SK279552B6 - Method for sealing a rotor shaft with respect to a housing of a turbo-engine and a turbo-engine for processing thereof - Google Patents
Method for sealing a rotor shaft with respect to a housing of a turbo-engine and a turbo-engine for processing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- SK279552B6 SK279552B6 SK633-95A SK63395A SK279552B6 SK 279552 B6 SK279552 B6 SK 279552B6 SK 63395 A SK63395 A SK 63395A SK 279552 B6 SK279552 B6 SK 279552B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- gas
- housing
- transported
- engine
- turbo
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 220
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 22
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 17
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 13
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 12
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 10
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 10
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000012526 feed medium Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/10—Shaft sealings
- F04D29/12—Shaft sealings using sealing-rings
- F04D29/122—Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
- F01D11/04—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type using sealing fluid, e.g. steam
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/50—Bearings
- F05D2240/51—Magnetic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Spôsob utesnenia rotorového hriadeľa (2) vzhľadom na puzdro (1) turboagregátu (15) so suchým plynovým tesniacim systémom (3) medzi rotorovým hriadeľom (2) a puzdrom (1), pričom do plynového tesniaceho systému (3) sa z vnútornej strany puzdra (1) privádza vyčistený prepravovaný plyn a z vonkajšej strany puzdra (1) závemý plyn a odvádza sa zmes unikajúceho prepravovaného plynu so závemým plynom. Zmes unikajúceho prepravovaného plynu so závemým plynom, vyskytujúca sa v plynovom tesniacom systéme (3) na vonkajšej strane puzdra (1), je odsávaná a zavádzaná na strane sania vzduchu do plynového motora (19, 20) napájaného inak prepravovaným plynom. Turboagregát (15) obsahuje najmenej jeden plynový motor (19, 20) s výfukovým potrubím (35) na spaliny, prívodným potrubím (21) na spaľovací plyn a sacím potrubím (24) na spaľovací vzduch, ktoré je pripojené k drahému vývodu (14) zmesi unikajúceho prepravovaného plynu so záverným plynom z turboagregátu (15).A method of sealing a rotor shaft (2) with respect to a housing (1) of a turbo-aggregate (15) with a dry gas sealing system (3) between the rotor shaft (2) and the housing (1), (1) feeds the cleaned transported gas from the outside of the housing (1) and feeds the escaped transported gas mixture with the feed gas. The gas-gas escaping gas mixture occurring in the gas sealing system (3) on the outside of the housing (1) is exhausted and introduced on the air intake side into the gas engine (19, 20) fed by the otherwise transported gas. The turbo-generator (15) comprises at least one gas engine (19, 20) with a flue gas exhaust pipe (35), a combustion gas supply pipe (21) and a combustion air intake pipe (24) connected to the expensive outlet (14) mixtures of leaking transported gas with turbo aggregate tail gas (15).
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka spôsobu utesnenia rotorového hriadeľa vzhľadom na puzdro turboagregátu pracujúceho v potrubí na prepravovaný plyn, sa suchým plynovým tesniacim systémom medzi rotorovým hriadeľom a puzdrom, pričom do plynového tesniaceho systému sa z vnútornej a vonkajšej strany puzdra zavádza závemé médium, to je z vnútornej strany puzdra vyčistený prepravovaný plyn a z vonkajšej strany puzdra závemý plyn a odvádza sa zmes unikajúceho prepravovaného plynu so závemým plynom vyskytujúca sa v plynovom tesniacom systéme na vonkajšej strane puzdra.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for sealing a rotor shaft with respect to a housing of a turbo-aggregate operating in a transported gas conduit, with a dry gas sealing system between the rotor shaft and the housing, introducing into the gas sealing system. The transported gas is cleaned from the housing and from the outside of the housing, the gas is withdrawn, and a mixture of escaped transported gas and the leaking gas present in the gas sealing system on the outside of the housing is removed.
Vynález sa ďalej týka turboagregátu na vykonávanie tohto spôsobu, s najmenej jedným turbostrojom pracujúcim v potrubí na prepravovaný plyn, ktorý obsahuje puzdro, v ktorom je uložený rotorový hriadeľ, medzi ním a puzdrom je umiestnený suchý plynový tesniaci systém, pred ktorým je z vonkajšej a vnútornej strany puzdra predradená vždy najmenej jedna deliaca stena, pričom prvý priestor medzi deliacou stenou na vnútornej strane puzdra a plynovým tesniacim systémom je vybavený prívodom na prepravovaný plyn, zatiaľ čo tretí priestor medzi deliacou stenou na vonkajšej strane puzdra a plynovým tesniacim systémom je vybavený druhým vývodom zmesi unikajúceho prepravovaného plynu so závemým plynom.The invention further relates to a turbo aggregate for carrying out this method, with at least one turbomachine operating in a transported gas conduit, comprising a housing in which the rotor shaft is housed, a dry gas sealing system positioned between it and the housing in front of the outer and inner at least one partition wall is provided upstream of the housing, the first space between the partition wall on the inside of the housing and the gas sealing system being provided with a gas supply, while the third space between the partition wall on the outside of the housing and the gas sealing system is provided with a second mixture outlet escaping transported gas with feed gas.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Suché plynové tesniace systémy sa osvedčili ako na turbokompresoroch na prepravu plynu, ako aj na turboexpandéroch. Príprava závemého média potrebného na vnútornej strane puzdra neprináša žiadne problémy. Obvykle sa odbočí prepravovaný plyn, ktorý je k dispozícii pod vyššie než dostatočným tlakom, vyčistí sa a zavedie do plynového tesniaceho systému.Dry gas seal systems have been proven to work on both gas turbochargers and turboexpanders. The preparation of the feed medium required on the inside of the housing does not pose any problems. Usually, the transported gas, which is available under a pressure of sufficient pressure, is branched off and cleaned and introduced into the gas sealing system.
