Газотурбинные морские установки

Морская газотурбинная система содержит плавучую конструкцию с по меньшей мере одной палубой (25) и базовой плитой (31), установленной на палубе. Базовая плита поддерживает газотурбинный двигатель (1), содержащий компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления, турбину среднего давления и турбину низкого давления. Компрессор низкого давления приводится во вращение турбиной среднего давления, а компрессор высокого давления приводится во вращение турбиной высокого давления. Турбина низкого давления содержит нагрузочное соединение. Система также содержит приводимое в действие устройство (57, 59), механически присоединенное к нагрузочному соединению (21) турбины низкого давления. Между компрессором низкого давления и компрессором высокого давления расположен промежуточный холодильник (19), присоединенный к ним при помощи соединений, устойчивых к смещению. Базовая плита (31) опирается на палубу (25) отдельно от промежуточного холодильника (19). Благодаря этому обеспечивается возможность установки газотурбинного двигателя на базовой плите на верхней палубе и расположения промежуточного холодильника на отдельной опорной конструкции на другой палубе, например на нижней палубе, находящейся под палубой, на которой расположены базовая плита и газотурбинный двигатель. Таким образом, в заявленной системе обеспечено уменьшение общего размера и площади основания газотурбинной установки. 16 з.п. ф-лы, 18 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к газотурбинным установкам и системам и, более конкретно, к морским газотурбинным системам, например, для выработки энергии или обеспечения механического привода.

ОПИСАНИЕ УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Газотурбинные двигатели, в частности на базе авиационного двигателя, часто используются в качестве первичных двигателей на морских установках для выработки энергии и обеспечения механического привода.

Механическая энергия, создаваемая газотурбинным двигателем, используется для приведения в действие электрического генератора, снабжающего морскую систему электроэнергией, и/или для приведения в действие другого ротационного оборудования, например турбокомпрессоров. В нефтегазовых областях газотурбинные двигатели используются на морских установках для приведения в действие компрессоров систем сжижения природного газа (LNG), используемых для сжижения природного газа для его последующей транспортировки.

Одной из основных проблем при использовании газотурбинных двигателей на море является необходимость концентрации высокой удельной мощности в ограниченных доступных пространствах. Площадь основания газотурбинной установки становится критичным аспектом для морской газотурбинной системы.

Предпринимались постоянные попытки улучшить эффективность газотурбинных систем и повысить удельную мощность, вырабатываемую системой, с одновременным уменьшенными общего размера и площади основания газотурбинной установки.

Ближайший аналог заявленной системы описан в заявке 2006/0254281 на патент США. В ней описана переносная газотурбинная система, выполненная с возможностью установки на буксируемом судне. Указанная система содержит газотурбинный двигатель, содержащий компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления, турбину среднего давления и турбину низкого давления. Указанная система также содержит приводимое в действие устройство, механически присоединенное к турбине низкого давления, которая приводит его во вращение. Между компрессором низкого давления и компрессором высокого давления выполнен промежуточный холодильник.

Однако в указанном документе не описано выполнение базовой плиты для поддерживания газотурбинного двигателя и приводимого в действие устройства.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному аспекту данное изобретение относится к морской газотурбинной системе, содержащей конструкцию, в частности плавучую конструкцию, например судно или морскую платформу, с по меньшей мере одной палубой и базовой плитой, установленной на палубе. Базовая плита поддерживает газотурбинный двигатель. Газотурбинный двигатель содержит компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления, турбину среднего давления и турбину низкого давления. Компрессор низкого давления приводится во вращение турбиной среднего давления, а компрессор высокого давления приводится в действие турбиной высокого давления, при этом турбина низкого давления содержит нагрузочное соединение. Базовая плита также поддерживает по меньшей мере одно приводимое в действие устройство, механически присоединенное к нагрузочному соединению турбины низкого давления и приводимое во вращение указанной турбиной.

Кроме того, между компрессором низкого давления и компрессором высокого давления выполнен промежуточный холодильник. Воздух при первом значении давления, подаваемый компрессором низкого давления, проходит через промежуточный холодильник перед его подачей к компрессору высокого давления.

Базовая плита опирается на палубу отдельно от холодильника, т.е. холодильник установлен не на базовой плите, а либо непосредственно на палубе, либо с размещением между ними другой базовой плиты или конструкции. Промежуточный холодильник присоединен к спиральному корпусу выходного диффузора компрессора низкого давления и к спиральному корпусу впускного коллектора компрессора высокого давления с помощью соответствующих гидравлических/пневматических соединений, устойчивых к смещению. Устойчивые к смещению соединения между холодильником и компрессорами газотурбинного двигателя компенсируют возможные несоосности или смещения между ними, которые могут быть вызваны изгибными деформациями палубы, ускорениями, обусловленными волнениями моря, и рабочими нагрузками, создаваемыми газотурбинным двигателем. Благодаря этому обеспечивается возможность установки газотурбинного двигателя на базовой плите на верхней палубе и расположения промежуточного холодильника на отдельной опорной конструкции на другой палубе, например на нижней палубе, находящейся под палубой, на которой расположены базовая плита и газотурбинный двигатель. Таким образом, в заявленной системе обеспечено уменьшение общего размера и площади основания газотурбинной установки.

