RU2577678C1 - High-speed turbine generator with low-power steam drive - Google Patents
High-speed turbine generator with low-power steam drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2577678C1 RU2577678C1 RU2014148753/06A RU2014148753A RU2577678C1 RU 2577678 C1 RU2577678 C1 RU 2577678C1 RU 2014148753/06 A RU2014148753/06 A RU 2014148753/06A RU 2014148753 A RU2014148753 A RU 2014148753A RU 2577678 C1 RU2577678 C1 RU 2577678C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- generator
- bearing
- electric generator
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в автономных энергетических установках малой электрической мощности (до 100 кВт).The invention relates to the field of power engineering and can be used in stand-alone power plants of low electrical power (up to 100 kW).
Известна, например, паровая турбина компании «Турбопар» (http://www.turbopar.ru) малой мощности (100-250 кВт), предназначенная для утилизации избыточной энергии пара от парового котла и состоящая из корпуса, стопорного клапана, электрогенератора, ротор которого расположен на одном валу с рабочим колесом турбины.Known, for example, a steam turbine company "Turbopar" (http://www.turbopar.ru) low power (100-250 kW), designed to utilize excess steam energy from a steam boiler and consisting of a housing, a stop valve, an electric generator, a rotor which is located on the same shaft with the impeller of the turbine.
Недостатком этого турбогенератора являются большая масса и габариты, которые обусловлены сравнительно малым числом оборотов ротора электрогенератора - 3000 об/мин.The disadvantage of this turbogenerator is the large mass and dimensions, which are due to the relatively small number of revolutions of the rotor of the generator - 3000 rpm
Известен турбогенератор малой мощности (100 кВт) Elliott ТА-100 (http://stc-mtt.ru/publication). Это высокооборотный одновальный агрегат с частотой вращения ротора 68000 об/мин. Конструктивно он выполнен в едином корпусе, в котором установлен электрогенератор, ротор которого с четырьмя постоянными магнитами напрессован на вал. Наряду с прямым назначением - производством электроэнергии электрогенератор используется также в качестве стартера на начальном этапе запуска. Вал с колесами центробежного компрессора и центростремительной турбины, закрепленными при помощи сварки трением, установлен в статоре электрогенератора на двух опорах. Первой опорой является радиально-упорный подшипник качения с керамическими шариками, второй - гидродинамический подшипник скольжения. Для принудительного охлаждения статора, а также для охлаждения и смазки обоих подшипников турбогенератор оснащен специальной системой смазки. Турбогенератор имеет камеру сгорания, продукты сгорания которой являются рабочим телом турбины.Known low-power turbogenerator (100 kW) Elliott TA-100 (http://stc-mtt.ru/publication). This is a high-speed single-shaft unit with a rotor speed of 68,000 rpm. Structurally, it is made in a single housing in which an electric generator is installed, the rotor of which with four permanent magnets is pressed onto the shaft. Along with its direct purpose - the production of electricity, an electric generator is also used as a starter at the initial stage of launch. A shaft with wheels of a centrifugal compressor and a centripetal turbine, fixed by friction welding, is installed in the stator of the electric generator on two supports. The first support is an angular contact rolling bearing with ceramic balls, the second is a hydrodynamic plain bearing. For forced cooling of the stator, as well as for cooling and lubricating both bearings, the turbogenerator is equipped with a special lubrication system. The turbogenerator has a combustion chamber, the combustion products of which are the working fluid of the turbine.
