива, которое вновь подымает температуру смеси до предельно допустимого значения /I 750 – 800/. Далее этот процесс повторяется на каждой ступени. Продукты сгорания последней ступени турбины направляются в котел-утилизатор или в теплообменник.
В итоге работа газовой турбины обеспечивается при примерно стехиометрическом соотношении воздуха и топлива для всей турбины в целом, что дает огромное сокращение мощности, ранее терявшейся на привод компрессора, и позволяет поднять КПД до  = 70 – 80% на клеммах электрогенератора.
Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 02.12.2003
Извещение опубликовано: 10.01.2005 БИ: 01/2005
|
||||||||||||||||||||||||||
