Силовая установка

14. А 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК ЯО 135 2 Г 02 В 37 ОО 51)4 РО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Волгоградский политехнический институт(57) Изобретение позволяет повысить экономичность установки путем увеличения утилизации тепла отработавших газов. В рубашке охлаждения выполнена воздушная полость, охватывающая цилиндры. Дополнительная паровая турбина (ПТ) 13 кинематически связана с турбокомпрессором (ТК) 6. Впускные патрубки обеих ПТ 11 и 13 подключены к парогенератору 9 через парораспределитель 18. Нагнетатель 19 кинематически связан с утилизационной ПТ 8 и подключен к воздуховоду (ВВ) 22. ВВ 22 через воздухораспределитель 23 подсоединен к воздушной полости рубашки охлаждения и к воздуховпускному отверстию ТК 6. Воздушная турбина 21 выполнена с возможностью подсоединения к ней вспомогательных агрегатов и установлена в ВВ 22, Воздухоохладитель 20 размещен между ней и нагнетателем. Такое выполнение установки позволяет регулировать наддув двигателя на всех режимах работы, снизить насосные потери двигателя, обеспечивает стабильное охлаждение радиальной газовой турбины ТК 6 паром спаренной с ней на одной диске радиальной ПТ, способствует охлаждению воздуха, поступающего в наддувочный компрессор, обеспечивает стабильное охлаждение конденсатора и цилиндров двигателя, повышает степень утилизации энергии отработавших газов за счет получения пара более высоких параметров в парогенераторе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к силовым установкам с двигателями внутреннего сгорания с утилизацией тепла отработавших газов.Целью изобретения является повышение экономичности путем увеличения утилизации тепла отработавших газов.На чертеже изображена принципиальная схема установки.СилОвая установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания с внешним охлаждением сжатым воздухом, имеющий по меньшей мере один цилиндр 2 с крышкой 2 и кожух 4, охватывающий цилиндр 2 и образующий воздушную полость рубашки охлаждения. Газовая турбина 5 трубокомпрессора 6 наддува подключена к выпускному патрубку 7 двигателя 1. Утилизационная паротурбинная установка 8 содержит парогенератор 9, которой установлен в магистрали 10 выпуска отработавших газов газовой турбины 5 турбокомпрессора 6, и утилизационную паровую турбину 11, которая связана своим валом с коленчатым валом двигателя 1 через передачу 12, например клиноременную, Турбокомпрессор 6 наддува кинематически связан с дополнительной паровой турбиной 13, колесо которой расположено на одном диске с газовой турбиной 5.Обе паровые турбины соединены с парогенератором 9, который подключен подводящим 14 и отводящим 15 трубопроводами к водяной рубашке, образованной каналами 16, расположенными в крышке 3 цилиндра и снабжен отводящим трубопроводом 17. Парораспределитель 18 выполнен в виде перепускного канала с автоматическим вентилем. На валу утилизационной паровой турбины 11 установлен нагнетатель 19, соединенный через воздухоохладитель 20 с воздушной турбиной 21, выполненной с возможностью подсоединения к ней вспомогательных агрегатов. Эти элементы установлены последовательно в воздуховоде 22, связывающем нагнетатель 19 с воздухораспределителем 23. Последний при помощи трубопровода 24 подключен к воздушной полости охлаждения цилиндра 2 через конденсатор 25 паротурбинной установки 8, а при помоц;и трубопровода 26 подключен к воздуховпускному отверстию компрессора 27 турбокомпрессора 6 и через него к всасывающей магистрали двигателя 1, Утилизационная паровая турбина 11 может быть выполнена многоступенчатой по меньшей мере двухступенчатой и разделена на отсеки высокого и низкого давления, и выпускное отверстие дополнительной паровой турбины 13 может быть подключено при помощи паропровода 28 к стыку между ее отсеками.Установка работает следующим образом.На номинальном режиме работы двигателя спаренные газовая 5 и паровая 13 радиальные турбины турбокомпрессора 6 работают с неполной нагрузкой турбины 13 по пару и обеспечивают более высокий наддув двигателя 1, чем одна газовая турбина 5.