Nevýhodou je, že na vonkajšej strane puzdra daného plynového tesniaceho systému sa vyskytuje unikajúci prepravovaný plyn, ktorý sa musí odvádzať. Unikajúce množstvo prepravovaného plynu závisí od tlaku tohto prepravovaného plynu a od otáčok turbostroja. K úniku prepravovaného plynu dochádza i pri stojacom turbostroji. Obvykle je neprípustné, aby sa unikajúci prepravovaný plyn vypúšťal do priestoru, kde je inštalovaný turbostroj. Odvádza sa preto spoločne so závemým plynom nad strechou do okolitej atmosféry. Unikajúci dopravovaný plyn sa teda takto stráca.The disadvantage is that on the outside of the housing of the gas sealing system there is a leaking transported gas which must be removed. The amount of gas transported depends on the pressure of the transported gas and the speed of the turbomachine. The transported gas leak occurs even when the turbomachine is stationary. Usually, it is unacceptable that the escaping transported gas is discharged into the space where the turbomachine is installed. Therefore, it is discharged together with the gas above the roof to the surrounding atmosphere. The escaping transported gas is thus lost.
Úlohou vynálezu je účelné využitie prepravovaného plynu, ktorý uniká zo suchých plynových tesniacich systémov.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to expediently utilize transported gas that escapes from dry gas sealing systems.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedenú úlohu rieši a nedostatky známych spôsobov utesnenia rotorového hriadeľa vzhľadom na puzdro do značnej miery odstraňuje spôsob utesnenia rotorového hriadeľa vzhľadom na puzdro turboagregátu podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že zmes unikajúceho prepravovaného plynu so závemým plynom, vyskytujúcim sa v plynovom tesniacom systéme na vonkajšej strane puzdra, je odsávaná a zavádzaná na strane sania vzduchu do plynového motora napájaného inak prepravovaným plynom.The problem is solved and the drawbacks of the known methods of sealing the rotor shaft with respect to the housing are largely eliminated by the method of sealing the rotor shaft with respect to the housing of the turbo-aggregate according to the invention, which consists in the gas mixture escaping with gas. outside the housing, it is sucked out and introduced on the air intake side into the gas engine powered by the otherwise transported gas.
Plynový motor sa môže využiť na výrobu elektrického prúdu určeného zariadeniu, ktoré môže predstavovať naprí klad kompresorovú stanicu, alebo na pohon iných prídavných agregátov. Zmes unikajúceho prepravovaného plynu sa závemým plynom zo suchého plynového tesniaceho systému prichádza do spaľovacieho priestoru plynového motora, kde dochádza k spáleniu prinajmenšom unikajúceho prepravovaného plynu, ktorý je tak plynovým motorom energeticky využitý. Vyrovnávanie kolísania množstva unikajúceho prepravovaného plynu, predovšetkým v súvislosti s = 1 - reguláciou motora, sa uskutočňuje odberom z potrubia na prepravovaný plyn, a to cez vradený predhrievači stupeň na kompenzáciu Joule-Thompsonovho efektu a cez regulátor tlaku. Pokiaľ je v stanici prevádzkovaná plynová turbína, môže byť spaľovací motor napájaný z jej prívodu na spaľovací plyn.The gas engine may be used to produce electrical power to a device that may be, for example, a compressor station, or to drive other auxiliary units. The leaked gas mixture with the dead gas from the dry gas sealing system arrives in the combustion chamber of the gas engine, where at least the leaked transported gas is burned, which is thus energetically utilized by the gas engine. The fluctuation of the amount of gas escaping, in particular in relation to the engine control, is compensated by withdrawing from the gas conveying line through the inlet preheater stage to compensate for the Joule-Thompson effect and the pressure regulator. If a gas turbine is operated in the station, the internal combustion engine can be supplied from its combustion gas supply.
Je výhodné, ak sa ako závemý plyn na vonkajšej strane puzdra privádza vzduch. Pomer unikajúceho prepravovaného plynu k závemému plynu je výhodne nastavený tak, že vnikajúca zmes plynu so vzduchom nie je oblasti turbostroja zápalná. Spomenuté nastavenie môže byť ďalej volené tak, že s touto zmesou prichádza do plynového motora všetok spaľovací vzduch potrebný tomuto plynovému motoru. Zápalnosť zmesi v plynovom motore je zaistená odberom plynu z prepravného potrubia na plyn.Advantageously, air is supplied as the obstruction gas on the outside of the housing. The ratio of the escaped gas to the tail gas is preferably adjusted such that the inlet gas-air mixture is not ignitable in the turbomachine region. Said adjustment may further be selected such that with this mixture all the combustion air required for the gas engine is supplied to the gas engine. The ignitability of the mixture in the gas engine is ensured by withdrawing the gas from the gas transport pipe.
