RU2538495C1

RU2538495C1 - Intersectional connection of gas-turbine locomotive cryogenic system

Info

Publication number: RU2538495C1
Application number: RU2013141968/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Федорович Руденко; Андрей Геннадьевич Воронков; Максим Викторович Колосов; Александр Александрович Шилягин
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-01-10

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: intersectional connection of gas-turbine locomotive cryogenic system contains flexible corrugated pipelines made double-walled so that compressed natural gas could flow over inner channel. The pipelines are connected with cryogenic pipelines of the first and the second sections of gas-turbine locomotive. Three flexible corrugated pipelines are used. These pipelines are rigidly interconnected by branches and attached to adapters of cryogenic pipelines of the first and the second sections of gas-turbine locomotive. These pipelines are mounted on resilient carcass formed by one horizontal and two vertical resilient rods passing inside each of three flexible corrugated pipelines along their central axes and rigidly connected by the first ends of vertical rods with horizontal resilient rod by means of branches, by the second ends connected with adapters of cryogenic pipelines of the first and the second sections of gas-turbine locomotive. Interwall space of flexible corrugated pipelines is filled with compressed nitrogen, vertical flexible corrugated pipeline is equipped with nozzle connecting interwall space region with monitoring pressure sensor.

EFFECT: providing reliability and increased service life of intersectional connection.

4 dwg

Description

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к сцепке специального назначения транспортных средств, и касается соединения трубопроводов криогенного оборудования двухсекционных, трехсекционных газотурбовозов, работающих на сжиженном природном газе.The invention relates to rail vehicles, in particular to the coupling of special purpose vehicles, and relates to the connection of pipelines of cryogenic equipment of two-section, three-section gas turbine trucks operating on liquefied natural gas.

Известны конструкции межсекционных соединений транспортных средств для передачи веществ в газообразном и жидком состояниях, в которых используются резинотекстильные шланги (RU, патент №2338651 C1, МПК B60T 17/04, F16L 37/26, 2008 г.).Known designs of intersectional connections of vehicles for the transfer of substances in a gaseous and liquid state, in which rubber-textile hoses are used (RU, patent No. 2338651 C1, IPC B60T 17/04, F16L 37/26, 2008).

Материал резинотекстильных шлангов не предназначен для использования при криогенных температурах.Rubber-textile hose material is not intended for use at cryogenic temperatures.

Известен железнодорожный состав, в котором для подачи сжиженного газа использован гибкий межсекционный трубопровод (RU, патент №2314220 C1, МПК B61C 7/04, B61C 11/00, 2008 г.).Known train, in which for the supply of liquefied gas used flexible intersectional pipeline (RU, patent No. 2314220 C1, IPC B61C 7/04, B61C 11/00, 2008).

Недостатком данного соединения является нагружение гибких участков трубопровода продольными усилиями и деформациями при движении железнодорожного состава, что может вызвать повреждение соединения.The disadvantage of this connection is the loading of flexible sections of the pipeline with longitudinal forces and deformations during the movement of the train, which can cause damage to the connection.

Известна конструкция межсекционного соединения криогенных систем газотурбовоза, принятая за прототип, содержащая два гибких двухстенных гофрированных трубопровода с вакуумированным межстеночным пространством и один жесткий дугообразный трубопровод, одним концом гибкие гофрированные трубопроводы соединены с криогенными трубопроводами, жестко закрепленными на торцах секций газотурбовоза, а другими концами - с кронштейнами, снабженными каналами для протока сжиженного природного газа (RU, патент №2487032 С1, МПК B61G 5/06, B61C 17/02, 2013 г.).A known design of the intersectional connection of cryogenic systems of a gas turbine locomotive, adopted as a prototype, containing two flexible double-walled corrugated pipelines with a vacuum interwall space and one rigid arcuate pipeline, one end of the flexible corrugated pipelines connected to cryogenic pipelines, rigidly fixed to the ends of the sections of the gas turbine locomotive, and the other brackets equipped with channels for the flow of liquefied natural gas (RU, patent No. 2487032 C1, IPC B61G 5/06, B61C 17/02, 2013).

Недостатком данной конструкции является наличие жесткого дугообразного трубопровода, не компенсирующего деформацию кручения гибких гофрированных трубопроводов и испытывающего деформации кручения и изгиба, вызывающие повреждения межсекционного соединения.The disadvantage of this design is the presence of a rigid arcuate pipeline that does not compensate for the torsion strain of flexible corrugated pipes and experiences torsion and bending deformations that cause damage to the intersection joint.