Ниже приведено описание особенностей и вариантов выполнения, которые также изложены в формуле изобретения, составляющей неотъемлемую часть данного описания. В вышеприведенном кратком описании изложены особенности различных вариантов выполнения данного изобретения для лучшего понимания нижеследующего подробного описания и для лучшей оценки вклада, вносимого предложенным изобретением в уровень техники. Разумеется, изобретение имеет и другие особенности, которые описаны ниже и изложены в формуле изобретения. В этом отношении, перед подробным рассмотрением нескольких вариантов выполнения изобретения следует понять, что применения различных вариантов выполнения изобретения не ограничены элементами конструкции и конфигурациями компонентов, приведенными в нижеследующем описании или изображенными на чертежах. Изобретение может иметь другие варианты выполнения и может быть реализовано или осуществлено другими способами. Также следует понимать, что формулировки и термины, используемые в данном документе, служат для описательных целей и не должны рассматриваться как ограничивающие.

По существу, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что принцип, на котором основано изобретение, может быть легко использован в качестве основы для разработки других конструкций, способов и/или систем для выполнения ряда задач данного изобретения. Следовательно, важно рассматривать формулу изобретения как охватывающую такие эквивалентные конструкции, при условии что они не выходят за рамки идеи и объема данного изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Более полная оценка описанных вариантов выполнения изобретения и множества сопутствующих преимуществ будет легко достигнута по мере их лучшего понимания при рассмотрении нижеследующего подробного описания совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг. 1 изображает функциональную упрощенную схему компонентов газотурбинного двигателя,

Фиг. 2 изображает вид сверху одного варианта выполнения газотурбинной системы,

Фиг. 2А изображает частичный вид сбоку по линии IIA-IIA на Фиг. 2,

Фиг. 3-12 схематически изображают различные компоновки газотурбинного двигателя и соответствующего ротационного оборудования, приводимого им в действие,

Фиг. 13 изображает схематический вид сверху судна, на котором расположены две газотурбинные системы, и

Фиг. 14-17 изображают другие компоновки газотурбинного устройства согласно данному изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Нижеследующее подробное описание иллюстративных вариантов выполнения приведено со ссылкой на прилагаемые чертежи. Одинаковые номера позиций на разных чертежах обозначают одинаковые или аналогичные элементы. Кроме того, чертежи не обязательно выполнены в масштабе. Также, нижеследующее подробное описание не ограничивает изобретение, объем которого определяется прилагаемой формулой изобретения.

Используемое на протяжении всего описания выражение «один вариант выполнения», или «вариант выполнения», или «некоторые варианты выполнения» означает, что конкретный признак, конструкция или характерная особенность, описанные в связи с вариантом выполнения, присущи по меньшей мере одному варианту выполнения рассматриваемого объекта изобретения. Таким образом, фразы «в одном варианте выполнения», или «в варианте выполнения», или «в некоторых вариантах выполнения», встречающиеся в разных местах на протяжении всего описания, не обязательно все относятся к одному и тому же варианту выполнения (одним и тем же вариантам выполнения). Кроме того, конкретные признаки, конструкции или характерные особенности могут сочетаться любым соответствующим образом в одном или более вариантах выполнения.

На Фиг. 1 схематически изображены основные компоненты газотурбинного двигателя, входящего в систему согласно данному изобретению. Газотурбинный двигатель обозначен в целом номером 1 позиции. В некоторых вариантах выполнения двигатель 1 содержит компрессор 3 низкого давления, компрессор 5 высокого давления, камеру 7 сгорания, турбину 9 высокого давления, турбину 11 среднего давления и турбину 13 низкого давления, или силовую турбину. Компрессор 3 приводится во вращение турбиной 11. Ротор компрессора 3 и ротор турбины 11 соединены первым валом 15. Компрессор 5 приводится во вращение турбиной 9. Ротор компрессора 5 соединен с ротором турбины 9 вторым валом 17, который является полым и через который проходит первый вал 15 для соединения компрессора низкого давления с турбиной среднего давления.

Между компрессором 3 низкого давления и компрессором 5 высокого давления выполнен промежуточный холодильник 19. Воздух для горения, доставляемый компрессором 3, перед его подачей к компрессору 5 охлаждается в холодильнике 19, например, путем обмена теплом с водой или воздухом для увеличения плотности воздуха и, таким образом, уменьшения количества работы, которая должна быть совершена компрессором 5 для достижения конечного давления воздуха для горения.