Недостатком известного турбогенератора является:A disadvantage of the known turbogenerator is:
- сложность конструкции;- design complexity;
- большой момент сопротивления вращению вала в момент его страгивания с неподвижного состояния, создаваемый гидродинамическими подшипниками скольжения, стальные лепестки которых, прижатые к поверхности вала, скользят по его опорной в режиме сухого трения (без смазки), что требует перевода электрогенератора в начальный момент запуска в стартерный режим и усложнения программы запуска турбогенератора;- a large moment of resistance to rotation of the shaft at the moment of its moving away from a stationary state, created by hydrodynamic sliding bearings, the steel petals of which are pressed to the surface of the shaft, slide along its support in the dry friction mode (without lubrication), which requires the transfer of the generator at the initial start-up moment to starter mode and complications of the turbogenerator start-up program;
- камера сгорания, работающая на газовом топливе, является потенциально взрывоопасной;- a gas-fired combustion chamber is potentially explosive;
- однорядный керамический шариковый подшипник воспринимает радиальную и двухсторонние осевые нагрузки, что снижает его надежность;- single-row ceramic ball bearing perceives radial and bilateral axial loads, which reduces its reliability;
- масляная система охлаждения элементов турбогенератора сама оснащена воздушной системой охлаждения ее масляного радиатора, а при наличии высокотемпературной камеры сгорания является к тому же и пожароопасной.- the oil cooling system of the elements of the turbogenerator itself is equipped with an air cooling system for its oil radiator, and in the presence of a high-temperature combustion chamber it is also fire hazardous.
Прототипом изобретения является турбогенератор центростремительной влажно-паровой турбины (патент РФ №134239), имеющий вертикальное исполнение и состоящий из корпуса (основной корпус турбины и корпус электрогенератора), установленного в нем статора и ротора на газодинамических подшипниках скольжения, проточной части, состоящей из соплового аппарата и из рабочих лопаток (лопаток), расположенных на рабочем колесе турбины, закрепленном на консольном участке вала, а также конденсатора, герметично соединенных в единую конструкцию.The prototype of the invention is a turbine generator of a centripetal wet-steam turbine (RF patent No. 134239), having a vertical design and consisting of a housing (main turbine housing and an electric generator housing), a stator and a rotor mounted therein on gas-dynamic sliding bearings, a flow part, consisting of a nozzle apparatus and from working blades (blades) located on the impeller of the turbine mounted on the cantilever section of the shaft, as well as the condenser, hermetically connected in a single design.
Недостатками турбогенератора центростремительной влажно-паровой турбины являются:The disadvantages of the turbine generator of a centripetal wet-steam turbine are:
- большой момент сопротивления вращению вала, создаваемый силами трения, возникающими при прижатии упругих лепестков двух радиальных газодинамических подшипников скольжения к шейкам вала и к двум торцевым поверхностям пяты упорного подшипника в момент страгивания вала с неподвижного состояния при запуске, вызывает необходимость применения стартерного запуска турбогенератора;- a large moment of resistance to rotation of the shaft created by the frictional forces arising when the elastic lobes of two radial gas-dynamic sliding bearings are pressed against the neck of the shaft and to the two end surfaces of the thrust bearing heel at the time of moving the shaft from a stationary state at start-up, necessitates the use of a turbogenerator starter start;
- лепестки газодинамических подшипников скольжения на начальном этапе запуска (до 10000 об/мин) подвержены интенсивному трению, что приводит к снижению надежности их работы при многократных запусках турбогенератора;- the petals of gas-dynamic bearings at the initial stage of launch (up to 10,000 rpm) are subject to intense friction, which leads to a decrease in the reliability of their operation during repeated starts of the turbogenerator;
- недостаточная эффективность жидкостного охлаждения электрогенератора с прямолинейными каналами в его корпусе и отсутствие воздушной системы охлаждения.- insufficient efficiency of liquid cooling of the generator with straight channels in its housing and the absence of an air cooling system.
Задачей изобретения является создание надежного высокооборотного турбогенератора с паровым приводом малой мощности для выработки электрической энергии мощностью до 100 кВт, не нуждающимся в стартерном запуске.The objective of the invention is to provide a reliable high-speed turbogenerator with a steam drive of low power to generate electrical energy up to 100 kW, not requiring a starter start.