При этом большая часть перегретого пара с помощью парораспределителя 18 подается на утилизационную паровую турбину 11, вращающую нагнетатель 19 и предающую избыточную мощность на коленчатый вал двигателя 1 через передачу 12, например клиноременную На вторую ступень (пониженного давления) утилизационной турбины 11 поступает также пар по паропро.воду 28 из радиальной турбины 13. На максимальных режимах регулирование наддувапроизводится не перепуском газа мимо газовой турбины 5, как это часто практикуется, а перепуском части перегретого парана утилизационную паровую турбину 11с помощью парораспределителя 18,При работе двигателя на частичных нагрузках, при недостаточном его наддуве увеличивается подача пара на радиальную тур 2 О бину 13, которая вместе со спаренной газовой турбиной 5 обесгечивает неоходимыйнаддув двигателя 1, позволяющий поддерживать практически постоянную мощность.Этому способствует и работа компрессора27 турбокомпрессора 6 на воздухе, охлаждаемом в воздушной турбине 21 (турбодетандере) и подаваемом по трубопроводу26.Часть охлажденного воздуха после воздушной турбины 21 через воздухораспредеЗ 0 литель 23 отбирается для охлаждения конденсатора 25 паротурбинной установки 8 иподается в кожух 4 воздушной полости рубашки охлаждения цилиндров 2 двигателя 1.Для охлаждения наиболее теплонапряженных деталей верхней части цилиндра 2 и его3 крышки 3 из парогенератора 9 подается потрубопроводу 14 насыщенный пар, которыйпропускается по каналам 16 и отводитсяпо трубопроводу 15 опять в парогенератор 9для дальнейшего перегрева,Такое устройство установки позволяет регулировать наддув двигателя на всех режимах работы за счет перепуска от парогенератора на спаренную с газовой радиальную паровую турбину турбокомпрессора илина силовую утилизационную паровую турби 4 ну, а также снизить насосные потери двигателя за счет привода наддувочного компрессора от спаренных на одном диске газовойи паровой радиальных турбин, Кроме того,такое выполнение установки обеспечиваетстабильное охлаждение радиальной газо 0 вой турбины турбокомпрессора паром спаренной с ней на одном диске радиальной паровой турбины и способствует охлаждению воздуха, поступающего в наддувочныйкомпрессор, за счет применения в установке воздушной турбины (турбодетандера),55 а также обеспечивает стабильное охлаждение конденсатора и цилиндров двигателя воздухом, охлажденным в турбодетандере и позволяет повысить степень утилизации энер1353914 Формула изобретения Составитель М. ФайнРедактор Л. Лангазо Текред И. Верес Корректор Л. ПилипенкоЗаказ 5325/30 Тираж 504 ПолписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по ледам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., л. 45Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгорол, уги Проектная, 4 гии отработавших газов за счет получения пара более высоких параметров в парогенераторе. 1. Силовая установка, содержашая двигатель внутреннего сгорания с турбокомпрессором наддува, рубашкой охлаждения цилиндров и крышкой, утилизационную паровую турбину, которая кинематически связана с валом двигателя и подключена к парогенератору, установленному в магистрали выпуска отработавших газов турбокомпрессора и подсоединенному к водяной полости рубашки, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности путем увеличения утилизации тепла отработавших газов, она снабжена дополнительной паровой турбиной, воздушной турбиной, нагнетателем, парораспределителем, воздухораспределителем и воздуховодом, а в рубашке охлаждения выполнена воздушная полость,охватывающая цилиндры, причем дополнительная паровая турбина кинематически связана с турбокомпрессором, впускные патрубки обеих паровых турбин подключены кпарогенератору через парораспределитель,нагнетатель кинематически связан с утилизационной паровой турбиной и подключенк воздуховоду, последний через воздухораспределитель подсоединен к воздушнойполости рубашки охлаждечия и к воздуховпускному отверстию турбокомпрессора,воздушная турбина выполнена с возможностью подсоединения к ней вспомогательныхагрегатов и установлена в воздуховоде, авоздухоохладитель размешен между ней и15 нагнетателем,2. Установка по п. 1, отличающаясятем, что утилизационная паровая турбинаразделена на отсеки высокого и низкогодавления и выпускное отверстие дополнительной паровой турбины подключено к стыку2 О между отсеками утилизационной паровойтурбины.