RU2189477C1 - Transportable modular gas-turbine power plant - Google Patents

Transportable modular gas-turbine power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2189477C1
RU2189477C1 RU2001118553A RU2001118553A RU2189477C1 RU 2189477 C1 RU2189477 C1 RU 2189477C1 RU 2001118553 A RU2001118553 A RU 2001118553A RU 2001118553 A RU2001118553 A RU 2001118553A RU 2189477 C1 RU2189477 C1 RU 2189477C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
gas
modules
module
turbine
Prior art date
Application number
RU2001118553A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Р.Ю. Нусберг
В.А. Скибин
Ю.А. Иванов
В.В. Паюла
В.А. Страшелюк
В.Н. Хорошилов
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие Тушинское машиностроительное конструкторское бюро "Союз" - дочернее предприятие Федерального государственного унитарного предприятия "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие Тушинское машиностроительное конструкторское бюро "Союз" - дочернее предприятие Федерального государственного унитарного предприятия "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ" filed Critical Государственное унитарное предприятие Тушинское машиностроительное конструкторское бюро "Союз" - дочернее предприятие Федерального государственного унитарного предприятия "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ"
Priority to RU2001118553A priority Critical patent/RU2189477C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2189477C1 publication Critical patent/RU2189477C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: power plant has power frame that mounts power train as well as gas-generator, gas-turbine drive, and exhaust modules joined together directly and/or through gas ducts for axial displacement and disposed on fastening sets including posts and hangers. At least one fastening set of one of modules has pair of posts and pair of hangers with hinges. Pair of posts of one of modules is movable and that of other module is fixed in position. Post hinges are radially arranged symmetrically to symmetry plain or axis of respective module at points of its standard attachment. Modules are joined together for relative axial displacement and for displacement relative to symmetrically disposed power links hinged to articulated joints between modules and posts. Post pair hinges of power-ring fastening set are mounted on this ring for radial expansion towards hinge axis running in vicinity of or through common center of gravity of gas-turbine drive module, power ring, and outer cone of contraction. Gas-discharge channel body and outer cone of contraction are free to turn about longitudinal axis of plant irrespective of thermal expansion. EFFECT: enlarged functional capabilities, reduced weight, and enhanced operating reliability of power plant. 6 cl, 2 dwg

Description

Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка предназначена для выработки тепла электрической или механической энергии в полевых условиях, а также в условиях отсутствия или неработоспособности стационарных энергоустановок средней и большой мощности, например, при аварийных ситуациях и плановых ремонтах в условиях необходимости обеспечения непрерывного производственного процесса, например, в металлургии, химии, микробиологии, других областях промышленности, и может быть использована в различных областях народного хозяйства. Преимущественная область использования - модульные или контейнерные транспортируемые энергоустановки. The transportable gas turbine power plant is designed to generate heat of electrical or mechanical energy in the field, as well as in the absence or inoperability of stationary power plants of medium and high power, for example, in emergency situations and scheduled repairs in the conditions of the need to ensure a continuous production process, for example, metallurgy, chemistry, microbiology, other industries, and can be used in various fields of people th economy. The primary area of use is modular or container transported power plants.

Известна энергетическая газотурбинная передвижная модульная установка транспортного средства, содержащая силовой каркас, на котором установлены: устройство силовой передачи, модули газогенератора, газотурбинного привода и выхлопа, соединенные с газоводами с возможностью осевого перемещения и установленные на комплектах крепления, причем модуль газогенератора включает компрессор, камеру сгорания и турбину привода компрессора, размещенные в едином корпусе, модуль газотурбинного привода - его корпус, силовую турбину, вал силовой турбины и опоры силовой турбины, модуль выхлопа - корпус газоотводящего канала, внешний и внутренний конусы диффузора распределения газа в нем, устройство силовой передачи - силовое кольцо с креплениями для силового каркаса, креплений модуля газотурбинного привода и внешнего конуса диффузора, силовой вал, опору вала силовой турбины, а модуль нагрузки - опору входного вала нагрузки, входной вал нагрузки, агрегат потребления нагрузки (см. патент США N 2972230, Н. кл. 60-39.31, опубл. 21.02.61, Emmet D. Conklin и другие), в котором компенсация силового взаимодействия отдельных частей и модулей решена не полностью из-за несимметричного расположения силовых тяг, что приводит к необходимости компенсировать возникающие при этом моменты от сил давления газов в газоводах усиленными креплениями их к силовому кольцу, передаче крутильных колебаний от одного модуля к другому, и повышает требования к прочности и жесткости силового каркаса, а также вызывает повышенные вибрации конструкции в целом. Known energy gas turbine mobile modular installation of a vehicle containing a power frame, on which are installed: a power transmission device, modules of a gas generator, gas turbine drive and exhaust, connected to the gas ducts with the possibility of axial movement and mounted on mounting kits, and the gas generator module includes a compressor, a combustion chamber and a compressor drive turbine located in a single housing, a gas turbine drive module - its housing, power turbine, power turbine shaft They are also the supports of the power turbine, the exhaust module - the body of the gas outlet channel, the external and internal cones of the gas distribution diffuser in it, the power transmission device - the power ring with mounts for the power frame, mounts of the gas turbine drive module and the external cone of the diffuser, power shaft, power shaft support turbines, and the load module - the support of the input load shaft, the input load shaft, the load consumption unit (see US patent N 2972230, N. cl. 60-39.31, publ. 02.21.61, Emmet D. Conklin and others), in which the compensation of the force interaction of the individual parts and modules is not completely solved due to the asymmetric arrangement of the power rods, which leads to the need to compensate for the moments arising from the pressure forces of gases in the gas ducts with reinforced fasteners to the power ring, the transmission of torsional vibrations from one module to another, and increases the requirements for the strength and rigidity of the power frame, and also causes increased vibration of the structure as a whole.

Известна энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка, содержащая силовой каркас, на котором установлены устройство силовой передачи, модули газогенератора, газотурбинного привода и выхлопа, соединенные газоводами с возможностью осевого перемещения и установленные на комплектах крепления, причем модуль газогенератора включает компрессор и камеру сгорания, модуль газотурбинного привода - его корпус, силовую турбину, вал силовой турбины, опору силовой турбины и привод компрессора, размещенные в едином корпусе, модуль выхлопа - корпус газоотводящего канала, внешний и внутренний конусы диффузора распределения газа в нем, устройство силовой передачи - силовое кольцо с креплениями для силового каркаса, модуля газотурбинного привода и внешнего конуса диффузора, силовой вал, опору вала силовой турбины, а модуль нагрузки - опору входного вала нагрузки и входной вал нагрузки (см. , например, заявку ФРГ N 19824173, МПК F 02 C 7/20, опубл. 01.04.1999, D. Richardson). Конструкция комплектов креплений включает два силовых кольца, радиальные и продольные силовые тяги, что приводит к их большому весу, усложняет монтаж и демонтаж модулей установки и из-за не достаточно высокой жесткости не может в должной мере компенсировать продольные усилия от газовых сил, поперечные и крутильные колебания, возникающие, например, при изменении момента нагрузки и действующие на модули компрессора и газотурбинного привода, связанные газоводом. A known energy gas turbine transportable modular installation comprising a power frame, on which a power transmission device, gas generator modules, gas turbine drive and exhaust modules are mounted, connected by gas ducts with the possibility of axial movement and mounted on mounting kits, the gas generator module includes a compressor and a combustion chamber, a gas turbine drive module - its casing, power turbine, power turbine shaft, power turbine support and compressor drive, placed in a single casing, can exhaust muzzle — the body of the exhaust channel, the external and internal cones of the gas distribution diffuser in it, the power transmission device — the power ring with mountings for the power frame, the gas turbine drive module and the external cone of the diffuser, the power shaft, the support of the power turbine shaft, and the load module — the support the input shaft of the load and the input shaft of the load (see, for example, the application of Germany N 19824173, IPC F 02 C 7/20, publ. 01.04.1999, D. Richardson). The design of the mounting kits includes two power rings, radial and longitudinal power rods, which leads to their heavy weight, complicates the installation and dismantling of the installation modules and, due to not high enough rigidity, cannot adequately compensate for the longitudinal forces from gas forces, transverse and torsional vibrations that occur, for example, when the load torque changes and affect the compressor and gas turbine drive modules connected by the gas duct.

Известна энергетическая газотурбинная установка, содержащая силовой каркас, на котором установлены устройство силовой передачи, модули газогенератора, газотурбинного привода и выхлопа, соединенные с возможностью осевого перемещения и установленные на комплектах крепления, включающих стойки, причем, по меньшей мере, один комплект крепления одного из модулей имеет пару стоек с шарнирами креплений, модуль газогенератора включает компрессор и турбину привода компрессора, размещенные в едином корпусе, модуль газотурбинного привода - его корпус, силовую турбину, вал силовой турбины и опору силовой турбины, модуль выхлопа - корпус газоотводящего канала, устройство силовой передачи - силовой вал, опору вала силовой турбины, а модуль нагрузки - входной вал нагрузки и агрегат потребления нагрузки, расположенный отдельно от силового каркаса, модулей газогенератора и силовой турбины, причем модули соединены между собой силовыми тягами, шарнирно связанными с корпусами (см. патент США N 5271217, МПК F 02 L 7/20, опубл. 21.12.1993, Hans Knuijt Niskayuna). Это позволяет снизить нагрузки на опоры и силовые конструкции установки. Но при этом указанное выполнение приводит к повышенному весу корпусов модулей, так как для соединения продольных силовых тяг каждый корпус имеет места крепления, которые должны быть упрочнены, и на каждом корпусе выполнены шарнирные опоры, что дополнительно приводит к повышению веса корпуса, концентрации механических и термических напряжений в нем, повышенной теплоотдаче и местному перегреву мест крепления продольных силовых тяг и непроизводительным тепло потерям из-за увеличенной площади теплоотдачи в местах крепления силовых тяг. Наличие общего единого вала (из-за недостатка степеней свободы кинематической системы) также приводит к возникновению дополнительных усилий на корпусах модулей, вызываемых неодинаковым удлинением, например при тепловом расширении, как единого вала, так и шарнирно установленных силовых тяг. Кроме этого наличие указанных креплений вызывает под воздействием горячих рабочих газов коробление пространственных полых оболочек корпусов агрегатов из-за их неравномерного нагрева и появления термических напряжений в материале корпусов. Known energy gas turbine installation containing a power frame, on which a power transmission device, gas generator modules, gas turbine drive and exhaust are mounted, axially movable and mounted on mounting kits, including racks, at least one mounting kit for one of the modules has a pair of racks with hinges of fastenings, the gas generator module includes a compressor and a compressor drive turbine located in a single housing, the gas turbine drive module - its the housing, the power turbine, the shaft of the power turbine and the support of the power turbine, the exhaust module is the body of the exhaust duct, the power transmission device is the power shaft, the support of the shaft of the power turbine, and the load module is the input load shaft and the load consumption unit, located separately from the power frame, gas generator and power turbine modules, the modules being interconnected by power rods pivotally connected to the housings (see US Pat. No. 5,271,217, IPC F 02 L 7/20, publ. 12/21/1993, Hans Knuijt Niskayuna). This allows you to reduce the load on the supports and power structures of the installation. But at the same time, this embodiment leads to an increased weight of the module housings, since for connecting longitudinal power rods each housing has fastening points that must be strengthened, and hinged supports are made on each housing, which additionally leads to an increase in the weight of the housing, the concentration of mechanical and thermal stresses in it, increased heat transfer and local overheating of the attachment points of the longitudinal power rods and unproductive heat losses due to the increased heat transfer area in the attachment points of the power rods. The presence of a common single shaft (due to the lack of degrees of freedom of the kinematic system) also leads to additional forces on the module housings caused by unequal elongation, for example, during thermal expansion of both a single shaft and articulated power rods. In addition, the presence of these fasteners causes, under the influence of hot working gases, warping of the spatial hollow shells of the units' bodies due to their uneven heating and the appearance of thermal stresses in the material of the cases.

