RU2059779C1

RU2059779C1 - Transportable power plant

Info

Publication number: RU2059779C1
Application number: RU93035109A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Буренков; Ю.Е. Платонов; С.Ф. Русанов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Гипронииавиапром"
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 1996-05-10

Abstract

FIELD: industrial building. SUBSTANCE: transportable power plant has a module in the form of transportable container subdivided subsequently into such cells as control, gas-turbine, and generator with latter including support platform in the form of firm two- level frame lower level of which is connected to force frame that bears roof and wall panels. Gas-turbine cell has rail guides fastened to upper level of firm two-level frame along all width of the cell perpendicularly to lengthwise container axis. This cell has also two-fold gate and removable handling platform with rail guides butted to rail guides of gas-turbine cell. The platform is placed in installation and dismantling only. Movable frame 14 with gas-turbine engine unit secured to it in installed on frictionless bearings of gas-turbine cell. The unit is coaxial to generator of generator cell. Each frictionless bearing has screw lifting mechanism and may be drawn inside movable frame. The frame may be lowered onto rests rigidly connected to upper level of container frame. Mechanism of vertical alignment of the engine and the generator is based on the fact, that each rest has wedge mechanism that may transport the movable frame in vertical plane within bounds providing coaxial alignment of the engine and generator. EFFECT: low-cost electricity, decreased labor consumption. 5 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к зданиям и сооружениям для промышленных целей, например электростанций, а также к конструкциям, включающим в себя элементы, являющиеся частями двух сторон комнаты, например коробчатые блоки, выполненные в виде каркаса. Данные здания и сооружения предназначены для выработки электроэнергии в тех местах, где затруднено или невозможно строительство стационарных электростанций, а доставка конструкций осуществляется в собранном виде на место ее эксплуатации. The invention relates to construction, namely to buildings and structures for industrial purposes, such as power plants, as well as to structures that include elements that are parts of two sides of the room, for example, box-shaped blocks made in the form of a frame. These buildings and structures are designed to generate electricity in those places where it is difficult or impossible to build stationary power plants, and the delivery of structures is carried out in assembled form to the place of its operation.

Известна мобильная солнечная электростанция, содержащая контейнерный модуль из подвижно соединенных вдоль ребра блоков, образованных из треугольных призм со смежными гранями. Контейнерный модуль разделен ортогональной плоскостью на два основных блока. К внутренней поверхности этих блоков прикреплены механизмы общего привода системы и оборудование автоматики и безопасности эксплуатации. Для транспортировки мобильной электростанции основные блоки складываются, образуя контейнерный модуль. После доставки на место мобильную электростанцию в виде контейнерного модуля разгружают с помощью подъемного механизма и устанавливают рядом с основным стационарным зданием на монтажную площадку с подушками, регулирующими горизонтальность и отметки модуля относительно здания [1]
Недостатком этой электростанции является ее частичная мобильность, так как транспортировке подлежит только часть общего сооружения электростанции-контейнерный модуль, а основное здание является стационарным и заранее сооружается на месте будущей работы электростанции. Кроме того, контейнерный модуль с несиловым оборудованием состоит из складных блоков, что исключает возможность использования его в качестве транспортабельной жесткой конструкции в целом, с размещенными в нем силовым и прочим оборудованием, без использования предварительно построенного здания, что в итоге удорожает единицу производимой электроэнергии.Known mobile solar power plant containing a container module of movably connected along the edge of the blocks formed from triangular prisms with adjacent faces. The container module is divided by the orthogonal plane into two main blocks. The internal drive mechanisms of the system and automation equipment and operational safety are attached to the inner surface of these blocks. For transportation of a mobile power station, the main blocks are folded, forming a container module. After delivery to the place, the mobile power station in the form of a container module is unloaded using a lifting mechanism and installed next to the main stationary building on an installation site with pillows that regulate the horizontality and elevations of the module relative to the building [1]
The disadvantage of this power plant is its partial mobility, since only a part of the general power plant construction is a container module, and the main building is stationary and is pre-constructed at the site of the future work of the power plant. In addition, the container module with non-power equipment consists of folding blocks, which excludes the possibility of using it as a transportable rigid structure as a whole, with the power and other equipment placed in it, without using a pre-built building, which ultimately increases the cost of a unit of generated electricity.

