RU82778U1 - GAS-TURBINE DRIVE WITH EXHAUST GAS HEAT REGENERATION - Google Patents
GAS-TURBINE DRIVE WITH EXHAUST GAS HEAT REGENERATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU82778U1 RU82778U1 RU2008148726/22U RU2008148726U RU82778U1 RU 82778 U1 RU82778 U1 RU 82778U1 RU 2008148726/22 U RU2008148726/22 U RU 2008148726/22U RU 2008148726 U RU2008148726 U RU 2008148726U RU 82778 U1 RU82778 U1 RU 82778U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- turbine
- heat exchanger
- exhaust
- turbine drive
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
1. Газотурбинный привод с регенерацией тепла выхлопных газов, содержащий компрессор, камеру сгорания, турбину газогенератора, силовую турбину, теплообменник и устройство для отвода выхлопных газов в атмосферу, отличающийся тем, что силовая турбина выполнена двухъярусной, при этом лопатки внутреннего яруса расположены в воздушном тракте, гидравлически соединенном с выходом теплообменника по его воздушному тракту и с атмосферой, а лопатки внешнего яруса расположены в газовом тракте, гидравлически соединенном с турбиной газогенератора и со входом теплообменника по его газовому тракту. ! 2. Газотурбинный привод по п.1, отличающийся тем, что устройство для отвода выхлопных газов состоит из диффузора и улитки. ! 3. Газотурбинный привод по п.2, отличающийся тем, что теплообменник выполнен из отдельных секций и размещен так, что его газовые тракты по входу гидравлически сообщены с выходом диффузора устройства для отвода выхлопных газов. ! 4. Газотурбинный привод по п.2, отличающийся тем, что теплообменник выполнен из отдельных секций и расположен так, что его газовые тракты по входу гидравлически сообщены с выходом улитки устройства для отвода выхлопных газов.1. A gas-turbine drive with heat recovery of exhaust gases, comprising a compressor, a combustion chamber, a gas generator turbine, a power turbine, a heat exchanger and a device for exhausting exhaust gases into the atmosphere, characterized in that the power turbine is made in two layers, while the blades of the inner layer are located in the air duct hydraulically connected to the outlet of the heat exchanger through its air path and atmosphere, and the blades of the outer tier are located in the gas path hydraulically connected to the turbine of the gas generator and with the entrance of the heat exchanger through its gas path. ! 2. The gas turbine drive according to claim 1, characterized in that the device for exhaust exhaust consists of a diffuser and a cochlea. ! 3. The gas turbine drive according to claim 2, characterized in that the heat exchanger is made of separate sections and placed so that its gas paths at the inlet are hydraulically connected to the outlet of the diffuser of the exhaust gas exhaust device. ! 4. The gas turbine drive according to claim 2, characterized in that the heat exchanger is made of separate sections and is located so that its gas paths at the inlet are hydraulically connected to the output of the cochlea of the exhaust gas exhaust device.
Description
Полезная модель относится к газотурбостроению, в частности к газотурбинным приводам с регенерацией тепла выхлопных газов, и может быть использована в энергетике, например, для привода нагнетателей газа или электрических генераторов.The utility model relates to gas turbine construction, in particular to gas turbine drives with heat recovery of exhaust gases, and can be used in the energy sector, for example, to drive gas blowers or electric generators.
Известен газотурбинный привод с регенерацией тепла выхлопных газов, содержащий компрессор, камеру сгорания, турбину газогенератора, воздушную и газовую силовые турбины, установленные на одном валу, и теплообменник, газовые тракты которого по входу гидравлически соединены с выходом газовой силовой турбины а по выходу - с атмосферой, а воздушные тракты по входу - с полостью отбора воздуха из промежуточной ступени компрессора, а по выходу - с воздушной силовой турбиной (см. патент RU №2192551, Кл. F02C 7/08, опубл. 10.04.2002).A gas turbine drive with heat recovery of exhaust gases is known, comprising a compressor, a combustion chamber, a gas generator turbine, air and gas power turbines mounted on one shaft, and a heat exchanger whose gas paths are hydraulically connected at the input to the gas power turbine outlet and to the atmosphere at the outlet and the air ducts at the inlet - with a cavity for taking air from the intermediate stage of the compressor, and at the exit - with an air power turbine (see patent RU No. 2192551, CL. F02C 7/08, publ. 10.04.2002).
