SU1353914A1 - Силова установка - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить экономичность установки путем увеличени  утилизации тепла отработавших газов. В рубашке охлаждени  выполнена воздушна  полость, охватывающа  цилиндры. Дополнительна  парова  турбина (ПТ) 13 кинематически св зана с турбокомпрессором (ТК) 6. Впускные патрубки обеих ПТ 11 и 13 подключены к парогенератору 9 через парораспределитель 18. Нагнетатель 19 кинематически св зан с утилизационной ПТ 8 и подключен к воздуховоду (ВВ) 22. ВВ 22 через воздухораспределитель 23 подсоединен к воздушной полости рубашки охлаждени  и к воздуховпускному отверстию ТК 6. Воздушна  турбина 21 выполнена с возможностью подсоединени  к ней вспомогательных агрегатов и установлена в ВВ 22. Воздухоохладитель 20 размещен между ней п нагнетателем . Такое выполнение установки позвол ет регулировать наддув двигател  на всех режимах работы, снизить насосные потери двигател , обеспечивает cтaбиv ьнoe охлаждение радиальной газовой турбины ТК 6 паром спаренной с ней на одной диске радиальной ПТ, способствует охлаждению воздуха, поступающего в наддувочный компрессор , обеспечивает стабильное охлаждение конденсатора и цилиндров двигател , повышает степень утилизации энергии отработавших газов за счет получени  пара более высоких параметров в парогенераторе . 1 з.п. ф-лы, I ил. S (Л со СП СО со .4 -2(5

Description

Изобретение относитс  к силовым установкам с двигател ми внутреннего сгорани  с утилизацией тепла отработавших газов.

Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности путем увеличени  утилизации тепла отработавших газов.

На чертеже изображена принципиальна  схема установки.

Силова  установка содержит двигатель

1внутреннего сгорани  с внешним охлаждением сжатым воздухом, имеюший по меньшей мере один цилиндр 2 с крышкой

2и кожух 4, охватывающий цилиндр 2 и образуюш,ий воздушную полость рубашки охлаждени . Газова  турбина 5 трубоком- прессора 6 наддува подключена к выпуск- ному патрубку 7 двигател  1. Утилизационна  паротурбинна  установка 8 содержит парогенератор 9, которой установлен в магистрали 10 выпуска отработавших газов газовой турбины 5 турбокомпрессора 6, и утилизационную паровую турбину 11, котора  св зана своим валом с коленчатым валом двигател  1 через передачу 12, например клиноременную. Турбокомпрессор 6 наддува кинематически св зан с дополнительной паровой турбиной 13, колесо которой распо- 25 турбокомпрессора 6 на воздухе, охлаждаемом в воздушной турбине 21 {турбо- детандере) и подаваемом по трубопроводу 26.

Часть охлажденного воздуха после воздушной турбины 21 через воздухораспределожено на одном диске с газовой турбиной о.

Обе паровые турбины соединены с парогенератором 9, который подключен подвод щим 14 и отвод щим 15 трубопроводами

к вод ной рубашке, образованной каналами ЗО итель 23 отбираетс  дл  охлаждени  кон16 , расположенными в крышке 3 цилиндра и снабжен отвод щим трубопроводом 17. Парораспределитель 18 выполнен в виде перепускного канала с автоматическим вентилем . На валу утилизационной паровой турденсатора 25 паротурбинной установки 8 и подаетс  в кожух 4 воздушной полости рубашки охлаждени  цилиндров 2 двигател  1. Дл  охлаждени  наиболее теплонапр жен- ных деталей верхней части цилиндра 2 и его

бины 11 установлен нагнетатель 19, соеди- 35 крыщки 3 из парогенератора 9 подаетс  по

ненный через воздухоохладитель 20 с воздушной турбиной 21, выполненной с возможностью подсоединени  к ней вспомогательных агрегатов. Эти элементы установлены последовательно в воздуховоде 22, св зывающем нагнетатель 19 с воздухораспределителем 23. Последний при помощи трубопровода 24 подключен к воздушной полости охлаждени  цилиндра 2 через конденсатор 25 паротурбинной установки 8, а при помощи трубопровода 26 подключен к воздуховпуск- ному отверстию компрессора 27 турбокомпрессора 6 и через него к всасывающей магистрали двигател  1. Утилизационна  парова  турбина 11 может быть выполнена многоступенчатой по меньшей мере двухступенчатой и разделена на отсеки высокого и низкого давлени , и выпускное отверстие дополнительной паровой турбины 13 может быть подключено при помощи паропровода 28 к стыку между ее отсеками.

Установка работает следующим образом.

На номинальном режиме работы двигател  спаренные газова  5 и парова  13 радиальные турбины турбокомпрессора 6 работают с неполной нагрузкой турбины 13 по

40

трубопроводу 14 насыщенный пар, который пропускаетс  по каналам 16 и отводитс  по трубопроводу 15 оп ть в парогенератор 9 дл  дальнейшего перегрева.

