ТУРБОБЛОК ГАЗОТУРБИННОГО АГРЕГАТА

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при разработке газотурбинных электростанций (ГТЭС) и газоперекачивающих агрегатов (ГПА).
В связи с тем, что для работы газотурбинного двигателя (ГТД) в качестве топлива используется природный газ, одной из задач обеспечения безопасной эксплуатации ГТЭС и ГПА с газотурбинным приводом является применение в их конструкции решений, позволяющих исключить или снизить до безопасного уровня утечки топливного газа при возникновении неисправностей оборудования или аварийных ситуаций.
Известна конструкция турбоблока, который содержит контейнер, приводной газотурбинный двигатель и трубопровод подвода топливного газа (см. книгу А.И.Апанасенко и др. "Монтаж, испытания и эксплуатация газоперекачивающих агрегатов в блочно-контейнерном исполнении", Ленинград, «Недра», 1991г., стр.19-23, рис.7).
Недостатком данной конструкции является невозможность ограничения утечек газа в помещение контейнера до безопасного уровня в случае нарушения герметичности трубопровода перед стопорным клапаном ГТД, а также утечек газа в камеру сгорания при возникновении таких отказов системы автоматического управления (САУ) или системы топливопитания ГТД, которые влекут за собой невозможность осуществления отсечки топливного газа. В первом случае возможно создание пожаровзрывоопасной ситуации, во втором - раскрутка свободной турбины до скоростей, влекущих за собой ее разрушение или неисправность.
Технической задачей предполагаемого изобретения является исключение указанного недостатка.
Технический результат достигается тем, что в трубопроводе подвода топливного газа турбоблока газотурбинного агрегата установлен отсечной клапан, заключенный в оболочку, полость которой сообщается с вытяжным устройством.
На фиг.1 представлена предлагаемая конструкция турбоблока.
Турбоблок состоит из контейнера 1, расположенного внутри него ГТД 2, трубопровода подвода топливного газа 3, содержащего отсечной клапан 4, оболочки 5, охватывающей клапан 4 и его соединения с элементами трубопровода 3, и вытяжного устройства 6, имеющего в своем составе вентиляторы 7 (основной и резервный) и заслонку 8. Контейнер 1 с размещенным в нем ГТД 2 и трубопровод 3 с клапаном 4, заключенным в оболочку 5, установлены в помещении газотурбинного агрегата 9, а вытяжное устройство 6 - за его пределами.
Клапан 4 предназначен для перекрытия поступления топливного газа к ГТД 2 в случае нарушения герметичности элементов системы топливопитания, расположенных в полости контейнера 1, а также в случае невозможности прекращения поступления газа в камеру сгорания запорно-регулируемыми элементами системы топливо питания ГТД из-за их неисправности, или невозможности управления ими по причине отказа САУ ГТД.
Быстродействие клапана 4 и протяженность участка трубопровода 3 от клапана 4 до ГТД 2 выбраны таким образом, чтобы количество газа, заключенное в указанном участке трубопровода, в случае утечки, в сумме с утечками из него, возможными за время закрытия клапана 4 не приводило, в зависимости от направления утечки, к созданию пожаровзрывоопасных ситуаций или раскрутки свободной турбины ГТД сверх допустимых скоростей.
Конструкцией клапана предусмотрено его открытие при подаче электропитания, и закрытие при снятии последнего. Это позволяет произвести отсечку топливного газа даже в случае сбоя в электропитании
систем газотурбинного агрегата, который может привести к невозможности управления запорно-регулирующими элементами системы топливопитания ГДТ.
Оболочка 5 с вытяжным устройством 6 служит для исключения распространения возможных утечек газа из разъемных соединений клапана 4, и как следствие предотвращения создания в помещении 9 взрывоопасной зоны. Эта задача достигается созданием в полости оболочки 5 определенного уровня разрежения вентилятором 7, всасывающий патрубок которого расположен в полости 10, сообщающейся с полостью оболочки 5.
При запуске в работу газотурбинного агрегата задействуется один из вентиляторов 7 (основной). Вентилятор 7, всасывая воздух из полости 10 и выбрасывая его в атмосферу, создает в полости 10 и полости оболочки 5 разрежение. Поступление воздуха в полость 10 осуществляется через заслонку 8. Изменением проходного сечения заслонки 8 регулируется расход поступающего в полость 10 воздуха и устанавливается необходимая величина разрежения в полости 5. В процессе работы в случае выхода из строя основного вентилятора и падения уровня разрежения в полости оболочки ниже допустимой величины происходит переключение на резервный вентилятор.
Таким образом, предлагаемая конструкция турбоблока позволит снизить до безопасного уровня утечки топливного газа в полость контейнера ГТД или в камеру сгорания ГТД при возникновении неисправностей (в том числе и негерметичности) элементов системы топливопитания ГТД или отказах САУ ГТД.