ITFI20120047A1 - "gas turbine with primary and secondary lubricating oil cooler" - Google Patents

Description

“TURBINA A GAS CON REFRIGERATORE PRIMARIO E SECONDARIO DELL’OLIO LUBRIFICANTEâ€

DESCRIZIONE

CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente descrizione concerne turbine a gas, in particolare turbine a gas di derivazione aereonautica. Più in particolare, la presente descrizione riguarda perfezionamenti nel circuito dell’olio lubrificante e negli scambiatori di calore dell’olio lubrificante per turbine a gas.

DESCRIZIONE DELL’ARTE ANTERIORE

L’olio lubrificante à ̈ utilizzato specificamente in turbine a gas per lubrificare e raffreddare i cuscinetti che supportano gli alberi ruotanti della turbina a gas. Una turbina a gas può comprendere uno o più alberi ruotanti, a seconda del tipo di struttura e di configurazione della turbina a gas.

In alcune turbine a gas note l’olio lubrificante à ̈ usato anche per variare la geometria dei vani e delle palette statorici o rotorici della turbina a gas, ad esempio per adattare la geometria a specifiche condizioni operative. Il circuito dell’olio lubrificante in questo caso provvederà non soltanto a fornire l’olio lubrificante ai cuscinetti, ma anche ad un sistema idraulico comprendente gli attuatori idraulici per controllare la geometria della turbo-macchina.

Questo dà luogo ad un trasferimento di grandi quantità di calore all’olio lubrificante. Diviene necessario rimuovere calore dall’olio lubrificante, allo scopo di mantenere l’olio lubrificante e quindi i componenti meccanici attraverso cui l’olio lubrificante circola, a temperature accettabili.

La Fig.1 mostra schematicamente una turbina a gas con un sistema di circolazione dell’olio lubrificante. La turbina a gas à ̈ indicata con il numero di riferimento 1 nel suo complesso. Nella forma di realizzazione illustrata in Fig.1, la turbina a gas comprende un compressore 3, una turbina di alta pressione 5, una turbina di potenza 7, denominata anche turbina di bassa pressione, e un combustore 9. La turbina a gas à ̈ alloggiata in un alloggiamento di turbina, non mostrato nello schema di Fig. 1. Il rotore del compressore 3 e il rotore della turbina di alta pressione 5 sono torsionalmente collegati ad un albero comune 11. L’albero comune 11 à ̈ supportato da cuscinetti 13 e 15 nella cassa della macchina. Il compressore 3 e la turbina di alta pressione 5 ruotano alla stessa velocità di rotazione. Il rotore della turbina di potenza à ̈ torsionalmente collegato ad un albero ruotante 17, che à ̈ supportato da cuscinetti 19 e 21 nella cassa della macchina.

L’aria compressa dal compressore 3 entra nel combustore 9, dove l’aria compressa à ̈ miscelata con un combustibile gassoso o liquido. Il combustibile à ̈ fatto bruciare e vengono prodotti gas di combustione ad alta pressione e alta temperatura. I gas di combustione vengono espansi nella turbina di alta pressione 5 per generare potenza per azionare il compressore 3 attraverso l’albero 11. I gas di combustione parzialmente espansi vengono poi ulteriormente espansi nella turbina di potenza 7. La potenza generata dall’ulteriore espansione nella turbina di potenza à ̈ usata per azionare un carico, ad esempio un compressore o un treno di compressori, un generatore elettrico o simili. Nella rappresentazione schematica della Fig.1 il carico à ̈ indicato genericamente con 23.