Известна энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка, содержащая силовой каркас, на котором установлены устройство силовой передачи, независимые модули компрессора, газотурбинного привода и выхлопа, размещенные в едином корпусе, соединенные между собой и установленные с возможностью осевого перемещения на комплектах крепления, причем она размещена на комплекте крепления, в который входит пара симметрично установленных стоек с радиальными шарнирами креплений, а в модуль газотурбинного привода - его корпус, компрессор, камера сгорания, силовая турбина, вал силовой турбины и опора силовой турбины, в модуль выхлопа - корпус газоотводящего канала, в устройство силовой передачи - силовое кольцо с креплениями для силового каркаса, силовой вал, опора вала силовой турбины, а в модуль нагрузки - опора входного вала нагрузки, входной вал нагрузки, причем элементы модуля газотурбинного привода соединены между собой симметрично расположенными силовыми тягами, жестко связанными с элементами конструкции, а шарниры пары стоек комплекта креплений установки размещены на силовом кольце, на диаметральной оси, проходящей через общий центр тяжести всей установки (см. патент США N 2632997, Н. кл. 60-39.31, опубл. 1953 г., Alan Howard). Установка имеет основной недостаток, заключающийся в невозможности полного уравновешивания продольных сил от давления газов в газовом тракте, вызываемый необходимостью их компенсации и требующий вследствие этого выполнения общего корпуса из дорогих жаростойких материалов, прочным, жестким, тяжелым и сложным для изготовления, транспортировки, монтажа и демонтажа. Подвижные стойки и их шарниры при этом должны воспринимать большую, колеблющуюся в продольном и поперечном направлении массу установки и ее крутильные колебания, что должно привести к их большому весу, повышению требований по прочности и жесткости. Кроме этого через корпус на стойки должны передаваться реакции от вращающего момента нагрузки и все его колебания во времени, а также все поперечные и крутильные колебания от остальных частей установки и вспомогательных агрегатов, установленных на общем корпусе. A known energy gas-turbine transportable modular installation containing a power frame, on which a power transmission device, independent compressor, gas-turbine drive and exhaust modules are installed, placed in a single housing, interconnected and mounted with the possibility of axial movement on mounting sets, and it is placed on the set fasteners, which includes a pair of symmetrically mounted racks with radial hinges of fasteners, and the gas turbine drive module has its body, comp a spring, a combustion chamber, a power turbine, a power turbine shaft and a power turbine support, to the exhaust module is a gas exhaust duct housing, to a power transmission device is a power ring with mountings for the power frame, a power shaft, a power turbine shaft support, and to the load module support of the input load shaft, input load shaft, and the elements of the gas-turbine drive module are interconnected by symmetrically arranged power rods, rigidly connected to the structural elements, and the hinges of a pair of racks of the set of fasteners of the installation placed on the power ring, on the diametrical axis passing through the common center of gravity of the entire installation (see US patent N 2632997, N. cl. 60-39.31, publ. 1953, Alan Howard). The installation has the main disadvantage, namely, the impossibility of fully balancing the longitudinal forces from the gas pressure in the gas path, caused by the need to compensate for them and therefore requiring a common housing made of expensive heat-resistant materials, strong, tough, heavy and difficult to manufacture, transport, assemble and disassemble . The movable racks and their hinges in this case must perceive the large mass of the installation, which oscillates in the longitudinal and transverse directions, and its torsional vibrations, which should lead to their large weight, increased requirements for strength and rigidity. In addition, reactions from the load torque and all its fluctuations in time, as well as all transverse and torsional vibrations from the rest of the installation and auxiliary units installed on the common case, must be transmitted through the housing to the racks.

Наиболее близкой к предложенной установке по числу совпадающих признаков и решаемой задаче является энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка, содержащая силовой каркас, на котором установлены устройство силовой передачи, модули газогенератора, газотурбинного привода и выхлопа, соединенные между собой и с газоводами с возможностью осевого перемещения и установленные на комплектах крепления, включающих стойки и подвески, причем, по меньшей мере, один комплект крепления имеет пару стоек и пару подвесок с шарнирами креплений, модуль газогенератора включает компрессор, камеру сгорания и турбину привода компрессора, размещенные в едином корпусе, модуль газотурбинного привода - его корпус, силовую турбину, вал силовой турбины и опору силовой турбины, модуль выхлопа - корпус газоотводящего канала, внешний и внутренний конусы диффузора распределения газа в нем, устройство силовой передачи - силовое кольцо с креплениями для силового каркаса, шарниров стоек модуля газотурбинного привода и внешнего конуса диффузора, силовой вал, опору вала силовой турбины, а модуль нагрузки - опору входного вала нагрузки, входной вал нагрузки и агрегат потребления нагрузки, расположенный отдельно от силового каркаса (см. патент ФРГ N 3216626, МПК F 02 C 7/20, опубл. 17.10.1985, С. Vinciguerra). Отсутствие продольных силовых тяг приводит к необходимости выполнения силового каркаса, креплений к нему и опорам тяжелыми с высокой продольной жесткостью и прочностью, а также - к необходимости усложнения конструкции креплений для компенсации сил, моментов и колебаний, действующих в установке, повышения прочности в других направлениях и соответственно - веса основания и силового каркаса. Вал силовой турбины и внутренний конус диффузора расположены при этом консольно, что приведет к повышению их вибрации и необходимости повышенной жесткости в радиальном направлении. Вес внешнего конуса диффузора распределения газа неуравновешен относительно опорных стоек с весами газовода, модулей газогенератора и газотурбинного привода, так как они выполнены в едином корпусе и опираются только на подвески, что приведет к неравномерному распределению вертикальных нагрузок на опору, элементы подвески и крепления силового кольца к силовому каркасу. Кроме этого неуравновешены осевые силы, одна из которых раздвигает газогенератор и силовую турбину, возникает от давления горячих газов и действует на корпус газотурбинного привода и газовод с газогенератором, а другая возникает от динамического воздействия отработавших газов при их истечении в полость корпуса газоотводящего канала и действует на внешний конус диффузора распределения газа, что требует усиленных и тяжелых газоводов, креплений указанных модулей и внешнего конуса диффузора распределения газа к силовому каркасу, на которые кроме этого действуют продольные усилия от всех указанных модулей, что повышает требования по жесткости и прочности, так как силовая турбина, газогенератор и внешний конус диффузора распределения газа имеют между собой силовую связь только через конструктивные элементы силового каркаса и газовода. К повышению требований по жесткости и прочности приводят и крутильные колебания на силовой турбине, колебания и изменения момента реакции от внешней нагрузки, которые воспринимаются шарнирами стоек и приводят к перекосу и поперечным вибрациям креплений. The closest to the proposed installation in terms of the number of coinciding features and the problem to be solved is an energy gas-turbine transportable modular installation containing a power frame, on which a power transmission device, gas generator, gas-turbine drive and exhaust modules are installed, connected to each other and with gas ducts with the possibility of axial movement and installed on mounting kits, including struts and pendants, and at least one mounting kit has a pair of struts and a pair of pendants with hinges fasteners, a gas generator module includes a compressor, a combustion chamber and a compressor drive turbine located in a single housing, a gas turbine drive module - its body, a power turbine, a power turbine shaft and a power turbine support, an exhaust module - a gas exhaust duct body, external and internal cones of the diffuser gas distribution in it, power transmission device — power ring with fastenings for the power frame, hinges of the struts of the gas turbine drive module and the external cone of the diffuser, power shaft, shaft support power tour ins, and the load unit - support the load of the input shaft, the input shaft and the load unit load consumption disposed separately from the power frame (see. German patent N 3216626, IPC F 02 C 7/20, publ. 10/17/1985, S. Vinciguerra). The absence of longitudinal power rods leads to the need to make the power frame, fastenings to it and supports heavy with high longitudinal stiffness and strength, and also to the need to complicate the design of the mounts to compensate for the forces, moments and vibrations acting in the installation, increase strength in other directions and accordingly - the weight of the base and the power frame. The shaft of the power turbine and the inner cone of the diffuser are located cantilever, which will lead to an increase in their vibration and the need for increased rigidity in the radial direction. The weight of the outer cone of the gas distribution diffuser is unbalanced with respect to the support columns with the weights of the gas duct, gas generator modules and gas turbine drive, since they are made in a single housing and rely only on the suspensions, which will lead to an uneven distribution of vertical loads on the support, suspension elements and fastening of the power ring to power cage. In addition, axial forces are unbalanced, one of which moves the gas generator and the power turbine apart, arises from the pressure of hot gases and acts on the gas turbine drive housing and the gas duct with the gas generator, and the other arises from the dynamic action of the exhaust gases when they flow into the cavity of the gas outlet channel and acts on the external cone of the gas distribution diffuser, which requires reinforced and heavy gas ducts, fastenings of these modules and the external cone of the gas distribution diffuser to the power frame, on which s except that longitudinal forces acting on all of said modules, which increases the requirements for rigidity and strength, as a power turbine, a gas generator and an outer gas distribution cone of the diffuser are between a power connection only through the structural elements of the power frame and gazovoda. Torsional vibrations on a power turbine, vibrations and changes in the reaction time from an external load, which are perceived by the hinges of the racks and lead to distortion and transverse vibrations of the fasteners, also lead to increased requirements for rigidity and strength.

Кроме этого, любой переход с одного режима работы на другой с перераспределением тепла и температур по поверхностям модулей приведет к изменению теплового удлинения газовода, газогенератора и корпуса модуля газотурбинного привода, что вследствие одностороннего жесткого их крепления к силовому каркасу, жесткой взаимной связи и того, что шарниры стоек расположены параллельно оси установки с возможностью осевого перемещения модулей относительно их должно привести к изменению положения общего центра тяжести относительно стоек и креплений и перераспределению опорных сил, моментов на опорах и элементах, воспринимающих колебания модулей, вызвать изгибающие моменты в них и снизить ресурс их работы. In addition, any transition from one operating mode to another with redistribution of heat and temperatures on the surfaces of the modules will lead to a change in the thermal elongation of the gas duct, gas generator, and the housing of the gas turbine drive module, which is due to their unilateral rigid attachment to the power frame, rigid interconnection, and the fact the hinges of the racks are parallel to the installation axis with the possibility of axial movement of the modules relative to them should lead to a change in the position of the common center of gravity relative to the racks and is attached and redistribution of support forces, moments on supports and elements that perceive oscillations of the modules, cause bending moments in them and reduce the resource of their work.

Также такое соединение не препятствует возникновению и развитию осевых вибраций указанных агрегатов, что приведет к повышенным требованиям по вибрационной прочности и соответственно жесткости и весу силового кольца и других элементов силового каркаса и креплений к нему. Also, such a connection does not prevent the occurrence and development of axial vibrations of these units, which will lead to increased requirements for vibration strength and, accordingly, stiffness and weight of the power ring and other elements of the power frame and its mountings.

Гибкие опоры позволяют расширяться силовому кольцу в радиальном направлении, но не позволяют гасить поперечные колебания конструкции, что приведет к необходимости повышения требований по усталостной прочности стоек или прочности и жесткости креплений к силовому каркасу. Flexible supports allow the power ring to expand in the radial direction, but do not allow damping transverse vibrations of the structure, which will lead to the need to increase the requirements for the fatigue strength of racks or the strength and rigidity of fastenings to the power frame.

Аналогичные технические решения с силовыми тягами широко используются в рамных конструкциях креплений авиационных транспортных двигателей (см., например, охранные документы США N 5319922, МПК F 02 C 7/20, опубл. 14.06.1994, James W. Brantly, или Великобритании 2303884, МПК F02C 7/20, опубл. 05.03.1997, James Paul Berry и др.) с отрицательными похожими явлениями и недостатками. Но в этом случае силовые тяги и силовой каркас нагружены не только усилиями взаимодействия модулей, но и находятся под действием тягового усилия винтового или реактивного движителя, и по этой причине сложно однозначно определить их отношение к решаемой задаче и назначение указанных силовых тяг. Similar technical solutions with power traction are widely used in frame mountings of aircraft transport engines (see, for example, security documents of the USA N 5319922, IPC F 02 C 7/20, publ. 14.06.1994, James W. Brantly, or Great Britain 2303884, IPC F02C 7/20, published 05.03.1997, James Paul Berry and others) with negative similar phenomena and shortcomings. But in this case, the power rods and the power cage are loaded not only by the interaction forces of the modules, but are also affected by the traction of a screw or jet propulsion, and for this reason it is difficult to unambiguously determine their relationship to the task and the purpose of these power rods.