На горячем конце газотурбинного двигателя 1, т.е. на конце, где расположена турбина 13 низкого давления, или силовая турбина, может быть выполнено нагрузочное соединение 21. Соединение 21 приводится во вращение турбиной 13.

Вышеописанный газотурбинный двигатель 1 работает следующим образом. Окружающий воздух всасывается компрессором 3 низкого давления и сжимается до первого уровня давления. Частично сжатый воздух направляется через холодильник 19 перед его подачей к компрессору 5 высокого давления. Таким образом, температура воздушного потока понижается, а его плотность увеличивается с обеспечением снижения мощности, требуемой для дальнейшего сжатия компрессором 5.

Затем частично сжатый и охлажденный воздух подается к стороне пониженного давления компрессора 5, сжимается до конечного давления и подается к камере 7 сгорания. К воздуху добавляется топливо F, и воздушно-топливная смесь поджигается с образованием горячего и сжатого газа сгорания. Газ сгорания последовательно расширяется в турбине 9 высокого давления, турбине 11 среднего давления и турбине 13 низкого давления, или силовой турбине. В каждой турбине часть энергии газа, расширяющегося при прохождении через нее, преобразуется в полезную механическую энергию, которая может быть снята с соответствующих валов.

Механическая энергия, генерируемая турбиной 9, полностью используется для приведения в действие компрессора 5, тогда как механическая энергия, генерируемая турбиной 11, полностью используется для приведения в действие компрессора 3.

Механическая энергия, генерируемая турбиной 13, может быть снята с соединения 21 для приведения в действие оборудования, не показанного на Фиг. 1. В некоторых вариантах выполнения приводимое в действие оборудование содержит электрический генератор. В других вариантах выполнения приводимое в действие оборудование содержит один или более компрессоров. Указанное оборудование может содержать любое другое оборудование, для работы которого требуется механическая энергия. Одна и та же газовая турбина может приводить в действие более одной ротационной машины, например один или более компрессоров и/или один или более генераторов. На трансмиссионном валу, соединяющем силовую турбину 13 с приводимым в действие оборудованием, между газовой турбиной и указанным оборудованием и/или между последовательно расположенными ротационными машинами, приводимыми в действие этой же газовой турбиной, могут быть выполнены одно или более устройств регулирования скорости, например редукторы, так что скорость вращения различных ротационных машин может быть различной.

На Фиг. 2 схематически изображен вид сверху конфигурации газотурбинного двигателя и соответствующих нагрузок, приводимых им в действие, причем указанные двигатель и нагрузки расположены на палубе 25 плавучей конструкции. Плавучая конструкция может представлять собой морскую платформу. В других вариантах выполнения плавучая конструкция может представлять собой судно. Основные компоненты газотурбинного двигателя 1, показанные на Фиг. 2, обозначены теми же номерами позиций, что и на Фиг. 1.

Газотурбинный двигатель 1 может быть помещен в кожух 27, который, в свою очередь, опирается на палубу 25. В некоторых вариантах выполнения газотурбинный двигатель 1 и соответствующий кожух 27 поддерживаются платформой 29. Платформа 29 может, в свою очередь, поддерживаться базовой плитой 31. В некоторых вариантах выполнения платформа 29 и плита 31 могут представлять собой единую конструкцию.

На Фиг. 2 показаны спиральный корпус 33 выходного диффузора компрессора 3 и спиральный корпус 35 впускного коллектора компрессора 5. Корпус 33 присоединен с помощью патрубка 32 и расположенного вдоль него гибкого сочленения 37 к холодильнику 19, и частично сжатый воздух проходит через указанный корпус в холодильник 19.

Корпус 35 присоединен к холодильнику 19 с помощью патрубка 34 и гибкого сочленения 39, расположенного вдоль патрубка.

В некоторых вариантах выполнения холодильник 19 поддерживается на палубе 25 с помощью отдельной конструкции для холодильника, схематически показанной под номером 41 позиции. Гибкие сочленения 37 и 39 компенсируют возможные несоосности или смещения между холодильником 19 и соответственно корпусом 33 и корпусом 35 двигателя 1. Указанные несоосности и/или смещения могут быть вызваны изгибными деформациями палубы 25, ускорениями, обусловленными волнениями моря, и рабочими нагрузками, создаваемыми газотурбинным двигателем. Таким образом, сочленения 37 и 39 обеспечивают возможность установки двигателя 1 на плите 31, выполненной отдельно от базовой плиты, платформы или конструкции 41, на которую опирается холодильник 19.