L’olio lubrificante circola attraverso i cuscinetti 13, 15, 19 e 21 per lubrificare i cuscinetti e rimuovere da essi il calore. Un circuito di olio lubrificante 23 à ̈ previsto a tale scopo. Il circuito di olio lubrificante comprende un serbatoio di olio lubrificante 25, da cui l’olio lubrificante à ̈ aspirato attraverso una pompa dell’olio lubrificante 27, che alimenta l’olio lubrificante attraverso un condotto di olio lubrificante 29. L’olio lubrificante à ̈ poi distribuito ai cuscinetti della turbina a gas 1. L’olio lubrificante dai cuscinetti 13, 15, 19 e 21 à ̈ raccolto in un condotto collettore 31 ed à ̈ restituito al serbatoio di olio lubrificante 25 attraverso una pompa di evacuazione 33 a valle della quale à ̈ disposta una valvola di non ritorno 35. La pompa di evacuazione 33 mantiene i cuscinetti 13, 15, 19 e 21 in una leggera depressione per evitare che l’olio lubrificante fuoriesca dai cuscinetti e allaghi la turbina a gas 1. Fra la pompa di evacuazione 33 e il serbatoio dell’olio lubrificante 25 à ̈ previsto un refrigeratore primario dell’olio lubrificante 37, attraverso cui l’olio lubrificante fluisce e il calore à ̈ rimosso da esso prima di ritornare nel serbatoio dell’olio lubrificante 25. Il refrigeratore primario dell’olio lubrificante 37 può comprendere uno scambiatore di calore olio/aria. Il riferimento 39 indica schematicamente una soffiante che genera un flusso d’aria, per rimuovere calore dall’olio lubrificante che fluisce attraverso il refrigeratore primario dell’olio lubrificante 37. Il refrigeratore primario dell’olio lubrificante 37 può anche essere uno scambiatore di calore olio/acqua, anziché uno scambiatore di calore olio/aria.

In alcune forme di realizzazione, note agli esperti del ramo, la turbina a gas comprende un sistema idraulico a geometria variabile 40. Questo sistema usa l’olio lubrificante circolante nel circuito di olio lubrificante 23 per azionare il movimento di palette mobili della turbina a gas 1, allo scopo di adattare la geometria della turbina a gas alle condizioni operative. Una pompa di olio lubrificante 41 ad alta pressione à ̈ prevista per incrementare la pressione dell’olio lubrificante e alimentare l’olio lubrificante pressurizzato agli attuatori del sistema idraulico a geometria variabile 40. L’olio lubrificante che ritorna dal sistema idraulico a geometria variabile 40 nel condotto dell’olio lubrificante 29 à ̈ stato riscaldato e la sua temperatura à ̈ stata aumentata. In alcune situazioni diviene necessario un refrigeratore secondario dell’olio lubrificante 43 per rimuovere il calore in eccesso trasferito all’olio lubrificante quando esso circola nel sistema idraulico a geometria variabile 40. Questo refrigeratore secondario dell’olio lubrificante 43 può essere ad esempio uno scambiatore di calore olio/aria o olio/acqua.

Quando la turbina a gas 1 viene fermata, la pompa di evacuazione 33 si arresta e il flusso dell’olio lubrificante dal condotto collettore 31 verso il serbatoio dell’olio lubrificante 25 viene impedito. Questo provoca l’allagamento dei cuscinetti della turbo-macchina.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

Secondo alcune forme di realizzazione, il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante à ̈ disposto all’interno dell’alloggiamento della turbina. Vantaggiosamente il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante à ̈ disposto entro l’alloggiamento della turbina in modo tale che una porzione dell’aria di raffreddamento che circola nell’alloggiamento della turbina e assicura il raffreddamento della cassa della turbina a gas fluisce attraverso il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante e rimuove da esso calore. Il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante à ̈ disposto in una posizione tale che l’allagamento della turbina à ̈ evitato in caso di arresto. Questo à ̈ ottenuto ad esempio disponendo il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante in una posizione al di sotto dell’asse di rotazione della turbina a gas, cioà ̈ al di sotto dell’albero della turbina a gas. In questo contesto se la turbina a gas presenta più di un albero, ad esempio due o più alberi coassiali posti uno entro l’altro, come comunemente previsto in turbine a gas di derivazione aereonautica ad albero doppio o albero multiplo, la definizione “al di sotto dell’albero della turbina a gas†deve essere intesa come indicativa di una localizzazione o posizione al di sotto della combinazione di uno o più alberi della turbina a gas. Più specificamente, al di sotto dell’albero della turbina a gas significa in una posizione più bassa rispetto al o agli alberi e i rispettivi cuscinetti.