Техническим результатом предлагаемого высокооборотного турбогенератора с паровым приводом малой мощности является:The technical result of the proposed high-speed turbogenerator with a steam drive of low power is:
- снижение сил трения в подшипниках вала турбогенератора на начальном этапе запуска в результате замены трех газодинамических подшипников скольжения на два керамических подшипника качения: спаренный подшипник турбины, состоящий из двух радиально-упорных закрытых с пластичной смазкой керамических шариковых радиально-упорных подшипников и радиальный закрытый с пластичной смазкой керамический шариковый подшипник электрогенератора, что уменьшает момент сопротивления сил трения вращению вала турбогенератора и создает условия для его безстартерного запуска;- reduction of friction forces in the bearings of the shaft of the turbogenerator at the initial stage of the launch as a result of replacing three gas-dynamic sliding bearings with two ceramic rolling bearings: a twin turbine bearing, consisting of two angular contact closed ball bearings with grease and a radial ball bearing with ball bearings lubricated ceramic ball bearing of the generator, which reduces the moment of resistance of the friction forces to the rotation of the shaft of the turbogenerator and creates the conditions for it ezstarternogo run;
- фиксация в обе стороны осевого смещения вала турбогенератора за счет обеспечения неподвижного положения подшипника турбины в корпусе, а вала турбогенератора относительно подшипника, благодаря чему сохраняются постоянными минимальные лабиринтные зазоры между тыльной стороной рабочего колеса турбины и корпусами турбины и подшипника турбины, что в свою очередь минимизирует утечки пара мимо лопаток рабочего колеса турбины;- fixing on both sides of the axial displacement of the shaft of the turbogenerator by ensuring a fixed position of the turbine bearing in the housing, and the shaft of the turbogenerator relative to the bearing, due to which the minimum labyrinth clearances between the back side of the turbine impeller and the turbine and turbine bearings are kept constant, which in turn minimizes steam leakage past the turbine impeller blades;
- повышение эффективности охлаждения электрогенератора за счет применения комбинированной - жидкостной и воздушной системы охлаждения;- increasing the cooling efficiency of the electric generator through the use of a combined - liquid and air cooling system;
- повышение надежности работы подшипников турбогенератора за счет разгрузки от перепада давлений подшипника турбины и подвижности подшипника электрогенератора в корпусе;- improving the reliability of the bearings of the turbogenerator due to unloading from the differential pressure of the turbine bearing and the mobility of the bearing of the generator in the housing;
- повышение КПД турбогенератора и надежности электрогенератора вследствие, соответственно, исключения утечек пара мимо лопаток рабочего колеса турбины и в область токонесущих элементов электрогенератора.- increasing the efficiency of the turbogenerator and the reliability of the generator due to, accordingly, eliminating steam leaks past the blades of the turbine impeller and into the region of the current-carrying elements of the generator.
Технический результат изобретения достигается с помощью:The technical result of the invention is achieved by:
- высокооборотного турбогенератора с паровым приводом малой мощности, состоящим из проточной части, включающей рабочее колесо турбины с установленными на нем лопатками, соплового аппарата турбины, электрогенератора, спаренного подшипника турбины, установленного в корпусе неподвижно, и подшипника электрогенератора, установленного в корпусе подвижно, кроме этого содержит комбинированную систему охлаждения;- a high-speed turbo-generator with a low-power steam drive, consisting of a flow part, including a turbine impeller with blades mounted on it, a turbine nozzle apparatus, an electric generator, a twin turbine bearing installed in the housing motionless, and an electric generator bearing mounted in the housing movably, in addition contains a combined cooling system;
- высокооборотного турбогенератора с паровым приводом малой мощности, включающего комбинированную систему охлаждения электрогенератора, состоящую из рубашки жидкостного охлаждения статора, выполненной в виде спиральных каналов, и воздушной системы охлаждения статора и ротора электрогенератора, включающей центробежную вентиляционную крыльчатку;- a high-speed turbo generator with a low-power steam drive, including a combined electric generator cooling system, consisting of a stator liquid cooling jacket made in the form of spiral channels, and an air stator cooling system and an electric generator rotor, including a centrifugal ventilation impeller;
- высокооборотного турбогенератора с паровым приводом малой мощности, содержащего вакуумную камеру, соединенную через кольцевую щель, образованную поверхностями корпусов подшипника турбины и промежуточным корпусом турбины и соединенную с одной стороны через кольцевые лабиринтные уплотнения между поверхностями втулки вала и корпусом подшипника турбины и тыльной стороны рабочего колеса турбины с кольцевой камерой под подшипником турбины, а с другой стороны соединенную через лабиринтные уплотнения между тыльной стороной рабочего колеса турбины и промежуточным корпусом турбины с кольцевым зазором между наружным диаметром рабочего колеса турбины и сопловым аппаратом турбины.- a high-speed turbine generator with a low-power steam drive, containing a vacuum chamber connected through an annular gap formed by the surfaces of the turbine bearing housings and the intermediate turbine housing and connected on one side through annular labyrinth seals between the surfaces of the shaft sleeve and the turbine bearing housing and the back of the turbine impeller with an annular chamber under the turbine bearing, and on the other hand connected through labyrinth seals between the back of the working ring the turbine and the intermediate turbine casing with an annular gap between the outer diameter of the turbine impeller and the turbine nozzle apparatus.
