RU2243385C2

RU2243385C2 - Exhaust duct gas-transfer plant

Info

Publication number: RU2243385C2
Application number: RU2003100258/06A
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Малыгин (RU); В.Ф. Малыгин; Л.А. Савич (RU); Л.А. Савич; И.Е. Навардаускене (RU); И.Е. Навардаускене; А.В. Бутолина (RU); А.В. Бутолина
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2003-01-04
Filing date: 2003-01-04
Publication date: 2004-12-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to exhaust ducts of gas-turbine drives of gas-transfer plants. Proposed exhaust duct contains exhaust pipe, recovery heat exchanger connected in parallel with exhaust pipe through gas conduit, and rotary gates installed at inlet of exhaust pipe and gas conduit of heat exchanger and connected with drive. Axles of rotary gates are installed in ball supports whose seats are made of thermoexpanded graphite. Axles of gates are connected with ball supports for axial displacement by means of key joint.

EFFECT: improved reliability of construction owing to provision of services ability of rotary gates in exhaust duct under action of high temperature gas flow.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано при создании газоперекачивающих агрегатов, в частности применимо в выхлопных трактах газотурбинных приводов газоперекачивающих агрегатов.The invention relates to mechanical engineering, can be used to create gas pumping units, in particular applicable to the exhaust tracts of gas turbine drives of gas pumping units.

Известны выхлопные устройства газотурбинных установок, в которых установлены заслонки жалюзийного типа, перекрывающие сечения газоходов. В техническом решении по а.с. №1625993, F 02 C 6/18 в газоходе установлено несколько секций теплообменника, перед которыми установлен блок шиберов. При работе газотурбинной установки выхлопные газы проходят по газоходу через блок шиберов, поступают во все секции теплообменника и далее в выхлопную шахту.Known exhaust devices of gas turbine installations, in which louvre-type shutters are installed, overlapping cross-sections of gas ducts. In the technical solution for A.S. No. 1625993, F 02 C 6/18, several sections of the heat exchanger are installed in the duct, in front of which there is a block of gates. When a gas turbine installation is in operation, exhaust gases pass through a gas duct through a block of gates, enter all sections of the heat exchanger, and then into the exhaust shaft.

В выхлопном тракте газотурбинного привода по патенту России №213119, F 01 D 25/30 байпасные клапаны, выполненные в виде жалюзийных заслонок с параллельными осями поворота, установлены в месте стыковки выхлопного газохода и газохода, в котором установлен утилизационный теплообменник.In the exhaust tract of the gas turbine drive according to Russian patent No. 211119, F 01 D 25/30, bypass valves made in the form of louver shutters with parallel rotation axes are installed at the junction of the exhaust gas duct and the gas duct in which the recovery heat exchanger is installed.

Конструкция поворотного затвора, взятого за ближайший аналог, представлена в техническом решении по а.с. №781471, F 16 K 1/22, 1980. Поворотный затвор содержит дисковый запорный орган, размещенный на полуосях, каждая из которых установлена в кольцевой опоре с внутренней сферической и наружной цилиндрической поверхностями.The design of the rotary shutter, taken as the closest analogue, is presented in the technical solution for A.S. No. 781471, F 16 K 1/22, 1980. The butterfly valve contains a disk locking element located on the axle shafts, each of which is installed in an annular support with an internal spherical and external cylindrical surfaces.

В данной конструкции не учтена возможность температурного расширения полуосей при воздействии на поворотный диск потока газов высокой температуры. При осевом расширении диска и полуосей может произойти заклинивание диска в корпусе и изгиб полуосей, кроме того, под воздействием температуры не исключено спекание металлических поверхностей сферической опоры и цилиндрического гнезда вследствие выпаривания смазки между их поверхностями.This design does not take into account the possibility of thermal expansion of the semiaxes when exposed to high temperature gas flow on the rotary disk. With axial expansion of the disk and half shafts, the disk may jam in the housing and the half shafts may bend, in addition, sintering of the metal surfaces of the spherical support and the cylindrical socket due to evaporation of the lubricant between their surfaces can occur under the influence of temperature.

Технической задачей предполагаемого изобретения является повышение надежности конструкции за счет обеспечения работоспособности поворотных заслонок в выхлопном тракте при воздействии на них высокотемпературного газового потока.The technical task of the proposed invention is to increase the reliability of the design by ensuring the operability of the rotary dampers in the exhaust tract when exposed to high-temperature gas flow.

Технический результат достигается тем, что в выхлопном тракте газоперекачивающего агрегата, содержащем выхлопную трубу, параллельно соединенный с ней через газоход утилизационный теплообменник и поворотные заслонки, установленные на входе в выхлопную трубу и в газоход теплообменника и связанные с приводом, оси поворотных заслонок установлены в шаровых опорах, седла которых выполнены из терморасширеного армированного графита, оси заслонок соединены с шаровыми опорами с возможностью осевого перемещения, например, с помощью шпоночного соединения.The technical result is achieved by the fact that in the exhaust path of the gas pumping unit containing the exhaust pipe, a recovery heat exchanger and rotary dampers installed at the inlet of the exhaust pipe and the heat exchanger gas duct and connected to the drive, the axes of the rotary dampers are installed in ball bearings in parallel with the exhaust pipe whose seats are made of thermally expanded reinforced graphite, the axis of the shutters are connected to ball bearings with the possibility of axial movement, for example, by means of a keyway connections.

