RU149418U1

RU149418U1 - HEAT AND SOUND INSULATING GAS-TURBINE INSTALLATION

Info

Publication number: RU149418U1
Application number: RU2014135367/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Валерьевич Пешин; Андрей Александрович Пискунов; Анатолий Викторович Фоминых; Евгений Анатольевич Чепкасов; Анатолий Николаевич Шевнин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью ГРУППА КОМПАНИЙ "ПРОМТЕХ"
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2015-01-10

Abstract

Кожух теплозвукоизолирующий газотурбинной установки, содержащий: силовой каркас; крышу, содержащую теплозвукоизолирующие панели; стенки, содержащие теплозвукоизолирующие панели и двери, отличающийся тем, что силовой каркас выполнен содержащим вертикальные балки, установленные непосредственно на раму газотурбинной установки по ее периметру, поддерживающие крышу кожуха, стенки кожуха крепятся снизу непосредственно к раме газотурбинной установки, а сверху - к крыше кожуха, теплозвукоизолирующие панели и двери кожуха выполнены в виде модульных унифицированных деталей, их соединение между собой в кожухе и с рамой газотурбинной установки выполнено разъемным, с этой целью теплозвукоизолирующие панели и двери содержат: наружный корпус коробчатого типа; перфорированный кожух теплозвукоизолирующего материала коробчатого типа, выполненный с шириной и высотой меньшей, чем ширина и высота наружного корпуса, и служащий также задней стенкой панели или двери; кожух теплозвукоизолирующего материала прикреплен внутри наружного корпуса таким образом, что между боковыми стенками наружного корпуса и боковыми стенками кожуха теплозвукоизолирующего материала имеется зазор, а в боковых стенках наружного корпуса панелей выполнены отверстия под разъемные соединения, при этом отверстия выполнены продолговатыми с целью регулировки разъемных соединений, а упомянутый зазор выполнен с размером, достаточным для осуществления разъемного соединения.A heat and sound insulating casing for a gas turbine installation, comprising: a power frame; a roof containing heat and sound insulating panels; walls containing heat and sound insulating panels and doors, characterized in that the power frame is made up of vertical beams installed directly on the frame of the gas turbine installation along its perimeter, supporting the casing roof, casing walls are attached directly below to the gas turbine installation frame, and above to the casing roof, heat and sound insulating panels and doors of the casing are made in the form of modular unified parts, their connection between themselves in the casing and with the frame of the gas turbine installation is detachable, with this teplozvukoizoliruyuschie fir panels and doors comprise: an outer box-type casing; a perforated casing of heat-insulating material of the box type, made with a width and height less than the width and height of the outer case, and also serving as the back wall of the panel or door; the casing of the heat and sound insulating material is attached inside the outer casing in such a way that there is a gap between the side walls of the outer casing and the side walls of the casing of the heat and sound insulating material and the holes for the detachable joints are made in the side walls of the outer casing, and the holes are oblong to adjust the detachable joints, and said gap is made with a size sufficient to make a detachable connection.

Description

Полезная модель относится к кожухам теплозвукоизолирующим, в частности, к кожухам теплозвукоизолирующим газотурбинных установок, и может использоваться для теплоизоляции и защиты от шума газотурбинных установок газоперекачивающих агрегатов и электростанций.The invention relates to heat and sound insulating housings, in particular to heat and sound insulating housings of gas turbine units, and can be used for thermal insulation and noise protection of gas turbine units of gas pumping units and power plants.