В свою очередь, вакуумная камера посредством вывода сообщена с вакуумным насосом;In turn, the vacuum chamber through the output communicated with the vacuum pump;
- высокооборотного турбогенератора с паровым приводом малой мощности, у которого в корпусе подшипника турбины выполнены вертикальные и горизонтальные каналы.- a high-speed turbogenerator with a low-power steam drive, in which vertical and horizontal channels are made in the turbine bearing housing.
На фиг. 1 представлен продольный разрез высокооборотного турбогенератора с паровым приводом малой мощности, на фиг. 2 - вид А высокооборотного турбогенератора с паровым приводом малой мощности, на фиг. 3 - поперечный разрез Б-Б, на фиг. 4 - поперечный разрез В-В, на фиг. 5 - поперечный разрез Г-Г, на фиг. 6 - поперечный разрез Д-Д, на фиг. 7 - выносной элемент АЕ, на фиг. 8 - опытный образец изобретения в составе мини когенерационной энергетической установки.In FIG. 1 shows a longitudinal section through a high-speed turbo-generator with a low-power steam drive; FIG. 2 is a view A of a high speed turbo generator with a low power steam drive, FIG. 3 is a transverse section bB, in FIG. 4 is a cross-sectional view BB, in FIG. 5 is a transverse section GG, in FIG. 6 is a cross-sectional view of DD, in FIG. 7 - remote element AE, in FIG. 8 is a prototype of the invention as part of a mini cogeneration power plant.
Высокооборотный турбогенератор (до 40 тыс. оборотов в минуту) с паровым приводом малой мощности состоит (фиг. 1) из вала турбогенератора 1, на котором установлены: рабочее колесо турбины 2 с лопатками 3, ротор электрогенератора 4, жестко установленный на валу турбогенератора центробежной вентиляционной крыльчатки 5 системы воздушного охлаждения, втулки вала 6, диска датчика числа оборотов 7 и датчика числа оборотов вала турбогенератора 8. Кроме этого, высокооборотный турбогенератор с паровым приводом малой мощности содержит также патрубок ввода пара 9, коллектор пара 10, сопловой аппарат турбины 11, основной корпус турбины 12, промежуточный корпус турбины 13, корпус подшипника турбины 14, в котором установлен (фиг. 1 и фиг. 7) спаренный подшипник турбины 15, состоящий из двух радиально-упорных закрытых с пластичной смазкой керамических шариковых радиально-упорных подшипников (далее «подшипник турбины»). Подшипник турбины 15 зафиксирован от осевого перемещения вдоль вала с одной стороны центробежной вентиляционной крыльчаткой 5, а с другой стороны - втулкой вала 6 (фиг. 7). В свою очередь перемещение подшипников турбины 15 совместно с валом турбогенератора 1 в осевом направлении ограничено с одной стороны упорной крышкой 16, которая болтами 17 соединена с промежуточным корпусом турбины 13, а с другой стороны выступом в корпусе подшипника турбины 14, что обеспечивает (гарантирует) неизменность зазора в процессе работы турбогенератора между тыльной стороной рабочего колеса турбины 2, с одной стороны, и промежуточным корпусом турбины 13 и корпусом подшипника турбины 14, с другой стороны.A high-speed turbogenerator (up to 40 thousand revolutions per minute) with a low-power steam drive consists (Fig. 1) of a