В некоторых вариантах выполнения плита 31 может поддерживаться на палубе 25 с помощью многоточечной соединительной системы. В других вариантах выполнения предпочтительно используется по существу изостатическая соединительная система, например трехточечная опорная система, при этом плита 31 присоединена к палубе 25 с помощью трех сочленений. Сочленения могут представлять собой сферические сочленения, также называемые универсальными шарнирными соединениями, или антивибрационные опоры (AVM). Такой тип соединения гарантирует соединение с палубой, свободное от деформаций базовой плиты вследствие локальных прогибов палубы. Каждое сочленение выполнено и расположено так, что обеспечено соединение между базовой плитой и палубой с возможностью лишь незначительных поступательных перемещений.

В некоторых вариантах выполнения указанные три сочленения расположены в вершинах равнобедренного треугольника. На Фиг. 2 и 2А показано предпочтительное расположение трех сочленений 32А, 32В, 32С. Первое сочленение 32А расположено приблизительно на центральной линии газотурбинного двигателя 1. Второй сочленение 32В и третье сочленение 32С расположены в предпочтительно симметричных местоположениях относительно центральной линии, под нагрузкой, предпочтительно в промежуточном положении вдоль осевого направления прохождения нагрузки, и более предпочтительно - под центром тяжести нагрузки.

В особенно предпочтительных вариантах выполнения первое сочленение 32А расположено под газотурбинным двигателем 1 приблизительно между корпусом 33 и корпусом 35, т.е. совмещено с соединением между двигателем 1 и холодильником 19.

На Фиг. 2 показаны дополнительные вспомогательные средства или компоненты газотурбинной системы. Более конкретно, газотурбинный двигатель 1 может содержать спускную систему 43, которая выполнена на патрубке 32, соединяющем корпус 33 с холодильником 19. В другом варианте выполнения спускная система 43 непосредственно присоединена к корпусу промежуточного холодильника. Система 43 предназначена для стравливания частично сжатого воздуха из компрессора 3 при определенных рабочих условиях. Система 43 может быть выполнена со стравливающей выводной трубой 45, которая может содержать шумоглушительное устройство. Труба 45 и соответствующие вспомогательные средства, такие как шумоглушительное устройство, могут опираться непосредственно на палубу 25 или на отдельную платформу или базовую плиту (не показана), выполненную отдельно от плиты 31, которая поддерживает газотурбинный двигатель 1. Между спускной системой 43 и газотурбинным двигателем 1 на патрубке, соединяющем корпус 33 с холодильником 19, может быть выполнено дополнительное гибкое сочленение 38. Для регулирования спускаемого объема может быть выполнен регулируемый спускной клапан 46.

На Фиг. 2 также показана впускная камера 47, расположенная на холодном конце газотурбинного двигателя и соединяющая двигатель 1 с фильтровальной секцией 49. Секция 49 содержит фильтровальные устройства, фильтрующие воздух для горения, всасываемый компрессором 3, и вентиляционный воздух для охлаждения кожуха 27 двигателя 1.

В некоторых вариантах выполнения секция 49 может опираться непосредственно на палубу 25.

Между секцией 49 и кожухом 27 расположено соединение 51. В некоторых вариантах выполнения соединение 51 может быть достаточно гибким для компенсации возможных изгибных деформаций палубы 25 и вызванных ими несоосностей или смещений секции 49 относительно плиты 31, на которую опирается газотурбинный двигатель 1. В других вариантах выполнения между секцией 49 и кожухом 27 расположено гибкое сочленение, так что система становится более устойчивой к деформациям или смещениям.

На Фиг. 2 показана выпускная камера 53, расположенная на горячем конце газотурбинного двигателя 1. Камера 53 присоединена к выпускной трубе 55, которая может опираться на палубу 25 непосредственно или через базовую плиту или платформу (не показана). Между камерой 53 и трубой 55 выполнено проточное соединение 57. Соединение 57 компенсирует возможные смещения или несоосности, вызванные изгибными деформациями палубы 25.

В варианте выполнения, изображенном на Фиг. 2, газотурбинный двигатель 1 приводит во вращение оборудование или нагрузку, содержащую (содержащее) первый компрессор 57 и второй компрессор 59, расположенные последовательно и соединенные друг с другом при помощи общего трансмиссионного вала 61. Трансмиссионный вал 61 присоединен к нагрузочному соединению 21 двигателя 1. Механическое соединение между валом 61 и соединением 21 может быть осуществлено с помощью гибкого сочленения с промежуточным редуктором или без него, как описано более подробно ниже со ссылкой на некоторые возможные варианты выполнения нагрузочного соединения.

В некоторых вариантах выполнения приводимое в действие оборудование, например компрессоры 57 и 59, может опираться на платформу 63, которая, в свою очередь, опирается на базовую плиту 31.

В варианте выполнения, изображенном на Фиг. 2, имеются две платформы 63А, 63В для приводимого в действие оборудования. В других вариантах выполнения, не показанных на чертежах, может быть выполнена одна платформа для приводимого в действие оборудования, на которой расположены две или более ротационных машин, например центробежных компрессоров.