Zvlášť výhodné pomery sa dosiahnu tak, že plynový motor nasáva zmes unikajúceho prepravovaného plynu so vzduchom, vyskytujúcu sa na vonkajšej strane puzdra, prípadne cez sací ventilátor. Takto sa dosiahne ďalšia podstatná výhoda spočívajúca v tom, že závemý vzduch sa už nemusí privádzať ako tlakový vzduch, aleje nasávaný plynovým motorom. Nasávaný závemý vzduch môže byť súčasne využitý na chladenie ložiska, ktoré je umiestnené na vonkajšej strane puzdra. Pri tomto riešení sa vychádza z toho, že sa spoľahlivo predíde znečisteniu plynového tesniaceho systému olejom, napríklad zásluhou použitia magnetických ložísk. Obvykle sa vystačí bez sacieho ventilátora. Pokiaľ by tlaková strata na ložisku bola príliš veľká, môže byť otvormi v puzdre prisávaný prídavný vzduch. Spomenuté otvory sú potom vytvorené medzi plynovým tesniacim systémom a ložiskom. Až v prípade, že tlaková strata na sacej strane plynového motora je ešte vysoká, na strane sania vzduchu sa použije sací ventilátor, obvykle elektricky poháňaný sací ventilátor.Particularly advantageous proportions are achieved in that the gas engine sucks in a mixture of the escaping transported gas with air occurring on the outside of the housing, possibly via a suction fan. In this way, a further substantial advantage is achieved in that the return air no longer has to be supplied as compressed air but is sucked in by a gas engine. The intake air can also be used to cool the bearing located on the outside of the housing. This solution is based on reliably avoiding oil contamination of the gas sealing system, for example by using magnetic bearings. Usually it is sufficient without a suction fan. If the pressure drop across the bearing is too great, additional air may be drawn in through the holes in the housing. Said apertures are then formed between the gas sealing system and the bearing. Only if the pressure loss on the suction side of the gas engine is still high, the suction fan, typically an electrically driven suction fan, is used on the air intake side.
Ďalší výhodný variant spôsobu podľa vynálezu spočíva v tom, že pri dvojstupňovom uskutočnení plynového tesniaceho systému je prepravovaný plyn vyskytujúci sa medzi oboma tesniacimi stupňami zavádzaný ako spaľovací plyn do plynového motora. Tlak prepravovaného plynu medzi oboma tesniacimi stupňami je pritom nastavený tak, že zodpovedá tlaku v potrubí na spaľovací plyn do plynového motora. Zmes unikajúceho prepravovaného plynu so závemým vzduchom medzi druhým tesniacim stupňom a vonkajšou stranou puzdra sa zavádza ako spaľovací vzduch do plynového motora.Another advantageous variant of the method according to the invention is that in the two-stage embodiment of the gas sealing system, the gas present between the two sealing stages is transported as a combustion gas to the gas engine. The pressure of the gas to be transported between the two sealing stages is adjusted in such a way that it corresponds to the pressure in the combustion gas line to the gas engine. The mixture of escaping transported gas with the return air between the second sealing stage and the outside of the housing is introduced as combustion air into the gas engine.
Je výhodné, ak do plynového tesniaceho systému sa z vonkajšej strany puzdra zavádzajú spaliny z plynového motora. Tieto spaliny majú pri = 1 - regulácii charakter inertného plynu a môžu sa využiť taktiež na spoľahlivé odtienenie plynového tesniaceho systému od olejom mazaného ložiska, ktoré je umiestnené na vonkajšej strane puzdra. Spaliny môžu spolu so závemým vzduchom tvoriť závemý plyn, ktorý sa privádza na vonkajšiu stranu puzdra. Okrem toho je i možnosť použiť ako závemý plyn len tieto spaliny. Toto riešenie má výhodu spočívajúcu v tom, že na vonkajšej strane puzdra dokonca ani v prípade poruchy, keď pri zlyhaní plynového tesniaceho systému uniká veľké množstvo prepravovaného plynu, nemôže vzniknúť žiadna zápalná zmes.It is preferred that flue gases from the gas engine are introduced from the outside of the housing into the gas sealing system. These flue gases have the character of an inert gas at = 1-regulation and can also be used to reliably shield the gas sealing system from the oil-lubricated bearing located on the outside of the housing. Combustion gases with the air can form a gas which is supplied to the outside of the housing. In addition, it is also possible to use only the flue gas as the feed gas. This solution has the advantage that no flammable mixture can be produced on the outside of the housing, even in the event of a failure, when a large amount of gas is leaking out when the gas sealing system fails.