Электрогенератор (на фиг. не обозначен) высокооборотного турбогенератора с паровым приводом малой мощности включает в себя (фиг. 1) корпус электрогенератора 18 с крышкой корпуса электрогенератора 19. На внешней боковой поверхности корпуса электрогенератора 18 расположена рубашка жидкостного охлаждения 20, выполненная в виде спиральных каналов трапецеидальной или прямоугольной резьбы, двух кольцевых камер 21 и 22 со штуцером подвода 23 и штуцером отвода 24 охлаждающей жидкости. В корпусе электрогенератора 18 неподвижно установлен статор (на фиг. не обозначен) электрогенератора, состоящий из сердечника статора 25, катушки 26 и выводов фаз 27.An electric generator (not shown in FIG.) Of a high-speed turbo-generator with a low-power steam drive includes (Fig. 1) an
В крышке корпуса электрогенератора 19 расположен корпус подшипника электрогенератора 28, в котором по наружной поверхности наружного кольца по скользящей посадке установлен радиальный закрытый с пластичной смазкой керамический шариковый подшипник электрогенератора (далее «подшипник электрогенератора») 29. По внутренней поверхности внутреннего кольца подшипник электрогенератора 29 установлен по переходной посадке на валу турбогенератора 1.In the housing cover of the
Сверху на корпусе электрогенератора 18 установлена крышка датчика числа оборотов вала турбогенератора 30. В крышке датчика числа оборотов вала турбогенератора 30 имеются радиальные отверстия 31 (фиг. 1, фиг. 3), предназначенные для прохода воздуха снаружи в камеру 32. Через отверстия 33 в корпусе подшипника электрогенератора 28 камера 32 соединяется с проточной камерой 34. Кроме этого, через отверстия 35 (фиг. 2 и фиг. 3) во фланце (на фиг. не обозначен) крышки датчика числа оборотов вала турбогенератора 30, а также в крышке корпуса электрогенератора 19 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) проточная камера 34 соединена с окружающей средой. В свою очередь, проточная камера 34 через осевые пазы 36 в статоре и роторе электрогенератора сообщена с проточной камерой 37 (фиг. 1, фиг. 4).On top of the housing of the
Проточная камера 37 через отверстия 38 (фиг. 1) сообщается с окружающей средой, а через вертикальные каналы 39 (фиг. 1, фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7) и горизонтальные каналы 40 (фиг. 1, фиг. 6 и фиг. 7) сообщается с кольцевой камерой 41 под подшипником турбины 15. В свою очередь, кольцевая камера 41 (фиг. 1. фиг. 7) под корпусом подшипника турбины 14 через кольцевое лабиринтное уплотнение 42 между втулкой вала 6 и корпусом подшипника турбины 14 и далее через лабиринтное уплотнение 43 между тыльной стороной рабочего колеса турбины 2 и корпусом подшипника турбины 14, через кольцевую щель 44 между корпусом подшипника турбины 14 и промежуточным корпусом турбины 13 сообщена с вакуумной камерой 45. В свою очередь, вакуумная камера 45 посредством вывода 46 (фиг. 6) сообщена с вакуумным насосом (на фиг. не показан). Вакуумная камера 45 через кольцевую щель 44 (фиг. 7) соединена также через лабиринтное уплотнение 47 между тыльной стороной рабочего колеса турбины 2 и промежуточным корпусом турбины 13 с кольцевым зазором 48 (фиг. 7) между наружным диаметром рабочего колеса турбины 2 и сопловым аппаратом турбины 11.The
Внешний вид турбогенератора представлен на фиг. 8 (поз. 49) в составе мини-когенерационной энергетической установки.The appearance of the turbogenerator is shown in FIG. 8 (item 49) as part of a mini-cogeneration power plant.
Высокооборотный турбогенератор с паровым приводом малой мощности работает следующим образом.High-speed turbogenerator with a steam drive of low power operates as follows.