На Фиг. 3-12 схематично изображены различные возможные конфигурации машин, расположенных на базовой плите 31, а именно газотурбинного двигателя 1 и приводимого в действие оборудования, механически соединенного с ним.

На Фиг. 3 изображена конфигурация, соответствующая конфигурации, показанной более подробно на Фиг. 2. Одинаковые номера позиций обозначают одинаковые или аналогичные компоненты, части или элементы.

На Фиг. 4 изображен вариант выполнения, в котором между нагрузочным соединением 21 газотурбинного двигателя 1 и первым компрессором 57 расположен редуктор 62. В варианте выполнения, изображенном на Фиг. 4, два компрессора 57 и 59 поддерживаются отдельными платформами 63А и 63В, причем первая платформа 63А также поддерживает редуктор 62. В других вариантах выполнения три машины 62, 57 и 59 могут поддерживаться одной платформой, установленной на плите 31. В других вариантах выполнения редуктор 62 может опираться на платформу, выполненную отдельно от платформы (платформ), которая поддерживает компрессоры.

На Фиг. 5 изображен модифицированный вариант выполнения, который аналогичен варианту выполнения, показанному на Фиг. 4, но в котором, в отличие от Фиг. 4, редуктор 62 расположен между первым компрессором 57 и вторым компрессором 59. Редуктор 62 может поддерживаться платформой 63 В, на которой расположен компрессор 59. В других вариантах выполнения редуктор 62 может поддерживаться первой платформой 63 А, на которой расположен первый компрессор 57. В других вариантах выполнения может быть выполнена одна платформа, поддерживающая два компрессора 57, 59 и промежуточный редуктор 62.

На Фиг. 6 изображен вариант выполнения, в котором газотурбинный двигатель 1 приводит в действие электрический генератор 64, непосредственно присоединенный к нагрузочному соединению 21 двигателя 1. Генератор 64 может поддерживаться платформой 63, которая, в свою очередь, опирается на базовую плиту 31.

На Фиг. 7 изображен еще один вариант выполнения, который аналогичен варианту выполнения, показанному на Фиг. 6, но в котором между нагрузочным соединением 21 газотурбинного двигателя 1 и генератором 64 расположен редуктор 73. Редуктор 73 может поддерживаться той же платформой 63, которая поддерживает генератор 64.

В вышеописанных вариантах выполнения отдельные машины, в том числе газотурбинный двигатель 1 и приводимое в действие оборудование, опираются на плиту 31 опосредованно с расположением между ними одной или более промежуточных платформ 21, 63, 63А, 63В. В других вариантах выполнения ротационные машины могут опираться непосредственно на плиту 31. Например, на Фиг. 8 те же машины, что показаны на Фиг. 3, опираются непосредственно на плиту 31. В этом иллюстративном варианте выполнения двигатель 1 также приводит в действие два последовательно расположенных компрессора 57 и 59 через соединение 21.

На Фиг. 9 те же машины, что показаны на Фиг. 4, а именно газотурбинный двигатель 1, два компрессора 57, 59 и редуктор 62, установлены непосредственно на плите 31.

На Фиг. 10 изображен модифицированный вариант выполнения, который аналогичен варианту выполнения, показанному на Фиг. 5, и в котором газотурбинный двигатель 1, первый компрессор 57, второй компрессор 59 и промежуточный редуктор 62 установлены непосредственно на плите 31.

Согласно еще одному варианту выполнения, изображенному на Фиг. 11, газотурбинный двигатель 1 приводит в действие электрический генератор 64, что аналогично варианту выполнения, показанному на Фиг. 6. Однако в варианте выполнения, изображенном на Фиг. 11, двигатель 1 и генератор 64 установлены непосредственно на плите 31 без наличия между ними какой-либо промежуточной платформы.

Наконец, на Фиг. 12 изображена конфигурация, которая аналогична показанной на Фиг. 7 и в которой между нагрузочным соединением 21 газотурбинного двигателя 1 и генератором 64 расположен редуктор 73. Газотурбинный двигатель 1, редуктор 73 и генератор 64 установлены непосредственно на плите 31.

В некоторых вариантах выполнения может иметься другое приводимое в действие оборудование, например одиночный компрессор или цепь компрессоров, содержащая более двух компрессоров. В других, непоказанных вариантах выполнения газовая турбина может приводить в действие комбинацию из одного или более компрессоров и одного или более электрических генераторов.

В некоторых вариантах выполнения компрессор или компрессоры могут представлять собой центробежные компрессоры, например холодильные компрессоры для LNG системы, используемой для сжижения природного газа, который затем перекачивается от морской платформы или судна, на котором расположены газотурбинный двигатель 1 и соответствующее приводимое в действие оборудование, в LNG судно для осуществления транспортировки.