In alcune forme di realizzazione viene prevista una turbina a gas comprendente un alloggiamento della turbina, in cui sono disposti almeno un compressore, una turbina di alta pressione e una turbina di potenza. La turbina a gas può comprendere inoltre un sistema di ventilazione per raffreddare l’interno di detto alloggiamento della turbina. Può essere inoltre previsto un circuito di olio lubrificante, che può comprendere almeno: una pompa di olio lubrificante, un serbatoio di olio lubrificante, un refrigeratore primario dell’olio lubrificante. In aggiunta al refrigeratore primario dell’olio lubrificante, il circuito di olio lubrificante comprende inoltre un refrigeratore secondario dell’olio lubrificante. Vantaggiosamente il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante à ̈ disposto nell’alloggiamento della turbina, in una posizione al di sotto dell’albero ruotante o degli alberi ruotanti di detta turbina a gas. Il sistema di ventilazione à ̈ disposto e realizzato in modo tale che almeno una parte di un flusso di aria refrigerante dell’alloggiamento entri in contatto con detto refrigeratore secondario dell’olio lubrificante per rimuovere calore dall’olio lubrificante che circola in detto refrigeratore secondario dell’olio lubrificante.

In alcune forme di realizzazione il circuito dell’olio lubrificante comprende una pompa di evacuazione disposta fra una coppa dell’olio lubrificante della turbina a gas o una qualunque altra disposizione di raccolta per raccogliere l’olio lubrificante, e detto refrigeratore primario dell’olio lubrificante. Fra la pompa di evacuazione e il refrigeratore primario dell’olio lubrificante possono essere previsti componenti addizionali. Ad esempio una valvola di non ritorno o valvola di ritegno può essere disposta fra la pompa di evacuazione e il refrigeratore primario dell’olio lubrificante. In alcune forme di realizzazione il refrigeratore primario dell’olio lubrificante à ̈ disposto a monte del serbatoio dell’olio lubrificante. Tuttavia, in altre forme di realizzazione il refrigeratore primario dell’olio lubrificante può essere posizionato a valle del serbatoio dell’olio lubrificante. In una tale disposizione, il serbatoio dell’olio lubrificante verrà disposto fra la pompa di evacuazione e il refrigeratore primario dell’olio lubrificante.

In alcune forme di realizzazione può essere previsto un plenum di ingresso dell’aria di combustione in comunicazione di fluido con il compressore o i compressori della turbina a gas. Il plenum di ingresso dell’aria di combustione à ̈ vantaggiosamente disposto nell’alloggiamento della turbina, fra un compartimento principale dell’alloggiamento, in cui à ̈ disposta la turbina a gas, e un compartimento di ingresso dell’aria di raffreddamento. Passaggi laterali di flusso di aria possono essere formati tra le pareti laterali dell’alloggiamento della turbina e il plenum di ingresso dell’aria di combustione. In alcune forme di realizzazione almeno un passaggio inferiore del flusso di aria à ̈ formato fra il plenum di ingresso dell’aria di combustione e una parete di fondo di detto alloggiamento della turbina. In aggiunta, in alcune forme di realizzazione il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante à ̈ disposto attraverso una canalizzazione del flusso di aria, in comunicazione di fluido con il passaggio di flusso di aria inferiore estendentesi al di sotto del plenum di ingresso dell’aria di combustione.

In alcune forme di realizzazione, il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante à ̈ disposto al di sotto di un pannello di fondo pervio all’aria di un compartimento di ingresso dell’aria di raffreddamento.

Il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante presenta una uscita dell’olio lubrificante che à ̈, direttamente o indirettamente in collegamento di fluido con i cuscinetti della turbina a gas.

In alcune forme di realizzazione esemplificative la turbina a gas comprende un sistema idraulico a geometria variabile formante parte del circuito dell’olio lubrificante.

