Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Топливом для ускорительных ГТУ обычно служит дистиллат-ное жидкое топливо. Применение столь качественного топлива необходимо для получения большой мощности при высокой температуре перед соплами. Кроме того, при основных дизельных двигателях вид топлива для обеих силовых установок унифицируется.
В качестве ускорительных ГТУ обычно используют авиационные турбовинтовые двигатели или турбореактивные двигатели со специальными силовыми турбинами. Применение их даже после неудачного опыта эксплуатации первых подобных установок G-I
*3* гчг-
и G-2 фирмы Метрополитен Виккерс объясняется высокой надежностью современных двигателей, их большим ресурсом (несколько тысяч часов), высокой экономичностью (к. п. д. порядка 25%), использованием в судовых модификациях некорродирующих материалов или антикоррозионных покрытий и высокой мощностью (более 20 ООО л. с.) при малой массе и габаритах. Ни один первичный двигатель другого типа не обладает подобным комплексом данных.
Для кораблей большого водоизмещения ускорительными двигателями наряду с авиационными ГТУ служат установки с
большими запасами прочности и большим ресурсом (ГТУ G-6 мощностью 7500 л. с. компании AEI, ГТУ мощностью 14400 л. с. фирмы Броун—Бовери).
На рис. 23 изображена схема силовой установки английского катера «Феросити» с двумя двигателями, работающими на общий редуктор. Основной двигатель — дизельный мощностью 150 л. с., ускорительный — ГТУ «Протей» авиационного типа фирмы Бристоль максимальной мощностью 4250 л. с.
В силовых установках эсминцев «Девоншир» (рис. 24) основным двигателем служит паровая турбина мощностью 15 000 л. с., ускорительным — две ГТУ G-6 мощностью по 7500 л. с. [45]. Силовые двигатели корабля являются установками двойного назначения — движение и маневрирование может осуществляться как любым из этих двигателей, так и обоими вместе.
С увеличением ресурса и надежности авиационных газотурбинных двигателей появилась возможность использовать их в качестве основных установок. На английском фрегате «Эксмаут» водоизмещением 1500 т основной установкой служат два газотурбинных двигателя «Протей» мощностью 3400 л. с. фирмы Бристоль и ускорительной — газотурбинный двигатель «Олимпус» мощностью 20 000—22 000 л. с. Компоновка агрегатов в машинном отделении корабля показана на рис. 25. Все три двигателя работают на общий редуктор, момент от которого передается на один винт регулируемого шага. Двигатели «Протей» монтируются со своими редукторами в авиационном исполнении.
Рис. 24. Силовая установка эсминца «Девоншир»:
I — входной трубопровод воздуха; 2 — ГГУ; 3 — выпускной трубопровод газа; 4 — главная передача; 5 — паровая турбина
Каждый двигатель имеет автоматическую разобщительную муфту.
Аналогичные ускорительные ГТУ для кораблей военно-морского флота выпускает фирма Броун—Бовери [99]. Турбореактивный двигатель «Олимпус» фирмы Бристоль—Сиддли укомплектован двухступенчатой силовой турбиной, изготовляемой фирмой Броун—Бовери. Масса турбокомпрессора 3000 кг, силовой турби-
Рис. 25. Компоновка машинного отделения фрегата «Эксмаут» с основными ГТУ «Протей» и ускорительной ГТУ «Олимпус» фирмы Бристоль — Сиддли:
1 — ГТУ «Протей»; 2 — главная передача; 3 — вспомогательный дизель-геиератор; 4 — ГТУ «Олимпус»; 5 — вспомогательный генератор мощностью 500 квт с ГТУ фирмы
Центракс
ны с патрубком 5800 кг. Удельный вес установки в сборе с рамой 0,65 кг/л. с., без рамы 0,49 кг/л. с. Турбокомпрессор рассчитан на ударную нагрузку IOg. Ресурс между ремонтами для турбокомпрессора 2000 ч, для силовой турбины 20 000 ч.
В ряде случаев свободные силовые турбины ускорительных установок соединяют с редуктором или валопроводом без разобщительных муфт. При заднем ходе корабля на основных двигателях турбина ускорительной установки вращается в обратную сторону. Такое вращение может иметь место даже при работе турбокомпрессора ускорительной установки на холостом ходу. Опыт эксплуатации ГТУ G-6 на кораблях «Эшанти» и
37
«Девоншир» и ГТУ фирмы Лайкоминг показывает, что принудительное вращение свободной турбины на заднем ходу при работе турбокомпрессора не оказывает на турбину вредного влияния.
ГТУ для судов транспортного флота
Создание надежной и конкурентоспособной ГТУ для судов транспортного флота — весьма сложная задача. Требования к габаритам и массе этих установок не являются первостепенными; время пуска и набора мощности также не особенно ограничивается, но реверсирование они должны иметь обязательно. Поскольку затраты средств на топливо, потребляемое в процессе эксплуатации, должны быть минимальными, необходимо обеспечить высокий к. п. д. ГТУ при их работе на дешевых нефтепродуктах. Суда транспортного флота эксплуатируют в основном на полной мощности, и поддерживать высокую экономичность ГТУ на частичных нагрузках не обязательно.
Высокий к. п. д. достигается обычно применением сложных-схем с воздухоохладителем и регенератором. При использовании в судовых условиях установок промышленного назначения, выполненных по простым схемам, в нее обязательно следует включать регенератор.