На Фиг. 13 изображен схематический вид сверху судна 71, на котором расположены две газотурбинное системы и соответствующее приводимое в действие оборудование, описанные выше. Указанные два газотурбинных двигателя и устройства оборудования обозначены как 73А и 73В. Они могут быть расположены в продольной ориентации в направлении нос-корма.

В варианте выполнения, описанном в связи с Фиг. 2 и 2А, холодильник 19, газотурбинный двигатель 1 и оборудование 57, 59 расположены на одной и той же палубе 25 плавучей конструкции. Однако, например, для экономии пространства может быть предусмотрена другая конфигурация. На Фиг. 14-17 схематично изображены пять различных альтернативных конфигураций, в которых холодильник 19 и газотурбинный двигатель 1 расположены на разных уровнях, на разных палубах плавучей конструкции для уменьшения общей площади основания установки. Все чертежи весьма схематичны и изображают основные компоненты установки в виде спереди.

На Фиг. 14-17 газотурбинный двигатель 1 и плита 31 расположены на верхней палубе 25U. Холодильник 19 расположен на нижней палубе 25L. Патрубки 32, 34 с соответствующими гибкими сочленениями 37, 38, 39 проходят по меньшей мере частично вертикально для соединения газотурбинного двигателя 1, расположенного на верхнем уровне, с холодильником 19, расположенным на нижнем уровне.

На Фиг. 14 холодильник 19 и плита 1 сдвинуты в поперечном направлении так, что холодильник 19 находится не под двигателем 1, а в стороне от него и на более низком уровне. Оба патрубка 32, 34 имеют два изгиба.

На Фиг. 15 конфигурация аналогична показанной на Фиг. 14, но поперечный сдвиг холодильника 19 относительно плиты 31 и двигателя 1 меньше, и вдоль каждого патрубка 32, 34 выполнен только один изгиб.

На Фиг. 16 и 17 холодильник 19 расположен под плитой 31 и газотурбинным двигателем 1. На Фиг. 16 между холодильником 19 и двигателем 1 имеется криволинейное соединение, тогда как в конфигурации, показанной на Фиг. 17, выполнено прямое вертикальное соединение.

Несмотря на то, что раскрытые в данном документе варианты выполнения изобретения изображены на чертежах и полностью обстоятельно и подробно описаны выше в отношении нескольких иллюстративных вариантов выполнения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что возможно выполнение множества модификаций, изменений и опущений без существенного отклонения от новых идей, принципов и концепций, изложенных в данном документе, и преимуществ изобретения, перечисленных в прилагаемой формуле изобретения. Соответственно, надлежащий объем раскрытых нововведений должен определяться только самым широким толкованием прилагаемой формулы изобретения с охватом всех таких модификаций, изменений и опущений. Разные особенности, конструкции и средства различных вариантов выполнения могут различным образом комбинироваться.

1. Морская газотурбинная система, содержащая плавучую конструкцию с по меньшей мере одной палубой и базовой плитой, установленной на указанной палубе и поддерживающей газотурбинный двигатель, содержащий компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления, турбину среднего давления и турбину низкого давления, причем компрессор низкого давления приводится во вращение турбиной среднего давления, а компрессор высокого давления приводится во вращение турбиной высокого давления, при этом турбина низкого давления содержит нагрузочное соединение,

по меньшей мере одно приводимое в действие устройство, механически присоединенное к нагрузочному соединению турбины низкого давления и приводимое во вращение указанной турбиной,

при этом между компрессором низкого давления и компрессором высокого давления выполнен промежуточный холодильник, и воздух при первом значении давления, подаваемый компрессором низкого давления, проходит через указанный холодильник перед его подачей в компрессор высокого давления, и

базовая плита опирается на указанную палубу отдельно от промежуточного холодильника, при этом промежуточный холодильник присоединен к спиральному корпусу выпускного диффузора компрессора низкого давления и к спиральному корпусу впускного коллектора компрессора высокого давления с помощью соответствующих гидравлических/пневматических соединений, устойчивых к смещению.

2. Газотурбинная система по п. 1, в которой между спиральным корпусом выпускного диффузора компрессора низкого давления и промежуточным холодильником или на самом промежуточном холодильнике расположена регулируемая спускная клапанная система, содержащая выводную трубу и шумоглушительное устройство, опирающиеся на палубу отдельно от базовой плиты.

3. Газотурбинная система по п. 1, в которой базовая плита присоединена к палубе с помощью по существу изостатического соединения.

4. Газотурбинная система по п. 1, в которой базовая плита присоединена к палубе с помощью трехточечного соединения.

5. Газотурбинная система по п. 4, в которой трехточечное соединение содержит три сочленения, расположенные под базовой плитой и между базовой плитой и палубой плавучей конструкции и находящиеся предпочтительно в вершинах по существу равнобедренного треугольника.