Техническими результатами, достигаемыми в предложенной энергетической газотурбинной транспортируемой модульной установке, являются: расширение функциональных возможностей, уменьшение веса и уровня требований к прочности и жесткости силового каркаса, опор и корпусов модулей, снижение взаимной передачи вибраций (в первую очередь в осевом направлении) между модулями, силовым каркасом и внешней средой, повышение надежности работы модулей путем снижения концентрации механических и термических напряжений на их поверхности, вследствие упрощения форм полых корпусов модулей, уменьшение их коробления от термических воздействий горячих газов, упрощенное достижение оптимального охлаждения корпусов модулей, уменьшение поверхности непроизводительной теплоотдачи и потерь тепла, упрощение конструкции комплектов креплений к силовому каркасу модулей и (у неподвижной опоры) термической, шумовой и экологической защиты, упрощение монтажа и демонтажа модулей, упрощение достижения и поддержания во время эксплуатации пониженных требований по осевой симметрии и соосности модулей, а также упрощение компенсации продольных и радиальных сил, смещений мест крепления модулей на опорах, опор и силовых тяг, уменьшение влияния перераспределения опорных реакций и вибраций, в том числе от крутильных колебаний, при изменении режима работы и теплового состояния установки, упрощение и удешевление производства, технического обслуживания, ремонта и эксплуатации, путем уменьшения веса деталей и агрегатов, в том числе требующих высококачественных жаростойких и жаропрочных материалов, перераспределения основных силовых нагрузок на силовые элементы (силовые тяги и комплекты креплений), находящиеся вне воздействия горячих газов, и воспринятия усилий, моментов, продольных, поперечных и крутильных колебаний и опорных реакций от работы отдельных модулей их независимыми комплектами креплений, рассчитанными строго на заданный диапазон усилий, снижение запасов прочности и как следствие снижение материальных и трудовых затрат на производство, ремонт и эксплуатацию энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установки. The technical results achieved in the proposed energy gas-turbine transportable modular installation are: expanding the functionality, reducing the weight and level of requirements for the strength and stiffness of the power frame, supports and module housings, reducing the mutual transmission of vibrations (primarily in the axial direction) between the modules, the power frame and the external environment, improving the reliability of the modules by reducing the concentration of mechanical and thermal stresses on their surface, due to the growth of the forms of hollow module housings, the reduction of their warpage from the thermal effects of hot gases, the simplified achievement of optimal cooling of the module housings, the reduction of the surface of unproductive heat transfer and heat loss, the simplification of the design of the mount sets to the power frame of the modules and (for a fixed support) thermal, noise and environmental protection simplification of installation and dismantling of modules, simplification of achieving and maintaining during operation reduced requirements for axial symmetry and alignment of modules, also simplifying the compensation of longitudinal and radial forces, displacements of the mounting points of the modules on supports, supports and power rods, reducing the influence of the redistribution of support reactions and vibrations, including from torsional vibrations, when changing the operating mode and thermal state of the installation, simplifying and reducing the cost of production, technical maintenance, repair and operation, by reducing the weight of parts and assemblies, including those requiring high-quality heat-resistant and heat-resistant materials, redistributing the main power loads on power elements (power rods and sets of fasteners) that are not exposed to hot gases, and the perception of forces, moments, longitudinal, transverse and torsional vibrations and support reactions from the operation of individual modules by their independent sets of fasteners, designed strictly for a given range of forces, reduction of stocks strength and, as a consequence, a reduction in material and labor costs for the production, repair and operation of an energy, gas turbine, transportable, modular installation.

Указанные технические результаты достигаются следующим образом. The specified technical results are achieved as follows.

Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка содержит силовой каркас, на котором установлены: устройство силовой передачи и независимые модули газогенератора, газотурбинного привода и выхлопа, соединенные между собой и/или с газоводами с возможностью осевого перемещения и размещенные на комплектах крепления, включающих стойки и подвески, причем, по меньшей мере, один комплект крепления одного из модулей имеет пару стоек и пару подвесок с шарнирами креплений, модуль газогенератора включает компрессор, камеру сгорания и турбину привода компрессора, размещенные в едином корпусе, модуль газотурбинного привода - его корпус, силовую турбину, вал силовой турбины и опоры вала силовой турбины, модуль выхлопа - корпус газоотводящего канала, внешний и внутренний конусы диффузора распределения газа в нем, устройство силовой передачи - силовой вал и силовое кольцо с креплениями для силового каркаса, шарниров стоек, модуля газотурбинного привода и внешнего конуса диффузора, а модуль нагрузки - входной вал нагрузки, опору входного вала нагрузки и агрегат потребления нагрузки, расположенный отдельно от силового каркаса, а также тем, что пара стоек одного из модулей выполнена подвижной, а другого - неподвижной, шарниры стоек расположены радиально и симметрично плоскости или оси симметрии соответствующего модуля в местах его штатного или специально разработанного вместо штатного крепления, причем модули соединены между собой с возможностью взаимного осевого перемещения симметрично расположенными силовыми тягами, шарнирно связанными с шарнирами крепления модулей к стойкам, при этом шарниры пары стоек комплекта крепления силового кольца размещены на нем с возможностью радиального расширения в направлении оси шарниров, проходящей вблизи или через общий центр тяжести модуля газотурбинного привода, силового кольца и внешнего конуса диффузора, а корпус газоотводящего канала и внешний конус диффузора выполнены с возможностью поворота вокруг продольной оси установки и независимого теплового расширения. The energy-driven gas-turbine transportable modular installation comprises a power frame, on which are installed: a power transmission device and independent modules of a gas generator, gas-turbine drive and exhaust, interconnected and / or with gas ducts with the possibility of axial movement and placed on fastening sets, including racks and suspensions, at least one mounting kit for one of the modules has a pair of racks and a pair of suspensions with hinges of fasteners, the gas generator module includes a compressor, a combustion chamber a compressor drive and a turbine located in a single housing, a gas-turbine drive module - its body, a power turbine, a power turbine shaft and a power turbine shaft support, an exhaust module - a gas exhaust duct body, external and internal cones of a gas distribution diffuser in it, a power transmission device - a power shaft and a power ring with fastenings for the power frame, the hinges of the struts, the gas turbine drive module and the external cone of the diffuser, and the load module is the input load shaft, the support of the input load shaft and the consumer unit load, located separately from the power frame, as well as the fact that a pair of racks of one of the modules is movable and the other is stationary, the hinges of the racks are located radially and symmetrically to the plane or axis of symmetry of the corresponding module in the places of its standard or specially designed instead of standard mounting, moreover, the modules are interconnected with the possibility of mutual axial movement by symmetrically arranged power rods pivotally connected to the hinges of the modules to the racks, while the hinges are pairs the racks of the power ring fastening kit are mounted on it with the possibility of radial expansion in the direction of the hinge axis passing near or through the common center of gravity of the gas turbine drive module, power ring and the external cone of the diffuser, and the body of the gas outlet channel and the external cone of the diffuser are rotatable around the longitudinal axis installation and independent thermal expansion.

Соединения модулей и/или газоводов, выполненные с возможностью осевого перемещения, включают телескопические соединения с Т-образными сечениями уплотнительных колец и/или сильфоны. Connections of modules and / or gas ducts, made with the possibility of axial movement, include telescopic connections with T-shaped sections of the sealing rings and / or bellows.

Силовые тяги выполнены с возможностью поглощения колебаний и/или из материалов, гасящих частоты колебаний модулей газогенератора, газотурбинного привода, выхлопа и генератора нагрузки. Power traction is made with the possibility of absorbing vibrations and / or from materials damping the oscillation frequencies of the modules of the gas generator, gas turbine drive, exhaust and load generator.

Шарнирные крепления силовых тяг к соответствующим модулям выполнены с возможностью регулировки, путем смещения, поворота и фиксации в плоскости, проходящей через ось шарнира. The hinged fastenings of the power rods to the respective modules are made with the possibility of adjustment by displacement, rotation and fixation in a plane passing through the axis of the hinge.

Комплекты крепления выполнены с возможностью осевой центровки модулей. Mounting kits are configured to axially center the modules.

Вал силовой турбины, силовой вал и входной вал нагрузки выполнены с возможностью упругого взаимного смещения. The shaft of the power turbine, the power shaft and the input shaft of the load are made with the possibility of elastic mutual displacement.

Модулем называется отдельный единый узел или агрегат, обычно выполненный из стандартных или унифицированных деталей, который может выполнять какую-либо функцию без остальных частей энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установки (базового изделия) или при различном сочетании или выполнении остальных модулей (см., например, Политехнический словарь п/р А. Ю. Ишлинского, "Советская энциклопедия", М., 1980 г., стр. 307), то есть при этом, например, газогенератор может быть выполнен в виде авиационного газотурбинного двигателя или его газогенератора. Другие модули указанной установки могут быть также выполнены различным образом, например модуль газотурбинного привода может быть в виде штатной газовой турбины привода турбовентилятора или специально разработанного и изготовленного узла или их модификаций, рассчитанных на различные выходные мощности или степень форсированности газогенератора, а агрегат потребления нагрузки модуля нагрузки - в виде электрогенератора или воздухонагнетателя, или водяного насоса или другого агрегата, потребляющего механическую энергию. A module is a separate single unit or assembly, usually made of standard or unified parts, which can perform any function without the remaining parts of an energy, gas turbine, transportable, modular installation (basic product) or with various combinations or execution of other modules (see, for example, the Polytechnical Dictionary, written by A. Yu. Ishlinsky, "Soviet Encyclopedia", Moscow, 1980, p. 307), that is, in this case, for example, the gas generator can be made in the form of an aircraft gas turbine engine and and a gas generator. Other modules of this installation can also be performed in various ways, for example, a gas-turbine drive module can be in the form of a standard gas turbine for a turbofan drive or a specially designed and manufactured assembly or their modifications designed for different output powers or the degree of acceleration of the gas generator, and the load consumption unit is a load module - in the form of an electric generator or an air blower, or a water pump or other unit consuming mechanical energy.

Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка, содержит силовой каркас, на котором установлены устройство силовой передачи и независимые модули газогенератора, газотурбинного привода и выхлопа, соединенные между собой и/или с газоводами с возможностью осевого перемещения, что позволяет снизить взаимную передачу вибраций (в первую очередь в осевом направлении) между модулями, силовым каркасом и внешней средой, так как нежесткие сопряжения типа телескопического или сильфонного соединения в силу своих упругих свойств снижают передачу вибраций, приводят к меньшим вибрационным нагрузкам на соседние модули и снижают требования к их прочности, жесткости и виброактивности установки. The energy-driven gas-turbine transportable modular installation contains a power frame on which a power transmission device and independent modules of a gas generator, gas-turbine drive and exhaust are mounted, connected to each other and / or with gas ducts with the possibility of axial movement, which allows to reduce the mutual transmission of vibrations (primarily in axial direction) between the modules, the power cage and the external environment, since non-rigid conjugations of the type of telescopic or bellows connection due to their elastic properties TVs reduce the transmission of vibrations, lead to lower vibration loads on neighboring modules and reduce the requirements for their strength, rigidity and vibration activity of the installation.