Недостатками данного газотурбинного привода являются его пониженная экономичность из-за увеличенного расхода воздуха на охлаждение двух турбин, увеличенные габаритные осевые размеры и масса, повышенная трудоемкость изготовления и повышенные эксплуатационные расходы, например, по расходу масла.The disadvantages of this gas turbine drive are its reduced efficiency due to the increased air flow for cooling two turbines, increased overall axial dimensions and weight, increased manufacturing complexity and increased operating costs, for example, oil consumption.
Технический результат полезной модели - повышение экономичности, уменьшение осевых габаритных размеров и массы, уменьшение трудоемкости изготовления и снижение эксплуатационных расходов.The technical result of the utility model is to increase efficiency, reduce axial overall dimensions and mass, reduce the complexity of manufacturing and reduce operating costs.
В газотурбинном приводе с регенерацией тепла выхлопных газов, содержащем компрессор, камеру сгорания, турбину газогенератора, силовую турбину, теплообменник и устройство для отвода выхлопных газов в атмосферу, согласно полезной модели, силовая турбина выполнена двухъярусной, при этом лопатки внутреннего яруса расположены в воздушном тракте, гидравлически соединенном с выходом теплообменника по его воздушному тракту и с атмосферой, а лопатки внешнего яруса расположены в газовом тракте, гидравлически соединенном с турбиной газогенератора и со входом теплообменника по его газовому тракту.In a gas-turbine drive with heat recovery of exhaust gases, comprising a compressor, a combustion chamber, a gas generator turbine, a power turbine, a heat exchanger and a device for removing exhaust gases into the atmosphere, according to a utility model, the power turbine is made in two tiers, while the blades of the inner tier are located in the air duct, hydraulically connected to the outlet of the heat exchanger through its air path and with the atmosphere, and the blades of the outer tier are located in the gas path hydraulically connected to the turbine ora and with the entrance of the heat exchanger through its gas path.
Расположение лопаток внутреннего яруса в воздушном тракте, а внешнего яруса - в газовом тракте, является существенным, так как при таком расположении улучшаются газодинамические характеристики и повышаются прочностные характеристики роторных лопаток.The location of the blades of the inner tier in the air path, and the outer tier in the gas path, is significant, since with this arrangement the gas-dynamic characteristics are improved and the strength characteristics of the rotor blades increase.
Устройство для отвода выхлопных газов может состоять из диффузора и улитки. Такое выполнение позволяет стабилизировать поток газа в устройстве.An exhaust device may consist of a diffuser and a scroll. This embodiment allows you to stabilize the gas flow in the device.
Для обеспечения равномерного распределения газового потока в газовом тракте теплообменника, теплообменник может быть выполнен из отдельных секций и размещен так, что его газовые тракты по входу гидравлически сообщены с выходом диффузора устройства для отвода выхлопных газов, что позволяет равномерно распределить газовый поток по газовому тракту.To ensure uniform distribution of the gas flow in the gas path of the heat exchanger, the heat exchanger can be made up of separate sections and placed so that its gas paths are hydraulically inlet with the outlet of the exhaust device diffuser, which allows you to evenly distribute the gas flow through the gas path.