6. Газотурбинная система по п. 4, в которой трехточечное соединение содержит первое сочленение, второе сочленение и третье сочленение, причем первое сочленение расположено под газотурбинным двигателем, приблизительно вдоль его центральной линии и приблизительно у проточного соединения между газотурбинным двигателем и промежуточным холодильником, а второе и третье сочленения расположены под приводимым в действие устройством.

7. Газотурбинная система по п. 1, в которой приводимое в действие устройство содержит по меньшей мере один компрессор.

8. Газотурбинная система по п. 7, в которой указанный по меньшей мере один компрессор присоединен с помощью редуктора к нагрузочному соединению турбины низкого давления.

9. Газотурбинная система по п. 7, в которой приводимое в действие устройство содержит по меньшей мере первый компрессор и второй компрессор, расположенные последовательно, при этом между газотурбинным двигателем и первым компрессором расположен редуктор.

10. Газотурбинная система по п. 7, в которой приводимое в действие устройство содержит по меньшей мере первый компрессор и второй компрессор, расположенные последовательно, при этом между первым компрессором и вторым компрессором расположен редуктор.

11. Газотурбинная система по п. 1, в которой газотурбинный двигатель поддерживается платформой, прикрепленной к базовой плите.

12. Газотурбинная система по п. 1, в которой приводимое в действие устройство поддерживается нагрузочной платформой, прикрепленной к базовой плите.

13. Газотурбинная система по п. 1, в которой приводимое в действие устройство содержит первый компрессор и второй компрессор, которые поддерживаются соответствующей платформой первого компрессора и платформой второго компрессора, присоединенными к базовой плите.

14. Газотурбинная система по любому из пп. 1-13, в которой и базовая плита, и промежуточный холодильник расположены на указанной по меньшей мере одной палубе.

15. Газотурбинная система по любому из пп. 1-13, в которой промежуточный холодильник расположен на второй палубе, на другом уровне по сравнению с указанной по меньшей мере одной палубой.

16. Газотурбинная система по п. 15, в которой вторая палуба расположена под указанной по меньшей мере одной палубой.

17. Газотурбинная система по п. 15, в которой базовая плита и промежуточный холодильник по меньшей мере частично перекрывают друг друга в вертикальном направлении.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к экспериментальным установкам по проведению аэроакустических исследований турбовентиляторных двигателей летательных аппаратов. Входное устройство представляет собой плавно расширяющийся цилиндрический канал, состоящий из однотипных, цельных, соединенных между собой деталей.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонагнетателями. Соединительный узел (100) турбонагнетателя, работающего на выхлопных газах, предназначен для присоединения турбонагнетателя к выпускному коллектору двигателя.

Изобретение относится к конструированию узлов крепежной арматуры трубопроводов в машиностроении, преимущественно в турбомашиностроении. Узел крепления трубопровода на корпусе турбомашины содержит хомут, охватывающий участок трубопровода и закрепленный при помощи средства фиксации на корпусе турбомашины, при этом хомут снабжен по меньшей мере двумя фланцами со сквозными отверстиями под средство фиксации, прокладку, установленную между хомутом и охватываемым участком трубопровода.

Двухконтурный турбореактивный двигатель, содержащий выпускной картер, имеющий центральную ступицу (13) и средства (11) соединения, выполненные с возможностью передачи усилий, создаваемых турбореактивным двигателем, на конструкцию приводимого в движение этим двигателем летательного аппарата, при этом упомянутые средства соединения являются двумя стойками, проходящими от центральной ступицы, пересекая холодный поток упомянутого турбореактивного двигателя, и отличающимися тем, что они жестко закреплены на упомянутой центральной ступице и расположены диаметрально противоположно друг другу.

Группа изобретений относится к нефтегазовой области. Газоперекачивающий агрегат (ГПА) содержит последовательно сообщенные по рабочему телу: тракт всасывания воздуха, газотурбинную установку с входным устройством для подачи воздуха из камеры всасывания воздуха на вход в ГТД, тракт выхлопа отработанных газов, газовый компрессор и систему охлаждения ГТД.

Газотурбинная установка, содержащая два конструктивных кольцевых картера, соединенные между собой при помощи средств передачи усилий тяги двигателя, которые включают в себя штанги, отличающаяся тем, что эти средства передачи усилий тяги дополнительно включают в себя по меньшей мере одну коробку приводов агрегатов, которая закреплена на первом из упомянутых картеров и которая соединена упомянутыми штангами с другим из упомянутых картеров.

Изобретение относится к конструированию узлов соединительной арматуры трубопроводов в машиностроении, преимущественно турбомашиностроении. Узел соединения трубопроводов турбомашины содержит хомут, закрепленный на по меньшей мере двух трубопроводах и выполненный в виде пары колодок с выемками под трубопроводы, прокладки, расположенные в выемках между колодками и трубопроводом.

