Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
197,2 т, в том числе турбокомпрессоров — 7,2 т, силовой турбины— 38 т, рамы—18 т и генератора мощностью 70000/80000' квт — 134 т.
В промышленных и транспортных ГТУ широко используется' турбовинтовой двигатель «Протей» фирмы Бристоль—Сиддлиз
Blid сЬерхи ^ис' ^хема ГТУ мощностью 120 000 квт фирмы
Пратт — Уитни:
/ — турбореактивный двигатель; 2 — силовая турбина; 3 — генератор; 4 — возбудитель
^ис. 19. Электростанция мощностью 70000/80000 квт фирмы Срисголь —¦ Сиддли с турбореактивными двигателями «Олимпус»:
* —- двигатель; 2 — силовая турбина; 3 — генератор; 4 — возбудитель
et
et
U
а 1
LO
5 S а а
о
Q- 2 П =
8 і
?
S ..
а їх * * 55 O-
0 о § 0 X 3
1 & § S
\о * а ,
>s I
. *
и >>
S Bf
(рис. 20). Двигатель имеет силовую турбину с понижающим редуктором и непосредственно приводит в движение генератор мощностью 3000 квт. Температура газа перед соплами 852° С, термический к. п. д. 23—24%, расход масла до 1,1 л/ч. Число оборотов ротора генератора IOOQ в минуту (или 900 в минуту для системы с 60 периодами). Диаметр двигателя около 1000 мм, длина его 2670 мм, общая длина установки 7393 мм. На рис. 21 показана автономная электростанция с этим двигателем.
На рис. 22 дана компоновка электростанции с отечественными турбовинтовыми двигателями АИ-20 [3]. Двигатели непосредственно соединены с генератором мощностью 1250—2000 квт (в зависимости от режима работы установки). Станция с двумя ГТУ мощностью 2500 — 4000 квт и площадью 216 м2 разделена на три отсека — боксы для двигателей размером 6x6 м, генераторное помещение 6 X X 12 м и вспомогательное помещение 6 X 12 м, где размещен пульт управления и электроаппаратура.
Рис. 21. Электростанция мощностью 3000 квт фирмы Бристоль — Сиддли* с турбовинтовым двигателем «Протей»:
/ — выходной патрубок охлаждающего воздуха из генератора; 2 — входной патрубок воздуха; 3 — пульт управления; 4 — глушители шума всасывания; 5 — возбудитель; 6 — генератор; 7 — вал; 8 — перегородка; 9 — ГГУ; 10 — дымовая трубаї
с глушителем шума
Рис. 22. Электростанция мощностью 2500—4000 квт с турбовинтовыми
двигателями АИ-20:
/ — пульт управления; 2 — генератор; 3 — ГТУ; 4 — топливный и масляный баки; 5 — выпускной патрубок; 6 — глушитель шума всасывания; 7 — воздушный
фильтр
31
При мощности 4000 квт станция имеет удельную кубатуру 0,025 м3/квт, удельные капиталовложения 30,9 руб/квт, расчетную стоимость киловатт-часа при 1000, 2000 и 5000 ч работы в году — соответственно 2,35; 1,90; 1,60 коп. При работе до 3000 ч в году эта станция выгоднее днзельной.
СУДОВЫЕ ГТУ
Газотурбинные установки являются весьма перспективными двигателями для морских судов различного назначения. Если в практике стационарного газотурбостроения их применение в большинстве областей вызывается не прямой необходимостью, а несколько лучшими показателями по сравнению с другими первичными двигателями, то в морских условиях, особенно для боевых кораблей, ГТУ придают принципиально новые качества объектам, на которых они устанавливаются.
Ни один судовый двигатель не обладает одновременно всеми достоинствами ГТУ — большой мощностью, низким удельным весом, малыми размерами, быстрым пуском, простотой и гибкостью управления. По данным зарубежной печати недостатки ГТУ — пониженная экономичность, потребность в дистиллатном топливе и, в ряде случаев, недостаточная надежность и долговечность — по мере совершенствования этих установок постепенно устраняются.
В зарубежных странах ГТУ применяют в качестве первичных двигателей для кораблей военно-морского флота и для судов транспортного флота, вспомогательных двигателей для привода бортовых электрогенераторов и различных аварийных систем — насосов, генераторов и т. п.
Для морских кораблей созданы два типа ГТУ — всережим-ные и ускорительные (форсажные). Первые являются единственным первичным двигателем корабля, вторые служат для обеспечения кратковременной большой мощности в дополнение к основным более экономичным двигателям.
В судовой практике, как и в стационарной, предпринимаются успешные попытки использования авиационных ГТУ в качестве силовых и вспомогательных двигателей. По данным зарубежных авторов для кораблей на подводных крыльях или на воздушной подушке, авиационная ГТУ служит практически единственно приемлемым типом двигателя.
Применение авиационных двигателей в судовых условиях исключает возможность их ремонта и даже ревизии на борту корабля — аварийный двигатель необходимо заменять целиком на базе; для крупных судов не исключено наличие запасного двигателя или турбокомпрессора на борту, тем более, что весь процесс замены двигателя занимает несколько часов и требует
простейших грузоподъёмных механизмов — масса авиационного двигателя мощностью 20 ООО л. с. не превышает 3 т.
Замена комплектного двигателя или его турбокомпрессора имеет ряд преимуществ по сравнению с ремонтом на борту — время пребывания корабля на базе существенно уменьшается, ремонт двигателя в стационарных (береговых) условиях проводится без спешки в хорошо оборудованных мастерских или на заводе квалифицированными специалистами, а квалификация и численность инженерного персонала на борту корабля может быть заметно снижена, т. е. уменьшатся расходы на подготовку плавсостава, сократятся на борту жилые помещения, запасы продовольствия, денежные средства и т. п.