Техническим результатом изобретения является обеспечение надежности, безопасности и увеличение срока службы межсекционного соединения при воздействии криогенных температур, продольных и поперечных усилий и деформаций, возникающих при движении секций газотурбовоза.The technical result of the invention is to ensure reliability, safety and increase the service life of the intersectional joints when exposed to cryogenic temperatures, longitudinal and transverse forces and deformations arising from the movement of sections of a gas turbine.

Указанный технический результат достигается тем, что в межсекционном соединении криогенной системы газотурбовоза, содержащем гибкие гофрированные трубопроводы, выполненные двухстенными для протекания сжиженного природного газа по внутреннему каналу, соединенные концами соответственно с криогенными трубопроводами первой и второй секций газотурбовоза и жестко закрепленные на торцах секций, использованы три гибких гофрированных трубопровода, жестко соединенные между собой отводами и прикрепленные к адапторам криогенных трубопроводов первой и второй секции газотурбовоза, смонтированные на упругом каркасе, образованном одним горизонтальным и двумя вертикальными упругими стержнями, проходящими внутри каждого из трех гибких гофрированных трубопроводов по их центральной оси и жестко соединенными одними концами вертикальных стержней с горизонтальным упругим стержнем отводами, другими концами - с адапторами криогенных трубопроводов первой и второй секции газотурбовоза, межстеночное пространство гибких гофрированных трубопроводов заполнено сжатым азотом, вертикальный гибкий гофрированный трубопровод оснащен штуцером, соединяющим полость межстеночного пространства с контрольным датчиком давления для контроля герметичности межсекционного соединения. Применение упругого каркаса в конструкции межсекционного соединения позволяет свести к минимуму осевую деформацию, а деформация кручения гибких гофрированных трубопроводов компенсируется за счет деформации изгиба упругих стержней, тем самым повышается срок службы данного межсекционного соединения.The specified technical result is achieved by the fact that in the intersectional connection of the cryogenic system of the gas turbine locomotive containing flexible corrugated pipelines made double-walled for the flow of liquefied natural gas through the internal channel, connected by ends to the cryogenic pipelines of the first and second sections of the gas turbine and rigidly fixed to the ends of the sections, three are used flexible corrugated pipes rigidly interconnected by bends and attached to cryogenic pipe adapters the first and second sections of the gas turbine locomotive mounted on an elastic frame formed by one horizontal and two vertical elastic rods passing inside each of the three flexible corrugated pipelines along their central axis and rigidly connected by one end of the vertical rods with horizontal elastic rod branches, the other ends with adapters of cryogenic pipelines of the first and second sections of a gas turbine locomotive, the inter-wall space of flexible corrugated pipelines is filled with compressed nitrogen, vertical flax flexible corrugated pipe fitting fitted connecting interwalled cavity space with a control pressure sensor for monitoring the tightness interdivisional compound. The use of an elastic frame in the design of an intersection joint allows minimizing axial deformation, and the torsion strain of flexible corrugated pipes is compensated by bending deformation of the elastic rods, thereby increasing the service life of this intersection joint.

На фиг.1 изображена конструкция межсекционного соединения криогенной системы газотурбовоза в аксонометрической проекции. На фиг.2 представлено сечение А-А фиг.1. На фиг.3 представлено сечение Б-Б фиг.1. На фиг.4 представлено сечение В-В фиг.1.Figure 1 shows the design of the intersection connection of the cryogenic system of a gas turbine locomotive in axonometric projection. Figure 2 presents a section aa of figure 1. Figure 3 presents a section bB of figure 1. Figure 4 presents a section bb In figure 1.

Межсекционное соединение криогенной системы газотурбовоза (фиг.1, 2, 3, 4) содержит три гибких гофрированных трубопровода 1, 2 и 3 из хладостойкой стали, соединенные последовательно. Гибкие гофрированные трубопроводы 1, 2 и 3 выполнены двухстенными для протекания по внутреннему каналу сжиженного природного газа и для заполнения межстеночного пространства сжатым азотом, который обеспечивает контроль герметичности и увеличивает срок службы межсекционного соединения за счет исключения возможности обмерзания внутреннего гибкого гофрированного трубопровода.Intersectional connection of the cryogenic gas turbine locomotive system (Figs. 1, 2, 3, 4) contains three flexible corrugated pipelines 1, 2 and 3 of cold-resistant steel, connected in series. Flexible corrugated pipelines 1, 2 and 3 are double-walled for flowing through the internal channel of liquefied natural gas and for filling the inter-wall space with compressed nitrogen, which provides tightness control and increases the service life of the intersection joint by eliminating the possibility of freezing of the internal flexible corrugated pipeline.

