RU34230U1

RU34230U1 - PIPELINE WITH COMPENSATOR

Info

Publication number: RU34230U1
Application number: RU2003126699/20U
Authority: RU
Inventors: Г.Н. Маркелов; Г.Е. Лясковский; А.С. Артамонов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газтехноинвест"
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2003-11-27

Abstract

Трубопровод с компенсатором, представляющий трубопровод с концевыми фланцами, отличающийся тем, что трубопровод выполнен в виде сварной трубы, изогнутой по центральной поперечной оси по радиусу и развернутой в сторону температурных расширений, являющийся одновременно компенсатором перемещений деталей газотурбинного агрегата, приварные фланцы выполнены параллельными и симметричными поперечной оси, один фланец крепится посредством крепежных элементов к корпусу компрессора, а второй фланец крепится посредством крепежных элементов к корпусу турбины, а труба служит одновременно трубопроводом для газовоздушной смеси, поступающей из компрессора в турбину и компенсатором.A pipeline with a compensator, representing a pipeline with end flanges, characterized in that the pipeline is made in the form of a welded pipe bent along the central transverse axis along the radius and turned towards thermal expansions, which is simultaneously a compensator for the movement of parts of a gas turbine unit, welded flanges are made parallel and symmetrical to the transverse axes, one flange is fastened by means of fasteners to the compressor case, and the second flange is fastened by means of fasteners to the turbine housing, and the pipe serves simultaneously as a pipeline for the gas-air mixture coming from the compressor into the turbine and a compensator.

Description

ffifgr« ШйШШейА--йл..,,...---- P15L51/02ffifgr "SHYSHSHEYA - yl .. ,, ...---- P15L51 / 02

Трубопровод с компенсатором Полезная модель относится к области турбиностроения и может использоваться вPipeline with compensator. The utility model relates to the field of turbine engineering and can be used in

трубопроводах подачи газовоздушной смеси из компрессора в турбину, работающих в тяжелых температурных и вибрационных условиях.pipelines for supplying a gas-air mixture from a compressor to a turbine operating in severe temperature and vibration conditions.

Известно изобретение «Трубопроводный переход, заявка RU № 2001133552, МПК ЕО ID 18/00, содержащая трубопроводный переход, опирающийся на концевые опоры, включающий трубопровод, эксплуатационный мостик и элемент усиления в виде фермы, в которой решается задача крепления трубопровода к поверхностям, имеющим при работе взаимное перемещение, но не решается вопрос компенсации температурных и вибрационных нагрузок.The invention is known as “Pipeline transition, application RU No. 2001133552, IPC EO ID 18/00, comprising a pipeline transition based on end supports, including a pipeline, production bridge and a reinforcing element in the form of a truss, in which the problem of fixing the pipeline to surfaces having mutual displacement, but the issue of compensation of temperature and vibration loads is not resolved.

Известно изобретение «Способ изготовления компенсатора температурных удлиннений трубопровода, заявка RU № 2001129746, МПК F16L51/02, представляющий собой компенсатор температурных удлиннений трубопровода, состоящий из гнутой трубы П-образной или другой формы и фланцев, труба выполнена двухслойной: внутренний герметизирующий формообразующий слой выполнен из пластмассовой трубы, а внешний силовой слой - из композиционного материала. Компенсатор предназначен для компенсации только температурных удлиннений трубопровода и не выполняет функцию трубопровода, а также не соединяет две силовые детали, которые перемещаются одна относительно другой.The invention is known "A method of manufacturing a compensator for temperature extensions of a pipeline, application RU No. 2001129746, IPC F16L51 / 02, which is a compensator for temperature extensions of a pipeline, consisting of a bent pipe of a U-shaped or other shape and flanges, the pipe is made of two layers: the inner sealing forming layer is made of plastic pipe, and the outer power layer is made of composite material. The compensator is designed to compensate only for temperature extensions of the pipeline and does not perform the function of the pipeline, nor does it connect two power parts that move one relative to the other.