Размещение модулей на комплектах крепления, включающих стойки и подвески, причем когда, по меньшей мере, один комплект крепления одного из модулей имеет пару стоек и пару подвесок с шарнирами креплений, позволяет наиболее простым и эффективным способом обеспечить воспринятие всех разновидностей усилий, моментов, продольных, поперечных и крутильных колебаний и опорных реакций от работы отдельного модуля его независимым комплектом креплений, рассчитанным строго на заданный диапазон усилий с минимальным запасом прочности, а не передавать их далее по составляющим частям установки, что приводит к снижению ее виброактивности и снижению требований по жесткости и прочности остальных комплектов крепления, а также - расширению функциональных возможностей, так как позволяет на независимых по положению креплениях разместить любые разновидности модулей. The placement of modules on mounting sets, including racks and suspensions, and when at least one mounting set of one of the modules has a pair of racks and a pair of suspensions with hinges of fastenings, it allows the most simple and effective way to ensure the perception of all varieties of efforts, moments, longitudinal, transverse and torsional vibrations and support reactions from the operation of a separate module with its independent set of fasteners, designed strictly for a given range of forces with a minimum margin of safety, and not transmit them further by component parts of the plant, which leads to a reduction of its vibration activity and reduce the requirements for rigidity and strength of the remaining sets of fastening, and - expanding functionality, because it allows for independent mounts of the position to place any species modules.

Следующая комплектация энергетической газотурбинной транспортируемой модульной установки, в которой модуль газогенератора включает компрессор, камеру сгорания и турбину привода компрессора, размещенные в едином корпусе, модуль газотурбинного привода - его корпус, силовую турбину, вал силовой турбины и опоры силовой турбины, модуль выхлопа - корпус газоотводящего канала, внешний и внутренний конусы диффузора распределения газа в нем, имеет наименьший вес и позволяет упростить монтаж и демонтаж установки при техническом обслуживании, ремонте и эксплуатации и расширить функциональные возможности установки путем необходимого изменения ее комплектации. The following is the complete set of an energy gas-turbine transportable modular installation, in which the gas generator module includes a compressor, a combustion chamber and a compressor drive turbine located in a single casing, a gas-turbine drive module - its casing, a power turbine, a power turbine shaft and a power turbine support, an exhaust module - a gas exhaust casing channel, the external and internal cones of the diffuser of the gas distribution in it, has the smallest weight and allows you to simplify installation and dismantling of the installation during maintenance, p install and operate and expand the functionality of the installation by necessary changes in its configuration.

Включение в устройство силовой передачи силового вала и силового кольца с креплениями для силового каркаса, шарниров стоек, модуля газотурбинного привода и внешнего конуса диффузора позволяет объединить указанные устройства в единый агрегат и уменьшить число комплектов подвески в установке, что упрощает ее конструкцию и снижает вес. The inclusion of a power shaft and a power ring with fasteners for the power frame, hinges of the struts, the gas turbine drive module and the external cone of the diffuser in the power transmission device allows you to combine these devices into a single unit and reduce the number of suspension sets in the installation, which simplifies its design and reduces weight.

Модуль нагрузки имеет входной вал нагрузки, опору входного вала нагрузки и агрегат потребления нагрузки, расположенный отдельно от силового каркаса остальной части установки, что упрощает достижение и поддержание во время эксплуатации пониженных требований по осевой симметрии и соосности модулей, в первую очередь тем, что агрегат потребления нагрузки (обычно весьма тяжелый, сложный и долговечный) при монтаже и демонтаже остальных частей установки (в процессе ремонта и эксплуатации) не нуждается в изменении положения и устанавливается только один раз на собственный фундамент или опорную раму и при дальнейшей эксплуатации регулировок его положения не требует, что снижает затраты труда и материальных ресурсов. The load module has an input load shaft, a support for the input load shaft and a load consumption unit located separately from the power frame of the rest of the installation, which simplifies the achievement and maintenance during operation of reduced requirements for axial symmetry and alignment of the modules, primarily because the consumption unit load (usually very heavy, complex and durable) during installation and dismantling of the remaining parts of the installation (during repair and operation) does not need to change position and is installed nly once on their own foundation or support frame and the further operation of its provisions do not require adjustments, which reduces labor and material resources.

В схеме крепления модулей, когда пара стоек одного из модулей выполнена подвижной, а другого - неподвижной, шарниры стоек расположены радиально и симметрично плоскости или оси симметрии соответствующего модуля в местах его крепления, а модули соединены между собой симметрично расположенными силовыми тягами, шарнирно связанными с шарнирами крепления модулей к стойкам, уменьшается вес и уровень требований к прочности и жесткости силового каркаса, опор и корпусов модулей, потому что основные усилия от давления газов в газовом тракте, например, между модулями газогенератора и газотурбинного привода и воспринимаются силовыми тягами, а их удлинение, например, при силовом или термическом воздействии компенсируется изменением положения подвижных стоек. При этом также упрощается монтаж и демонтаж частей установки и достижение и поддержание во время эксплуатации пониженных требований по осевой симметрии, соосности, прочности и жесткости модулей, а также их корпусов и комплектов крепления и модулей в целом, так как скомпенсированы наиболее большие усилия и причин для изменения положения модулей под их воздействием нет, а остальные изменения размеров компенсируются подвижными соединениями. In the module mounting scheme, when a pair of racks of one of the modules is movable and the other stationary, the hinges of the racks are located radially and symmetrically to the plane or axis of symmetry of the corresponding module in the places of its fastening, and the modules are interconnected by symmetrically arranged power rods pivotally connected to the hinges attaching modules to racks, the weight and level of requirements for strength and stiffness of the power frame, supports and module housings are reduced, because the main efforts are from the gas pressure in the gas path, for example measures between the modules of the gas generator and the gas turbine drive and are perceived by power rods, and their elongation, for example, by force or thermal action, is compensated by a change in the position of the movable racks. It also simplifies the installation and dismantling of installation parts and the achievement and maintenance during operation of reduced requirements for axial symmetry, alignment, strength and stiffness of the modules, as well as their bodies and mounting kits and the modules as a whole, since the greatest efforts and reasons for there is no change in the position of the modules under their influence, and the remaining changes in size are compensated by moving joints.

При размещении шарниров пары стоек комплекта крепления на силовом кольце с возможностью радиального расширения в направлении оси шарниров, проходящей вблизи или через общий центр тяжести модуля газотурбинного привода, силового кольца и внешнего конуса диффузора уменьшается влияние перераспределения опорных реакций (в том числе от крутильных колебаний) как при изменении режима работы, так и теплового состояния энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установки, упрощает конструкции комплектов креплений к силовому каркасу элементов термической, шумовой и экологической защиты, так как они крепятся на силовом кольце и силовом каркасе и не зависят от теплового расширения остальных модулей установки, что обеспечивает при работе других отдельных модулей воспринятие усилий, моментов, продольных, поперечных и крутильных колебаний и опорных реакций, передающихся, например, за счет сил трения в соответствующих соединительных узлах. When hinges are placed on a pair of racks of the mounting kit on the power ring with the possibility of radial expansion in the direction of the hinge axis passing near or through the common center of gravity of the gas turbine drive module, power ring and the outer cone of the diffuser, the influence of redistribution of support reactions (including from torsional vibrations) decreases as when changing the operating mode and the thermal state of the energy, gas turbine, transported, modular installation, simplifies the design of sets of fastenings to the power to the framework of the elements of thermal, noise and environmental protection, since they are mounted on the power ring and the power frame and are not dependent on the thermal expansion of the remaining modules of the installation, which ensures the perception of forces, moments, longitudinal, transverse and torsional vibrations and supporting reactions during the operation of other individual modules transmitted, for example, due to friction forces in the corresponding connecting nodes.

Указанные признаки позволяют уменьшить стоимость и вес деталей и агрегатов, в том числе требующих высококачественных жаростойких и жаропрочных материалов, и перераспределить основные силовые нагрузки на силовые элементы (силовые тяги и комплекты креплений), находящиеся вне воздействия горячих газов, воспринятие усилий, моментов, продольных, поперечных и крутильных колебаний и опорных реакций от работы отдельных модулей их независимыми комплектами креплений, рассчитанными строго на заданный диапазон усилий, и при этом нет необходимости иметь в них значительные запасы прочности. These signs allow you to reduce the cost and weight of parts and assemblies, including those requiring high-quality heat-resistant and heat-resistant materials, and to redistribute the main power loads on power elements (power rods and fastener sets) that are not exposed to hot gases, the perception of forces, moments, longitudinal, transverse and torsional vibrations and support reactions from the operation of individual modules by their independent sets of fasteners, designed strictly for a given range of forces, and there is no need and have in them substantial safety margins.

При этом выполнение шарнира может быть любым, например с расположением шипа на модуле, а подшипника на стойке или подвеске, или наоборот. In this case, the implementation of the hinge can be any, for example, with the location of the spike on the module, and the bearing on the rack or suspension, or vice versa.

Кроме этого силовые тяги, стойки и подвески комплекта крепления, находящиеся под силовым воздействием, располагаются в более благоприятных условиях, чем корпусные и рабочие детали энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установки, что позволяет изготовить их из более дешевых и нежаропрочных материалов, что уменьшает вес и уровень требований к жесткости и прочности, упрощает и снижает стоимость технического обслуживания, ремонта и эксплуатации установки. In addition, the power rods, racks and suspensions of the fastening set, which are under the influence of force, are located in more favorable conditions than the hull and working parts of an energy, gas turbine, transportable, modular installation, which allows them to be made from cheaper and non-heat resistant materials, which reduces weight and the level of requirements for rigidity and strength, simplifies and reduces the cost of maintenance, repair and operation of the installation.

Расширение функциональных возможностей кроме многовариантной комплектации модулями достигается тем, что корпус газоотводящего канала и внешний конус диффузора выполнены с возможностью поворота вокруг продольной оси установки и независимого теплового расширения, потому что расположение корпуса выхлопного канала в различном положении позволяет размещать дополнительные или вспомогательные агрегаты или устройства с наименьшими затратами. Кроме этого независимое расположение корпуса выхлопного канала и внешнего конуса диффузора позволяет снизить влияние от них на перераспределение опорных реакций при изменении теплового состояния, режима работы, распределения температур и связанных с ними изменениях тепловых удлинений указанных агрегатов, а также расширить функциональные возможности за счет необходимого углового расположения корпуса выхлопного канала и внешнего конуса диффузора вместе с нужной комплектацией установки модулями, соответствующими поставленным задачам и имеющими нужные характеристики и функции, например расположение выхода корпуса выхлопного канала горизонтально, позволяет наиболее просто подключить новый готовый модуль, такой как тяжелый котел-утилизатор, расположенный на отдельном фундаменте. Вертикально вниз подать в шахту отработавшие газы, имеющие малое содержание окислителя - кислорода для тушения пожара, или создать инертную (не поддерживающую жизнь и горение) и пожаробезопасную атмосферу, способствующую сохранению сельскохозяйственной или иной продукции при длительном хранении, вертикально вверх - создать дополнительную тягу в дымовой трубе и поднять коэффициент полезного действия установки и так далее. The expansion of functionality in addition to multivariate configuration with modules is achieved by the fact that the body of the exhaust channel and the external cone of the diffuser are rotatable around the longitudinal axis of the installation and independent thermal expansion, because the location of the body of the exhaust channel in a different position allows you to place additional or auxiliary units or devices with the smallest costs. In addition, the independent location of the exhaust channel body and the external cone of the diffuser allows you to reduce the effect of them on the redistribution of support reactions when the thermal state, operation mode, temperature distribution and related changes in thermal elongation of these units change, as well as expand the functionality due to the necessary angular arrangement the body of the exhaust channel and the external cone of the diffuser, together with the necessary equipment for the installation, with modules corresponding to the tasks They have the necessary characteristics and functions, for example, the location of the outlet of the exhaust duct body horizontally, makes it easy to connect a new ready-made module, such as a heavy waste heat boiler, located on a separate foundation. Vertical discharge downstream of the mine exhaust gases having a low content of oxidizing agent - oxygen to extinguish a fire, or create an inert (not supporting life and burning) and fire-safe atmosphere, contributing to the preservation of agricultural or other products during long-term storage, vertically upwards - create additional draft in the smoke pipe and raise the efficiency of the installation and so on.