Теплообменник может быть выполнен из отдельных секций и расположен так, что его газовые тракты по входу гидравлически сообщены с выходом улитки устройства для отвода выхлопных газов. Такое выполнение позволяет улучшить структуру газового потока в теплообменнике.The heat exchanger can be made of separate sections and is located so that its gas paths at the inlet are hydraulically connected to the output of the cochlea of the exhaust gas exhaust device. This embodiment allows to improve the structure of the gas stream in the heat exchanger.
На фиг.1 схематично представлен газотурбинный привод на базе двухконтурного авиационного газотурбинного двигателя;Figure 1 schematically shows a gas turbine drive based on a dual-circuit aircraft gas turbine engine;
на фиг.2 - схематично представлен газотурбинный привод на базе двухконтурного авиационного газотурбинного двигателя с вариантом расположения теплообменника;figure 2 - schematically shows a gas turbine drive based on a dual-circuit aircraft gas turbine engine with a variant of the location of the heat exchanger;
на фиг.3 - вариант выполнения теплообменника, сечение А-А рис.1;figure 3 is an embodiment of a heat exchanger, section AA of Fig. 1;
на фиг.4 - сечение Б-Б рис.1figure 4 - section bB Fig. 1
Газотурбинный привод может быть выполнен на базе существующего двухконтурного авиационного газотурбинного двигателя с его некоторой доработкой, так и на базе вновь создаваемого.The gas-turbine drive can be made on the basis of the existing dual-circuit aviation gas-turbine engine with some improvement, and on the basis of the newly created one.
Газогенераторная часть газотурбинного двигателя может содержать различное число компрессоров (компрессор низкого давления, компрессор среднего давления и компрессор высокого давления). Количество турбин зависит от количества компрессоров.The gas generating part of the gas turbine engine may contain a different number of compressors (low pressure compressor, medium pressure compressor and high pressure compressor). The number of turbines depends on the number of compressors.
В данном конкретном примере рассмотрен газотурбинный привод, созданный на базе существующего двухконтурного авиационного двигателя.In this specific example, a gas turbine drive is considered, created on the basis of an existing dual-circuit aircraft engine.
Газотурбинный привод (фиг.1) содержит авиационный двухконтурный газотурбинный двигатель. Внутренний контур (первый или газогенераторный) двигателя содержит компрессор 1 низкого давления, компрессор 2 высокого давления, камеру сгорания 3, турбину 4 высокого давления, турбину 5 низкого давления 5. Наружный контур 6 двигателя содержит компрессор 1 низкого давления, наружную оболочку 7, включенную в силовую схему двигателя, и входное устройство 8. Компрессор низкого давления 1 и входное устройство 8 работают на оба контура. Компрессор 1 низкого давления и компрессор 2 высокого давления содержат устройства регулирования напорных характеристик этих компрессоров. За счет регулирования напорных характеристик компрессора низкого давления и компрессора высокого давления давление воздуха на входе в воздушный тракт силовой турбины обеспечивается на 3%÷5% больше, чем давление газа на входе в газовый тракт силовой турбины.The gas turbine drive (figure 1) contains an aircraft dual-circuit gas turbine engine. The internal circuit (first or gas generator) of the engine comprises a low pressure compressor 1, a high pressure compressor 2, a combustion chamber 3, a high pressure turbine 4, a low pressure turbine 5 5. The external circuit 6 of the engine contains a low pressure compressor 1, an outer shell 7 included in engine power circuit, and input device 8. Low pressure compressor 1 and input device 8 operate on both circuits. The low pressure compressor 1 and high pressure compressor 2 comprise pressure control devices for these compressors. By regulating the pressure characteristics of the low-pressure compressor and the high-pressure compressor, the air pressure at the inlet to the air path of the power turbine is provided by 3% ÷ 5% more than the gas pressure at the inlet to the gas path of the power turbine.