Predmetom vynálezu je ďalej turboagregát s najmenej jedným turbostrojom pracujúcim v potrubí na prepravovaný plyn, ktorý obsahuje puzdro, v ktorom je uložený rotorový hriadeľ, medzi ním a puzdrom je umiestnený suchý plynový tesniaci systém, pred ktorým je z vonkajšej a vnútornej strany puzdra predradená vždy najmenej jedna deliaca stena, pričom prvý priestor medzi prvou deliacou stenou na vnútornej strane puzdra a plynovým tesniacim systémom je vybavený prívodom na prepravovaný plyn, zatiaľ čo tretí priestor medzi deliacou stenou na vonkajšej strane puzdra a plynovým tesniacim systémom je vybavený druhým vývodom zmesi unikajúceho prepravovaného plynu so záverným plynom, podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva vtom, že turboagregát obsahuje najmenej jeden plynový motor s výfukovým potrubím na spaliny, prívodným potrubím na spaľovací plyn a sacím potrubím na spaľovací vzduch, pričom sacie potrubie na spaľovací vzduch je pripojené k druhému vývodu zmesi unikajúceho prepravovaného plynu so závemým plynom z turbostroja. Medzi plynovým motorom a druhým vývodom zmesi unikajúceho prepravovaného plynu sa závemým plynom z turbostroja je zaradený sací kompresor. Unikajúci plyn zo suchého plynového tesniaceho systému je teda energeticky využitý v plynovom motore, ktorý prípadne podporovaný sacím kompresorom, súčasne preberá i dopravu chladiaceho a závemého plynu. Závemý plyn je pritom výhodne tvorený vzduchom, ktorý najmenej sčasti kryje spotrebu spaľovacieho vzduchu v plynovom motore.The invention furthermore relates to a turbo-generator with at least one turbomachine operating in a transported gas conduit comprising a housing in which the rotor shaft is mounted, a dry gas sealing system is positioned between it and the housing, upstream of which is at least upstream and downstream of the housing. one partition, wherein the first space between the first partition wall on the inside of the housing and the gas sealing system is provided with an inlet for transported gas, while the third space between the partition wall on the outside of the housing and the gas sealing system is equipped with a second outlet of the escaping gas mixture a gas according to the invention, characterized in that the turbo aggregate comprises at least one gas engine with a flue gas exhaust pipe, a combustion gas inlet pipe and a combustion air intake pipe, the combustion air intake pipe being at least one gas engine; connected to the second outlet of the gas escaping gas mixture from the turbo engine. A suction compressor is provided between the gas engine and the second outlet of the mixture of escaping transported gas with the turbo gas. The leaking gas from the dry gas sealing system is therefore used for energy in a gas engine, possibly supported by a suction compressor, at the same time taking over the transport of the cooling and the gas. The feed gas is preferably made up of air which at least partially covers the consumption of combustion air in the gas engine.
Ďalšie výhodné uskutočnenie turboagregátu podľa vynálezu spočíva v tom, že pri dvojstupňovom plynovom tesniacom systéme je druhý priestor medzi oboma tesniacimi stupňami vybavený prvým vývodom na prepravovaný plyn, ktorý je pripojený k prívodnému potrubiu na spaľovací plyn do plynového motora. Oba tesniace stupne plynového tesniaceho systému môžu teda byť závemým plynom zásobované nezávisle, pričom tlak v druhom priestore medzi oboma tesniacimi stupňami je nastavený na tlak spaľovacieho plynu plynového motora.Another advantageous embodiment of the turbo-aggregate according to the invention is that, in a two-stage gas sealing system, the second space between the two sealing stages is provided with a first outlet for the transported gas, which is connected to the combustion gas supply line to the gas engine. Thus, the two sealing stages of the gas sealing system can be supplied independently with the coarse gas, the pressure in the second space between the two sealing stages being adjusted to the combustion gas pressure of the gas engine.
Iné ďalšie výhodné uskutočnenie turboagregátu podľa vynálezu spočíva v tom, že pred plynovým tesniacim systémom sú na vonkajšej strane puzdra predradené dve deliace steny a štvrtý priestor medzi týmito deliacimi stenami je vybavený prívodom inertného plynu, ktorý je pripojený k výfukovému potrubiu na spaliny z plynového motora. Spaliny z plynového motora majú pri = 1 - regulácii charakter inertného plynu. Spaliny sa zavádzajú do štvrtého priestoru medzi oboma deliacimi stenami, pričom časť týchto spalín, prechádzajúca okolo jednej z týchto deliacich stien smerom k plynovému tesniacemu systému, je znovu nasávaná plynovým motorom. Zostávajúca časť spalín, ktorá prechádza okolo zostávajúcej zo spomenutých deliacich stien, tvorí odtienenie proti predradenému, olejom mazanému ložisku. Deliace steny pôsobia vzhľadom na rotorový hriadeľ ako labyrintové tesnenie. Spaliny môžu byť použité ako prísada k závemému vzduchu alebo namiesto závemého vzduchu, pričom v poslednom prípade ani pri veľkom množstve unikajúceho prepravovaného plynu nemôže dôjsť k vzniku zápalnej zmesi.Another advantageous embodiment of the turbo-aggregate according to the invention is that upstream of the gas sealing system, two dividing walls are upstream of the housing and the fourth space between these dividing walls is provided with an inert gas inlet which is connected to the exhaust gas exhaust pipe of the gas engine. The combustion gases from the gas engine have the character of an inert gas at = 1 - regulation. The flue gas is introduced into the fourth space between the two partition walls, and part of the flue gas passing around one of these partition walls towards the gas sealing system is sucked in again by the gas engine. The remaining part of the flue gas that passes around the remaining of said partition walls constitutes a shielding against the upstream, oil-lubricated bearing. The partition walls act as a labyrinth seal with respect to the rotor shaft. Combustion gases can be used as an additive to or instead of the air, and in the latter case, even in the case of a large amount of gas escaping, no ignition mixture can be produced.
Je výhodné, ak turboagregát obsahuje dva plynové motory, ktoré sú svojimi výfukovými potrubiami, prívodnými potrubiami a sacími potrubiami voliteľne pripoj iteľné k turbostroju. Plynové motory takto tvoria zálohovaný systém. Ak jeden z plynových motorov vypadne, pokračuje prevádzka turbostroja nezávisle od toho s druhým plynovým motorom.It is advantageous if the turbo-generator comprises two gas engines, which are optionally connectable to the turbomachine with their exhaust pipes, supply pipes and suction pipes. Gas engines thus form a back-up system. If one of the gas engines fails, the operation of the turbomachine continues to operate independently of the other gas engine.