Secondo un ulteriore aspetto, la presente descrizione concerne anche un metodo di funzionamento di una turbina a gas comprendente le fasi di:

prevedere un alloggiamento di turbina e una turbina a gas disposta in detto alloggiamento di turbina;

generare un flusso di aria di refrigerazione dell’alloggiamento;

separare una porzione di detto flusso di aria di raffreddamento dell’alloggiamento e circolare detta porzione di flusso di aria di raffreddamento dell’alloggiamento attraverso un refrigeratore secondario dell’olio lubrificante, disposto nell’alloggiamento della turbina, rimuovendo così calore dall’olio lubrificante che circola in detto refrigeratore secondario dell’olio lubrificante;

circolare detto flusso di aria di refrigerazione dell’alloggiamento attraverso detto alloggiamento della turbina per rimuovere calore dalla cassa della turbina a gas.

In aggiunta al refrigeratore secondario dell’olio lubrificante, anche il collegamento di flusso fra il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante e i cuscinetti della turbina a gas sono preferibilmente disposti entro l’alloggiamento della turbina, rendendo la configurazione più compatta e più affidabile prevenendo dispersioni di olio lubrificante dal circuito di olio lubrificante nell’ambiente.

La disposizione del refrigeratore secondario dell’olio lubrificante al di sotto della posizione dell’asse della turbina a gas previene l’allagamento della macchina in caso di arresto e fermo della pompa di evacuazione. La pompa di evacuazione ostruirà il flusso di olio lubrificante verso il serbatoio di olio lubrificante. Tuttavia, poiché il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante à ̈ in una posizione più bassa rispetto ai cuscinetti, che sono disposti attorno all’asse della turbina a gas, l’olio lubrificante contenuto nel refrigeratore secondario dell’olio lubrificante non allagherà i cuscinetti e la turbo-macchina.

La suddetta descrizione sintetica precisa alcune caratteristiche delle varie forme realizzative della presente invenzione, per una migliore comprensione della descrizione dettagliata che segue e per meglio valutare il suo contributo allo stato dell'arte. Naturalmente vi sono altre caratteristiche dell'invenzione che saranno descritte nel seguito e precisate nelle rivendicazioni allegate. A questo riguardo, prima di spiegare in dettaglio le varie forme realizzative dell'invenzione, resta inteso che le varie forme realizzative dell'invenzione non sono limitate nella loro applicazione ai dettagli costruttivi e alla disposizione dei componenti precisati nella descrizione che segue o illustrati nei disegni. L'invenzione à ̈ suscettibile di ulteriori forme realizzative e può essere messa in pratica e realizzata in vari modi. Inoltre resta inteso che la fraseologia e la terminologia qui utilizzati sono a fini descrittivi e non vanno considerati come limitativi.

Inoltre, gli esperti nell'arte comprenderanno che il concetto sul quale si basa la presente divulgazione possono facilmente essere utilizzati come base per la progettazione di altre strutture, metodi e/o sistemi per realizzare i vari scopi della presente invenzione. Pertanto à ̈ importante considerare le rivendicazioni come comprensive di siffatte realizzazioni equivalenti nella misura in cui esse non si differenzino dallo spirito e dallo scopo della presente invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Un apprezzamento più completo delle forme realizzative dell'invenzione che vengono qui descritte e di molti dei concomitanti vantaggi ad essa relativi, sarà ot tenuto mentre questa verrà meglio compresa con riferimento alla seguente descrizione dettagliata considerata in combinazione ai disegni allegati, in cui:

La Figg. 1 illustra schematicamente una turbina a gas e un circuito di olio lubrificante secondo lo stato della tecnica; la

Fig. 2 illustra una vista laterale di un alloggiamento di una turbina a gas; la Fig. 3 illustra un diagramma schematico di una turbina a gas che incorpora l’oggetto qui descritto; la

Fig. 4 illustra una vista prospettica in parziale sezione di un alloggiamento di una turbina a gas e relative turbo-macchine alloggiate in esso; e la

Fig. 5 illustra uno schema del circuito idraulico dell’olio lubrificante secondo la presente descrizione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI FORME DI ATTUAZIONE DELL’INVENZIONE La seguente descrizione dettagliata delle realizzazioni esemplificative fa riferimento ai disegni di accompagnamento. Numeri di riferimento uguali, ricorrenti in disegni diversi, rappresentano elementi identici o simili. Inoltre, disegni non sono necessariamente in scala. Inoltre, la seguente descrizione dettagliata non limita l’invenzione. Al contrario, l'ambito dell’invenzione à ̈ definito dalle rivendicazioni incluse.