Известны кожухи теплозвукоизолирующие газотурбинных установок, изготавливаемые отечественными производителями, к примеру, кожух теплозвукоизолирующий газотурбинной электростанции ГТЭС «Урал-4000» ЗАО «Металлист - Пермские моторы» (http://www.metallist-pm.ru/news/1569/). Их недостатком является то, что они представляют собой неразборные сварные конструкции, доступ к оборудованию ограничен. Для проведения ремонтных работ на газотурбинной установке кожухи демонтируются в сборе, что требует применения грузоподъемных механизмов и значительного дополнительного места на производственной площадке под размещение кожуха на период ремонта. При модернизации газотурбинной установки, ведущих, к примеру, к увеличению ее габаритов, такой кожух уже не может быть применен, и придется изготавливать новый.Known casings are heat and sound insulating gas turbine units manufactured by domestic manufacturers, for example, a casing heat and sound insulating gas turbine power plant GTES "Ural-4000" CJSC "Metalist - Perm Motors" (http://www.metallist-pm.ru/news/1569/). Their disadvantage is that they are non-separable welded structures, access to equipment is limited. To carry out repair work on a gas turbine installation, the housings are dismantled, which requires the use of hoisting mechanisms and significant additional space on the production site for the placement of the housing for the repair period. When modernizing a gas turbine installation, leading, for example, to increasing its size, such a casing can no longer be applied, and a new one will have to be made.

Известен звукопоглощающий кожух газотурбинной установки по патенту на изобретение RU №2241843 (опубл. 10.12.2004). Кожух представляет собой каркасно-панельную конструкцию ангарного типа, состоящую из кожуха двигателя и кожуха улитки. Кожух содержит наружный корпус и внутреннюю панель, между которыми размещен звукопоглощающий материал. На внутренней стенке корпуса равномерно по ее поверхности размещены многочисленные продольные и поперечные ребра коробчатого профиля, образующие прямоугольные ячейки, на ребрах закреплена обечайка с многочисленными продольными и поперечными перегородками, при этом звукопоглощающий материал размещен между обечайкой и перфорированной панелью в ячейках, образованных перегородками. Недостатком такой конструкции является то, что она представляет собой сборную конструкцию из укрупненных элементов, соединения в которых выполнены при помощи сварки. При модернизации газотурбинной установки, ведущих к примеру к увеличению ее габаритов, модернизация такого кожуха требует значительных затрат, так как требует замены укрупненных элементов. Кроме того, из-за того что наружный корпус кожуха имеет многочисленные продольные и поперечные коробчатые ребра, внутренние обечайки с многочисленными перегородками, несущий каркас кожуха содержит вертикальные и горизонтальные балки, он имеет большую материалоемкость. Кожух имеет двери для доступа к оборудованию установки. Однако этого доступа недостаточно, для демонтажа двигателя газотурбинной установки для его замены или ремонта его выкатка производится через камеру всаса, пристыкованную к торцу кожуха. При выкатке двигателя через камеру всаса в ней могут остаться посторонние предметы, грязь и после закатки двигателя на место возможно попадание посторонних предметов из камеры всаса в проточную часть газотурбинной установки, что может привести к выходу ее из строя при работе.Known sound-absorbing casing of a gas turbine installation according to the patent for invention RU No. 2241843 (publ. 10.12.2004). The casing is a frame-panel construction of a hangar type, consisting of an engine casing and a snail casing. The casing comprises an outer casing and an inner panel, between which sound-absorbing material is placed. Numerous longitudinal and transverse ribs of a box-shaped profile, forming rectangular cells, are placed uniformly on the inner wall of the housing on its surface, a shell with numerous longitudinal and transverse partitions is fixed on the ribs, while sound-absorbing material is placed between the shell and the perforated panel in the cells formed by the partitions. The disadvantage of this design is that it is a prefabricated structure of enlarged elements, the connections in which are made by welding. When modernizing a gas turbine installation, leading, for example, to increasing its size, the modernization of such a casing requires significant costs, since it requires the replacement of enlarged elements. In addition, due to the fact that the outer casing of the casing has numerous longitudinal and transverse box-shaped ribs, the inner shells with numerous partitions, the supporting frame of the casing contains vertical and horizontal beams, it has a large material consumption. The casing has doors for access to the installation equipment. However, this access is not enough, for the dismantling of the engine of the gas turbine installation for its replacement or repair, it is rolled out through the suction chamber, docked to the end of the casing. When the engine is rolled out through the suction chamber, foreign objects, dirt can remain in it and after the engine is rolled into place, foreign objects from the suction chamber may enter the flow part of the gas turbine unit, which may lead to its failure during operation.

