SU848914A1

SU848914A1 - Expansion turbine

Info

Publication number: SU848914A1
Application number: SU782565859A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Еременко; Александр Григорьевич Личман; Вилен Никитович Шпак; Александр Валентинович Язик
Original assignee: Всесоюзное Научно-Производственноеобъединение "Союзтурбогаз"
Priority date: 1978-01-25
Filing date: 1978-01-25
Publication date: 1981-07-23

Description

(54) ТУРВОДЕТАНДЕР(54) TURVODETANDER

Изобретение относитс к холодильной технике и может быть использовано в качестве источника холода в схемах подготовки природного газа.The invention relates to refrigeration and can be used as a source of cold in natural gas treatment schemes.

Известны трубодетандеры, содержащие корпус с проточной частью, в котором на валу, установленном в подшипниках , расположены компрессорное колесо с разгрузочной полостью и радиальное турбинное колесо с лабиринтными уплот-,« нени ми ll . ,Known pipe expanders include a housing with a flow-through part in which a compressor wheel with a discharge chamber and a radial turbine wheel with labyrinth seals are located on a shaft mounted in bearings. ,

Недостатками турбодетандеров вл етс то, что эффективна компенсаций осевых усилий возможна только в узком диапазоне режимов работы, кро- и не того, высокие значени осевых усилий на границах диапазона рабочих режимов вынуждают конструктивно выбирать диапазон результирующего осевого усили знакопеременным, наличие 20 .режимов, при которых осевое усилие близко к нулю, с шжает ресурс упорного шарикоподшипника с трехточечным шш четырехточечным контакте.The disadvantages of turbo-expanders are that effective compensation of axial forces is possible only in a narrow range of operating modes, besides, high values of axial forces at the boundaries of the range of operating modes make it necessary to choose constructively the range of the resulting axial force by alternating, the presence of 20 modes in which The axial force is close to zero, with the thrust resource of a thrust ball bearing with a three-point W four-point contact.

Цель изобретени - разгрузка подшипниковых узлов от осевых усилий. Указанна цепь достигаетс тем, что по обе стороны турбинного колеса выполнены дополнительные разгрузочные полости, ограниченные корпусом и лабиринтными уплотнени ми, причем в турбинном колесе выполнены две группы каналов, перекрестно соедин ющие разгрузочные полости за и перед зтим колесом с соответствующи ми участками проточной части, а на входе в компрессорное колесо установлен приемьшк полного давлени , соединенный с разгрузочной полостью зтого колеса.The purpose of the invention is the unloading of bearing units from axial forces. This circuit is achieved by the fact that on both sides of the turbine wheel there are additional discharge cavities limited by the housing and labyrinth seals, and the turbine wheel has two groups of channels cross-connecting the discharge cavities behind and in front of this wheel with the corresponding sections of the flow part At the entrance to the compressor wheel, a full pressure receptacle is installed, connected to the unloading cavity of the ground wheel.

Кроме того, разгрузочна полость, расположенна за турбинным колесом, соединена с проточной частью перед этим колесом посредством канала, снабженного дросселем, а за турбинным колесом выполнена втора разгрузочна полость, котора соединена с проточней частью перед зтим колесом.In addition, the unloading cavity located behind the turbine wheel is connected to the flow path in front of this wheel via a channel equipped with a throttle, and behind the turbine wheel there is a second discharge chamber that is connected to the flow part in front of this wheel.

На фиг. I изображен турбодетандер, рбпдай вид; на фиг. 2 - турбинное колесо с соединением разгрузочной полости за колесом с проточной частью; на фиг. 3 - то же, с соединением второй разгрузочной полости за колесом с проточной частью.FIG. I depicts a turbo expander, view type; in fig. 2 - turbine wheel with the connection of the discharge cavity behind the wheel with the flow part; in fig. 3 - the same, with the connection of the second discharge cavity behind the wheel with the flow part.

Турбодетандер содержит корпус 1, проточную часть 2, вал 3, подшипники 4-6, компрессорное колесо 7 с разгрузочной полостью 8, турбинное колесо 9, сопловой аппарат 10, лабиринтное уплотнение 11-15, разгрузочные полости 16, 17 и 18, группы каналов 19 и 20, выполненные в турбцнном колесе 9, приемник 21 полного давлени , соединенный трубопроводом 22 с разгрузочной полостью 8, трубопровод 23 с дросселем 24, трубопровод 25.The turbine expander includes a housing 1, a flow part 2, a shaft 3, bearings 4-6, a compressor wheel 7 with a discharge chamber 8, a turbine wheel 9, a nozzle 10, a labyrinth seal 11-15, a discharge cavity 16, 17 and 18, groups of channels 19 and 20, made in the turbo wheel 9, the full pressure receiver 21 connected by pipe 22 to the discharge cavity 8, pipe 23 to the throttle 24, pipe 25.