Наиболее близким техническим решением является изобретение «Компенсатор теплового расширения для горячих трубопроводов и трубопровод с его использованием, патент RU № 2140599, МПК F16L51/02, представляющее собой компенсатор теплового расширения, соединяющего между собой концы двух участков трубопровода, предназначенного для транспортировки горячей жидкотекучей среды, причем каждый из концов участков трубопровода снабжен концевым фланцем. Однако компенсатор используется в магистральньк трубопроводах, но не является частью газотурбинной установки, выполняющих функцию компенсации перемещений при работе газотурбинной установки.The closest technical solution is the invention Patent RU No. 2140599, IPC F16L51 / 02, which is a compensator for thermal expansion, connecting the ends of two sections of the pipeline, designed for transporting hot fluid moreover, each of the ends of the pipeline sections is provided with an end flange. However, the compensator is used in the main pipelines, but is not part of the gas turbine installation, performing the function of compensating for displacements during operation of the gas turbine installation.

|Шй|||||Ш| W ||||| W

.a./f-;;ci-7-V--iv.a. / f - ;; ci-7-V - iv

ОПИСАНИЕ Полезной моделиDESCRIPTION OF A USEFUL MODEL

Задачей предложенной полезной модели является встраивание компенсатора в рабочие трубопроводы газотурбинной установки и одновременно компенсацию взаимных перемещений основных деталей компрессора относительно деталей турбины, например их корпусов.The objective of the proposed utility model is to integrate a compensator into the working pipelines of a gas turbine installation and at the same time compensate for mutual displacements of the main compressor parts relative to the turbine parts, for example, their bodies.

Условия работы трубопровода в местах соединения корпусов компрессора и турбины являются напряженными, т.к. на него и на корпуса воздействуют неравномерные температурные поля, приводящие как к расщирению самого трубопровода, так и к расщирению корпусов компрессора и турбины. Кроме того, вибрационные нагрузки на корпуса являются неравномерными в результате работы газотурбинной установки, поэтому существует необходимость компенсации перемещений фланцев корпусов изза вибраций. Известны технические решения компенсации взаимных перемещений деталей газотурбинной установки с использованием сложных механических развязок или введения сложных опорных элементов, например, пазов. Однако при работе и взаимном перемещении корпусов газотурбинной установки все - равно происходит расцентровка осей статора компрессора и турбины, что недопустимо. Известны сильфонные компенсаторы, которые могут выполнять поставленную задачу, но они работают на знакопеременных нагрузках, что приводит к растрескиванию их в местах сгиба (гофра) сильфона из-за снижения усталостной прочности. То, что они работают на знакопеременных нагрузках, является излишним при температурном расширении, что снижает их надежность. Кроме того, сильфонные компенсаторы не работают в поперечном направлении как компенсаторы при взаимном перемещении корпусов газотурбинной установки.The working conditions of the pipeline at the junction of the compressor and turbine bodies are tense, because uneven temperature fields act on it and the casings, leading both to expansion of the pipeline itself and to expansion of the compressor and turbine casings. In addition, the vibration loads on the housings are uneven as a result of the operation of the gas turbine unit; therefore, there is a need to compensate for the movements of the flanges of the housings due to vibrations. Known technical solutions for compensating mutual movements of parts of a gas turbine installation using complex mechanical interchanges or the introduction of complex support elements, for example, grooves. However, during operation and mutual displacement of the casings of the gas turbine installation, all the same, the axes of the compressor and turbine stator are centered, which is unacceptable. Known bellows expansion joints that can perform the task, but they work on alternating loads, which leads to cracking in the bend (corrugation) of the bellows due to a decrease in fatigue strength. The fact that they operate on alternating loads is unnecessary with thermal expansion, which reduces their reliability. In addition, the bellows expansion joints do not work in the transverse direction as expansion joints when moving the casings of a gas turbine installation.