Привод также содержит силовую турбину 9, выполненную двухъярусной: с лопатками 10 внутреннего яруса и лопатками 11 внешнего яруса. Указанное превышение давления воздуха над давлением газа на величину 3%÷5% необходимо для обеспечения удовлетворительного состояния лопаток 11 внешнего яруса по температуре и прочности.The drive also contains a power turbine 9, made in two tiers: with blades 10 of the inner tier and blades 11 of the outer tier. The indicated excess of air pressure over gas pressure by 3% ÷ 5% is necessary to ensure a satisfactory condition of the blades 11 of the outer layer in terms of temperature and strength.
Лопатка внутреннего яруса и лопатка внешнего яруса составляют единое целое вместе с разделительной полкой. При этом количество лопаток 11 внешнего яруса может быть равным количеству лопаток 10 внутреннего яруса. Количество лопаток 11 внешнего яруса может быть отличным от количества лопаток 10 внутреннего яруса, например, быть большим в два или более раз. Это относится как к рабочим (роторным) лопаткам турбины, так и к сопловым (статорным) лопаткам турбины.The scapula of the inner tier and the scapula of the outer tier are integral with the dividing shelf. The number of blades 11 of the outer tier may be equal to the number of blades 10 of the inner tier. The number of blades 11 of the outer tier may be different from the number of blades 10 of the inner tier, for example, be two or more times larger. This applies both to the working (rotor) blades of the turbine, and to the nozzle (stator) blades of the turbine.
Силовая турбина 9 гидравлически и механически соединена с турбиной газогенератора посредством комбинированного газовоздушного переходника 12.The power turbine 9 is hydraulically and mechanically connected to the turbine of the gas generator by means of a combined gas-air adapter 12.
Внутренний ярус (наименее удаленный от продольный оси установки) силовой турбины - воздушный - через систему трубопроводов 13, кольцевые полости 14, 15 и каналы 16 подключен по входу к выходу теплообменника 17 по воздушному тракту, а по выходу - к устройству для отвода воздуха в атмосферу, состоящему из диффузора 18 и улитки 19. Кольцевая полость 14 может отсутствовать; в этом случае трубопроводы 13 соединены непосредственно с каналами 16.The internal tier (the least distant from the longitudinal axis of the installation) of the power turbine — air — is connected through the piping system 13, annular cavities 14, 15 and channels 16 at the inlet to the outlet of the heat exchanger 17 through the air path, and at the outlet, to a device for venting air into the atmosphere consisting of a diffuser 18 and a cochlea 19. An annular cavity 14 may be absent; in this case, the pipelines 13 are connected directly to the channels 16.
Внешний ярус силовой турбины - газовый - сообщен с газовым трактом теплообменника 17. Внешний ярус силовой турбины по входу гидравлически соединен с турбиной газогенератора каналом 20, а по выходу - с устройством для отвода выхлопных газов в атмосферу, состоящим из диффузора 21 и улитки 22.The outer tier of the power turbine - gas - is in communication with the gas path of the heat exchanger 17. The outer tier of the power turbine is hydraulically connected to the gas generator turbine by a channel 20 at the inlet, and an outlet device for exhaust gases into the atmosphere, consisting of a diffuser 21 and a coil 22, at the outlet.
Теплообменник 17 может быть расположен либо на выходе из диффузора 21, т.е. на входе в улитку 22 (фиг.1), либо на выходе из улитки 22 (фиг.2). В зависимости от места расположения теплообменника 17, газовый поток из внешнего яруса силовой турбины отводится в атмосферу либо (фиг.1) через диффузор 21, теплообменник 17 и улитку 22, либо (фиг.2) через диффузор 21, улитку 22 и теплообменник 17.The heat exchanger 17 can be located either at the outlet of the diffuser 21, i.e. at the entrance to the cochlea 22 (FIG. 1), or at the exit of the cochlea 22 (FIG. 2). Depending on the location of the heat exchanger 17, the gas stream from the outer layer of the power turbine is discharged into the atmosphere either (Fig. 1) through the diffuser 21, the heat exchanger 17 and the coil 22, or (Fig. 2) through the diffuser 21, the coil 22 and the heat exchanger 17.