Наиболее близким аналогом (прототипом) данного изобретения является сборно-разборная передвижная электростанция, состоящая из объемного блока, включающего опорную площадку, турбогенераторные вагоны, размещенные параллельно друг другу, с крышей и съемными продольными и поперечными стеновыми панелями, прикрепленными к опорной площадке, опорные стойки. Причем, продольные стеновые панели каждого вагона выполнены составными из секций, соединенных между собой съемными замковыми приспособлениями, а крыша каждого вагона снабжена закрепленными по ее периметру откидными панелями [2]
Основным недостатком известной электростанции является большая сложность сборной конструкции и трудоемкость ее монтажа и демонтажа при перемене ее местопребывания или смене оборудования после истечения срока службы последнего, что отражается на удорожании временных и капитальных затрат на возведение помещения на месте функционирования электростанции. Кроме того, полное или частичное использование опорных площадок жестких рам тех транспортных средств, на которых перевозят электростанцию, обусловливает привязку данных транспортных устройств к конкретному виду транспорта, в данном случае железнодорожному. Это ограничивает применение любого другого более выгодного и дешевого вида транспорта для каждого конкретного случая возведения электростанции в разных районах по удаленности и доступности для перевозки.The closest analogue (prototype) of the present invention is a collapsible mobile power plant, consisting of a volume unit including a support platform, turbo-generating wagons placed parallel to each other, with a roof and removable longitudinal and transverse wall panels attached to the support platform, support stands. Moreover, the longitudinal wall panels of each car are made up of sections connected by removable locking devices, and the roof of each car is equipped with hinged panels fixed around its perimeter [2]
The main disadvantage of the known power plant is the great complexity of the prefabricated structure and the complexity of its installation and dismantling when changing its location or changing equipment after the expiration of the service life of the latter, which affects the cost of time and capital costs for the construction of premises at the place of operation of the power plant. In addition, the full or partial use of the supporting platforms of the rigid frames of those vehicles on which the power plant is transported determines the binding of these transport devices to a specific mode of transport, in this case, railway. This limits the use of any other more profitable and cheaper mode of transport for each specific case of the construction of a power plant in different areas in terms of remoteness and accessibility for transportation.

Заявленная совокупность существенных признаков направлена на устранение указанных недостатков и позволяет решить задачу создания простой конструкции с легковыполнимыми монтажом и демонтажом ее частей при транспортировке и эксплуатации, что снижает временные и капитальные затраты на ее сооружение. Отсутствие зависимости транспортировки электростанции от применяемого вида транспорта существенно удешевляет строительство электростанции и стоимость киловатта вырабатываемой электроэнергии. Жесткость цельнометаллического контейнера взамен сборной конструкции повышает надежность сооружения электростанции. The claimed combination of essential features is aimed at eliminating these shortcomings and allows us to solve the problem of creating a simple design with easy installation and dismantling of its parts during transportation and operation, which reduces the time and capital costs of its construction. The absence of dependence of the transportation of the power plant on the type of transport used significantly reduces the cost of building a power plant and the cost of a kilowatt of generated electricity. The stiffness of the all-metal container instead of the prefabricated structure increases the reliability of the power plant construction.