In tutta la descrizione, il riferimento a “una forma realizzativa†o "alcune forme realizzative" stanno a indicare che una particolare caratteristica, struttura o proprietà descritta in relazione a una forma realizzativa à ̈ inclusa in almeno una forma realizzativa dell’oggetto descritto. Pertanto il ricorso all'espressione "in una forma realizzativa" o "alcune forme realizzative" in vari punti della descrizione non farà necessariamente riferimento alla stessa forma realizzativa o alle stesse forme realizzative. Inoltre, le particolari caratteristiche, strutture o proprietà possono essere combinate in qualsiasi modo adatto in una o più forme di realizzazione.

Nei disegni allegati la configurazione dell’alloggiamento della turbina a gas à ̈ indicata con 100 nel suo complesso. La disposizione comprende un alloggiamento 101 della turbina a gas, di seguito denominato anche semplicemente alloggiamento o alloggiamento di turbina, in cui à ̈ alloggiata una turbina a gas 103. In alcune forme di realizzazione la turbina a gas 103 può essere una turbina a gas di derivazione aereonautica a doppio albero, quale ad esempio una turbina a gas di derivazione aereonautica LM6000, commercialmente disponibile da GE Aviation, Evendale, Ohio, USA. Altre turbine a gas di derivazione aereonautica possono essere usate.

La struttura della turbina a gas 103 à ̈ illustrata schematicamente in Fig. 3. La turbina a gas 103 comprende un compressore di bassa pressione 105, un compressore di alta pressione 107, una turbina di alta pressione 109 e una turbina di potenza, cioà ̈ una turbina di bassa pressione 111. Aria ambiente à ̈ compressa ad un primo valore di pressione dal compressore di bassa pressione 105 e ulteriormente compressa dal compressore di alta pressione 107. L’aria compressa à ̈ miscelata con combustibile e la miscela aria-combustibile viene bruciata in un combustore 113 per generare gas di combustione ad alta pressione ed alta temperatura, che sono fatti espandere sequenzialmente nella turbina di alta pressione 109 e nella turbina di potenza 111. Un primo albero 115 supporta il rotore del compressore di alta pressione 107 e il rotore della turbina di alta pressione 109. Un secondo albero 117 si estende coassialmente al primo albero 115. Il secondo albero 117 collega meccanicamente il rotore del compressore di bassa pressione 105 e il rotore della turbina di potenza 111.

121 e 123 rappresentano l’estremità fredda e l’estremità calda della turbina a gas 103, rispettivamente. Un carico può essere collegato all’estremità fredda 121 o all’estremità calda 123 o a entrambe. Nella forma di realizzazione esemplificativa della Fig.2, un carico 125 à ̈ collegato all’estremità calda della turbina a gas 103.

La turbina a gas 103 à ̈ alloggiata nell’alloggiamento 101 come mostrato in Fig. 4. L’alloggiamento 101 può comprendere una parete superiore 131, una parete inferiore 133, pareti laterali 135 e pareti terminali 137.

In alcune forme di realizzazione l’alloggiamento 101 della turbina comprende un primo compartimento 139 e un secondo compartimento 143, in cui à ̈ alloggiata la turbina a gas vera e propria 103. Il secondo compartimento 143 à ̈ provvisto di una apertura di scarico dell’aria 143A da cui l’aria di raffreddamento esce dall’alloggiamento 101 della turbina.

Nel primo compartimento 139 à ̈ disposto un plenum di ingresso di aria di combustione 145. Il plenum di ingresso dell’aria di combustione 145 comprende una apertura di ingresso 145A in comunicazione di fluido con una linea di ingresso dell’aria 147 (Fig. 2). Aria viene aspirata attraverso la linea di ingresso dell’aria 147 dall’effetto di aspirazione del compressore di bassa pressione 105 e del compressore di alta pressione 107 disposti in serie.