Ako prídavné bezpečnostné opatrenie je navrhnuté, že druhý vývod na zmes unikajúceho prepravovaného plynu so závemým plynom z turbostroja je cez prvú prepojovaciu armatúru pripojený k saciemu ventilátoru, ktorý ústi do komína. Pokiaľ by teda vypadli obidva plynové motory, je možné unikajúci prepravovaný plyn spolu so závemým plynom vypúšťať do komína. To isté platí aj v prípade, že sa pracuje s len jedným plynovým motorom a tento vypadne.As an additional safety measure, it is proposed that the second outlet for the mixture of escaping transported gas with the turbo gas is connected via a first connecting fitting to a suction blower which opens into a chimney. Thus, should both gas engines fall out, the escaping transported gas together with the gas may be discharged into the stack. The same is true when working with only one gas engine and it goes out.
V prípade použitia dvojstupňovo prevedeného plynového tesniaceho systému je výhodné, ak sací ventilátor je cez druhú prepojovaciu armatúru pripojený taktiež k prvému vývodu na prepravovaný plyn z turbostroja, aby pri výpadku plynového motora alebo plynových motorov bolo možné odvádzať záverový plyn do komína.In the case of using a two-stage gas sealing system, it is advantageous if the suction fan is also connected to the first outlet for the transported gas from the turbomachine via a second connecting fitting, so that in the event of failure of the gas engine or gas engines.
Do rámca vynálezu patria aj také kombinácie znakov vynálezu, ktoré sa odchyľujú od diskutovaných kombinácií a spojení znakov.Also within the scope of the invention are combinations of features of the invention that deviate from the discussed combinations and combinations of features.
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Podstata vynálezu je ďalej objasnená na neobmedzujúcich príkladoch jeho uskutočnenia, ktoré sú opísané na základe pripojených výkresov, ktoré znázorňujú: na obr. 1 schematický pohľad na tesnenie podľa vynálezu; na obr. 2 schéma príslušného turboagregátu; na obr. 3 obmenené uskutočnenie tesnenia;BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated by the following non-limiting examples, which are described with reference to the accompanying drawings which show: 1 is a schematic view of a seal according to the invention; FIG. 2 shows a diagram of the respective turbo aggregate; FIG. 3 shows a modified embodiment of the seal;
na obr. 4 schéma turboagregátu prislúchajúceho k obr. 3.FIG. 4 shows a diagram of the turbo-aggregate corresponding to FIG. Third
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Tesnenie pozostáva podľa obr. 1 z puzdra 1, v ktorom je uložený rotorový hriadeľ 2, pričom medzi puzdrom 1 a rotorovým hriadeľom 2 je umiestnený suchý plynový tesniaci systém 3. Tento plynový tesniaci systém 3 pozostáva z dvoch tesniacich stupňov 4, 5. Pred prvým tesniacim stupňom 4 je z vnútornej strany puzdra 1 predradená prvá deliaca stena 6. Podobným spôsobom je druhému tesniacemu stupňu 5 z vonkajšej strany puzdra 1 predradená druhá deliaca stena 7, ktorá nesie ložisko 8.The seal consists of FIG. 1 of the housing 1, in which the rotor shaft 2 is mounted, a dry gas sealing system 3 is disposed between the housing 1 and the rotor shaft 2. This gas sealing system 3 consists of two sealing stages 4, 5. Before the first sealing stage 4 is made up of In a similar manner, a second partition wall 7, which carries the bearing 8, is arranged upstream of the housing 1 from the outside of the housing 1.
Medzi prvou deliacou stenou 6 a prvým tesniacim stupňom 4 sa nachádza prvý priestor 9, ktorý je vybavený prívodom 10 na prepravovaný plyn. Medzi oboma deliacimi stupňami 4, 5 sa nachádza druhý priestor 11, ktorý je vybavený prvým vývodom 12 na prepravovaný plyn. Nakoniec medzi druhým tesniacim stupňom 5 a druhou deliacou stenou 7 sa nachádza tretí priestor 13, ktorý je vybavený druhým vývodom 14 zmesi unikajúceho prepravovaného plynu so závemým plynom.Between the first partition 6 and the first sealing stage 4 there is a first space 9, which is equipped with an inlet 10 for transported gas. Between the two separation stages 4, 5 there is a second space 11, which is provided with a first outlet 12 for transported gas. Finally, between the second sealing stage 5 and the second partition wall 7, there is a third space 13, which is equipped with a second outlet 14 of a mixture of escaping transported gas with gas.
Z obr. 2 je zrejmé, že turbínový stroj je tvorený kompresorom 15, ktorý pracuje v potrubí 16 na prepravovaný plyn a je poháňaný plynovou turbínou 17, ktorá je napájaná z prívodu 18 spaľovacieho plynu, ktorý je odbočený od potrubia 16 na prepravovaný plyn.FIG. 2, it is evident that the turbine machine is a compressor 15 which operates in the gas transport line 16 and is driven by a gas turbine 17 which is supplied from a combustion gas supply 18 which is branched off the transport gas line 16.
Kompresor 15 je súčasťou turboagregátu, v ktorom okrem toho pracujú ešte dva plynové motory 19, 20. Tieto plynové motory 19, 20 sú prívodným potrubím 2 na spaľovací plyn spojené s prívodom 18 spaľovacieho plynu plynovej turbíny 17, pričom do prívodného potrubia 21 je zaradený škrtiaci prvok 22 a predhrievacie zariadenie 23.The compressor 15 is part of a turbo-aggregate, in which two gas engines 19, 20 also operate. These gas engines 19, 20 are a combustion gas supply line 2 connected to a combustion gas supply 18 of a gas turbine 17, with a throttle in the supply line 21. element 22 and preheating device 23.