Известен также звукопоглощающий кожух газотурбинной установки по патенту на изобретение RU №2296235 (опубл. 27.03.2007). Он содержит общие с известным кожухом по патенту на изобретение RU №2241843 признаки и недостатки указанные выше. Его отличие от приведенного выше аналога по патенту на изобретение RU №2241843 в том, что верхнее перекрытие корпуса выполнено съемным, и выемка двигателя из кожуха обеспечивается сверху. К недостатком такого кожуха так же можно отнести то, что выемка двигателя из кожуха сверху не всегда возможна из-за особенностей компоновки газотурбинных установок, нередко к крыше кожуха двигателя газотурбинной установки присоединяют выхлоп двигателя и воздухозаборное устройство. Это техническое решение выбрано за ближайший аналог заявляемой полезной модели.Also known is a sound-absorbing casing of a gas turbine installation according to the invention patent RU No. 2296235 (publ. March 27, 2007). It contains common with the well-known casing according to the patent for invention RU No. 2221843 the signs and disadvantages indicated above. Its difference from the above analogue of the patent for invention RU No. 2241843 is that the upper housing overlap is removable, and the engine is removed from the housing from above. The disadvantage of such a casing can also be attributed to the fact that the extraction of the engine from the casing from above is not always possible due to the peculiarities of the layout of gas turbine units, often the engine exhaust and the air intake device are connected to the roof of the engine casing of the gas turbine unit. This technical solution is selected for the closest analogue of the claimed utility model.

Перед авторами стояла задача улучшения эксплуатационных характеристик кожуха теплозвукоизолирующего газотурбинной установки (далее по тексту - кожух) за счет создания простой легко собираемой и разбираемой сборно-разборной каркасной конструкции, за счет обеспечения возможности выемки двигателя из кожуха с любой стороны, за счет создания легко модернизируемой конструкции, а также снижение материалоемкости.The authors were faced with the task of improving the operational characteristics of the casing of a heat and sound insulating gas turbine installation (hereinafter referred to as the casing) by creating a simple easily assembled and disassembled collapsible frame structure, by providing the possibility of removing the engine from the casing from any side, by creating an easily modernizable design , as well as reducing material consumption.