Пар от котла поступает (фиг. 1) через патрубок ввода пара 9 в коллектор пара 10, откуда, протекая через сопловой аппарат турбины 11 и расширяясь между лопатками 3 рабочего колеса турбины 2, в результате изменения количества движения поток пара создает крутящий момент, превосходящий момент сопротивления, создаваемый подшипниками турбины 15 и подшипником электрогенератора 29.Steam is supplied from the boiler (Fig. 1) through the
После страгивания с неподвижного состояния вала турбогенератора 1 (совместно с рабочим колесом турбины 2 и ротором электрогенератора 4) происходит рост его числа оборотов и в работу включается электрогенератор (на фиг. не обозначен), который через выводы фаз 27 передает электрический ток в выходной инвертор-преобразователь напряжения (на фиг. не обозначен). Контроль частоты вращения вала турбогенератора 1 осуществляется датчиком числа оборотов вала 8, в катушках которого диском датчика числа оборотов 7 наводится пропорциональная его скорости вращения электродвижущая сила.After straggling from the stationary state of the shaft of the turbogenerator 1 (together with the impeller of the
Отработанный на лопатках 3 рабочего колеса турбины 2 пар направляется в приемный конденсатор (на фиг. не обозначен), после которого конденсат может быть использован для технологических нужд или в системе отопления.The steam spent on the
Работа турбогенератора сопровождается возникновением на валу турбогенератора 1 знакопеременных осевых нагрузок, которые воспринимаются подшипником турбины 15, в котором каждый из радиально-упорных подшипников воспринимает осевые нагрузки во взаимно противоположных направлениях.The operation of the turbogenerator is accompanied by the appearance on the shaft of the
При возникновении на вале турбогенератора 1 осевой нагрузки, например направленной вверх, усилие через втулку вала 6, подшипник турбины 15, упорную крышку 16 и болты 17 передается на промежуточный корпус турбины 13. Осевое усилие противоположного направления - сверху вниз на промежуточный корпус турбины 13 передается с вала турбогенератора 1 через жестко на нем установленную центробежную вентиляционную крыльчатку 5 системы воздушного охлаждения, подшипник турбины 15 и через корпус подшипника турбины 14 также передается на промежуточный корпус турбины 13. Таким образом, силовые потоки от осевых нагрузок, возникающих на вале турбогенератора 1, замыкаются посредством подшипника турбины 15 на промежуточном корпусе турбины 13, а через него на основном корпусе турбины 12 и корпусе электрогенератора 18, в результате чего обеспечивается фиксация вала турбогенератора 1 от осевых перемещений.When an axial load occurs on the shaft of the
Радиальные нагрузки, действующие на вал турбогенератора 1, воспринимает как подшипник турбины 15, так и подшипник электрогенератора 29, который, являясь подвижным в корпусе подшипника электрогенератора 28, при температурных изменениях длины вала турбогенератора 1 свободно (без заклинивания) перемещается в осевом направлении и воспринимает только радиальные нагрузки.Radial loads acting on the shaft of the
При работе электрогенератора в сердечнике ротора электрогенератора 4, сердечнике статора 25 и катушке 26 выделяется значительное количество тепловой энергии, которую отбирает комбинированная система охлаждения - жидкостная и воздушная.During operation of the generator in the core of the rotor of the
В жидкостную систему охлаждения электрогенератора охлаждающая жидкость, например вода, под давлением от постороннего источника поступает через штуцер подвода 23 в кольцевую камеру 21, откуда движется по спиральным каналам рубашки жидкостного охлаждения 20 статора и из кольцевой камеры 22 поступает в штуцер отвода 24. Благодаря применению в системе охлаждения спиральных каналов повышается интенсивность конвективного теплообмена за счет увеличения коэффициента теплоотдачи в спиральных каналах. Кроме этого, в результате увеличения площади теплообмена в спиральных каналах по сравнению с прямолинейными каналами увеличивается количество теплоты, отбираемой от сердечника статора 25 и катушки 26 электрогенератора.In a liquid cooling system of an electric generator, a cooling liquid, for example water, under pressure from an external source enters through an inlet fitting 23 into an