Plynové motory 19, 20 sú ďalej spoločným sacím potrubím 24 na spaľovací vzduch prepojené s druhým vývodom 14 z tretieho priestoru 13, pričom v sacom potrubí 24 je zaradený sací kompresor 24’. Prvý vývod 12 druhého priestoru 11 je napojený na prívodné potrubie 21 na spaľovací plyn do plynových motorov 19, 20.The gas engines 19, 20 are further connected by a common intake manifold 24 for combustion air to a second outlet 14 from the third space 13, the intake manifold 24 having an intake compressor 24 '. The first outlet 12 of the second space 11 is connected to the combustion gas supply line 21 to the gas engines 19, 20.
Do prvého priestoru 9 je počas prevádzky prívodom 10 zavádzaný vyčistený prepravovaný plyn. Časť prepravovaného plynu prechádza okolo prvej deliacej steny 6 a má tu tesniaci účinok. Ďalšia časť prepravovaného plynu prechádza prvým tesniacim stupňom 4 a vstupuje do druhého priestoru 11. Tlak v tomto druhom priestore 11 je nastavený na tlak v prívodnom potrubí 21. Časť prepravovaného plynu preto opúšťa druhý priestor 11 prvým vývodom 12, načo tento prepravovaný plyn prechádza prívodným potrubím 21 do toho z oboch plynových motorov 19, 20, ktorý je práve v prevádzke. Zvyšok prechádza ako unikajúci prepravovaný plyn druhým tesniacim stupňom 5 a prichádza do tretieho priestoru 13, odkiaľ je druhým vývodom 14 nasávaný do toho z plynových motorov 19, 20, ktorý je práve v prevádzke. V dôsledku podtlaku v treťom priestore 13 prúdi okolo ložiska 8 závemý vzduch, čím sa toto ložisko 8 chladí. Závemý vzduch prichádza ako spaľovací vzduch k nasávajúcemu plynovému motoru 19, 20. Tento závemý vzduch pritom nesmie byť kontaminovaný olejom. Ložisko 8 je výhodne tvorené magnetickým ložiskom.Purified transport gas is introduced into the first space 9 during operation by the inlet 10. Part of the transported gas passes around the first partition wall 6 and has a sealing effect there. A further part of the transported gas passes through the first sealing stage 4 and enters the second chamber 11. The pressure in this second chamber 11 is adjusted to the pressure in the supply line 21. Part of the transported gas therefore leaves the second chamber 11 through the first outlet 12, 21 into both of the gas engines 19, 20 which is currently in operation. The remainder passes as leaking transported gas through the second sealing stage 5 and arrives in the third space 13, from where it is sucked through the second outlet 14 into the gas engines 19, 20 which is currently in operation. Due to the negative pressure in the third space 13, the air flows around the bearing 8, thereby cooling the bearing 8. The supply air comes as combustion air to the intake gas engine 19, 20. The supply air must not be contaminated with oil. The bearing 8 is preferably formed by a magnetic bearing.
Týmto spôsobom teda dochádza k energetickému využitiu unikajúceho prepravovaného plynu z plynového tesniaceho systému 3, v danom prípade na výrobu elektrického prúdu v generátore 25. Súčasne je nasávaním závemého vzduchu zaistené chladenie ložiska 8, pričom na transport tohto závemého vzduchu nie je potrebná žiadna prídavná energia, s prípadnou výnimkou sacieho kompresora 24’, ktorý je použitý v prípade, že sací podtlak plynového motora 19, 20 je príliš nízky na prekonanie tlakových strát vnútri turboagregátu. Kvôli zníženiu tlakových strát je ďalej možné nasávať do tretieho priestoru 13 vzduch prídavnými otvormi v puzdre 1.In this way, the leaked transported gas from the gas sealing system 3, in this case for the production of electric current in the generator 25, is utilized energetically. At the same time, cooling of the bearing 8 is ensured by suction of the air. with the possible exception of the suction compressor 24 ', which is used in case the suction vacuum of the gas engine 19, 20 is too low to overcome the pressure losses inside the turbo aggregate. In order to reduce pressure losses, it is further possible to suck air into the third space 13 through additional openings in the housing 1.
Opísané riešenie je výhodné z hľadiska ochrany životného prostredia, pretože unikajúci prepravovaný plyn neuniká do atmosféry, ale je spaľovaný v plynových motoroch 19, 20, ktoré spĺňajú požiadavky na ochranu životného prostredia.The described solution is advantageous from an environmental point of view, because the escaped transported gas does not escape into the atmosphere, but is burned in gas engines 19, 20 that meet environmental protection requirements.
V sacom potrubí 24, ktoré vedie od druhého vývodu 14 tretieho priestoru 13 k plynovým motorom 19, 20 je zaradená prepojovacia armatúra 26, pomocou ktorej sa dá pri výpadku oboch plynových motorov 19, 20 pripojiť sací ventilátor 27, ktorý ústi do neznázomeného komína. Podobne druhá prepojovacia armatúra 28 vytvára spojenie medzi prvým vývodom 12 druhého priestoru 11 a sacím ventilátorom 27, takže pri výpadku oboch plynových motorov 19, 20 môže byť do neznázomeného komína zavedený i závemý plyn.In the suction line 24, which leads from the second outlet 14 of the third space 13 to the gas engines 19, 20, there is a connecting fitting 26, by means of which the suction fan 27 can be connected in the case of both gas engines 19, 20. Similarly, the second connection fitting 28 establishes a connection between the first outlet 12 of the second space 11 and the suction fan 27, so that in the event of the failure of both gas engines 19, 20, also gas can be introduced into the chimney (not shown).