Соединения модулей и/или газоводов в энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установке, выполненные с возможностью осевого перемещения, включающие телескопические соединения с Т-образными сечениями уплотнительных колец и/или сильфоны и связанные силовыми тягами из-за наличия в указанной системе избыточных степеней свободы позволяют взаимно скомпенсировать все продольно действующие силы и изменения длины модулей и силовых тяг, в том числе возникающие от давления газов в газовых трактах, при термическом расширения модулей и удлинении силовых тяг при тепловом и силовом воздействии на них. Connections of modules and / or gas ducts in an energy, gas turbine, transported, modular installation made with the possibility of axial movement, including telescopic connections with T-shaped sections of the sealing rings and / or bellows and connected by power rods due to the presence of excessive degrees of freedom in the said system mutually compensate for all longitudinally acting forces and changes in the length of the modules and power rods, including those arising from the gas pressure in the gas paths, during thermal expansion odules elongation and force rods in the thermal and impact force to them.

Штатные шарнирные соединения для крепления модулей обычно выполняются симметрично с обеих сторон агрегата, но они могут располагаться любым другим необходимым образом, поэтому опоры могут изготавливаться V-образными с симметрично размещенными креплениями, или в виде двух стоек, и/или подвесок, расположенных по обе стороны модуля, других креплений к силовому каркасу или иным известным способом с помощью известных средств. При термическом удлинении силовых тяг смещение модулей компенсируется изменением положения соответствующей подвижной опоры, а при такой же природе расширения модулей оно компенсируется их подвижным соединением, например, при помощи сильфона. При этом нет необходимости выполнять опоры жесткими и высокопрочными, то есть способными воспринимать огромные усилия от давления газовых сил в газовом тракте, соединяющем, например, модули газогенератора и газотурбинного привода или газотурбинного привода и модуля выхлопа, а достаточно, чтобы опоры выдерживали вес соответствующего модуля, изменения опорных усилий и сил реакций на опорах при его работе и имели минимальный запас прочности. The standard swivel joints for fastening the modules are usually symmetrical on both sides of the unit, but they can be arranged in any other necessary way, so the supports can be made V-shaped with symmetrically placed fasteners, or in the form of two racks and / or suspensions located on both sides module, other fastenings to the power frame or in another known manner using known means. With thermal extension of the power rods, the displacement of the modules is compensated by a change in the position of the corresponding movable support, and with the same nature of the expansion of the modules, it is compensated by their movable connection, for example, using a bellows. At the same time, there is no need to make supports rigid and high-strength, that is, capable of absorbing tremendous forces from the pressure of gas forces in a gas path connecting, for example, modules of a gas generator and a gas-turbine drive or a gas-turbine drive and an exhaust module, but it is enough that the supports can support the weight of the corresponding module, changes in support forces and reaction forces on supports during its operation and had a minimum margin of safety.

Опоры и подвески комплекта крепления рассчитываются и изготавливаются так, чтобы модули один относительно другого могли перемещаться, не теряя соосности, например, путем выполнения стоек или подвесок в виде механизма, состоящего из двух качающихся равных рычагов, соединенных коромыслом, в середине которого расположен шарнир крепления модуля, и установленных симметрично вертикальной плоскости или оси шарнира крепления модуля, или другого известного прямолинейно направляющего механизма. При этом подвески могут быть заменены на аналогичные подвижные опоры, но при этом возрастет их вес, так как большинство современных материалов и элементов конструкций лучше работает и более устойчивы на растяжение, чем на сжатие. The supports and suspensions of the attachment kit are calculated and manufactured so that the modules can move relative to each other without losing alignment, for example, by making struts or suspensions in the form of a mechanism consisting of two swinging equal arms connected by a rocker arm, in the middle of which there is a module mount hinge , and installed symmetrically to the vertical plane or axis of the hinge of the module, or another known linearly directing mechanism. At the same time, pendants can be replaced with similar movable supports, but their weight will increase, since most modern materials and structural elements work better and are more resistant to tension than to compression.

Выполнение комплектов крепления, то есть подвесок, стоек или аналогичных им по назначению опор, регулируемыми с возможностью осевой центровки сопряженных модулей, упростит монтаж и демонтаж модулей, так как при замене любого из модулей все наладочные работы можно производить даже в полевых условиях, что не требует сборки и наладки энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установки в заводских условиях, а это упрощает производство модулей, ремонт, техническое обслуживание и эксплуатацию всей установки. The implementation of mounting kits, that is, suspensions, racks or similar supports for their purpose, adjustable with the possibility of axial alignment of the coupled modules, will simplify the installation and dismantling of the modules, since when replacing any of the modules, all adjustment work can be done even in the field, which does not require assembly and commissioning of power, gas turbine, transportable, modular installation in the factory, and this simplifies the production of modules, repair, maintenance and operation of the entire installation.

Также подвески имеют тенденцию подобно маятнику возвращать конструкцию к ее первоначально выбранному положению, что снижает требования по поддержанию соосности и повышает надежность работы указанной установки. Suspensions also tend to return the structure to its original selected position, like a pendulum, which reduces the requirements for maintaining alignment and increases the reliability of this installation.

Кроме этого две пары опор (в виде стоек) снизят удобство технического обслуживания и ремонта модулей, так как у обычно выпускаемых авиационной промышленностью модулей, таких как газогенератор или сопряженный с ним модуль газотурбинного привода, устройство крепления к опорам располагается в непосредственной близости от центра тяжести указанного агрегата, поэтому основная часть его веса воспринимается только одной парой опор, а на вторую пару будет воздействовать малая часть веса. Размещение двух пар стоек внизу под модулем будет усложнять доступ к нему или вспомогательным агрегатам, обычно расположенным под ним, а наличие подвесок упрощает манипуляции с модулями и агрегатами при монтаже и демонтаже частей установки. Следовательно, размещение модулей на стойках и подвесках является предпочтительным, так как позволяет достичь свободного подхода к модулю и по этой причине наибольшей простоты его технического обслуживания и ремонта, монтажа и демонтажа. Подвижность опор может достигаться любыми известными средствами, например установкой на обоих ее концах шарнирных соединений или гибких пластин. Радиальное смещение достигается возможностью осевого перемещения в соответствующем шарнирном соединении, например, путем выполнения в нем соответствующего осевого зазора. In addition, two pairs of supports (in the form of racks) will reduce the convenience of maintenance and repair of the modules, since the modules commonly used by the aviation industry, such as a gas generator or a gas turbine drive module coupled to it, have a mounting device for the supports located in close proximity to the center of gravity of the indicated unit, therefore, the main part of its weight is perceived by only one pair of supports, and a small part of the weight will affect the second pair. Placing two pairs of racks below the module will complicate access to it or auxiliary units, usually located under it, and the presence of suspensions simplifies the manipulation of the modules and units during installation and dismantling of parts of the installation. Therefore, the placement of modules on racks and suspensions is preferable, since it allows to achieve a free approach to the module and for this reason the greatest ease of its maintenance and repair, installation and dismantling. The mobility of the supports can be achieved by any known means, for example, by installing articulated joints or flexible plates at both its ends. Radial displacement is achieved by the possibility of axial movement in the corresponding articulation, for example, by performing in it the corresponding axial clearance.

Симметричное расположение силовых тяг снижает усилия, нарушающие соосность модулей и форму их корпусов, что упрощает производство и снижает требования к техническому обслуживанию энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установки, связанные с необходимостью достижения и поддержания соосности. При этом силовые тяги могут располагаться параллельно или под одинаковым углом к оси указанной установки, симметрично ей или плоскости ее симметрии, или выбранному центру симметрии. The symmetrical arrangement of the power rods reduces the efforts that violate the alignment of the modules and the shape of their housings, which simplifies production and reduces the maintenance requirements for the energy, gas turbine, transported, modular installation associated with the need to achieve and maintain alignment. In this case, the power traction can be parallel or at the same angle to the axis of the specified installation, symmetrically to it or the plane of its symmetry, or to the selected center of symmetry.

Например, силовые тяги и шарниры их крепления могут располагаться в плоскости, проходящей через осевую линию установки или параллельно ей, или выше и ниже ее в плоскости, пересекающей осевую линию, симметрично или несимметрично точке пересечения с ней, но симметрично плоскости, проходящей через осевую линию установки перпендикулярно плоскости расположения шарниров, или в другом сочетании их симметричного расположения, аналогичного положению образующих линий в линейчатом геометрическом теле однополостном гиперболоиде. Силовые тяги могут быть жестко или кинематически связаны между собой. For example, the power rods and the hinges of their fastening can be located in a plane passing through the installation center line or parallel to it, or above and below it in a plane crossing the center line, symmetrically or asymmetrically to the point of intersection with it, but symmetrically to the plane passing through the center line installation perpendicular to the plane of the location of the hinges, or in another combination of their symmetrical location, similar to the position of the generating lines in a linear geometric body of a single-cavity hyperboloid. Power traction can be rigidly or kinematically connected.

Выполнение силовых тяг энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установки с возможностью поглощения колебаний, например, путем установки на них демпферов или упругих связей и/или изготовления из материалов, гасящих частоты колебаний, модулей газогенератора, газотурбинного привода, выхлопа и генератора нагрузки при их соединении силовыми тягами позволяют снизить виброактивность установки. Implementation of power rods of an energy, gas turbine, transportable, modular installation with the possibility of absorbing vibrations, for example, by installing dampers or elastic couplings on them and / or fabricating gas generator modules, a gas turbine drive, an exhaust and a load generator when connecting them power traction can reduce the vibration activity of the installation.

Изготовление в энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установке шарнирных креплений силовых тяг к соответствующим модулям, выполненных с возможностью их регулировки, путем смещения и поворота в плоскости, проходящей через ось шарнира, может быть достигнуто, например, с помощью шарового шарнира, карданного шарнира или шарнира равных угловых скоростей и шлицевого или резьбового фиксируемых соединений, позволяющих изменять длину и пространственное положение силовых тяг относительно модулей и оси указанной установки, что упростит и снизит затраты на ее производство, ремонт, техническое обслуживание и эксплуатацию, за счет упрощения процесса подгонки положения силовых тяг по месту и по взаимному положению модулей установки. The manufacture in the energy, gas turbine, transported, modular installation of the hinged fasteners of the power rods to the respective modules, made with the possibility of their adjustment by displacement and rotation in the plane passing through the axis of the hinge, can be achieved, for example, using a ball joint, cardan joint or hinge of equal angular velocities and slotted or threaded fixed joints, allowing you to change the length and spatial position of the power rods relative to the modules and axis of the specified installation that will simplify and reduce the cost of its production, repair, maintenance and operation, by simplifying the process of adjusting the position of the power rods in place and in the relative position of the installation modules.

Размещение шарниров пары стоек комплекта крепления модуля газотурбинного привода на силовом кольце с возможностью радиального расширения в направлении оси шарниров, проходящей вблизи или через общий центр тяжести модуля газотурбинного привода, силового кольца и газораспределительного конуса, снижает возможность перераспределения опорных усилий при изменении режима работы и теплового состояния энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установки, так как изменение положения центров тяжести указанных частей при их тепловом расширении взаимно компенсируется и общий центр тяжести (центр масс) практически не изменяет своего положения. При этом радиальные перемещения от теплового расширения силового кольца и его поперечные вибрации компенсируются перемещениями в шарнирах. Placing the hinges of a pair of racks of the mounting kit of the gas turbine drive module on the power ring with the possibility of radial expansion in the direction of the hinge axis passing near or through the common center of gravity of the gas turbine drive module, power ring and gas distribution cone, reduces the possibility of redistributing the supporting forces when changing the operating mode and thermal state energy, gas turbine, transported, modular installation, since the change in the position of the centers of gravity of these parts during eplovom expansion cancel each other and the common center of gravity (center of mass) practically does not change its position. In this case, the radial displacements from the thermal expansion of the power ring and its transverse vibrations are compensated by displacements in the hinges.