Дополнительную интенсификацию теплообмена обеспечивает воздушная система охлаждения, работа которой заключается в следующем. Центробежная вентиляционная крыльчатка 5 системы воздушного охлаждения при вращении вала турбогенератора 1 выбрасывает воздух из проточной камеры 37 через отверстия 38 в нижней части корпуса электрогенератора 18 (фиг. 1 и фиг. 5) наружу. При этом в проточной камере 37 создает разрежение с давлением рв, благодаря которому под действием перепада давлений (Δр=ратм-рв) воздух изначально поступает снаружи через радиальные отверстия 31 в крышке датчика числа оборотов вала турбогенератора 30 (фиг. 1 и фиг. 3) в камеру 32, откуда через отверстия 33 в корпусе подшипника электрогенератора 28 - в проточную камеру 34. Наряду с этим в проточную камеру 34 воздух поступает также снаружи через отверстия 35 (фиг. 2, фиг. 3) во фланце крышки датчика числа оборотов вала турбогенератора 30 и крышке корпуса электрогенератора 19 (фиг. 1 и фиг. 3). Из проточной камеры 34 воздух протекает по осевым пазам 36 в статоре и роторе электрогенератора, по зазорам между обмотками катушки 26 статора (фиг. 4), откуда поступает в проточную камеру 37. Протекая по осевым пазам 36 в статоре и роторе электрогенератора, поток воздуха охлаждает сердечник статора 25 и ротор электрогенератора 4.An additional intensification of heat transfer is provided by an air cooling system, the operation of which is as follows. The
После охлаждения электрогенератора (на фиг. не обозначен) воздух истекает из проточной камеры 37 через отверстия 38 в окружающую среду. Одновременно, из проточной камеры 37 по вертикальным каналам 39 и горизонтальным каналам 40 (фиг. 1 и фиг. 7) воздух поступает в кольцевую камеру 41 под подшипником турбины 15, в результате чего давления в полостях проточной камеры 37 и кольцевой камере 41 выравниваются, поэтому манжеты подшипника турбины 15 оказываются разгруженными от перепада давлений воздуха, что гарантирует сохранность пластичной смазки в подшипнике турбины 15, благодаря чему повышается надежность и ресурс работы подшипника турбины 15.After cooling the electric generator (not shown in FIG.), Air flows out of the
Воздух под действием разрежения (фиг. 6, фиг. 7), создаваемого вакуумным насосом в вакуумной камере 45, из кольцевой камеры 41 движется через кольцевое лабиринтное уплотнение 42, лабиринтное уплотнение 43 и через кольцевую щель 44 поступает в вакуумную камеру 45. Такой путь движения воздуха исключает его поступление на лопатки 3 рабочего колеса турбины 2, что исключает утечки пара мимо лопаток 3 рабочего колеса турбины 2, и, тем самым, повышает КПД турбины. В свою очередь, пар из кольцевого зазора 48, образованного между наружным диаметром рабочего колеса турбины 2 и сопловым аппаратом турбины 11 через лабиринтное уплотнение 47, ограничивающее утечку пара, движется в кольцевую щель 44, откуда совместно с воздухом поступает в вакуумную камеру 45, что исключает попадание пара в проточную камеру 37 к токонесущим элементам электрогенератора. Из вакуумной камеры 45 с помощью вакуумного насоса паровоздушная смесь отсасывается в направлении по стрелке А через вывод 46 (фиг. 6) в атмосферу.Air under the influence of rarefaction (Fig. 6, Fig. 7) created by the vacuum pump in the
Заявленные задачи и технический результат могут быть осуществлены путем изготовления изобретения по чертежам, приведенным на фиг. 1-7, с последующими испытаниями и внедрением изобретения в эксплуатацию. К настоящему времени опытный образец турбогенератора изготовлен и прошел предварительные испытания в составе мини-когенерационной энергетической установки (см. фиг. 8, поз. 49).The claimed objectives and technical result can be achieved by manufacturing the invention according to the drawings shown in FIG. 1-7, with subsequent testing and implementation of the invention into operation. To date, a prototype of a turbogenerator has been manufactured and passed preliminary tests as part of a mini-cogeneration power plant (see Fig. 8, item 49).