Uskutočnenie podľa obr. 3 sa od uskutočnenia na obr. 1 líši predovšetkým tým, že pred druhou deliacou stenou 7 je z vonkajšej strany puzdra 1 umiestnená tretia deliaca stena 29. Potom nasleduje štvrtá deliaca stena 7’, ktorá nesie olejom mazané ložisko 8’. Medzi druhou deliacou stenou 7 a treťou deliacou stenou 29 sa nachádza štvrtý priestor 30, ktorý je vybavený prívodom 31 inertného plynu.The embodiment of FIG. 3 from the embodiment of FIG. 1 differs in particular in that a third partition 29 is provided outside the housing 1 outside the housing 1, followed by a fourth partition 7 'which carries an oil-lubricated bearing 8'. Between the second partition 7 and the third partition 29 there is a fourth space 30 which is provided with an inert gas inlet 31.
Tretí priestor 13 je okrem druhého vývodu 14 prídavné vybavený prívodom 32 vzduchu. Plynový motor 19, 20, ktorý je práve v prevádzke, teda nasáva z druhého vývodu 14 z tretieho priestoru 13 zmes, ktorá pozostáva unikajúceho prepravovaného plynu, vzduchu a inertného plynu.The third space 13 is additionally provided with an air inlet 32 in addition to the second outlet 14. Thus, the gas engine 19, 20 currently in operation draws from the second outlet 14 from the third space 13 a mixture consisting of the escaping transported gas, air and inert gas.
Je možná obmena uskutočnenia, ktorá spočíva vo vypustení prívodu 32 vzduchu z obr. 3. Za týchto okolností nasáva plynový motor 19, 20, ktorý je práve v prevádzke, z tretieho priestoru 13 zmes, ktorá pozostáva z unikajúceho prepravovaného plynu a inertného plynu. Ani v prípade, že pri výpadku plynového tesniaceho systému 3 dôjde neprípustnému zväčšeniu množstva unikajúceho prepravovaného plynu, nemôže takto vzniknúť zápalná alebo výbušná zmes.A variation of the embodiment is possible in that the air inlet 32 of FIG. 3. Under these circumstances, the gas engine 19, 20 in operation is sucking from the third compartment 13 a mixture consisting of the escaping transported gas and the inert gas. Even in the event of an unacceptable increase in the amount of gas escaping in the event of failure of the gas sealing system 3, this cannot result in an inflammable or explosive mixture.
Plynové motory 19, 20 nasávajú za týchto okolností svoj spaľovací vzduch z okolitej atmosféry.Under these circumstances, the gas engines 19, 20 draw their combustion air from the ambient atmosphere.
Časť inertného plynu, ktorá zo štvrtého priestoru 30 prúdi k olejom mazanému ložisku 8’, prichádza do piateho priestoru 33, ktorý opúšťa tretím vývodom 34. Inertný plyn takto odtieňuje plynový tesniaci systém 3 od olejom mazaného ložiska 8’.A portion of the inert gas that flows from the fourth chamber 30 to the oil-lubricated bearing 8 'arrives at the fifth chamber 33, which leaves the third outlet 34. The inert gas thus shields the gas sealing system 3 from the oil-lubricated bearing 8'.
Z obr. 4 je zrejmé, že plynové motory 19, 20 sú vybavené výfukovým potrubím 35 na spaliny, ktoré je cez vysušovacie zariadenie 36 pripojené k prívodu 31 inertného plynu do štvrtého priestoru 30. Časť spalín z plynových motorov 19, 20 teda tvorí inertný plyn na tesnenie podľa obr. 3.FIG. 4, it is evident that the gas engines 19, 20 are equipped with a flue gas exhaust pipe 35 which is connected via a drying device 36 to an inert gas supply 31 to the fourth space 30. Thus, a portion of the flue gas from the gas engines 19, 20 Fig. Third
V rámci vynálezu sú samozrejme možné obmeny. Napríklad, namiesto s dvojicou plynových motorov sa môže pracovať s len jediným plynovým motorom. Okrem toho môže byť taktiež vypustený sací ventilátor, pokiaľ je k dispozícii komín so zodpovedajúcim ťahom alebo záverný plyn môže byť odvádzaný do priestoru, kde je turboagregát inštalovaný. Plynové motory môžu byť okrem toho namiesto k turbokompresoru pripojené k turboexpandéru. Kompresor môže byť namiesto plynovou turbínou vybavený piestovým pohonom.Of course, variations are possible within the scope of the invention. For example, instead of having a pair of gas engines, only one gas engine can be operated. In addition, the suction fan can also be discharged if a chimney of adequate draft is available or the tail gas can be discharged to the space where the turbo generator is installed. In addition, gas engines can be connected to a turboexpander instead of a turbocharger. The compressor can be equipped with a piston drive instead of a gas turbine.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4239586A DE4239586C1 (en) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | Turbomachinery system and method for sealing a turbomachine |
| PCT/EP1993/003282 WO1994012793A1 (en) | 1992-11-25 | 1993-11-23 | Turbo-engine installation and process for sealing a turbo-engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK63395A3 SK63395A3 (en) | 1995-11-08 |