Это достигается тем, что передвижная электростанция, состоящая из объемного блока, включающего опорную площадку, стеновые панели и крышу, выполнена в виде транспортабельного контейнера, опорная площадка которого состоит из жесткой двухуровневой рамы, соединенной нижним уровнем с силовым каркасом, на котором установлена крыша и стеновые панели, разделенного последовательно на пультовой, газотурбинный и генераторный отсеки, при этом газотурбинный отсек снабжен рельсовыми направляющими, закрепленными на верхнем уровне жесткой двухуровневой рамы по всей ширине отсека перпендикулярно продольной оси контейнера, а также снабжен распашными воротами и съемной погрузочно-разгрузочной площадкой с рельсовыми направляющими, расположенной с возможностью ее установки перед распашными воротами и с возможностью стыковки с рельсовыми направляющими газотурбинного отсека, который, кроме того, снабжен установленной на опорах качения подвижной рамой с закрепленным на ней блоком газотурбинного двигателя с возможностью обеспечения в горизонтальной плоскости соосности газотурбинного двигателя с генератором, размещенным в последующем отсеке, при этом каждая из опор качения снабжена винтовым подъемным механизмом, установленным с возможностью втягивания ее во внутрь подвижной рамы и опускания последней на упоры, жестко закрепленные на верхнем уровне двухуровневой рамы контейнера, каждый из которых, в свою очередь, снабжен клиновым механизмом для перемещения подвижной рамы в вертикальной плоскости в пределах, обеспечивающих соосность газотурбинного двигателя и генератора. This is achieved by the fact that a mobile power plant, consisting of a three-dimensional block, including a support platform, wall panels and a roof, is made in the form of a transportable container, the support platform of which consists of a rigid two-level frame connected by a lower level to the power frame on which the roof and wall are mounted the panel is divided sequentially into the control room, gas turbine and generator compartments, while the gas turbine compartment is equipped with rail guides fixed at the upper level of the rigid two-level the evy frame across the entire width of the compartment perpendicular to the longitudinal axis of the container, and is also equipped with swing gates and a removable loading and unloading platform with rail guides, located with the possibility of its installation in front of the swing gates and with the possibility of docking with rail guides of the gas turbine compartment, which, in addition, is equipped with mounted on rolling bearings a movable frame with a gas turbine engine block mounted on it with the possibility of ensuring gas turbine alignment in the horizontal plane engine with a generator located in the subsequent compartment, each of the rolling bearings is equipped with a screw lifting mechanism mounted to retract it into the movable frame and lower the latter to the stops rigidly fixed at the upper level of the two-level container frame, each of which in turn, it is equipped with a wedge mechanism for moving the movable frame in a vertical plane to the extent that the gas turbine engine and generator are aligned.

На фиг.1 показан общий вид транспортабельного контейнера электростанции с отсеками и установленными в них блоками газотурбинного двигателя, генератора и пультового оборудования; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 узел I на фиг.2; на фиг.5 вид по стрелке В на фиг. 3. Figure 1 shows a General view of a transportable container of a power plant with compartments and installed in them blocks of a gas turbine engine, generator and console equipment; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; in Fig.4 node I in Fig.2; in Fig.5 a view along arrow B in Fig. 3.