Применение хладостойкой стали в конструкции межсекционного соединения исключает температурные повреждения.The use of cold-resistant steel in the design of an intersectional joint eliminates temperature damage.

Гибкие гофрированные трубопроводы 1, 2 и 3 смонтированы на упругом каркасе, образованном тремя упругими стержнями, двумя вертикальными 4, 5 и одним горизонтальным 6, проходящими внутри по центральной оси каждого из трех гибких гофрированных трубопроводов 1, 2, 3 и жестко соединенными одними концами между собой отводами 7, при этом межсекционное соединение криогенной системы газотурбовоза жестко прикреплено другими концами гибких гофрированных трубопроводов 1 и 3 к адаптерам 8 криогенных трубопроводов первой 9 и второй 10 секций газотурбовоза.Flexible corrugated pipes 1, 2 and 3 are mounted on an elastic frame formed by three elastic rods, two vertical 4, 5 and one horizontal 6, passing inside the central axis of each of the three flexible corrugated pipes 1, 2, 3 and rigidly connected by one end between taps 7, while the intersectional connection of the cryogenic system of the gas turbine locomotive is rigidly attached by the other ends of the flexible corrugated pipelines 1 and 3 to the adapters 8 of the cryogenic pipelines of the first 9 and second 10 sections of the gas turbine.

Гибкий гофрированный трубопровод 3 или 1 оснащен штуцером 11, соединяющим полость межстеночного пространства, заполненного сжатым азотом, с контрольным датчиком давления (на чертеже не показано). Сжатый азот в межстеночном пространстве исключает возможность обмерзания внутреннего гибкого гофрированного трубопровода, и тем самым достигается увеличение срока службы межсекционного соединения.Flexible corrugated pipe 3 or 1 is equipped with a fitting 11 connecting the cavity of the inter-wall space filled with compressed nitrogen with a control pressure sensor (not shown in the drawing). Compressed nitrogen in the inter-wall space eliminates the possibility of freezing of the internal flexible corrugated pipeline, and thereby increasing the service life of the intersection joint.

Межсекционное соединение работает следующим образом. Сжиженный природный газ поступает из первой секции 9 во вторую 10 по внутреннему каналу гибких гофрированных трубопроводов 1, 2, 3 через отводы 7 и адапторы 8 криогенных трубопроводов.Intersectional connection works as follows. Liquefied natural gas flows from the first section 9 to the second 10 through the internal channel of the flexible corrugated pipelines 1, 2, 3 through outlets 7 and adapters 8 of the cryogenic pipelines.

При перемещении секций 9, 10 газотурбовоза друг относительно друга осевая деформация гибких гофрированных трубопроводов 1, 2, 3 межсекционного соединения сводится к минимуму за счет применения упругого каркаса. Деформация кручения одного из трех стержней минимизируется за счет деформации изгиба двух других либо замещается полностью деформацией изгиба всех трех стержней.When moving sections 9, 10 gas turbine relative to each other, the axial deformation of the flexible corrugated pipelines 1, 2, 3 intersection joints is minimized through the use of an elastic frame. The torsional strain of one of the three rods is minimized due to the bending strain of the other two or is completely replaced by the bending strain of all three rods.

Этим достигается обеспечение надежности, безопасности и увеличение срока службы межсекционного соединения криогенной системы газотурбовоза.This ensures reliability, safety and an increase in the service life of the intersectional connection of the cryogenic gas turbine locomotive system.

Claims

Intersectional connection of a cryogenic gas turbine locomotive system containing flexible corrugated pipelines made double-walled for the passage of liquefied natural gas through the internal channel, connected by ends to cryogenic pipelines of the first and second sections of the gas turbine and rigidly fixed to the ends of the sections, characterized in that the intersection connection is made of three flexible corrugated pipelines rigidly interconnected by taps and attached to adapters of cryogenic pipelines the first and second sections of the gas turbine locomotive, flexible corrugated pipelines are mounted on an elastic frame formed by one horizontal and two vertical elastic rods passing inside each of the three flexible corrugated pipelines along their central axis and rigidly connected at one end of the vertical rods with horizontal elastic rod taps, other ends - with adapters of cryogenic pipelines of the first and second sections of the gas turbine locomotive, the inter-wall space of flexible corrugated pipelines is reserved Neno compressed nitrogen, vertical corrugated flexible conduit fitted with fitting connecting interwalled cavity space with a control pressure sensor for monitoring the tightness interdivisional compound.