RU181987U1

RU181987U1 - GAS-TURBINE ENGINE BEARING COOLING SYSTEM FOR ITS EMERGENCY STOP

Info

Publication number: RU181987U1
Application number: RU2018103871U
Authority: RU
Inventors: Марина Алексеевна Воронова; Андрей Логинович Редин; Николай Федорович Мохов; Ирина Игоревна Крыштопина; Татьяна Владиславовна Трепачева
Original assignee: Ао "Вникти"
Priority date: 2018-02-01
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2018-07-31

Abstract

Полезная модель относится к области газотурбинных двигателей, установленных на локомотивах, в частности к устройствам охлаждения опоры подшипников, при аварийной остановке ГТД.Техническим результатом полезной модели является охлаждение опоры подшипников газотурбинного двигателя при его аварийной остановке, выполненное при минимальной доработке уже имеющейся на локомотиве системы подачи сжатого воздуха, состоящей из компрессорного агрегата, воздухопровода, резервуаров со сжатым воздухом.Технический результат достигается тем, что система для охлаждения опоры подшипников газотурбинного двигателя при его аварийной остановке содержит компрессорный агрегат, воздухопровод, резервуары со сжатым воздухом, на воздухопроводе после резервуаров со сжатым воздухом дополнительно установлены фильтр, улавливающий твердые частицы, редуктор, понижающий давление сжатого воздуха до заданного значения, дроссель, обеспечивающий необходимый расход сжатого воздуха, электромеханический клапан, открывающийся при аварийной остановке газотурбинного двигателя, при этом воздух, поступающий к опоре подшипников газотурбинного двигателя, охлаждает ее и снижает в ней уровень экстремальных тепловых нагрузок.The utility model relates to the field of gas turbine engines mounted on locomotives, in particular to bearings for cooling the bearing support during emergency shutdown of a gas turbine engine. The technical result of the utility model is cooling of the bearing support for a gas turbine engine during emergency shutdown, performed with minimal modification of the feed system already available on the locomotive compressed air, consisting of a compressor unit, air duct, tanks with compressed air. The technical result is achieved by the fact that The system for cooling the bearings of the gas turbine engine during its emergency stop contains a compressor unit, an air pipe, tanks with compressed air, an air filter after the tanks with compressed air is additionally equipped with a filter that traps solid particles, a gearbox that reduces the pressure of the compressed air to a predetermined value, a throttle that provides the required flow rate of compressed air, an electromechanical valve that opens when the gas turbine engine is stopped in an emergency, while the air falling to the bearing support of a gas turbine engine, cools it and reduces the level of extreme heat loads in it.

Description

Полезная модель относится к области газотурбинных двигателей, установленных на локомотивах, в частности к устройствам для охлаждения опоры подшипников при аварийной остановке газотурбинного двигателя (ГТД).The utility model relates to the field of gas turbine engines mounted on locomotives, in particular to devices for cooling the bearing support during emergency shutdown of a gas turbine engine (GTE).

Известна система охлаждения турбины газотурбинного двигателя (RU, Заявка 2006108713 А, МПК F02C 7/18, опубл. 27.09.2007), включающая воздуховод для прохода охлаждающего воздуха от компрессора к турбине, образованный валом, соединяющим компрессор с турбиной, и внутренней стенкой двигателя, размещенной вокруг вала, при этом воздуховод снабжен дополнительным осевым компрессором, содержащим одну или более ступеней, рабочие лопатки дополнительного осевого компрессора установлены на валу, соединяющем компрессор с турбиной, а направляющие аппараты - на внутренней стенке двигателя, размещенной вокруг вала.A known system for cooling a turbine of a gas turbine engine (RU, Application 2006108713 A, IPC F02C 7/18, published September 27, 2007), including an air duct for the passage of cooling air from the compressor to the turbine, formed by a shaft connecting the compressor to the turbine and the internal wall of the engine, placed around the shaft, while the duct is equipped with an additional axial compressor containing one or more stages, the blades of the additional axial compressor are mounted on the shaft connecting the compressor to the turbine, and the guide vanes on the inside The lower wall of the motor, located around the shaft.