В случае расположения теплообменника 17 на выходе из диффузора 21, теплообменник 17 выполнен в виде отдельных секций, закрепленных на корпусе диффузора 21 по окружности концентрично силовой турбине (фиг.3, фиг.4). В случае расположения теплообменника 21 на выходе из улитки 22, теплообменник 17 также выполнен из отдельных секций, закрепленных на корпусе улитки 22.In the case of the location of the heat exchanger 17 at the outlet of the diffuser 21, the heat exchanger 17 is made in the form of separate sections mounted on the body of the diffuser 21 around a circle concentrically with a power turbine (Fig. 3, Fig. 4). In the case of the location of the heat exchanger 21 at the outlet of the cochlea 22, the heat exchanger 17 is also made of separate sections mounted on the housing of the cochlea 22.
Воздух отбирается из наружного контура 6 за компрессором 1 низкого давления и подводится к воздушному тракту теплообменника 17 через систему трубопроводов 23 (или по одному трубопроводу). Силовая турбина расположена на валу 24.Air is drawn from the outer circuit 6 behind the low-pressure compressor 1 and supplied to the air path of the heat exchanger 17 through a piping system 23 (or one pipe). The power turbine is located on the shaft 24.
Газотурбинный привод работает следующим образом.The gas turbine drive operates as follows.
Воздух, поступающий через входное устройство 8 на вход в газотурбинный двигатель, сжимается компрессором низкого давления 1 и далее разделяется на два потока.The air entering through the inlet device 8 to the inlet of the gas turbine engine is compressed by the low pressure compressor 1 and then divided into two streams.
Один поток поступает во внутренний контур, где сжимается компрессором 2 высокого давления, подогревается в камере сгорания 3, расширяется в турбине 4 высокого давления и турбине 5 низкого давления. Далее поток газа через канал 20 направляется во внешний ярус, на лопатки 11, силовой турбины, откуда поступает через диффузор 21 в газовый тракт теплообменника 17, где отдает тепло потоку воздуха. После теплообменника 17 поток газа поступает в улитку 22 и отводится в атмосферу.One stream enters the internal circuit, where it is compressed by a high-pressure compressor 2, heated in a combustion chamber 3, expanded in a high-pressure turbine 4 and a low-pressure turbine 5. Next, the gas flow through the channel 20 is directed to the outer layer, on the blades 11, of the power turbine, from where it enters through the diffuser 21 into the gas path of the heat exchanger 17, where it gives off heat to the air stream. After the heat exchanger 17, the gas stream enters the cochlea 22 and is discharged into the atmosphere.
Второй поток воздуха поступает в наружный контур 6, отбирается за компрессором низкого давления 1 и по трубопроводам 23 (или по одному трубопроводу) подается на вход в теплообменник 17, где подогревается теплом выхлопных газов, и подогретый поступает по трубопроводам 13 (или одному трубопроводу) через кольцевые полости 14, 15 и каналы 16 во внутренний ярус, на лопатки 10, силовой турбины и далее через диффузор 18 и улитку 19 отводится в атмосферу.The second air stream enters the external circuit 6, is taken after the low-pressure compressor 1 and is supplied through pipelines 23 (or via one pipeline) to the inlet to the heat exchanger 17, where it is heated by exhaust gas heat, and heated through pipelines 13 (or one pipeline) through annular cavities 14, 15 and channels 16 into the inner layer, onto the blades 10, the power turbine and then through the diffuser 18 and the cochlea 19 are discharged into the atmosphere.