Такое устройство установки позвол ет регулировать наддув двигател  на всех режимах работы за счет перепуска от парогенератора на спаренную с газовой радиальную паровую турбину турбокомпрессора или на силовую утилизационную паровую турби45 ну, а также снизить насосные потери двигател  за счет привода наддувочного компрессора от спаренных на одном диске газовой и паровой радиальных турбин. Кроме того, такое выполнение установки обеспечивает стабильное охлаждение радиальной газо50 вой турбины турбокомпрессора паром спаренной с ней на одном диске радиальной паровой турбины и способствует охлаждению воздуха, поступающего в наддувочный компрессор, за счет применени  в установке воздушной турбины (турбодетандера),

55 а также обеспечивает стабильное охлаждение конденсатора и цилиндров двигател  воз духом, охлажденным в турбодетандере и позвол ет повысить степень утилизации энер

5 0

пару и обеспечивают более высокий наддув двигател  1, чем одна газова  турбина 5. При этом больша  часть перегретого пара с помощью парораспределител  18 подаетс  на утилизационную паровую турбину И, вращающую нагнетатель 19 и предающую избыточную мошность на коленчатый вал двигател  1 через передачу 12, например клиноременную На вторую ступень (пониженного давлени ) утилизационной турбины 11 поступает также пар по паропроводу 28 из радиальной турбины 13. На максимальных режимах регулирование наддува производитс  не перепуском газа мимо газовой турбины 5, как это часто практикуетс , а перепуском части перегретого пара на утилизационную паровую турбину 11 с помощью парораспределител  18.

При работе двигател  на частичных нагрузках , при недостаточном его наддуве увеличиваетс  подача пара на радиальную турбину 13, котора  вместе со спаренной газовой турбиной 5 обеспечивает неоходимый наддув двигател  1, позвол ющий поддерживать практически посто нную .мощность. Это.му способствует и работа компрессора

итель 23 отбираетс  дл  охлаждени  конденсатора 25 паротурбинной установки 8 и подаетс  в кожух 4 воздушной полости рубашки охлаждени  цилиндров 2 двигател  1. Дл  охлаждени  наиболее теплонапр жен- ных деталей верхней части цилиндра 2 и его

0

трубопроводу 14 насыщенный пар, который пропускаетс  по каналам 16 и отводитс  по трубопроводу 15 оп ть в парогенератор 9 дл  дальнейшего перегрева.

Такое устройство установки позвол ет регулировать наддув двигател  на всех режимах работы за счет перепуска от парогенератора на спаренную с газовой радиальную паровую турбину турбокомпрессора или на силовую утилизационную паровую турби5 ну, а также снизить насосные потери двигател  за счет привода наддувочного компрессора от спаренных на одном диске газовой и паровой радиальных турбин. Кроме того, такое выполнение установки обеспечивает . стабильное охлаждение радиальной газо0 вой турбины турбокомпрессора паром спаренной с ней на одном диске радиальной паровой турбины и способствует охлаждению воздуха, поступающего в наддувочный компрессор, за счет применени  в установке воздушной турбины (турбодетандера),

5 а также обеспечивает стабильное охлаждение конденсатора и цилиндров двигател  воз духом, охлажденным в турбодетандере и позвол ет повысить степень утилизации энергии отработавших газов за счет получени  пара более высоких параметров в парогенераторе.

Claims (2)

1. Силова  установка, содержаща  двигатель внутреннего сгорани  с турбокомпрессором наддува, рубашкой охлаждени  цилиндров и крышкой, утилизационную паровую турбину, котора  кинематически св зана с валом двигател  и подключена к парогенератору, установленному в магистрали выпуска отработавших газов турбокомпрессора и подсоединенному к вод ной полости рубашки, отличающа с  тем, что, с целью повышени  экономичности путем увеличени  утилизации тепла отработавших газов, она снабжена дополнительной паровой турбиной, воздушной турбиной, нагнетателем , парораспределителем, воздухораспределителем и воздуховодом, а в рубашке охлаждени  выполнена воздушна  полость.

0

охватываюша  цилиндры, причем дополнительна  парова  турбина кинематически св зана с турбокомпрессором, впускные патрубки обеих паровых турбин подключены к парогенератору через парораспределитель, нагнетатель кинематически св зан с утилизационной паровой турбиной и подключен к воздуховоду, последний через воздухораспределитель подсоединен к воздушной полости рубашки охлаждени  и к воздухо- впускному отверстию турбокомпрессора, воздушна  турбина выполнена с возможностью подсоединени  к ней вспомогательных агрегатов и установлена в воздуховоде, а воздухоохладитель размешен между ней и 5 нагнетателем.

2. Установка по п. 1, отличак ща с  тем, что утилизационна  парова  турбина разделена на отсеки высокого и низкого давлени  и выпускное отверстие дополнительной паровой турбины подключено к стыку

0

между отсеками утилизационной паровой турбины.