Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
1 ч. В ГТУ мощностью 20 000 л. с. фирмы Дженерал—Электрик предусмотрена аварийная паровая турбина, основное назначение которой — привод бортового генератора; при необходимости эта турбина может быть соединена с главной передачей через отдельный редуктор.
Оригинально решен вопрос сохранения хода на корабле с подводными крыльями FHE-400 (см. рис. 31) при выходе из строя дизельного двигателя малого хода (движители основной ГТУ не имеют реверса). В машинном отделении корабля (рис. 43), кроме упомянутого дизеля 17 мощностью 2000 л. с., установлены вспомогательная ГТУ 5 мощностью 390 л. с. и аварийная ГТУ 13 мощностью 190 л. с. Вспомогательная ГТУ предназначена для привода бортового генератора 8 и гидравлических насосов 7 при движении корабля на подводных крыльях. Благодаря связи редуктора 6 вспомогательной ГТУ с редукционно-раздаточной коробкой 9 дизельного двигателя установка может быть использована как дополнительный двигатель при движении судна в водоизмещающем режиме, так и в качестве единственного Пропульсивного двигателя при аварийной оста-новке дизеля. В последнем случае включается также и аварийная ГТУ 13, приводящая в движение генератор 15 и насосы 14. Аварийная ГТУ используется для привода этих механизмов также при выходе из строя вспомогательной ГТУ и для подачи
71
воздуха низкого давления в пусковую воздушную турбину главной ГТУ. Наличие связи между коробками передач дизеля и вспомогательной ГТУ позволяет в нормальных условиях эксплуатации при движении судна в водоизмещающем режиме осуществлять привод бортового генератора 8 и насосов 7 от дизеля.
Таким образом, предусмотрен двойной привод движителей водоизмещающего режима (дизель-вспомогательная ГТУ) и тройной привод бортового генератора и насосов (дизель-вспомогательная ГТУ — аварийная ГТУ) [8].
Рис. 43. Компоновка агрегатов в машинном отделении корабля FHE-40Q на подводных крыльях:
/ — запасные баки; 2 — теплообменники; 3 — фильтры; 4 — установка для кондиционирования воздуха; 5 — вспомогательная ГТУ; 6 — редуктор; 7 — гидравлические насосы; 8 —• бортовой генератор; 9 — редукционно-раздаточная коробка дизельного двигателя; 10 — фильтры; 11 — бустерные насосы; 12 — муфты; 13 — аварийная ГТУ; 14 — иасосы; 15 — генератор переменного тока; 16 — опреснительная установка; 17 — дизельный двигатель
При использовании на судах газотурбинных установок, кроме дублирования двигателя, широко применяется дублирование отдельных механизмов и узлов. Так, судовые ГТУ могут снабжаться двойным комплектом топливных насосов, фильтров, охладителей и т. п. Может предусматриваться смена форсунок без остановки агрегата, переход на иной вид топлива и ряд других мероприятий, увеличивающих надежность работы установки.
Одной из кардинальных проблем, определяющих применение не только варианта конструкции, но и типа двигателя, является обеспечение надежности подшипников качения в судовых условиях. Опыт эксплуатации первых ГТУ с подшипниками качения (ГТУ «Гатрик» и G-2 фирмы Метро—Виккерс, RM-60 фирмы Ролле — Ройс, «Юпитер» фирмы Солар и др.) показал неудовлет-
72
ворительную работу подшипников — они выходили из строя задолго до выработки машиной полного ресурса. Необходимо отметить, что последствия аварии подшипника качения, как правило, очень тяжелые. Для предохранения дорожек подшипников от наклепа, возникающего из-за вибрации неподвижной ГТУ при работе других двигателей, обычно предусматривается медленное проворачивание роторов ГТУ с помощью электродвигателей мощностью в несколько сотен ватт на протяжении всего-периода работы корабля на других двигателях. Положительный эффект может дать также амортизирующая подвеска двигателя.
Повышение несущей способности и. долговечности подшипников качения, достигнутое в последние годы, и улучшение подвески двигателей позволил в определенной степени решить задачу применения этих подшипников в морском газотурбостроении. Опыт эксплуатации двигателей «Протей» показал, что подшипники качения работают удовлетворительно. Однако при первой же возможности эти подшипники стараются заменить подшипниками скольжения. В установке судна «Джон Сержант» для работы в морских условиях подшипники качения в приводе вспомогательных механизмов заменены подшипниками скольжения; в ГТУ «Юпитер» фирмы Солар опорные шариковые подшипники ротора турбокомпрессора также заменены подшипниками скольжения.
Для повышения надежности работы установки иногда предусматривают переход на иной вид топлива, имеющийся на борту. Так, на кораблях с ускорительными ГТУ G-6 предусмотрено два вида топлива — дизельное для ГТУ и тяжелое для паросиловой установки. При отсутствии по каким-либо причинам дизельного топлива возможна работа установки с пониженными параметрами на предварительно подогретом тяжелом топливе. На судне «Джон Сержант» при выходе из строя системы очистки тяжелого топлива газотурбинная установка работает в течение 24 ч на запасах предварительно очищенного топлива, затем 72 ч на дизельном топливе и далее—на неочищенном тяжелом топливе при пониженной температуре газа перед соплами. Мощность установки при работе на неочищенном топливе снижается до 30% номинальной, но ход судна сохраняется в течение длительного времени (скорость падает с 15,9 до 11,5 узлов).