Недостатком данной системы является то, что она может применяться для охлаждения газотурбинного двигателя только на рабочих режимах этого двигателя и не обеспечивает его охлаждения при аварийном выключении в связи с прекращением течения воздуха в приточной части двигателя.The disadvantage of this system is that it can be used to cool a gas turbine engine only in the operating modes of this engine and does not provide cooling during emergency shutdown due to the cessation of air flow in the intake part of the engine.

Известен способ снижения уровня экстремальных тепловых нагрузок на элементы деталей опоры турбины в случае аварийных выключений газотурбинного двигателя (RU, Заявка 94025938 А1, МПК F02C 7/12, F01P 7/02, опубл. 27.05.1996), согласно которому повышение надежности работы опор турбин газотурбинного двигателя достигается тем, что в случае аварийного выключения газотурбинного двигателя через трубы сброса воздуха, наддувающего уплотнения масляной полости опоры турбины в предмасляную наддувающую полость, либо через трубы суфлирования - в масляную полость, от внешнего энергоисточника подается охлаждающий воздух с температурой ≈100°C в течение времени τ, по истечении которого температура деталей опоры снижается до величины, исключающей коксование масла.A known method of reducing the level of extreme thermal loads on elements of parts of a turbine support in the event of emergency shutdowns of a gas turbine engine (RU, Application 94025938 A1, IPC F02C 7/12, F01P 7/02, publ. 05.27.1996), according to which increasing the reliability of operation of turbine supports of a gas turbine engine is achieved by the fact that in the event of an emergency shutdown of the gas turbine engine through the air discharge pipes, pressurized seals of the oil cavity of the turbine support into a pre-oil pressurized cavity, or through venting pipes into the oil cavity, from The current energy source is supplied with cooling air with a temperature of ≈100 ° C for a time τ, after which the temperature of the support parts decreases to a value that excludes oil coking.

Недостатком данного технического решения является то, что возникает необходимость создания системы обеспечения охлаждающим воздухом опоры турбины газотурбинного двигателя при его аварийном выключении.The disadvantage of this technical solution is that there is a need to create a system for providing cooling air to the turbine bearings of a gas turbine engine during its emergency shutdown.

Техническим результатом полезной модели является охлаждение опоры подшипников газотурбинного двигателя при его аварийной остановке, выполненное при минимальной доработке уже имеющейся на локомотиве системы подачи сжатого воздуха, состоящей из компрессорного агрегата, воздухопровода, резервуаров со сжатым воздухом.The technical result of the utility model is the cooling of the bearing support of a gas turbine engine during its emergency stop, performed with minimal refinement of the compressed air supply system already existing on the locomotive, consisting of a compressor unit, an air duct, and tanks with compressed air.

Технический результат достигается тем, что система для охлаждения опоры подшипников газотурбинного двигателя при его аварийной остановке содержит компрессорный агрегат, воздухопровод, резервуары со сжатым воздухом, на воздухопроводе после резервуаров со сжатым воздухом дополнительно установлены фильтр, улавливающий твердые частицы, редуктор, понижающий давление сжатого воздуха до заданного значения, дроссель, обеспечивающий необходимый расход сжатого воздуха, электромеханический клапан, открывающийся при аварийной остановке газотурбинного двигателя, при этом воздух, поступающий к опоре подшипников газотурбинного двигателя, охлаждает ее и снижает в ней уровень экстремальных тепловых нагрузок.The technical result is achieved by the fact that the system for cooling the bearing support of a gas turbine engine during its emergency stop contains a compressor unit, an air duct, reservoirs with compressed air, an additional filter is installed on the air duct after the reservoirs with compressed air that traps solid particles, a reducer that reduces the pressure of the compressed air to set value, throttle, providing the necessary flow of compressed air, electromechanical valve that opens when the gas stops turbine engine, while the air flowing to the bearing support of the gas turbine engine cools it and reduces the level of extreme heat loads in it.

Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором схематически изображена система для охлаждения опоры подшипников, которая содержит компрессорный агрегат 1, воздухопровод 2 для подачи сжатого воздуха, воздушные резервуары 3, фильтр 4, улавливающий твердые частицы, редуктор 5, понижающий давление сжатого воздуха, дроссель 6, обеспечивающий необходимый расход сжатого воздуха, электромеханический клапан 1, пропускающий воздух к опоре подшипников газотурбинного двигателя.The essence of the utility model is illustrated in the figure, which schematically shows a system for cooling the bearing support, which contains a compressor unit 1, an air duct 2 for supplying compressed air, air tanks 3, a filter 4 that traps particulate matter, a gearbox 5, which reduces the pressure of compressed air, a throttle 6 providing the necessary flow rate of compressed air, an electromechanical valve 1, passing air to the bearing support of the gas turbine engine.

Монтаж системы для охлаждения опоры подшипников осуществляется следующим образом.The installation of the system for cooling the bearing support is as follows.

К имеющейся на локомотиве системе подачи сжатого воздуха, состоящей из компрессорного агрегата 1, воздухопровода 2, резервуаров 3 со сжатым воздухом, к воздухопроводу 2 после резервуаров 3 со сжатым воздухом дополнительно установлены фильтр 4, редуктор 5, дроссель 6, электромеханический клапан 7.Filter 4, gearbox 5, throttle 6, electromechanical valve 7 are additionally installed on the locomotive’s compressed air supply system, consisting of a compressor unit 1, air duct 2, tanks 3 with compressed air, and air duct 2 after tanks 3 with compressed air.

Работа системы для охлаждения опоры подшипников газотурбинного двигателя при его аварийной остановке осуществляется следующим образом. При аварийной остановке газотурбинного двигателя открывается электромеханический клапан и сжатый воздух из имеющейся на локомотиве системы подачи сжатого воздуха поступает к фильтру, улавливающему твердые частицы, редуктору, понижающему давление сжатого воздуха до заданного значения, дросселю, обеспечивающему необходимый расход воздуха, электромеханическому клапану, пропускающему сжатый воздух к опоре подшипников, охлаждая ее.The operation of the system for cooling the bearings of the gas turbine engine during its emergency stop is as follows. When the gas turbine engine emergency stops, the electromechanical valve opens and compressed air from the compressed air supply system available on the locomotive goes to a filter that collects solid particles, a reducer that reduces the pressure of compressed air to a predetermined value, a throttle that provides the necessary air flow, an electromechanical valve that allows compressed air to pass through to the bearing bracket, cooling it.

Предложенная система охлаждения опоры подшипников позволит использовать уже имеющуюся на локомотиве систему подачи сжатого воздуха для обеспечения охлаждающим воздухом опоры подшипников газотурбинного двигателя при его аварийной остановке, повысить эффективность работы ГТД.The proposed cooling system of the bearing support will make it possible to use the existing compressed air supply system on the locomotive to provide cooling air for the bearings of the gas turbine engine during its emergency stop, and to increase the efficiency of the gas turbine engine.

Claims

A system for cooling a bearing support of a gas turbine engine during emergency shutdown, comprising a compressor unit, an air duct, compressed air tanks, characterized in that an air filter after the compressed air reservoirs is additionally equipped with a filter that traps solid particles, a gearbox that reduces the pressure of the compressed air to a predetermined values, a throttle providing the necessary flow rate of compressed air, an electromechanical valve that opens when the gas turbine engine is emergency stopped For this, the air entering the bearing support of the gas turbine engine cools it and reduces the level of extreme heat loads in it.