Передвижная электростанция состоит из объемного блока в виде транспортабельного контейнера 1, разделенного последовательно на отсеки пультовой 2, газотурбинный 3 и генераторный 4, включающего опорную площадку в виде жесткой двухуровневой рамы 5, соединенной нижним уровнем с силовым каркасом 6, на котором установлены крыша 7 и стеновые панели 8. Газотурбинный отсек 3 имеет рельсовые направляющие 9, закрепленные на верхнем уровне жесткой двухуровневой рамы 5 по всей ширине отсека 3 перпендикулярно продольной оси контейнера 1, а также имеет распашные ворота 10 и устанавливаемую во время монтажа и демонтажа оборудования съемную погрузочно-разгрузочную площадку 11 с рельсовыми направляющими 12, которые стыкуются с рельсовыми направляющими 9 газотурбинного отсека 3. В газотурбинном отсеке 3 на опорах качения 13 установлена подвижная рама 14 с закрепленным на ней блоком газотурбинного двигателя 15, соосным с генератором 16 генераторного отсека 4. Каждая из опор качения 13 имеет винтовой подъемный механизм 17 и установлена с возможностью втягивания ее во внутрь подвижной рамы 14 и опускания последней на упоры 18, жестко закрепленные на верхнем уровне рамы 5 контейнера 1. Механизм вертикальной установки соосности двигателя 15 и генератора 16 состоит в том, что каждый упор 18 имеет клиновой механизм 19, установленный с возможностью перемещения подвижной рамы 4 в вертикальной плоскости в пределах, обеспечивающих соосность двигателя 15 и генератора 16. A mobile power plant consists of a volume unit in the form of a transportable container 1, divided in series into the compartments of the control room 2, gas turbine 3, and generator 4, which includes a support platform in the form of a rigid two-level frame 5 connected by a lower level to the power frame 6, on which the roof 7 and wall panels 8. The gas-turbine compartment 3 has rail guides 9 fixed at the upper level of the rigid two-level frame 5 along the entire width of the compartment 3 perpendicular to the longitudinal axis of the container 1, and also has a distribution gates 10 and a removable loading and unloading platform 11 installed during installation and dismantling of equipment 11 with rail guides 12, which are joined with rail guides 9 of the gas turbine compartment 3. In the gas turbine compartment 3 on the rolling bearings 13, a movable frame 14 with a gas turbine unit fixed to it engine 15, coaxial with the generator 16 of the generator compartment 4. Each of the rolling bearings 13 has a screw lifting mechanism 17 and is installed with the possibility of pulling it into the inside of the movable frame 14 and lowering p the latter on the stops 18, rigidly fixed at the upper level of the frame 5 of the container 1. The mechanism for the vertical alignment of the engine 15 and the generator 16 is that each stop 18 has a wedge mechanism 19 mounted to move the movable frame 4 in a vertical plane within, providing alignment of the engine 15 and the generator 16.

Предлагаемая электростанция функционирует следующим образом. The proposed power plant operates as follows.

Обеспечение надежной эксплуатации передвижной электростанции с минимальными издержками времени на монтажно-демонтажные работы зависит в основном от удобства производства этих работ, в связи с необходимостью осуществлять очередные регламентные замены блока газотурбинного двигателя, срок службы которого на порядок ниже срока службы генератора. А транспортабельная любым видом транспорта цельнометаллическая конструкция контейнера делает сооружение электростанции надежным и не подлежащим разрушению при перевозке и эксплуатации в условиях силовой нагрузки. Ensuring reliable operation of a mobile power plant with minimal time required for installation and dismantling depends mainly on the convenience of performing these works, due to the need to carry out regular scheduled replacements of a gas turbine engine block, whose service life is an order of magnitude lower than the generator service life. And the all-metal construction of the container, transportable by any type of transport, makes the construction of the power plant reliable and not subject to destruction during transportation and operation under conditions of power load.