Для достижения указанного технического результата кожух представляет собой сборно-разборную металлическую каркасно-панельную конструкцию в виде контейнера и содержит силовой каркас, выполненный в виде вертикальных балок установленных непосредственно на раму газотурбинной установки по ее периметру, на которые установлена крыша, содержащая теплозвукоизолирующие панели, кожух содержит также стенки, содержащие теплозвукоизолирующие панели и двери, выполненные идентично теплозвукоизолирующим панелям. При этом стенки кожуха не связаны с силовым каркасом и крепятся снизу непосредственно к раме газотурбинной установки, а сверху - к крыше кожуха. Теплозвукоизолирующие панели и двери кожуха выполнены в виде модульных унифицированных деталей, соединения которых между собой в кожухе выполнены разъемными. Теплозвукоизолирующие панели кожуха и двери содержат: наружный корпус коробчатого типа, выполненный, к примеру, из стального листа; перфорированный кожух теплозвукоизолирующего материала коробчатого типа, выполненный, к примеру, из стального листа, и служащий также задней стенкой теплозвукоизолирующей панели или двери; теплозвукоизолирующий материал, к примеру, на основе стекловолокна, помещаемый между наружным корпусом и перфорированным кожухом теплозвукоизолирующего материала. Перфорированный кожух теплозвукоизолирующего материала выполнен с шириной и высотой меньшей, чем ширина и высота наружного корпуса и крепится внутри наружного корпуса при помощи проставок, таким образом, что между боковыми стенками наружного корпуса и боковыми стенками перфорированного кожуха теплозвукоизолирующего материала остается зазор, к примеру, размером 50 мм, необходимый и достаточный для осуществления разъемного, к примеру, болтового соединения теплозвукоизолирующих панелей между собой и к раме газотурбинной установки. В боковых стенках наружного корпуса теплозвукоизолирующих панелей выполнены отверстия под разъемные, к примеру, болтовые соединения для соединения панелей в кожухе, при этом отверстия выполнены продолговатыми с целью регулировки разъемных соединений. Размеры теплозвукоизолирующих панелей кожуха и дверей унифицированы. Теплозвукоизолирующие панели в кожухе соединяются боковыми стенками, при этом упомянутый выше зазор между боковыми стенками наружного корпуса панели и перфорированного кожуха теплозвукоизолирующего материала позволяет легко продеть, к примеру, болт в отверстия соединяемых боковых стенок и закрепить гайкой с противоположной стороны. Для обеспечения герметичности кожуха при соединении теплозвукоизолирующих панелей в кожухе между их боковыми стенками устанавливается эластичная прокладка из негорючего материала, регулировка разъемных соединений также этому способствует. Петли дверей крепятся при помощи разъемного, к примеру, винтового соединения.To achieve the technical result, the casing is a collapsible metal frame-panel construction in the form of a container and contains a power frame made in the form of vertical beams installed directly on the frame of the gas turbine installation along its perimeter, onto which a roof is installed containing heat and sound insulating panels, the casing contains also walls containing heat and sound insulating panels and doors made identically to heat and sound insulating panels. In this case, the casing walls are not connected with the power frame and are attached from below directly to the frame of the gas turbine installation, and from above - to the roof of the casing. The heat and sound insulating panels and doors of the casing are made in the form of modular unified parts, the connections of which are interconnected in the casing. The heat and sound insulating panels of the casing and door contain: an outer box-type case, made, for example, from a steel sheet; the perforated casing of the heat and sound insulating material of the box type, made, for example, from a steel sheet, and also serving as the back wall of the heat and sound insulating panel or door; a heat and sound insulating material, for example, based on fiberglass, placed between the outer casing and the perforated casing of the heat and sound insulating material. The perforated casing of the heat and sound insulating material is made with a width and height smaller than the width and height of the outer casing and is fastened inside the outer casing with spacers, so that between the side walls of the outer casing and the side walls of the perforated casing of the heat and sound insulating material there is a gap, for example, of size 50 mm, necessary and sufficient for the implementation of a detachable, for example, bolted connection of heat and sound insulating panels to each other and to the frame of a gas turbine installation. In the side walls of the outer casing of the heat and sound insulating panels, openings are made for detachable, for example, bolt connections for connecting the panels in the casing, while the holes are oblong to adjust the detachable connections. The dimensions of the heat and sound insulating panels of the casing and doors are unified. The heat and sound insulating panels in the casing are connected by side walls, while the aforementioned gap between the side walls of the outer casing of the panel and the perforated casing of the heat and sound insulating material makes it easy to thread, for example, a bolt into the holes of the side walls to be connected and fasten with a nut on the opposite side. To ensure the tightness of the casing when connecting heat and sound insulating panels in the casing between their side walls, an elastic gasket of non-combustible material is installed, the adjustment of detachable joints also contributes to this. Door hinges are fastened with a detachable, for example, screw connection.

Выполнение кожуха из теплозвукоизолирующих панелей и дверей выполненных в виде модульных унифицированных деталей, с разъемными соединениями позволяет производить монтаж и демонтаж кожуха в короткие сроки. Для демонтажа двигателя газотурбинной установки для замены и ремонта достаточно снять часть теплозвукоизолирующих панелей и дверей, соответствующую его габаритам и произвести его выемку из кожуха, при этом выемка может осуществляться с любой стороны кожуха. Это также дает возможность полностью разобрать кожух, транспортировать его на другое место и использовать на другой газотурбинной установке.The execution of the casing of heat and sound insulating panels and doors made in the form of modular unified parts, with detachable connections allows the installation and dismantling of the casing in a short time. To dismantle the engine of a gas turbine installation for replacement and repair, it is enough to remove a part of the heat and sound insulating panels and doors corresponding to its dimensions and remove it from the casing, while the extraction can be carried out on either side of the casing. It also makes it possible to completely disassemble the casing, transport it to another place and use it on another gas turbine installation.

