выхлопной тракт газотурбинного привода

Формула изобретения

Выхлопной тракт газотурбинного привода, содержащий состыкованные между собой под самым прямым углом газоходы, байпасные клапаны, перекрывающие проходное сечение газоходов и выполненные в виде жалюзийных заслонок с параллельными осями поворота, утилизационный теплообменник, расположенный на одном из газоходов после поворотных заслонок, по ходу рабочего тела, отличающийся тем, что байпасные клапаны расположены в месте стыковки газоходов, при этом оси поворотных заслонок байпасных клапанов расположены на образующей четверти цилиндра, радиус которого равен ширине перекрываемого газохода, а его центр находится в вершине внутреннего угла места стыковки газоходов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к выхлопному тракту газотурбинного привода газоперекачивающих агрегатов и электростанций.

Широко известны конструкции выхлопных трактов газотурбинных приводов, содержащие состыкованные между собой под прямым углом газоходы, байпасные клапаны, перекрывающие проходное сечение газоходов, которые выполнены в виде жалюзийных заслонок с параллельными осями поворота. В одном из газоходов (после поворотных заслонок по ходу рабочего тела) расположен утилизационный теплообменник (УТО) (см., например, Апанасенко А.И. и др. Монтаж, испытания и эксплуатация газоперекачивающих агрегатов в блочно-контейнерном исполнении. Л. : Недра, 1991, с. 105 - 106; Щуровский В.А., Зайцев Ю.А. Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты, М.: Недра, 1994, с. 95, а также авт. св. N 1625993, МПК 5 F 02 C 6/18 по заявке N 4444108/06 от 19.04.88 г.).

Основным недостатком известных конструкций выхлопных трактов является их повышенное газодинамическое сопротивление, величина которого значительно влияет на такие характеристики газотурбинных приводов, как мощность и КПД. При определенных значениях газодинамического сопротивления может происходить даже остановка привода из-за запирания его газовоздушного тракта. Основную долю сопротивления выхлопного тракта газотурбинного привода составляют потери на повороты потока выхлопных газов, связанные с возникновением турбулентных потоков в прямых углах тракта, образованных стенками газоходов и плоскостью закрытых байпасных клапанов.

Технической задачей изобретения является снижение уровня газодинамического сопротивления выхлопного тракта газотурбинного привода, содержащего УТО.

Технический результат достигается тем, что в выхлопном тракте газотурбинного привода, содержащем состыкованные между собой под прямым углом газоходы и байпасные клапаны, перекрывающие проходное сечение газоходов, выполненные в виде жалюзийных заслонок с параллельными осями поворота, утилизационный теплообменник, расположенный на одном из газоходов после одного из байпасных клапанов по ходу рабочего тела, байпасные клапаны расположены в месте стыковки газоходов, а оси поворотных заслонок байпасных клапанов расположены на образующей четверти цилиндра, радиус которого равен ширине перекрываемого газохода, а его центр находится в вершине внутреннего угла места стыковки газоходов.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого выхлопного тракта при выключенном УТО.

На фиг. 2 показано сечение нескольких заслонок в увеличенном виде.

На фиг. 3 показана схема выхлопного тракта ГТУ при включенном УТО.

Выхлопной тракт газотурбинного привода состоит из выхлопной улитки привода 1, диффузора 2, газохода 3 и выхлопной трубы 4. К газоходу 3 подстыкован УТО 5 и газоход 6, выход которого открыт в газоход 3. В газоходе 3 смонтированы байпасные клапаны 8 и 9, выполненные в виде заслонок 10, имеющих возможность поворота вокруг осей 11. Оси 11 размещены по образующей четверти цилиндра радиуса R, равного ширине A газохода 3. Заслонки 10 байпасных клапанов имеют возможность поворачиваться вокруг осей 11 на угол в пределах 0 < > 90^o так, что в закрытом состоянии образуют четверть цилиндра с радиусом R. В открытом положении плоскости заслонок параллельны друг другу.

При отключении УТО устройство работает так (см.фиг. 1). Выхлопные газы газотурбинного привода поворачиваются в выхлопной улитке 1 и направляются в диффузор 2, в котором происходит снижение их скорости. При набегании потока газа на цилиндрическую поверхность закрытого байпасного клапана 8 он плавно поворачивается и направляется в газоход 3, откуда через открытый клапан 9 беспрепятственно поступает в выхлопную трубу 4.

При включенном УТО (см. фиг. 3) газовый поток из диффузора 2 через открытый байпасный клапан 8 напрямую поступает в теплообменный аппарат УТО 5, откуда по газоходу 6 через закрытый байпасный клапан 9, обеспечивающий плавный порот газа, поступает в выхлопную трубу 4.

Как показывают предварительные расчеты и продувки модельного тракта, каждый байпасный клапан предлагаемой конструкции может дать снижение сопротивления выхлопного тракта на 15 - 20% в зависимости от скорости потока выхлопных газов в месте установки байпасного клапана, что весьма существенно для обеспечения нормального режима работы газотурбинного привода.