Il primo compartimento 139 forma parte di un sistema di ventilazione per la circolazione di aria di raffreddamento nel secondo compartimento 143 dove à ̈ alloggiata la turbina a gas 103. Il primo compartimento 139 à ̈ in comunicazione di fluido con una linea di ingresso dell’aria di refrigerazione 149, in cui può essere disposto un ventilatore 151. Aria entrante nella linea di ingresso dell’aria di raffreddamento 149 circola attraverso il primo compartimento 139 ed entra nel secondo compartimento 143 uscendo parzialmente lungo passaggi di flusso di aria laterali rappresentati da frecce fL e formati tra le pareti laterali 135 dell’alloggiamento 101 della turbina e il plenum di ingresso dell’aria di combustione 145. Una frazione o porzione dell’aria entrante nella linea di ingresso dell’aria di raffreddamento 149 fluisce attraverso un pannello di fondo 161 previsto in una canalizzazione del flusso di aria disposto nella parte inferiore del primo compartimento 139. Il pannello di fondo 161 à ̈ disposto in una posizione al di sotto della posizione dell’asse di rotazione A-A della turbina a gas 103, e quindi in una posizione al di sotto degli alberi 115 e 117 della turbina a gas 103 e dei relativi cuscinetti.

In alcune forme di realizzazione il pannello di fondo 161 può essere formato con una griglia, o come un pannello pieno provvisto di aperture o simili. Aria di raffreddamento viene fatta fluire attraverso il pannello di fondo 161 e attraverso un refrigeratore secondario di olio lubrificante 163 disposto al di sotto del pannello di fondo 161 attraverso una canalizzazione di flusso di aria 164 che stabilisce una comunicazione di flusso fra il primo compartimento 139 e un passaggio inferiore 165 del flusso di aria estendentesi almeno parzialmente al di sotto del secondo compartimento 143. L’aria di raffreddamento che fluisce attraverso il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante 163 rimuove calore dall’olio lubrificante che circola nel refrigeratore secondario dell’olio lubrificante e inoltre fluisce attraverso il passaggio di flusso di aria inferiore 165 (vedasi frecce f165) verso e dentro il secondo compartimento 143 dell’alloggiamento 101 della turbina, in cui à ̈ disposta la turbina a gas 103. In alcune forme di realizzazione il passaggio inferiore 165 di flusso di aria à ̈ provvisto, al di sotto della porzione centrale del secondo compartimento 143, con un pannello superiore 167 provvisto di aperture, attraverso cui il flusso di aria di raffreddamento può fuoriuscire dal passaggio inferiore 165 di flusso di aria e entrare nel secondo compartimento 143.

Il refrigeratore secondario di olio lubrificante 163 forma parte di un circuito di olio lubrificante, che à ̈ rappresentato schematicamente in Fig.5. In questa figura il circuito dell’olio lubrificante à ̈ contrassegnato complessivamente con 171. Il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante à ̈ ancora indicato con 163.

Nella forma di realizzazione illustrata in Fig.5 il circuito dell’olio lubrificante 171 comprende inoltre un serbatoio di olio lubrificante 173, da cui l’olio lubrificante viene estratto attraverso una tubazione 175 per mezzo di una pompa di olio lubrificante 177. L’olio lubrificante pompato dalla pompa dell’olio lubrificante 177 à ̈ inviato attraverso una tubazione 179 ad un sistema idraulico a geometria variabile complessivamente indicato con 181. Come à ̈ noto agli esperti del ramo, almeno una frazione dell’olio lubrificante che circola nella tubazione 179 può essere pompata nel sistema idraulico a geometria variabile 181 e fatta rientrare nel circuito principale dell’olio lubrificante attraverso una tubazione 183. Quest’ultima à ̈ in comunicazione di fluido con il refrigeratore secondario dell’olio lubrificante 163. L’olio lubrificante raffreddato che esce dal refrigeratore secondario dell’olio lubrificante 163 à ̈ alimentato ai componenti della turbina a gas che richiedono lubrificazione e/o refrigerazione, quali i cuscinetti degli alberi 115, 117. Questi elementi non sono mostrati in dettaglio nel diagramma della Fig.5, ma sono disposti nell’aria rappresentata dalla linea tratteggiata DL in Fig. 5. Un filtro di alimentazione 185 può essere disposto a valle del refrigeratore secondario dell’olio lubrificante 163, come mostrato nel circuito idraulico schematico della Fig.5.