Возможность упругого взаимного смещения вала силовой турбины, силового вала и входного вала нагрузки энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установки позволяет упростить ее эксплуатацию и техническое обслуживание, так как это упрощает независимую разборку, ремонт и техническое обслуживание модулей газогенератора, газотурбинного привода и нагрузки, кроме этого позволяет защитить дорогостоящий модуль генератора нагрузки при нештатных ситуациях или повышенных вибрациях модуля газотурбинного привода, что повышает надежность эксплуатации установки. The possibility of elastic mutual displacement of the shaft of the power turbine, the power shaft and the input shaft of the load of the power, gas turbine, transportable, modular installation allows to simplify its operation and maintenance, as it simplifies the independent disassembly, repair and maintenance of gas generator modules, gas turbine drives and loads, except This allows you to protect the expensive module of the load generator in case of abnormal situations or increased vibrations of the gas turbine drive module, which increases reliability of operation of the installation.

На фиг.1 представлен схематичный общий вид энергетической газотурбинной транспортируемой модульной установки с несколькими разрезами. Figure 1 presents a schematic General view of an energy gas turbine transportable modular installation with several sections.

На фиг.2 - разрез по силовой турбине. Figure 2 is a section through a power turbine.

Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка содержит (см. фиг.1) силовой каркас 1, на котором установлены устройство силовой передачи 2 и модули газогенератора 3, газотурбинного привода 4 и выхлопа 5, соединенные, например, между собой (и/или с газоводами 6) с возможностью осевого перемещения и размещенные на комплектах крепления, включающих, например, стойки 7 и подвески 8. По меньшей мере, один комплект крепления одного из модулей имеет пару стоек 7 и пару подвесок 8 с шарнирами креплений 9. The energy gas turbine transportable modular installation contains (see Fig. 1) a power frame 1 on which a power transmission device 2 and modules of a gas generator 3, a gas turbine drive 4 and exhaust 5 are connected, for example, interconnected (and / or with gas ducts 6) with the possibility of axial movement and placed on mounting sets, including, for example, struts 7 and suspensions 8. At least one mounting kit for one of the modules has a pair of racks 7 and a pair of suspensions 8 with hinges of mounts 9.

Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка может содержать по меньшей мере два модуля, например модуль газогенератора 3 и модуль газотурбинного привода 4, но обычно модулей бывает больше. A transportable gas turbine power plant may include at least two modules, for example a gas generator module 3 and a gas turbine drive module 4, but usually there are more modules.

Модуль газогенератора 3 включает компрессор 10, камеру сгорания (не показана) и турбину 11 привода компрессора 10, размещенные в едином корпусе 12 модуля газогенератора 3 (см. фиг.1). The gas generator module 3 includes a compressor 10, a combustion chamber (not shown), and a compressor turbine 11 located in a single housing 12 of the gas generator module 3 (see Fig. 1).

Модуль газогенератора 3 может быть выполнен в виде газотурбинного авиационного или стационарного двигателя, или его газогенератора. The gas generator module 3 can be made in the form of a gas turbine aircraft or stationary engine, or its gas generator.

Модуль газогенератора 3 может включать впускную шахту, глушитель шума впуска, очиститель воздуха или воздушный фильтр, подогреватель воздуха или регенератор тепла отходящих газов, которые могут устанавливаться во впускной шахте или как отдельные взаимосвязанные агрегаты, а также другие вспомогательные устройства (не показаны). The gas generator module 3 may include an intake shaft, an intake silencer, an air purifier or an air filter, an air heater or an exhaust gas heat generator that can be installed in the intake shaft or as separate interconnected units, as well as other auxiliary devices (not shown).

Модуль газотурбинного привода 4 обычно имеет корпус 13, силовую турбину 14, вал 15 силовой турбины 14 и переднюю опору 16 вала силовой турбины 14 (см. фиг.2). The gas turbine drive module 4 usually has a housing 13, a power turbine 14, a shaft 15 of the power turbine 14 and a front support 16 of the shaft of the power turbine 14 (see figure 2).

В качестве модуля газотурбинного привода 4 может быть использована любая из известных газовых турбин, имеющая параметры, соответствующие характеристикам модуля газогенератора 3. As a module of the gas turbine drive 4, any of the known gas turbines having parameters corresponding to the characteristics of the gas generator module 3 can be used.

Модуль выхлопа 5 обычно включает корпус 17 газоотводящего канала, внешний 18 и внутренний 19 конусы диффузора 20 распределения газа в указанном канале. The exhaust module 5 typically includes a housing 17 exhaust channel, the outer 18 and inner 19 cones of the diffuser 20 of the gas distribution in the specified channel.

Модуль выхлопа 5 может также включать кроме корпуса 17 газоотводящего канала, внешнего 18 и внутреннего 19 конусов диффузора 20, выпускную шахту, глушитель шума выхлопа и нейтрализатор вредных составляющих выхлопных газов, дымовую трубу и другие вспомогательные устройства (не показаны). Exhaust module 5 may also include, in addition to the housing 17 of the exhaust channel, external 18 and internal 19 cones of the diffuser 20, an exhaust shaft, an exhaust silencer and a neutralizer of harmful components of the exhaust gases, a chimney and other auxiliary devices (not shown).

Через модуль выхлопа 5 и его внутренний конус 19 диффузора 20, расположенные в корпусе 17 газоотводящего канала, проходят вал 15 силовой турбины 14 модуля газотурбинного привода 4 и силовой вал 21. Through the exhaust module 5 and its inner cone 19 of the diffuser 20, located in the housing 17 of the exhaust channel, pass the shaft 15 of the power turbine 14 of the gas turbine drive module 4 and the power shaft 21.

Корпус 17 газоотводящего канала и внешний конус 18 диффузора 20 выполнены с возможностью поворота вокруг продольной оси установки и независимого теплового расширения. Это достигается (см. фиг.1) за счет подвижных соединений 22 и 23 соответственно с внешним конусом 18 диффузора 20 и задней опорой 24 вала 15 силовой турбины 14 модуля газотурбинного привода 4, а также свободного прохода устройства силовой передачи 2 через внутренний конус 19 диффузора 20. The housing 17 of the exhaust channel and the outer cone 18 of the diffuser 20 are rotatable around the longitudinal axis of the installation and independent thermal expansion. This is achieved (see figure 1) due to the movable connections 22 and 23, respectively, with the outer cone 18 of the diffuser 20 and the rear support 24 of the shaft 15 of the power turbine 14 of the gas turbine drive module 4, as well as the free passage of the power transmission device 2 through the inner cone 19 of the diffuser 20.

В модуле выхлопа 5 внешний конус 18 диффузора 20 установлен с возможностью поворота, выступает внутрь корпуса 17 газоотводящего канала модуля 5 выхлопа, имеет на выходе косой срез 25 для направления потока газов в сторону открытой части корпуса 17 газоотводящего канала (не показана) и служит для равномерного распределения выхлопных газов по его сечению. Внутренний конус 19 имеет охлаждение (не показано) и защищает от высоких температур высоконагруженное устройство силовой передачи 2. In the exhaust module 5, the outer cone 18 of the diffuser 20 is mounted for rotation, protrudes into the housing 17 of the exhaust channel of the exhaust module 5, has an oblique cut 25 at the outlet to direct the gas flow towards the open part of the housing 17 of the exhaust channel (not shown) and serves to uniformly distribution of exhaust gases over its cross section. The inner cone 19 has cooling (not shown) and protects the high-load power transmission device 2 from high temperatures.

Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка имеет подвижные соединения 26, например, модуля 3 газогенератора и/или газовода 6 модуля 4 газотурбинного привода, выполненные с возможностью осевого перемещения, включающие телескопические соединения 27 с Т-образными сечениями уплотнительных колец и/или сильфоны 28. The energy-driven gas-turbine transportable modular installation has movable joints 26, for example, a gas generator module 3 and / or a gas duct 6 of a gas-turbine drive module 4, made with the possibility of axial movement, including telescopic joints 27 with T-shaped sections of the sealing rings and / or bellows 28.

Устройство силовой передачи 2 включает силовое кольцо 29 с креплениями 30, 31, 32 и 33 соответственно для силового каркаса 1 (см. Фиг.2), шарниров 34 стоек 35 (см. фиг.1), выполненных, например, неподвижными, модуля газотурбинного привода 4 и внешнего конуса 18 диффузора 20 (см. фиг.2) и силовой вал 21, связанный упруго одним концом с валом 15 силовой турбины 14 и другим - с входным валом 37 модуля 38 нагрузки. Силовой вал может устанавливаться на опоры (не показаны). The power transmission device 2 includes a power ring 29 with fasteners 30, 31, 32 and 33, respectively, for the power frame 1 (see FIG. 2), hinges 34 of the struts 35 (see FIG. 1), made, for example, stationary, of a gas turbine module drive 4 and the outer cone 18 of the diffuser 20 (see figure 2) and the power shaft 21, connected elastically at one end to the shaft 15 of the power turbine 14 and the other to the input shaft 37 of the load module 38. The power shaft may be mounted on bearings (not shown).

Силовое кольцо 29 служит для соединения силового каркаса 1 с корпусом 13 модуля газотурбинного привода 4 и внешнего конуса 18 диффузора 20, а также их совместного крепления соответственно к паре неподвижных стоек 35 и силовому каркасу 1. Шарниры 34 неподвижных стоек 35 расположены на силовом кольце 29 радиально с возможностью радиального смещения при тепловом расширении силового кольца 29, так чтобы их ось 36 (см. фиг.3) проходила вблизи или через общий центр тяжести (не показано) силовой турбины 14 модуля газотурбинного привода 4, совместно с силовым кольцом 29 и внешним конусом 18 диффузора 20, и это уменьшает изменение опорных реакций на неподвижных стойках 35, силовом кольце 29 при изменении режима работы и теплового состояния энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установки, повышает ее долговечность и работоспособность, а также снижает передачу радиальных вибраций модуля газотурбинного привода 4 на модули газогенератора 3 и выхлопа 5. The power ring 29 serves to connect the power frame 1 with the housing 13 of the gas turbine drive module 4 and the outer cone 18 of the diffuser 20, as well as their joint fastening respectively to a pair of fixed racks 35 and the power frame 1. The hinges 34 of the stationary racks 35 are located radially on the power ring 29 with the possibility of radial displacement during thermal expansion of the power ring 29, so that their axis 36 (see figure 3) passed near or through the common center of gravity (not shown) of the power turbine 14 of the gas turbine drive module 4, together with the power ring 29 and outer cone 18 of the diffuser 20, and this reduces the change in the support reactions on the stationary racks 35, the power ring 29 when changing the operating mode and thermal state of the power, gas turbine, transported, modular installation, increases its durability and performance, and also reduces the transmission of radial vibration module gas turbine drive 4 to the modules of the gas generator 3 and exhaust 5.

В энергетической газотурбинной транспортируемой модульной установке вал 15 силовой турбины 14, силовой вал 21 и входной вал 37 модуля 38 нагрузки выполнены с возможностью упругого взаимного смещения, например при помощи упругих муфт 39 (см. фиг.2), которые в заданных пределах позволяют компенсировать непараллельность, осевое смещение, или несоосность указанных валов. In the energy-driven gas-turbine transportable modular installation, the shaft 15 of the power turbine 14, the power shaft 21 and the input shaft 37 of the load module 38 are made with the possibility of elastic mutual displacement, for example using elastic couplings 39 (see figure 2), which within specified limits make it possible to compensate for the parallelism , axial displacement, or misalignment of said shafts.

Между валом 15 силовой турбины 14, силовым валом 21 и входным валом 37 модуля 38 нагрузки может быть установлено любое устройство, компенсирующее термические удлинения валов, их угловые отклонения или другие неточности взаимного расположения, возникающие при работе или при изменении теплового состояния установки или окружающей среды, а также гасящее осевые, радиальные и крутильные колебания, выполненное, например, как уже указывалось, в виде упругих муфт 39, шлицевых, шарнирных соединений, демпферов или других необходимых известных устройств, используемых известными способами с помощью известных средств. Between the shaft 15 of the power turbine 14, the power shaft 21 and the input shaft 37 of the load module 38, any device can be installed that compensates for the thermal elongation of the shafts, their angular deviations or other inaccuracies in the relative position that occur during operation or when the thermal state of the installation or the environment changes, and also damping axial, radial and torsional vibrations, made, for example, as already indicated, in the form of elastic couplings 39, spline, swivel joints, dampers or other necessary known devices, used by known methods using known means.