Техническим результатом предложенного технического решения является существенная простота компенсатора, его надежность и выполнение функции, как компенсатора температурных расширений, так и компенсатора перемещений корпусов из - за вибрации их при работе. Также трубчатый компенсатор выполняет функцию трубопровода газотурбинной установки, являясь составной частью всей системы трубопроводов установки.The technical result of the proposed technical solution is the significant simplicity of the compensator, its reliability and the function of both a compensator for thermal expansions and a compensator for the movements of the cases due to their vibration during operation. Also, the tubular compensator performs the function of the pipeline of a gas turbine installation, being an integral part of the entire pipeline system of the installation.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что трубопровод с компенсатором представляет собой трубопровод с концевыми фланцами. Решение отличается тем, что трубопровод выполнен в виде сварной трубы, изогнутой по центральной поперечной оси по радиусу и развернут в сторону температурныхThe stated technical problem is solved due to the fact that the pipeline with a compensator is a pipeline with end flanges. The solution is characterized in that the pipeline is made in the form of a welded pipe bent along the central transverse axis along the radius and deployed towards the temperature

расширений и является одновременно компенсатором перемещений деталей газотурбинного агрегата. Приварные фланцы выполнены параллельными и симметричными поперечной оси трубопровода, один фланец крепится посредством крепежных элементов к корпусу компрессора, а второй фланец крепится посредством крепежных элементов к корпусу турбины. Труба служит одновременно трубопроводом для газовоздушной смеси, поступающей из компрессора в турбину и компенсатором.expansion and is simultaneously a compensator for the movement of parts of a gas turbine unit. The welded flanges are made parallel and symmetrical to the transverse axis of the pipeline, one flange is fastened by fasteners to the compressor casing, and the second flange is fastened by fasteners to the turbine casing. The pipe serves simultaneously as a pipeline for the gas-air mixture coming from the compressor into the turbine and as a compensator.

Конструкцию трубопровода с компенсатором поясняют чертежи, на которыхThe design of the pipeline with a compensator is illustrated by drawings, in which

изображено:pictured:

На Фиг. 1 - показана труба с компенсатором в виде сварной трубы с фланцами.In FIG. 1 - shows a pipe with a compensator in the form of a welded pipe with flanges.

На Фиг. 2 - крепление фланцев трубопровода к корпусу компрессора и к корпусу Т5фбины газотурбинной установки. Трубопровод с компенсатором выполняет функцию основного трубопровода установки и компенсатора перемещений корпусов.In FIG. 2 - fastening of the pipeline flanges to the compressor housing and to the T5 housing of the gas turbine installation. A pipeline with a compensator performs the function of the main pipeline of the installation and the compensator for the movements of the housings.

Конструкция полезной модели показана на Фиг. 1 и 2. Изогнутая по расчетному радиусу «А труба 1, диаметр которой зависит от напора перекачиваемой газовоздушной смеси, приварен с обеих сторон к двум участкам трубы 2, изогнутым по радиусу в противоположном направлении. Труба 1 симметрична центральной поперечной оси «В. На концах участков трубы 2 приварены фланцы 3, которые по поверхностям крепления являются между собой параллельными и симметричными относительно центральной поперечной оси «В. Выпуклый з асток трубы 1 развернут в сторону наружных диаметров корпуса компрессора 4 и корпуса турбины 5. Фланцы 3 трубы с компенсатором крепятся посредством крепежных элементов 6 к корпусу компрессора 4 - с одной стороны и к корпусу турбины 6 - с другой стороны. По диаметру корпусов 4,5 установлено шесть компенсаторов, наружный изгиб которых направлен наружу.A utility model design is shown in FIG. 1 and 2. The pipe 1 bent along the calculated radius “A”, the diameter of which depends on the pressure of the pumped gas-air mixture, is welded on both sides to two sections of the pipe 2, bent in the opposite direction along the radius. The pipe 1 is symmetric to the Central transverse axis "Century At the ends of the pipe sections 2, flanges 3 are welded, which are parallel and symmetrical to each other along the fastening surfaces relative to the central transverse axis "B. The convex zastok of the pipe 1 is deployed in the direction of the outer diameters of the compressor housing 4 and the turbine housing 5. The flanges 3 of the pipe with a compensator are fastened by fasteners 6 to the compressor housing 4 - on the one hand and to the turbine housing 6 - on the other hand. According to the diameter of the housings 4.5, six compensators are installed, the external bending of which is directed outward.