L’olio lubrificante che esce dai cuscinetti à ̈ raccolto, ad esempio attraverso la coppa da una pompa di evacuazione 187, che alimenta l’olio lubrificante raccolto attraverso un refrigeratore primario dell’olio lubrificante 189. Una tubazione di olio lubrificante 190 collega la pompa di evacuazione 187 al refrigeratore primario dell’olio lubrificante 189. In alcune forme di realizzazione un filtro di evacuazione 191 può essere previsto lungo la conduttura dell’olio lubrificante, ad esempio tra il lato di uscita del refrigeratore primario dell’olio lubrificante 189 e il serbatoio dell’olio lubrificante 173, in cui à ̈ raccolto l’olio lubrificante.

La disposizione dei vari componenti del circuito di olio lubrificante può essere differente da quello mostrato nei disegni. Ad esempio il refrigeratore primario dell’olio lubrificante 189 può essere disposto lungo la tubazione 175, cioà ̈ a valle del serbatoio dell’olio lubrificante 173.

Nel diagramma della Fig.5 à ̈ indicata la temperatura dell’olio lubrificante in vari punti lungo il circuito 171. T1 indica la temperatura dell’olio lubrificante nel serbatoio dell’olio lubrificante 173. L’olio lubrificante si trova sostanzialmente alla stessa temperatura T1 all’ingresso del sistema idraulico a geometria variabile 181. Dopo essere fluito attraverso il sistema idraulico a geometria variabile 181, la temperatura dell’olio lubrificante à ̈ salita da T1 a T2, in cui

T2 = T1+ΔT1°C.

La temperatura T2 à ̈ usualmente superiore alla temperatura ammissibile nei cuscinetti della turbina a gas e quindi calore viene rimosso dall’olio lubrificante nel refrigeratore secondario dell’olio lubrificante 163. T3 à ̈ la temperatura sul lato di uscita del refrigeratore secondario dell’olio lubrificante 163 in cui

T3 = T2- ΔT2°C

L’olio lubrificante entra nei cuscinetti della turbina a gas 103 alla temperatura T3 e, a seguito della rimozione di calore durante la circolazione nei cuscinetti, l’olio lubrificante che esce dalla turbina a gas 103 ha una temperatura T4 che à ̈ usualmente circa 60 °C superiore a T3, cioà ̈

T4 = T3+ΔT3°C = T3+60 °C

Fluendo attraverso il refrigeratore primario dell’olio lubrificante 189, l’olio lubrificante viene raffreddato dalla temperatura T4 alla temperatura T1, ad esempio

T1 = T4 – 60 °C

nella rappresentazione schematica della Fig. 3 à ̈ mostrata una tubazione 184 di distribuzione dell’olio lubrificante, dalla quale l’olio lubrificante à ̈ alimentato ai cuscinetti della turbina a gas 103. Questi cuscinetti sono schematicamente rappresentati in 192, 194, 196. L’olio lubrificante che esce dai cuscinetti 192, 194, 196 à ̈ raccolto da tubazioni 190A, 190B, 190C e da qui in una tubazione di collettore o in una coppa 190D della turbina, per essere alimentato alla pompa di evacuazione 187.

Mentre le realizzazioni illustrate dell’oggetto qui descritto sono state mostrate nei dettagli e descritte in dettaglio e nei particolari in ciò che precede, con riferimento a diverse forme di attuazione esemplificative, sarà chiaro agli esperti del ramo che molte modifiche, varianti e omissioni sono possibili senza allontanarsi materialmente dagli insegnamenti innovativi, dai principi e dai concetti qui illustrati e dai vantaggi dell’oggetto definito nelle rivendicazioni accluse. Pertanto, il corretto ambito di protezione delle innovazioni descritte deve essere determinato sulla solo in base alla più ampia interpretazione delle rivendicazioni accluse così da ricomprendere tutte queste modifiche, varianti ed omissioni. Inoltre, l’ordine o la sequenza di qualunque fase di un metodo o procedimento può essere variato o riordinato secondo forme di realizzazione alternative.