В модуль 38 нагрузки входят входной вал 37 модуля 38 нагрузки, опора 40 входного вала 37 модуля 38 нагрузки и агрегат 41 потребления нагрузки, расположенный отдельно от силового каркаса 1 на собственной раме или фундаменте, или силовом каркасе 42. The load module 38 includes the input shaft 37 of the load module 38, the support 40 of the input shaft 37 of the load module 38 and the load consumption unit 41 located separately from the power frame 1 on its own frame or foundation, or the power frame 42.

Модуль 38 нагрузки может также содержать агрегат 41 потребления нагрузки, выполненный в виде любого агрегата, потребляющего механическую энергию, обычно это бывает электрогенератор, но им может быть, например, водяной насос, компрессор или кондиционер. Модуль 38 нагрузки, содержащий агрегат 41 потребления нагрузки, который изготовлен в виде электрогенератора, содержит входной вал 37 и опору 40 входного вала 37 и электрогенератор. The load module 38 may also include a load consuming unit 41 made in the form of any unit consuming mechanical energy, usually it is an electric generator, but it can be, for example, a water pump, compressor or air conditioning. The load module 38, comprising a load consumption unit 41, which is made in the form of an electric generator, comprises an input shaft 37 and a support 40 of the input shaft 37 and an electric generator.

Каждый модуль установлен на комплекте крепления. По меньшей мере в один комплект крепления одного из модулей, например модуля газотурбинного привода 4, размещенный у силового кольца 29, включена пара симметрично установленных неподвижных стоек 35 с шарнирами 34, выполненными радиальными и предназначенными для штатного крепления соответствующего модуля, и две подвески 43, а в другой, аналогично выполненный комплект другого модуля, например газогенератора 3, включена пара неподвижных стоек 7 и подвесок 8, причем модули газогенератора 3 и газотурбинного привода 4 соединены между собой с возможностью взаимного осевого перемещения подвижными соединениями 26 и с возможностью силового взаимодействия симметрично расположенными по обе стороны соответствующего модуля силовыми тягами 44, шарнирно связанными со стойками 7 и 35 соответствующими шарнирными креплениями 45 и 46. Силовые тяги 44 могут располагаться и другим образом, например, симметрично плоскости или оси симметрии соответствующего модуля (не показаны), и не только в местах его штатного крепления, а также под углом к оси установки. В этом случае необходимо предусмотреть возможность компенсации крутящих моментов, возникающих от некоаксиального расположения силовых тяг 44, например, располагая их попарно крестообразно или под равными углами к плоскости, проходящей через ось установки, или любым другим известным образом с достижением указанного результата. Each module is mounted on a mount kit. At least one mounting kit for one of the modules, for example, a gas turbine drive module 4, located at the power ring 29, includes a pair of symmetrically mounted stationary racks 35 with hinges 34 made radial and designed for regular mounting of the corresponding module, and two suspensions 43, and in another, a similarly made set of another module, for example a gas generator 3, includes a pair of fixed racks 7 and suspensions 8, and the modules of the gas generator 3 and gas-turbine drive 4 are interconnected with possible the mutual axial movement of the movable joints 26 and with the possibility of force interaction symmetrically located on both sides of the corresponding module power rods 44, pivotally connected to the uprights 7 and 35 with the corresponding hinge fasteners 45 and 46. The power rods 44 can be arranged in another way, for example, symmetrically to the plane or the axis of symmetry of the corresponding module (not shown), and not only in the places of its standard fastening, but also at an angle to the axis of the installation. In this case, it is necessary to provide for the possibility of compensating for the torques arising from the non-coaxial arrangement of the power rods 44, for example, arranging them in pairs crosswise or at equal angles to a plane passing through the axis of the installation, or in any other known manner with the achievement of the specified result.

Любые из модулей могут быть попарно соединены силовыми тягами 44, а между собой и/или газоводами - подвижным соединением 26, например сильфоном 28, телескопическим соединением 27 с уплотнительными кольцами с Т-образным поперечным сечением или любым другим известным газоплотным подвижным соединением. Any of the modules can be paired with power rods 44, and with each other and / or gas ducts with a movable connection 26, for example a bellows 28, a telescopic connection 27 with O-rings with a T-shaped cross section or any other known gas tight movable connection.

Наиболее целесообразно соединять силовыми тягами 44 соседние модули, например модуль газогенератора 3 и модуль газотурбинного привода 4, подвергающиеся воздействию наибольших по величине отталкивающих газовых сил, действующих в газовом тракте, их соединяющем. It is most advisable to connect adjacent modules by power rods 44, for example, a gas generator module 3 and a gas turbine drive module 4, which are exposed to the largest repulsive gas forces acting in the gas path connecting them.

Обычно силовые тяги 44 изготавливаются из металла как самого дешевого, технологичного и доступного материала, или другого вещества в виде конструкции с необходимыми свойствами, например, штанги 47, на концах которой устанавливаются шарнирные крепления 45 и 46 соответственно к стойкам 7 и 35 и любое известное регулируемое шарнирное соединение 48. Typically, the power rods 44 are made of metal as the cheapest, most technologically advanced and affordable material, or another substance in the form of a structure with the necessary properties, for example, a rod 47, at the ends of which hinge fastenings 45 and 46 are installed to the posts 7 and 35, respectively, and any known adjustable swivel 48.

Регулируемое шарнирное соединение 48 предназначено для регулировки длины и положения силовых тяг 44. Наиболее простым вариантом выполнения регулирующего устройства может быть резьбовое соединение шарнирного крепления 46 и штанги 47 силовой тяги 44 с контргайками (не показаны). Для изменения положения силовых тяг 44 также могут использоваться шарниры Гука равных угловых скоростей или с шаровыми головками. При необходимости они могут оснащаться средствами их пространственной фиксации, которые регулируются известным путем (например, методом смещения и поворота в плоскости, проходящей через ось шарниров 34 или 9 соответственно пары стоек 35 или 7). Adjustable swivel 48 is designed to adjust the length and position of the power rods 44. The simplest embodiment of the control device may be a threaded joint of the swivel mount 46 and the rod 47 of the power rod 44 with locknuts (not shown). To change the position of the power rods 44, Hook joints of equal angular velocities or with ball heads can also be used. If necessary, they can be equipped with means of their spatial fixation, which are regulated in a known manner (for example, by the method of displacement and rotation in a plane passing through the axis of the hinges 34 or 9, respectively, of a pair of struts 35 or 7).

Силовые тяги 44 энергетической газотурбинной транспортируемой модульной установки выполнены с возможностью поглощения колебаний и/или из материалов, гасящих частоты колебаний, модулей газогенератора 3, газотурбинного привода 4, выхлопа 5 и нагрузки 38, например, таких как композиты. Силовые тяги 44 могут иметь конструктивное выполнение, позволяющее уменьшить передачу вибраций от одного модуля к другому, например путем введения в них упругих демпферов или аналогичных устройств. Материал демпферов и штанги 47 силовой тяги 44 и их конструкция с указанными свойствами подбирается экспериментально или расчетным путем. The power rods 44 of the energy gas turbine transportable modular installation are configured to absorb vibrations and / or from materials that damp the vibration frequencies, modules of the gas generator 3, gas turbine drive 4, exhaust 5 and load 38, for example, such as composites. The power rods 44 may be structurally designed to reduce the transmission of vibrations from one module to another, for example by introducing elastic dampers or similar devices into them. The material of the dampers and the rod 47 of the power rod 44 and their design with the indicated properties are selected experimentally or by calculation.

Комплекты крепления и входящие в них стойки 7 или 35 и подвески 8 или 43 служат для осевой центровки модулей и регулировки их пространственного положения. Они могут выполняться в виде любых известных устройств или механизмов, позволяющих изменять положения корпусов модулей в вертикальном и горизонтальном направлениях. Подвески 8 и 43 устанавливаются на силовом каркасе 1 и с помощью шарниров 49 или проушин 50 или других известных подвижных средств крепления и устанавливаются на соответствующем корпусе модуля (см. фиг. 3). Кроме этого они могут выполняться в виде любых известных устройств или механизмов, позволяющих изменять положения корпусов модулей в вертикальном и горизонтальном направлениях. Mounting kits and their racks 7 or 35 and suspensions 8 or 43 serve for axial alignment of the modules and adjust their spatial position. They can be made in the form of any known devices or mechanisms that allow you to change the position of the module housings in the vertical and horizontal directions. Suspensions 8 and 43 are mounted on the power frame 1 and by means of hinges 49 or eyes 50 or other known movable fastening means and are mounted on the corresponding module casing (see Fig. 3). In addition, they can be made in the form of any known devices or mechanisms that allow you to change the position of the module housings in the vertical and horizontal directions.

Вблизи от основных модулей могут устанавливаться вспомогательные системы и агрегаты, обеспечивающие работу модулей, например, под модулем газогенератора 3 могут устанавливаться агрегаты подачи топлива, регулирования его работы, контроля технического и температурного состояния, охлаждения и смазки (не показаны), а также по необходимости другие известные системы, агрегаты и устройства. Near the main modules, auxiliary systems and units can be installed to ensure the operation of the modules, for example, under the gas generator module 3, fuel supply units can be installed, regulate its operation, control the technical and temperature state, cooling and lubrication (not shown), as well as others if necessary known systems, assemblies and devices.

Все указанные модули устанавливаются на силовом каркасе 1, который может включать ограждающие элементы 51, например броневой, экологической, акустической или тепловой защиты конструкции контейнера 52, выполненные в виде любой необходимой пространственной формы, например параллелепипеда, цилиндра, конуса или их сочетаний и составляющие части ограждающих элементов 51 конструкций контейнера 52, энергетической, газотурбинной, транспортируемой, модульной установки, в который входит и общая опорная плита 53 отдельных модулей или отдельная опорная плита 42 (часть каркаса), например модуля 38 нагрузки, которая может устанавливаться и регулироваться независимо от остальных опорных плит, что позволяет монтировать и демонтировать остальные модули без дополнительной регулировки положения модуля 38 нагрузки, кроме этого на его положение и положение валов устройства силовой передачи 2 при работе установки не будет оказывать влияние тепловое расширение и коробление (изменение формы) корпуса 17 газоотводящего канала. Общая опорная плита 53 может служить полом контейнера 52. Ограждающие элементы 51 конструкции контейнера 52 могут включать не только панели изоляции от внешних атмосферных явлений, но и нести функции аварийной, термической, шумовой и экологической защиты. Эти ограждающие элементы 51 можно выполнить в виде отдельных деталей, установленных на силовом каркасе 1 с возможностью их полной или частичной замены, например, после аварии или по мере износа или в виде части силового каркаса 1. All of these modules are installed on the power frame 1, which may include enclosing elements 51, for example, armor, environmental, acoustic or thermal protection of the container structure 52, made in the form of any necessary spatial shape, for example, a parallelepiped, cylinder, cone, or combinations thereof, and constituent parts of the enclosing structural elements 51 of the container 52, energy, gas turbine, transportable, modular installation, which includes a common base plate 53 of individual modules or a separate support the second plate 42 (part of the frame), for example, the load module 38, which can be installed and adjusted independently of the remaining base plates, which allows you to mount and dismantle the remaining modules without additional adjustment of the position of the load module 38, in addition to its position and the position of the shafts of the power transmission device 2 during operation of the installation will not affect the thermal expansion and warpage (change in shape) of the housing 17 of the exhaust channel. The common base plate 53 can serve as the floor of the container 52. The enclosing elements 51 of the structure of the container 52 can include not only insulation panels from external atmospheric phenomena, but also carry the functions of emergency, thermal, noise and environmental protection. These enclosing elements 51 can be made in the form of separate parts mounted on the power frame 1 with the possibility of their full or partial replacement, for example, after an accident or as wear or as part of the power frame 1.

Предложенная энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка работает следующим образом. The proposed energy gas-turbine transportable modular installation operates as follows.