Механическая мощность, создаваемая на валу 24 силовой турбины, поглощается электрогенератором либо нагнетателем газоперекачивающего агрегата, либо другим потребителем, сидящем на одном валу с силовой турбиной.The mechanical power generated on the shaft 24 of the power turbine is absorbed by the electric generator or a supercharger of the gas pumping unit, or by another consumer sitting on the same shaft with the power turbine.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008148726/22U RU82778U1 (en) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | GAS-TURBINE DRIVE WITH EXHAUST GAS HEAT REGENERATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008148726/22U RU82778U1 (en) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | GAS-TURBINE DRIVE WITH EXHAUST GAS HEAT REGENERATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU82778U1 true RU82778U1 (en) | 2009-05-10 |
Family
ID=41020516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008148726/22U RU82778U1 (en) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | GAS-TURBINE DRIVE WITH EXHAUST GAS HEAT REGENERATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU82778U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457346C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество Авиамоторный научно-технический комплекс "Союз" | Gas turbine drive |
| RU2661427C1 (en) * | 2017-07-07 | 2018-07-16 | Владимир Леонидович Письменный | Bypass turbojet engine |
| RU2669420C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-11 | Владимир Леонидович Письменный | Bypass turbojet engine |
| RU2675167C1 (en) * | 2017-10-30 | 2018-12-17 | Владимир Леонидович Письменный | Gas turbine unit |
-
2008
- 2008-12-11 RU RU2008148726/22U patent/RU82778U1/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457346C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество Авиамоторный научно-технический комплекс "Союз" | Gas turbine drive |
| RU2669420C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-11 | Владимир Леонидович Письменный | Bypass turbojet engine |
| RU2661427C1 (en) * | 2017-07-07 | 2018-07-16 | Владимир Леонидович Письменный | Bypass turbojet engine |
| RU2675167C1 (en) * | 2017-10-30 | 2018-12-17 | Владимир Леонидович Письменный | Gas turbine unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103758578B (en) | The method of operation of gas turbine and gas turbine | |
| US9239007B2 (en) | Gas turbine compressor inlet pressurization having a torque converter system | |
| EP2669492B1 (en) | Gas turbine compressor inlet pressurization and flow control system | |
| US10550768B2 (en) | Intercooled cooled cooling integrated air cycle machine | |
| US9470150B2 (en) | Gas turbine power augmentation system | |
| US20090324396A1 (en) | Accessory gearbox system with compressor driven seal air supply | |
| US20110162386A1 (en) | Ejector-OBB Scheme for a Gas Turbine | |
| JP2017526855A (en) | Power generation system and method for generating power | |
| US20070256424A1 (en) | Heat recovery gas turbine in combined brayton cycle power generation | |
| CN108798902B (en) | Intercooled turbine with thermal storage system | |
| CN114934857B (en) | Variable-cycle turbine engine | |
| RU82778U1 (en) | GAS-TURBINE DRIVE WITH EXHAUST GAS HEAT REGENERATION | |
| US20170022905A1 (en) | Low pressure compressor diffuser and cooling flow bleed for an industrial gas turbine engine | |
| US8448447B2 (en) | Gas turbine engine with fuel booster | |
| RU2707105C2 (en) | Turbojet double-flow engine | |
| RU2013154802A (en) | GAS TURBO-DETANDER ENERGY INSTALLATION OF A GAS DISTRIBUTION STATION | |
| CN115680881A (en) | Dual cycle intercooled engine architecture | |
| US20180245512A1 (en) | Twin spool industrial gas turbine engine low pressure compressor with diffuser | |
| CN202228175U (en) | Low-temperature air inlet engine | |
| RU2376483C1 (en) | Nuclear gas turbine engine with afterburning | |
| RU2312239C1 (en) | Power plant of gas-turbine locomotive | |
| RU2815216C1 (en) | Gas turbine fuel manifold | |
| RU2374468C1 (en) | Gas turbine for gas-compressor plant | |
| RU2192551C2 (en) | Gas turbine engine with regeneration of heat | |
| RU2379533C1 (en) | Gas turbine unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD1K | Correction of name of utility model owner | ||
| PC12 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models |
Effective date: 20151103 |