Claims (8)

1. “TURBINA A GAS CON REFRIGERATORE PRIMARIO E SECONDARIO DELL’OLIO LUBRIFICANTE†Rivendicazioni 1. Una turbina a gas comprendente: un alloggiamento della turbina; una turbina a gas disposta nell’alloggiamento della turbina; un sistema di ventilazione per refrigerare l’interno dell’alloggiamento della turbina; un circuito di olio lubrificante, comprendente almeno: una pompa di olio lubrificante, un serbatoio di olio lubrificante, un refrigeratore primario dell’olio lubrificante, un refrigeratore secondario dell’olio lubrificante disposto in detto alloggiamento della turbina, in una posizione al di sotto di un albero ruotante di detta turbina a gas; in cui detto sistema di ventilazione à ̈ disposto e realizzato così che almeno una parte di un flusso di aria di raffreddamento circolante in detto alloggiamento della turbina entra in contatto con detto refrigeratore secondario dell’olio lubrificante per rimuovere calore dall’olio lubrificante che circola al suo interno.
2. 2. Turbina a gas come da rivendicazione 1, in cui detto circuito dell’olio lubrificante comprende una pompa di evacuazione disposta a monte di detto refrigeratore primario dell’olio lubrificante.
3. 3. Turbina a gas come da rivendicazione 2, in cui detta pompa di evacuazione disposta fra il refrigeratore primario dell’olio lubrificante e cuscinetti di detta turbina a gas, detto refrigeratore secondario dell’olio lubrificante essendo disposto in una posizione più bassa rispetto ai detti cuscinetti.
4. 4. Turbina a gas come da rivendicazione 1 o 2 o 3, comprendente un plenum di ingresso dell’aria di combustione in comunicazione di fluido con detto compressore; in cui passaggi di flusso di aria laterali sono formati tra pareti laterali di detto alloggiamento della turbina e detto plenum di ingresso dell’aria di combustione, e almeno un passaggio inferiore di flusso di aria si sviluppa fra detto plenum di ingresso dell’aria di combustione e una parete di fondo di detto alloggiamento della turbina; ed in cui detto refrigeratore secondario dell’olio lu brificante à ̈ disposto attraverso una canalizzazione del flusso di aria, in comunicazione di fluido con detto passaggio inferiore di flusso di aria.
5. 5. Turbina a gas come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto refrigeratore secondario dell’olio lubrificante à ̈ disposto al di sotto di un pannello inferiore pervio all’aria di un compartimento di ingresso di aria di raffreddamento.
6. 6. Turbina a gas come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto refrigeratore secondario dell’olio lubrificante ha un’uscita di olio lubrificante in comunicazione di fluido con cuscinetti di detta turbina a gas.
7. 7. Turbina a gas come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto circuito dell’olio lubrificante comprende un sistema idraulico a geometria variabile.
8. 8. Un metodo per operare una turbina a gas provvista di un alloggiamento di turbina avente un sistema di ventilazione per refrigerare l’interno di detto alloggiamento della turbina, detta turbina a gas comprendendo un circuito di olio lubrificante, comprendente almeno un refrigeratore primario dell’olio lubrificante e un refrigeratore secondario dell’olio lubrificante, in cui detto refrigeratore secondario dell’olio lubrificante à ̈ disposto in detto alloggiamento della turbina, in una posizione inferiore rispetto ad un albero ruotante di detta turbina a gas; detto metodo comprendendo le fasi di: generare un flusso di aria di raffreddamento dell’alloggiamento; circolare almeno una porzione di detto flusso di aria di raffreddamento dell’alloggiamento attraverso detto refrigeratore secondario dell’olio lubrificante, rimuovendo calore dall’olio lubrificante che circola in detto refrigeratore secondario dell’olio lubrificante; circolare detto flusso di aria di raffreddamento dell’alloggiamento attraverso detto alloggiamento della turbina.