Воздух поступает через впускную шахту и очиститель воздуха или воздушный фильтр (не показаны), сжимается в компрессоре 10 модуля газогенератора 3, после подачи и сжигания топлива в камере сгорания расширяется вначале на турбине 11 привода компрессора 10, а затем - на силовой турбине 14 модуля газотурбинного привода 4. Выхлопные, отработавшие газы отводятся в модуль выхлопа 5. При необходимости в нем может быть установлен теплообменник, отводящий тепло отработавших газов для подогрева впускного воздуха или других целей, глушитель шума выхлопа или нейтрализатор вредных составляющих выхлопных газов. Кроме этого отработавшие газы могут отводиться для передачи их тепла в отдельно выполненный модуль котла-утилизатора или иное дополнительное устройство для их использования. Air enters through the inlet shaft and an air purifier or air filter (not shown), is compressed in the compressor 10 of the gas generator module 3, after supplying and burning fuel in the combustion chamber, it expands first on the turbine 11 of the compressor drive 10, and then on the power turbine 14 of the gas turbine module drive 4. Exhaust, exhaust gases are discharged to the exhaust module 5. If necessary, a heat exchanger can be installed in it, which removes heat from the exhaust gases for heating the intake air or other purposes, an exhaust silencer and converter and harmful exhaust gas components. In addition, the exhaust gases can be discharged to transfer their heat to a separately made waste-heat boiler module or other additional device for their use.

После запуска энергетическая, газотурбинная, транспортируемая, модульная установка и каждый ее модуль начинают прогреваться, расширяться и вибрировать с соответствующими рабочими частотами до установления какого-либо стационарного состояния. After the launch, the energy, gas turbine, transported, modular installation and each of its modules begin to warm up, expand and vibrate with the corresponding operating frequencies until a stationary state is established.

На каждую пару модулей, например, газогенератора 3 и газотурбинного привода 4 действуют осевые взаимно отталкивающие силы, например, газовой природы, то есть вследствие создаваемого между ними давления рабочего газа или из-за термического расширения, которые возникают, например, между модулями газогенератора 3 и газотурбинного привода 4, силовой турбиной 14 и внешним конусом 18 диффузора 20 или между модулем 38 нагрузки и модулем выхлопа 5. For each pair of modules, for example, a gas generator 3 and a gas turbine drive 4, axial mutually repulsive forces, for example, of a gas nature, i.e., due to the pressure of the working gas between them or due to thermal expansion, which occur, for example, between the modules of the gas generator 3 and a gas turbine drive 4, a power turbine 14 and an external cone 18 of the diffuser 20 or between the load module 38 and the exhaust module 5.

Эти силы взаимно компенсируются силовыми тягами 44, попарно соединяющими взаимно отталкивающиеся модули, которые снижают силовую нагрузку на комплекты крепления соответствующего модуля и силовой каркас 1. These forces are mutually compensated by power rods 44, pairwise connecting mutually repulsive modules, which reduce the power load on the mounting kits of the corresponding module and power frame 1.

Выполнение пар стоек 7 и 35 соответственно подвижными и неподвижными позволяет компенсировать взаимные тепловые расширения силовых тяг 44 и вибрации модулей, а подвижное соединение 26 с возможностью их взаимного перемещения позволяет компенсировать тепловое расширение модулей и их корпусов. The execution of the pairs of racks 7 and 35, respectively, movable and motionless, makes it possible to compensate for the mutual thermal expansion of the power rods 44 and vibration of the modules, and the movable joint 26 with the possibility of their mutual movement allows to compensate for the thermal expansion of the modules and their bodies.

Вибрации модулей поглощаются в материале силовых тяг 44 и/или в ее конструктивных элементах, соединяющих соответствующие модули. Для уменьшения передачи вибраций через силовые тяги 44 их изготавливают из материалов, поглощающих или гасящих колебаний, например композиционных. Подбором или расчетом выбираются оптимальные материалы силовых тяг 44 и их конструктивное выполнение. The vibrations of the modules are absorbed in the material of the power rods 44 and / or in its structural elements connecting the respective modules. To reduce the transmission of vibrations through the power rods 44 they are made of materials that absorb or dampen vibrations, for example composite. By selection or calculation, the optimal materials of the power rods 44 and their structural implementation are selected.

Claims (6)

1. Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка, содержащая силовой каркас, на котором установлены устройство силовой передачи и модули газогенератора, газотурбинного привода и выхлопа, соединенные между собой и/или с газоводами с возможностью осевого перемещения и размещенные на комплектах крепления, включающих стойки и подвески, причем по меньшей мере один комплект крепления одного из модулей имеет пару стоек и пару подвесок с шарнирами креплений, модуль газогенератора включает компрессор, камеру сгорания и турбину привода компрессора, размещенные в едином корпусе, модуль газотурбинного привода - его корпус, силовую турбину, вал силовой турбины и опоры вала силовой турбины, модуль выхлопа - корпус газоотводящего канала, внешний и внутренний конусы диффузора распределения газа в нем, устройство силовой передачи - силовой вал и силовое кольцо с креплениями для силового каркаса, шарниров стоек, модуля газотурбинного привода и внешнего конуса диффузора, а модуль нагрузки - входной вал нагрузки, опору входного вала нагрузки и агрегат потребления нагрузки, расположенный отдельно от силового каркаса, отличающаяся тем, что пара стоек одного из модулей выполнена подвижной, а другого - неподвижной, шарниры стоек расположены радиально и симметрично относительно плоскости или оси симметрии соответствующего модуля в местах его крепления, причем модули соединены между собой с возможностью взаимного осевого перемещения симметрично расположенными силовыми тягами, шарнирно связанными с шарнирами крепления модулей к стойкам, при этом шарниры пары стоек комплекта крепления силового кольца размещены на нем с возможностью радиального расширения в направлении оси шарниров, проходящей вблизи или через общий центр тяжести модуля газотурбинного привода, силового кольца и внешнего конуса диффузора, а корпус газоотводящего канала и внешний конус диффузора выполнены с возможностью поворота вокруг продольной оси установки и независимого теплового расширения. 1. Energy gas-turbine transportable modular installation containing a power frame, on which a power transmission device and modules of a gas generator, gas-turbine drive and exhaust are mounted, connected to each other and / or with gas ducts with the possibility of axial movement and placed on mounting sets, including racks and suspensions, moreover, at least one mounting kit for one of the modules has a pair of racks and a pair of suspensions with hinges of fasteners, the gas generator module includes a compressor, a combustion chamber and a tour compressor drive bin, housed in a single housing, gas turbine drive module — its body, power turbine, power turbine shaft and power turbine shaft bearings, exhaust module — gas exhaust duct body, internal and external cones of the gas distribution diffuser in it, power transmission device — power a shaft and a power ring with fastenings for the power frame, the hinges of the struts, the gas turbine drive module and the external cone of the diffuser, and the load module is the input load shaft, the support of the input load shaft and the load consumption unit narrow, located separately from the power frame, characterized in that the pair of racks of one of the modules is movable and the other is stationary, the hinges of the racks are radially and symmetrically relative to the plane or axis of symmetry of the corresponding module in the places of its mounting, and the modules are interconnected mutual axial movement of symmetrically arranged power rods pivotally connected to the hinges of the modules to the racks, while the hinges of a pair of racks of the power ring fastening kit ra placed on it with the possibility of radial expansion in the direction of the hinge axis, passing near or through the common center of gravity of the gas turbine drive module, power ring and external cone of the diffuser, and the body of the gas outlet channel and the external cone of the diffuser are rotatable around the longitudinal axis of the installation and independent thermal expansion . 2. Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка по п. 1, отличающаяся тем, что соединения модулей и/или газоводов, выполненные с возможностью осевого перемещения, включают телескопические соединения с Т-образными сечениями уплотнительных колец и/или сильфоны. 2. The energy gas-turbine transportable modular installation according to claim 1, characterized in that the connections of the modules and / or gas ducts, made with the possibility of axial movement, include telescopic connections with T-shaped sections of the sealing rings and / or bellows. 3. Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка по п. 1, отличающаяся тем, что силовые тяги выполнены с возможностью поглощения колебаний и/или из материалов, гасящих частоты колебаний модулей газогенератора, газотурбинного привода, выхлопа и генератора нагрузки. 3. An energy-driven gas turbine transportable modular installation according to claim 1, characterized in that the power rods are configured to absorb vibrations and / or from materials damping the vibration frequencies of the modules of the gas generator, gas turbine drive, exhaust and load generator. 4. Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка по п. 1, отличающаяся тем, что шарнирные крепления силовых тяг к соответствующим модулям выполнены с возможностью регулировки путем смещения, поворота и фиксации в плоскости, проходящей через ось шарнира. 4. Energy gas turbine transportable modular installation according to claim 1, characterized in that the hinged fastenings of the power rods to the respective modules are made with the possibility of adjustment by displacement, rotation and fixation in a plane passing through the axis of the hinge. 5. Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка по п. 1, отличающаяся тем, что комплекты крепления модулей выполнены с возможностью осевой центровки. 5. Energy gas turbine transportable modular installation according to claim 1, characterized in that the mounting kits of the modules are made with the possibility of axial alignment. 6. Энергетическая газотурбинная транспортируемая модульная установка по п. 1, отличающаяся тем, что вал силовой турбины, силовой вал и входной вал нагрузки выполнены с возможностью взаимного упругого смещения. 6. The energy gas-turbine transportable modular installation according to claim 1, characterized in that the shaft of the power turbine, the power shaft and the input shaft of the load are made with the possibility of mutual elastic displacement.
RU2001118553A 2001-07-06 2001-07-06 Transportable modular gas-turbine power plant RU2189477C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001118553A RU2189477C1 (en) 2001-07-06 2001-07-06 Transportable modular gas-turbine power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001118553A RU2189477C1 (en) 2001-07-06 2001-07-06 Transportable modular gas-turbine power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2189477C1 true RU2189477C1 (en) 2002-09-20

Family

ID=20251414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001118553A RU2189477C1 (en) 2001-07-06 2001-07-06 Transportable modular gas-turbine power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2189477C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503839C1 (en) * 2012-06-22 2014-01-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Exhaust path diffuser of gas-turbine plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503839C1 (en) * 2012-06-22 2014-01-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Exhaust path diffuser of gas-turbine plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9416734B2 (en) Accessory mounting for a gas turbine
JP4831276B2 (en) Snubber last mount
EP1840340B1 (en) Inverted stiffened shell panel torque transmission for loaded struts and mid-turbine frames
JP5438306B2 (en) Suspension for mounting turbojet engines on aircraft
RU2487056C2 (en) Turbojet hinged to aircraft pylon
JP4837367B2 (en) Gas turbine engine assembly and method for assembling the same
CA2617719C (en) Radially expanding turbine engine exhaust cylinder interface
CN110259599B (en) Hybrid internal fixation structure with metal and composite construction
RU2424160C2 (en) Bearing nacelle
US6330995B1 (en) Aircraft engine mount
US3556672A (en) Gas turbine support arrangement
RU2487058C2 (en) Aircraft engine assembly with annular bearing structure covering turbojet central housing
EP2964943B1 (en) Exhaust system having a flow path liner supported by structural duct segments
JPS5918535B2 (en) Heat exchanger mounting device for turbine engine
RU2189477C1 (en) Transportable modular gas-turbine power plant
US20030005705A1 (en) Industrial gas turbine multi-axial thermal isolator
US20130149121A1 (en) Gas turbine engine with multiple component exhaust diffuser operating in conjunction with an outer case ambient external cooling system
EP2948646A2 (en) Gas turbine engine with multiple component exhaust diffuser operating in conjunction with an outer case ambient external cooling system
CN113482778A (en) Vibration damping device and vibration damping mounting system structure of turboprop engine
US20180371949A1 (en) Plant systems
JP4426540B2 (en) Diesel engine
EP1893847A1 (en) A device for moving at least one moveable element in gas turbine
US6267327B1 (en) Coupling system for connecting a gas turbine engine to an aircraft mounted exhaust system
JP2017096274A (en) System and method for turbine diffuser
JP2017096276A (en) System of supporting turbine diffuser

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150707