При монтаже оборудования передвижной электростанции в контейнер 1, разделенный на отсеки пультовой 2 с установленным в нем оборудованием, генераторный 4 и с установленным в нем генератором 16, начинают установку блока газотурбинного двигателя 15 в газотурбинный отсек 3. Для этого сначала перед распашными воротами 10 устанавливают съемную погрузочно-разгрузочную площадку 11 так, чтобы ее рельсовые направляющие 12 состыковывались с рельсовыми направляющими 9 газотурбинного отсека 3. Затем устанавливают на площадке 11 на рельсовые направляющие 12 подвижную раму 14 на опорах качения 13 с жестко закрепленным на ней блоком газотурбинного двигателя 15 и помещают ее в газотурбинный отсек 3 посредством рельсовых направляющих 9, достигая при этом соосности двигателя 15 и генератора 16 в горизонтальной плоскости. Далее винтовые подъемные механизмы 17 каждой из опор качения 13 подвижной рамы 14 подкручивают до тех пор, пока опоры качения 13 не втянутся во внутрь подвижной рамы 14 и она не опустится на упоры 18, жестко закрепленные на верхнем уровне двухуровневой рамы 5 контейнера 1. Далее производят вертикальную юстировку двигателя 15 и генератора 16. Для этого каждый клиновой механизм 19, которым снабжен упор 18, регулируют до тех пор, пока подвижная рама 14 не поднимется до предела полной состыковки валов двигателя 15 и генератора 16, образуя систему генератор-двигатель. После установки блока газотурбинного двигателя 15 в отсеке 3 убирают съемную погрузочно-разгрузочную площадку 11, а распашные ворота 10 закрывают. Наличие жесткой двухуровневой рамы 5 позволяет производить удобный и быстрый монтаж всего устройства электростанции. При демонтаже блока газотурбинного блока 15, отработавшего свой срок действия, все указанные выше операции производятся в обратной последовательности. Монтаж самого контейнера на месте производить не требуется, так как он привозится на место в готовом виде цельнометаллической конструкции. When installing the equipment of a mobile power station in a container 1, divided into compartments of the control room 2 with the equipment installed in it, generator 4 and with the generator 16 installed in it, installation of the gas turbine engine block 15 in the gas turbine compartment 3 is started. loading and unloading platform 11 so that its rail guides 12 are joined with the rail guides 9 of the gas turbine compartment 3. Then set on the site 11 on the rail guides 12 the movable frame 14 on the rolling bearings 13 with the gas turbine engine block 15 rigidly fixed thereon and place it in the gas turbine compartment 3 by means of rail guides 9, while achieving alignment of the engine 15 and the generator 16 in the horizontal plane. Next, the screw lifting mechanisms 17 of each of the rolling bearings 13 of the movable frame 14 are twisted until the rolling bearings 13 are pulled into the inside of the movable frame 14 and it does not fall on the stops 18, rigidly fixed to the upper level of the two-level frame 5 of the container 1. Next, produce the vertical alignment of the engine 15 and the generator 16. To this end, each wedge mechanism 19, which is equipped with an emphasis 18, is adjusted until the movable frame 14 rises to the limit of the full alignment of the shafts of the engine 15 and the generator 16, forming a generator-two system tor. After installing the gas turbine engine block 15 in compartment 3, the removable loading and unloading platform 11 is removed, and the swing gates 10 are closed. The presence of a rigid two-level frame 5 allows for convenient and quick installation of the entire device of the power plant. When dismantling a block of a gas turbine block 15 that has expired, all of the above operations are performed in the reverse order. Installation of the container on site is not required, since it is brought into place in the finished form of an all-metal construction.

Выполнение предлагаемой электростанции так, как описано выше, обеспечивает получение более дешевой единицы электроэнергии, что связано с экономией временных и капитальных затрат на монтаж самой электростанции и монтаж и демонтаж отработавшего свой ресурс блока газотурбинного двигателя, а также определяется возможностью транспортировать цельнометаллический транспортабельный контейнер из-за габаритов и универсальности конструкции, любым видом транспорта (железнодорожным, водным, авиа и авто). The implementation of the proposed power plant as described above, provides a cheaper unit of electricity, which is associated with the saving of time and capital costs for installation of the power plant and installation and dismantling of a spent unit of a gas turbine engine, and is also determined by the ability to transport an all-metal transportable container due to dimensions and universality of the design, by any type of transport (railway, water, air and auto).

Claims

MOBILE POWER PLANT, consisting of a volumetric block including a support platform, wall panels and a roof, characterized in that the volumetric unit is made in the form of a transportable container, the support platform of which consists of a rigid two-level frame connected by a lower level to the power frame on which the roof and wall panels, divided in series into the console, gas turbine and generator compartments, while the gas turbine compartment is equipped with rail guides fixed at the upper level rigidly a two-level frame across the entire width of the compartment perpendicular to the longitudinal axis of the container, and is also equipped with swing gates and a removable loading and unloading platform with rail guides, located with the possibility of installing it in front of the swing gates and docking with rail guides of the gas turbine compartment, which, in addition, is equipped with mounted on rolling bearings a movable frame with a gas turbine engine block mounted on it with the possibility of ensuring alignment of the gas turbine in the horizontal plane an engine with a generator located in the subsequent compartment, each of the rolling bearings being equipped with a screw lifting mechanism mounted to retract it into the movable frame and lowering the latter to the stops rigidly fixed to the upper level of the two-level container frame, each of which, in turn, , equipped with a wedge mechanism for moving the movable frame in a vertical plane within the limits that ensure the alignment of the gas turbine engine and generator.