Турбодетандер работает следующим образом.Turbo expander works as follows.

Газ поступает через сопловой аппарат 10 на вход колеса 9 тУрбины,откуда по наклонным каналам 20 поступает в разгрузочную полость 17, образованную поверхност ми корпуса 1, вала 3 и лабиринтным уплотнением 14, пройд колесо 9 турбины газ поступает на выход турбины и одновременно по каналам 19 поступает во вторую разгрузочную полость 16, образованную поверхност ми корпуса 1 и вала 3, лабиринтным уплотнением 13.The gas enters through the nozzle apparatus 10 at the wheel inlet 9 of the turbine, from where it travels through the inclined channels 20 into the unloading cavity 17 formed by the surfaces of the housing 1, shaft 3 and the labyrinth seal 14, the turbine wheel 9 passes the gas enters the turbine outlet and simultaneously through channels 19 enters the second discharge cavity 16 formed by the surfaces of the housing 1 and the shaft 3, a labyrinth seal 13.

С выходом турбины газ поступает н внешнюю часть схемы низкотемпературной сепа1)ации и после отделени конденсата поступает во входной тракт компрессора, откуда через приемникWith the output of the turbine, the gas enters the external part of the low-temperature sepa- tion circuit and, after separating the condensate, enters the input path of the compressor, from where it passes through the receiver

21полного давлени по трубопроводу21 full pipeline pressure

22поступает в разгрузочную полость 8, образованную лабиринтным уплотнением 12, корпусом 1, валом 3.22 enters the discharge cavity 8 formed by the labyrinth seal 12, the housing 1, the shaft 3.

Компрессор, восприннма мощность, развиваемую турбиной, ;ообщает энергию газу, производит его сжатие(фиг.The compressor, which perceives the power developed by the turbine,; it summarizes the energy of the gas, produces its compression (Fig.

Варьиру соотнс пением гидравлических сопротивлений дроссел 24 и групгаа каналов 20, можно конструктивно определ ть диапазон осевых усилий, действующих на вал при различных режимах работы (фиг. 2).By varying the hydraulic resistance of the throttles 24 and the group of channels 20, it is possible to constructively determine the range of axial forces acting on the shaft under various operating conditions (Fig. 2).

Газ по трубопроводу 25 поступает в разгрузочную полость 18 (фиг.З),The gas through the pipeline 25 enters the discharge cavity 18 (FIG. 3),

Технико-экономический эффект применени изобретени определ етс за счет снижени эксплуатационных расходов увеличени межремонтного и технического ресурса и повышени работоспособности упорных подшипников.The technical and economic effect of the application of the invention is determined by reducing the operating costs of increasing the overhaul and technical resource and increasing the efficiency of the thrust bearings.

Claims

1. A turbine expander comprising a housing with a flow-through part in which a non-shaft mounted in the bearings disposes a compressor wheel with an unloading cavity and a radial turbine wheel with labyrinth seals, characterized in that the sides of the turbine wheel are made up of additional unloading cavities limited by the casing and labyrinth seals, and in the turbine wheel two groups of channels are made, cross-connecting the unloading cavities for and in front of this wheel with corresponding sections of the flow part, and at the entrance to the compressor wheel there is installed a full pressure receiver connected to the discharge cavity of this wheel.

2.Turbodendander along n.I, which is based on the fact that the unloading cavity, located behind the turbine wheel, is connected to the flow part in front of the eshm wheel via a channel equipped with a throttle.

3.Turbodetader according to claim 1, characterized in that behind the turbine 1M wheel there is a second discharge chamber, which is connected to the flow part in front of this wheel.

Sources of information accepted. Attention in the examination 1. Romanov M.N and others. Recommendations for the operation of air coolers of the type GP. - Refrigeration equipment, 9, 1975, p. 47. 12 8 IS 13 Yu a 9 16 P W

FIG. 2 9 14 9 9

Fig.Z 3 $ /