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014148753/06A RU2577678C1 (en) | 2014-12-03 | 2014-12-03 | High-speed turbine generator with low-power steam drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014148753/06A RU2577678C1 (en) | 2014-12-03 | 2014-12-03 | High-speed turbine generator with low-power steam drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2577678C1 true RU2577678C1 (en) | 2016-03-20 |
Family
ID=55647960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014148753/06A RU2577678C1 (en) | 2014-12-03 | 2014-12-03 | High-speed turbine generator with low-power steam drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2577678C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU191940U1 (en) * | 2019-06-25 | 2019-08-28 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное внедренческое предприятие "Турбокон" | TWO-FLOW TURBOGENERATOR FOR ORGANIC RENKIN CYCLE |
RU192073U1 (en) * | 2019-06-17 | 2019-09-03 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное внедренческое предприятие "Турбокон" | TURBOGENERATOR FOR ORGANIC RENKIN CYCLE |
RU196409U1 (en) * | 2018-12-25 | 2020-02-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) | Turbogenerator |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2249706C1 (en) * | 2004-04-22 | 2005-04-10 | Караев Шамиль Магомедович | Reactive steam-gas power station |
RU75222U1 (en) * | 2008-03-04 | 2008-07-27 | Дмитрий Александрович Бахтурин | DEVICE FOR STARTING A GAS-TURBINE UNIT |
CN202381127U (en) * | 2011-12-10 | 2012-08-15 | 天台亘盛能源科技有限公司 | Steam energy power generator set being driven by kickback kinetic energy engine |
CN103883372A (en) * | 2013-12-31 | 2014-06-25 | 湖南齐力达电气科技有限公司 | Symmetric dual-drive low-temperature waste heat power generation system |
JP2014114785A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Kobe Steel Ltd | Power generating apparatus, and power generating system |
-
2014
- 2014-12-03 RU RU2014148753/06A patent/RU2577678C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2249706C1 (en) * | 2004-04-22 | 2005-04-10 | Караев Шамиль Магомедович | Reactive steam-gas power station |
RU75222U1 (en) * | 2008-03-04 | 2008-07-27 | Дмитрий Александрович Бахтурин | DEVICE FOR STARTING A GAS-TURBINE UNIT |
CN202381127U (en) * | 2011-12-10 | 2012-08-15 | 天台亘盛能源科技有限公司 | Steam energy power generator set being driven by kickback kinetic energy engine |
JP2014114785A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Kobe Steel Ltd | Power generating apparatus, and power generating system |
CN103883372A (en) * | 2013-12-31 | 2014-06-25 | 湖南齐力达电气科技有限公司 | Symmetric dual-drive low-temperature waste heat power generation system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196409U1 (en) * | 2018-12-25 | 2020-02-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) | Turbogenerator |
RU192073U1 (en) * | 2019-06-17 | 2019-09-03 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное внедренческое предприятие "Турбокон" | TURBOGENERATOR FOR ORGANIC RENKIN CYCLE |
RU191940U1 (en) * | 2019-06-25 | 2019-08-28 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное внедренческое предприятие "Турбокон" | TWO-FLOW TURBOGENERATOR FOR ORGANIC RENKIN CYCLE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101268282B (en) | Fluid compression system | |
JP4427055B2 (en) | Rotating machine cooling device | |
US20130170943A1 (en) | Hybrid bearing turbomachine | |
JP2017048781A (en) | Hydrodynamic seals in bearing compartments of gas turbine engines | |
CN107849977B (en) | micro-CHP gas boiler with gas turbine assembly | |
US20170022999A1 (en) | Electrically heated balance piston seal | |
RU2577678C1 (en) | High-speed turbine generator with low-power steam drive | |
KR102139596B1 (en) | Molten metal transfer pump | |
CN105275507A (en) | Leakproof organic working medium turbine generator set | |
CA2926814A1 (en) | Sealing clearance control in turbomachines | |
CN110382869B (en) | Turbine pump | |
US2514875A (en) | U-passage gas turbine with turbulent heat transfer zone | |
RU2323344C1 (en) | Turbogenerator | |
RU2322588C1 (en) | Gas-turbine engine | |
CN112424477B (en) | Multistage turbine | |
KR20150066478A (en) | Steam turbine and methods of assembling the same | |
CN113623071A (en) | Magnetic suspension outer rotor starting integrated motor for gas turbine | |
US10208768B2 (en) | Heat shield for pressure casing | |
US20170107818A1 (en) | Centrifugal radial turbine | |
JP2021527775A (en) | Compact Rankin turbo generator for thermoelectric distributed cogeneration | |
RU2422734C1 (en) | Expander-generator set | |
CN215804840U (en) | Magnetic suspension outer rotor starting integrated motor for gas turbine | |
KR20110098227A (en) | Rotor shaft sealing structure of oil-free rotary compressor | |
CN208935386U (en) | A kind of oil isolated from water sealing device | |
RU2189450C1 (en) | Radial turbomachine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171204 |