Труба с компенсатором работает следующим образом. При монтаже газотурбинной установки 7 по корпусу компрессора и турбины на равном расстоянии устанавливаются трубопроводы с компенсаторами, через которые перекачивается из компрессора газовоздушная смесь из компрессора в турбину, при этом обеспечивают строгую соосность установочных диаметров корпусов газотурбинной установки при монтаже. В процессе работы установки корпуса и трубопроводы нагреваютсяA pipe with a compensator works as follows. When installing a gas turbine unit 7, pipelines with expansion joints are installed at an equal distance along the compressor and turbine casing, through which the air-gas mixture is pumped from the compressor to the turbine, while ensuring strict alignment of the installation diameters of the gas turbine unit cases during installation. During operation, the installation of the housing and pipelines heat up

неравномерно, при этом увеличиваются диаметры корпусов, на которых закреплены трубопроводы с компенсаторами, кроме того, в процессе работы газотурбинной установки возникают вибрации, которые могут привести к расцентровке осей корпусов, если не будет возможности компенсировать вибрации. Изогнутые по радиусу трубопроводы с компенсаторами отслеживают тепловое расширение корпусов установки и одновременно компенсируют рассогласование в осях корпусов, стремясь вернуть их в первоначальное положение за счет упругопластических деформаций в изгибах компенсатора.unevenly, at the same time, the diameters of the housings on which the pipelines with compensators are fixed are increased, in addition, vibrations occur during the operation of the gas turbine installation, which can lead to misalignment of the axes of the housings if it is not possible to compensate for vibrations. Curved radii of pipelines with expansion joints track the thermal expansion of the plant enclosures and at the same time compensate for the mismatch in the axes of the housings, trying to return them to their original position due to elastoplastic deformations in the bends of the compensator.

Предложенная конструкция проста в изготовлении и при монтаже. Легко рассчитывается на основе формул, характеризующих упруго - пластические деформации. Кроме того, усталостная прочность такого компенсатора на много выше, чем у сильфонных компенсаторов, и, кроме того, знакопеременные нагрузки предложенного компенсатора ниже, т.к. радиус изгиба направлен в сторону теплового расширения корпусов. Трубопровод с компенсатором надежнее и не подвержен разрушению. Таким образом, достигается технический результат.The proposed design is easy to manufacture and install. It is easily calculated on the basis of formulas characterizing elastic - plastic deformations. In addition, the fatigue strength of such a compensator is much higher than that of bellows expansion joints, and, in addition, the alternating loads of the proposed compensator are lower, because the bending radius is directed toward the thermal expansion of the bodies. A pipeline with a compensator is more reliable and not subject to destruction. Thus, a technical result is achieved.

Claims

A pipeline with a compensator, representing a pipeline with end flanges, characterized in that the pipeline is made in the form of a welded pipe bent along the central transverse axis along the radius and turned towards thermal expansions, which is simultaneously a compensator for the movement of parts of a gas turbine unit, welded flanges are made parallel and symmetrical to the transverse axes, one flange is fastened by means of fasteners to the compressor case, and the second flange is fastened by means of fasteners to the turbine housing, and the pipe serves simultaneously as a pipeline for the gas-air mixture coming from the compressor into the turbine and a compensator.