| SK279552B6 true SK279552B6 (en) | 1998-12-02 |
Family
ID=6473598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK633-95A SK279552B6 (en) | 1992-11-25 | 1993-11-23 | Method for sealing a rotor shaft with respect to a housing of a turbo-engine and a turbo-engine for processing thereof |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0670966B1 (en) |
| AT (1) | ATE138163T1 (en) |
| CZ (1) | CZ286206B6 (en) |
| DE (2) | DE4239586C1 (en) |
| SK (1) | SK279552B6 (en) |
| WO (1) | WO1994012793A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2359863B (en) * | 2000-03-04 | 2003-03-26 | Alstom | Turbocharger |
| EP1326037A1 (en) * | 2002-01-03 | 2003-07-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotation axis seal device and helium gas turbine power generation system using the same |
| DE102012219520A1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-04-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Process Gas gas turbine train |
| DE102014011042A1 (en) * | 2014-07-26 | 2016-01-28 | Man Diesel & Turbo Se | flow machine |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2221982A5 (en) * | 1973-03-14 | 1974-10-11 | Technip Etud Construction | |
| DE2625551A1 (en) * | 1976-06-05 | 1977-12-15 | Motoren Turbinen Union | DEVICE FOR SEALING THE STORAGE CHAMBER OF A TURBO MACHINE, IN PARTICULAR A GAS TURBINE ENGINE |
| DE2842899A1 (en) * | 1977-11-24 | 1979-05-31 | Sulzer Ag | STEAM CIRCUIT |
| JPS5879606A (en) * | 1981-11-05 | 1983-05-13 | Toshiba Corp | Shaft seal device of geothermal heat steam turbine |
| DE3630663A1 (en) * | 1986-09-09 | 1988-03-17 | Rennebeck Klaus | GAS AND FASTENING GAS RECOVERY PROCESS AND EXHAUST GAS PURIFICATION |
| CA1326476C (en) * | 1988-09-30 | 1994-01-25 | Vaclav Kulle | Gas compressor having dry gas seals for balancing end thrust |
| CH680606A5 (en) * | 1989-07-12 | 1992-09-30 | Escher Wyss Ag |
-
1992
- 1992-11-25 DE DE4239586A patent/DE4239586C1/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-11-23 SK SK633-95A patent/SK279552B6/en unknown
- 1993-11-23 AT AT94900826T patent/ATE138163T1/en not_active IP Right Cessation
- 1993-11-23 WO PCT/EP1993/003282 patent/WO1994012793A1/en not_active Ceased
- 1993-11-23 DE DE59302630T patent/DE59302630D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-23 EP EP94900826A patent/EP0670966B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-23 CZ CZ19951129A patent/CZ286206B6/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1994012793A1 (en) | 1994-06-09 |
| EP0670966A1 (en) | 1995-09-13 |
| ATE138163T1 (en) | 1996-06-15 |
| CZ286206B6 (en) | 2000-02-16 |
| EP0670966B1 (en) | 1996-05-15 |
| DE4239586C1 (en) | 1994-01-13 |
| CZ112995A3 (en) | 1995-08-16 |
| DE59302630D1 (en) | 1996-06-20 |
| SK63395A3 (en) | 1995-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102939679B (en) | Fuel cell system with fuel cell disposed within housing | |
| JP5449062B2 (en) | Seal air supply device for exhaust gas turbocharger | |
| ES8501481A1 (en) | Turbocharger turbine housing. | |
| WO1996014370A3 (en) | Improvements in the combustion and utilisation of fuel gases | |
| US20250172253A1 (en) | Emissions management modules and associated systems and methods | |
| GB1504544A (en) | Two-stage exhaust-gas turbocharger | |
| GB754856A (en) | Improvements relating to the air cooling of gas turbines | |
| GB1040525A (en) | An exhaust gas turbine supercharger | |
| DE68928865D1 (en) | turbocharger | |
| SK279552B6 (en) | Method for sealing a rotor shaft with respect to a housing of a turbo-engine and a turbo-engine for processing thereof | |
| CN102022180B (en) | Exhaust gas turbocharger arrangement, attached driving system and design method of driving system | |
| JP4681458B2 (en) | Gas turbine exhaust cooling structure and gas turbine equipment equipped with the structure | |
| RU2293219C2 (en) | Gas-turbine power-generating plant | |
| GB1490026A (en) | Turbocharger | |
| JPH0261392A (en) | Starting of turbocompressor and starting device | |
| KR100250280B1 (en) | Low speed intake compensation device for automotive turbocharger engine | |
| CN206111862U (en) | Airtight mechanism of protection bearing room | |
| GB842218A (en) | Improvements in internal combustion engine plants, more especially for ships | |
| RU2246017C2 (en) | Ventilation device of compartment of drive gas-turbine engine of gas main line gas-transfer set | |
| KR0121376Y1 (en) | Prevention device of positive pressure in an engine | |
| CZ37744U1 (en) | Low-emission diesel-electric energy unit | |
| JPH0533702Y2 (en) | ||
| SU1573224A1 (en) | Gas-turbine supercharging system of internal combustion engine | |
| CN120112710A (en) | Dry gas seal arrangement, turbine including the arrangement and method | |
| GB809966A (en) | Improvements in or relating to turbine driven superchargers |