Выполнение конструкции сборно-разборной, а теплозвукоизолирующих панелей и дверей кожуха в виде модульных унифицированных деталей позволяет при необходимости легко модернизировать кожух, дополнив его новыми панелями и дверями, например при модернизации газотурбинной установки, влекущей увеличение ее габаритов.The design of collapsible, and heat and sound insulating panels and doors of the casing in the form of modular unified parts makes it possible to easily upgrade the casing if necessary, adding new panels and doors, for example, when modernizing a gas turbine installation, entailing an increase in its dimensions.

Выполнение силового корпуса содержащим только вертикальные балки, крепление теплозвукоизолирующих панелей стенок кожуха непосредственно к раме газотурбинной установки и крыше кожуха без применения дополнительных элементов несущего каркаса позволяет снизить материалоемкость кожуха по сравнению с ближайшим аналогом.The implementation of the power housing containing only vertical beams, fastening the heat and sound insulating panels of the walls of the casing directly to the frame of the gas turbine installation and the roof of the casing without the use of additional elements of the supporting frame allows to reduce the material consumption of the casing compared to the closest analogue.

Кроме того унификация деталей кожуха позволила улучшить технологичность изготовления кожуха, а также увеличить экономическую эффективность его производства за счет изготовления однотипных деталей.In addition, the unification of the parts of the casing made it possible to improve the manufacturability of the manufacture of the casing, as well as to increase the economic efficiency of its production through the manufacture of similar parts.

Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что силовой каркас выполнен содержащим вертикальные балки, установленные непосредственно на раму газотурбинной установки по ее периметру, поддерживающие крышу кожуха, стенки кожуха крепятся снизу непосредственно к раме газотурбинной установки, а сверху - к крыше кожуха, теплозвукоизолирующие панели и двери кожуха выполнены в виде модульных унифицированных деталей, их соединение между собой в кожухе и с рамой газотурбинной установки выполнено разъемным, теплозвукоизолирующие панели и двери содержат наружный корпус коробчатого типа; перфорированный кожух теплозвукоизолирующего материала коробчатого типа, выполненный с шириной и высотой меньшей, чем ширина и высота наружного корпуса и служащий также задней стенкой панели или двери; кожух теплозвукоизолирующего материала прикреплен внутри наружного корпуса таким образом, что между боковыми стенками наружного корпуса и боковыми стенками кожуха теплозвукоизолирующего материала имеется зазор, в боковых стенках наружного корпуса панелей выполнены отверстия под разъемные соединения, при этом отверстия выполнены продолговатыми с целью регулировки разъемных соединений, а упомянутый зазор выполнен с размером, достаточным для осуществления разъемного соединения.Distinctive features of the proposed device from the above known, closest to it, is that the power frame is made up of vertical beams installed directly on the frame of the gas turbine installation along its perimeter, supporting the roof of the casing, the walls of the casing are attached directly below to the frame of the gas turbine installation, and from above - to the roof of the casing, heat and sound insulating panels and doors of the casing are made in the form of modular unified parts, their connection to each other in the casing and to the frame The rbine installation is made detachable, heat and sound insulating panels and doors contain an outer box-type case; a perforated casing of heat-insulating material of the box type, made with a width and height less than the width and height of the outer case and also serving as the back wall of the panel or door; the casing of the heat and sound insulating material is attached inside the outer case in such a way that there is a gap between the side walls of the outer casing and the side walls of the casing of the heat and sound insulating material, holes for the detachable connections are made in the side walls of the outer casing of the panels, and the holes are oblong to adjust detachable connections, and the gap is made with a size sufficient to make a detachable connection.

Совокупность указанных признаков позволяет создать конструкцию, которая обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик кожуха теплозвукоизолирующего газотурбинной установки за счет создания простой легко собираемой и разбираемой сборно-разборной каркасной конструкции, за счет создания легко модернизируемой конструкции, а также обеспечивает снижение материалоемкости, улучшение технологичности изготовления кожуха и выкатку двигателя с любой стороны кожуха.The combination of these features allows you to create a design that improves the performance of the casing of a heat and sound insulating gas turbine installation by creating a simple easily assembled and disassembled collapsible frame structure, by creating an easily modernizable structure, and also reduces material consumption, improves the manufacturability of the casing and rolls out the engine on either side of the casing.