Изобретение относится к опорным конструкциям турбомашин. Опорная конструкция может включать в себя первый и второй основные полые опорные элементы, каждый из которых имеет продольную ось и квадратное поперечное сечение.

Опорный узел редукторной системы турбомашины содержит опору, имеющую более податливую часть и менее податливую часть. Менее податливая часть содержит стопор, ограничивающий осевое перемещение редукторной системы в турбомашине.

Газотурбинный двигатель содержит гибкую опору для зубчатой передачи привода вентилятора. Первая турбинная секция имеет первую выходную площадь и способна вращаться с первой скоростью.

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в паровых турбинах для соединения выхлопного патрубка паровой турбины и приемного патрубка (горловины) конденсатора при проведении стендовых испытаний паровых турбин.

Система крепления содержит раму (9) основания, имеющую верхнюю сторону для крепления вращающихся машин (3, 5, 7) и нижнюю сторону. Набор основных опорных элементов (13) расположен по треугольной схеме и образует трехточечное устройство крепления, задающее плоскость установки.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, преимущественно к авиадвигателестроению, а именно к узлам соединения агрегатов с обечайкой корпуса турбомашины.

Изобретение относится к системам поворота рабочего колеса для вертикального выставления рабочего колеса, в частности рабочего колеса газовой турбины, для выполнения работ по техническому обслуживанию и/или ремонту, включающей в себя поворотную стойку, имеющую установленное на ней поворотное устройство, и по меньшей мере одну опорную стойку, при этом система поворота рабочего колеса имеет снабженный множеством вертикально выдвигаемых опорных ножек и вмещающий в себя поворотную стойку, а также опорную стойку, каркас большой грузоподъемности, который выполнен с возможностью транспортировки и рассчитан на то, чтобы через опорные ножки передавать силы при вертикальном выставлении рабочего колеса, расположенного на поворотной стойке и опорной стойке, в основание, на котором он размещен.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям обшивок, размещенных между двигателем и гондолой. Структура обшивки, расположенная между двигателем и гондолой воздушного судна, содержит кожух, окружающий двигатель и содержащий множество секторов (12А,12В), по меньшей мере, один радиальный кронштейн (14), обеспечивающий соединение с гондолой; и множество крепежных средств для прикрепления указанного множества секторов кожуха друг к другу или к указанному, по меньшей мере, одному радиальному кронштейну.

Основание, предназначенное для установки и опоры роторной машины. Основание (1) содержит центральный удлиненный элемент (23), устойчивый к изгибу и кручению, и по меньшей мере первый несущий нагрузку поперечный элемент (25), проходящий поперечно относительно указанного удлиненного элемента.

Изобретение относится к статорам газовых турбин газотурбинных двигателей авиационного применения. Статор газовой турбины, в наружном корпусе которой установлены секторы разрезного сотового кольца, выполненного двухслойным, с опорными элементами на переднем и заднем осевых концах сектора.

Воздухозаборная камера для газотурбинного двигателя содержит полый корпус и по меньшей мере одну отсоединяемую часть. Полый корпус имеет воздухозаборное отверстие и воздуховыпускное отверстие, расположенное и выполненное с обеспечением возможности присоединения к указанному газотурбинному двигателю.

Воздухозаборная камера для газотурбинного двигателя содержит полый корпус и по меньшей мере одну отсоединяемую часть. Полый корпус имеет воздухозаборное отверстие и воздуховыпускное отверстие, расположенное и выполненное с обеспечением возможности присоединения к указанному газотурбинному двигателю.

Изобретение относится к опорным конструкциям турбомашин. Опорная конструкция может включать в себя первый и второй основные полые опорные элементы, каждый из которых имеет продольную ось и квадратное поперечное сечение.

Морская газотурбинная система содержит плавучую конструкцию с по меньшей мере одной палубой и базовой плитой, установленной на палубе. Базовая плита поддерживает газотурбинный двигатель, содержащий компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления, турбину среднего давления и турбину низкого давления. Компрессор низкого давления приводится во вращение турбиной среднего давления, а компрессор высокого давления приводится во вращение турбиной высокого давления. Турбина низкого давления содержит нагрузочное соединение. Система также содержит приводимое в действие устройство, механически присоединенное к нагрузочному соединению турбины низкого давления. Между компрессором низкого давления и компрессором высокого давления расположен промежуточный холодильник, присоединенный к ним при помощи соединений, устойчивых к смещению. Базовая плита опирается на палубу отдельно от промежуточного холодильника. Благодаря этому обеспечивается возможность установки газотурбинного двигателя на базовой плите на верхней палубе и расположения промежуточного холодильника на отдельной опорной конструкции на другой палубе, например на нижней палубе, находящейся под палубой, на которой расположены базовая плита и газотурбинный двигатель. Таким образом, в заявленной системе обеспечено уменьшение общего размера и площади основания газотурбинной установки. 16 з.п. ф-лы, 18 ил.

Наверх