Установка осей поворотных заслонок в шаровых опорах и их подвижное соединение между собой, в частности, шпоночным соединением, выполненным по скользящей посадке, позволяют компенсировать температурное линейное расширение самих заслонок и их осей. Выполнение седел из терморасширенного армированного графита предотвращает заклинивание в них шаровых опор, исключает изгибы и напряжения осей, позволяет сохранить постоянный момент вращения, передаваемый осям от приводного механизма.The installation of the axes of the rotary shutters in the ball bearings and their movable connection to each other, in particular, with a keyway made on a sliding fit, can compensate for the linear temperature expansion of the shutters themselves and their axes. The implementation of seats made of thermally expanded reinforced graphite prevents jamming of ball bearings in them, eliminates bending and stress of the axles, and allows maintaining a constant torque transmitted to the axles from the drive mechanism.

На фиг.1 представлена схема расположения заслонок в выхлопном тракте газоперекачивающего агрегата.Figure 1 presents the layout of the shutters in the exhaust tract of the gas pumping unit.

На фиг.2 - конструкция поворотной заслонки с опорным узлом.Figure 2 - design of a rotary valve with a support node.

Выхлопной тракт газоперекачивающего агрегата включает выхлопную трубу 1 и газоход 2. В выхлопной трубе 1 установлен ряд поворотных заслонок 3 жалюзийного типа. В газоходе 2 размещен утилизационный теплообменник, перед которым по ходу потока так же расположен ряд жалюзийных поворотных заслонок 4. Каждая из поворотных заслонок имеет ось 5, установленную в шаровых опорах 6 при помощи шпонок 7 с возможностью перемещения оси 5 по шпоночному пазу относительно шаровой опоры 6. Седла 8 шаровых опор 6 выполнены из терморасширенного армированного графита. На одном конце каждой оси 5 закреплен рычаг привода поворота заслонки 9.The exhaust tract of the gas pumping unit includes an exhaust pipe 1 and a gas duct 2. In the exhaust pipe 1, a series of rotary shutters 3 of a louvre type is installed. A waste heat exchanger is placed in the duct 2, in front of which a series of louvered rotary shutters 4 is also located in the flow direction. Each of the rotary shutters has an axis 5 mounted in ball bearings 6 using keys 7 with the possibility of moving axis 5 along the keyway relative to the ball bearing 6 Saddles 8 of ball bearings 6 are made of thermally expanded reinforced graphite. At one end of each axis 5 is fixed the drive lever of rotation of the shutter 9.

Во время работы газоперекачивающего агрегата выхлопные газы попадают в выхлопную трубу 1 через ряд открытых поворотных заслонок 3, минуя утилизационный теплообменник. При необходимости задействования утилизационного теплообменника через рычаги привода поворота заслонок 9 прикладывают к оси каждой заслонки момент и, вращая оси заслонок 5 в шаровых опорах 6, перекрывают рядом заслонок 3 поперечное сечение выхлопной трубы 1, а заслонками 4 открывают сечение газохода 2, по которому выхлопные газы проходят через утилизационный теплообменник и только затем попадают в выхлопную трубу 1.During operation of the gas pumping unit, the exhaust gases enter the exhaust pipe 1 through a series of open rotary shutters 3, bypassing the recovery heat exchanger. If it is necessary to use a heat recovery heat exchanger through the levers of the drive of rotation of the shutters 9, apply a moment to the axis of each shutter and, rotating the axes of the shutters 5 in the ball bearings 6, close the cross section of the exhaust pipe 1 by the shutters 3 and open the cross-section of the duct 2 through the shutters 4, through which the exhaust gases pass through the waste heat exchanger and only then enter the exhaust pipe 1.

При повороте заслонки в шаровых опорах 6 под воздействием на нее высокотемпературного газового потока ее ось 5 удлиняется, изменяя свое положение относительно шаровой опоры 6 скользя по поверхности шпонки 7. При удлинении оси 5 изменяется величина зазора “а” между заслонкой и стенкой газохода 2 или выхлопной трубы 1.When the shutter is rotated in the ball bearings 6 under the influence of a high-temperature gas flow on it, its axis 5 lengthens, changing its position relative to the ball bearings 6 sliding along the surface of the dowel 7. When the axis 5 is lengthened, the clearance “a” between the shutter and the duct wall 2 or exhaust changes pipes 1.

Конструкция опорного узла заслонки позволяет сохранять постоянный момент вращения во всем диапазоне температур от -60 до +550°С и компенсирует осевые температурные расширения и изгибы продольной оси от изменяющегося напора газового потока на заслонку при ее вращении.The design of the support node of the damper allows you to maintain a constant torque in the entire temperature range from -60 to + 550 ° C and compensates for axial temperature expansion and bending of the longitudinal axis from the changing pressure of the gas flow to the damper during its rotation.

Таким образом предполагаемое изобретение повышает надежность работы выхлопного блока газоперекачивающего агрегата.Thus, the alleged invention improves the reliability of the exhaust unit of the gas pumping unit.

Claims

The exhaust tract of a gas pumping unit, comprising an exhaust pipe, a recovery heat exchanger and rotary dampers installed at the inlet of the exhaust pipe and the heat exchanger duct and connected to the drive in parallel with the exhaust pipe, characterized in that the axis of the rotary dampers are mounted in ball bearings, whose seats made of thermally expanded graphite, the axis of the valves are connected to the ball bearings with the possibility of axial movement, for example using a keyway.