Предлагаемая конструкция иллюстрируется чертежом.The proposed design is illustrated in the drawing.

На фигуре 1 представлен общий вид кожуха теплозвукоизолирующего газотурбинной установки в аксонометрической проекции, на фигуре 2 показана теплозвукоизолирующая панель, на фигуре 3 показано соединение теплозвукоизолирующих панелей кожуха между собой и рамой газотурбинной установки, где 1 - наружный корпус теплозвукоизо-люрующей панели или двери 6, 2 - перфорированный кожух теплозвукоизолирующего материала 4 (перфорация не показана), 3 - проставка, 4 - теплозвукоизолирующий материал, 5 - зазор с размером L между наружным корпусом 1 и перфорированным кожухом 2 теплозвукоизолирующего материала 4 необходимым и достаточным для осуществления разъемного соединения, 6 - теплозвукоизолирующая панель или дверь, 7 - рама газотурбинной установки, 8 - вертикальная балка силового каркаса кожуха.The figure 1 shows a General view of the casing of a heat and sound insulating gas turbine installation in axonometric projection, Fig. 2 shows a heat and sound insulating panel, Fig. 3 shows the connection of heat and sound insulating panels of the casing between themselves and the frame of a gas turbine installation, where 1 is the outer casing of a heat and sound insulating panel or door 6, 2 - perforated casing of heat and sound insulating material 4 (perforation not shown), 3 - spacer, 4 - heat and sound insulating material, 5 - gap with size L between the outer casing 1 and perforations with a casing 2 of heat and sound insulating material 4 necessary and sufficient for making a detachable connection, 6 - a heat and sound insulating panel or door, 7 - a frame of a gas turbine installation, 8 - a vertical beam of a power frame of the casing.

Заявляемое техническое решение кожуха теплозвукоизолирующего газотурбинной установки может быть осуществлено в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования и технологий. При изготовлении кожуха теплозвукоизолирующего газотурбинной установки используются стандартные металлические конструкции, металлопрокат, строительные материалы и средства крепежа.The claimed technical solution for the casing of a heat and sound insulating gas turbine installation can be carried out in industrial production using standard equipment and technologies. In the manufacture of the casing of a heat and sound insulating gas turbine installation, standard metal structures, metal rolling, construction materials and fasteners are used.

Авторами разработана конструкция кожуха теплозвукоизолирующего газотурбинной установки, которая была успешно реализована для газотурбинной установки Solar Turbines Mars 100 компании Caterpillar Inc. на производстве предприятия заявителя.The authors developed a casing design for a heat and sound insulating gas turbine unit, which was successfully implemented for the Caterpillar Inc. Solar Turbines Mars 100 gas turbine unit. at the manufacturing facility of the applicant.

Claims

A heat and sound insulating casing for a gas turbine installation, comprising: a power frame; a roof containing heat and sound insulating panels; walls containing heat and sound insulating panels and doors, characterized in that the power frame is made up of vertical beams installed directly on the frame of the gas turbine installation along its perimeter, supporting the casing roof, casing walls are attached directly below to the gas turbine installation frame, and above to the casing roof, heat and sound insulating panels and doors of the casing are made in the form of modular unified parts, their connection between themselves in the casing and with the frame of the gas turbine installation is detachable, with this teplozvukoizoliruyuschie fir panels and doors comprise: an outer box-type casing; a perforated casing of heat-insulating material of the box type, made with a width and height less than the width and height of the outer case, and also serving as the back wall of the panel or door; the casing of the heat and sound insulating material is attached inside the outer casing in such a way that there is a gap between the side walls of the outer casing and the side walls of the casing of the heat and sound insulating material and the holes for the detachable joints are made in the side walls of the outer casing, and the holes are oblong to adjust the detachable joints, and said gap is made with a size sufficient to make a detachable connection.