ТУРБОДЕТАНДЕРНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована при проектировании турбодетандерных установок, предназначенных для преобразования избыточного давления газа газораспределительных сетей в электроэнергию.
Известна турбодетандерная установка, содержащая газорасширительную турбину, приводящую во вращение электрогенератор. (1). Вал газорасширительной турбины, установленной в корпусе-вставке газопроводящей трубы, соединен через редуктор с валом электрогенератора, размещенного снаружи. Для обеспечения достаточной степени взрывобезопасности в месте вывода вращающегося вала турбины из полости трубы, в которой газ находится под давлением, установлены механические уплотнения. Однако из-за высоких механических перегрузок уплотнения быстро изнашиваются и требуют частых замен, что ведет к увеличению стоимости эксплуатации установки, при этом степень взрывоопасности остается достаточно высокой.
Наиболее близкой к данной полезной модели является турбодетандерная установка (2), содержащая газорасширительную турбину, приводящую во вращение электрогенератор. Электрогенератор и турбина смонтированы на едином валу. Газорасширительная турбина установлена в корпусе-вставке газопроводящей трубы, а электрогенератор размещен снаружи. Известному устройству (2) присущи все вышеперечисленные недостатки установки (1), а именно: большие эксплуатационные затраты и низкая степень взрывобезопасности.
Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели, является повышение степени взрывобезопасности и снижение эксплуатационных затрат.
Технический результат достигается тем, что в турбодетандерной установке, содержащей электрогенератор, вал которого соединен с валом газорасширительной турбины (2), электрогенератор и газорасширительная
турбина размещены в газопроводящей трубе во вмонтированном в нее съемном корпусе-вставке, имеющем герметичные электровыводы, предназначенные для вывода цепей электрогенератора наружу.
На чертеже представлена конструктивная схема турбодетандерной установки.
Устройство содержит электрогенератор 1, вал которого соединен с валом газорасширительной турбины 2. Электрогенератор 1 и газорасширительная турбина 2 размещены в газопроводящей трубе во вмонтированном в нее съемном корпусе-вставке 3. Корпус-вставка 3 имеет герметичные электровыводы 4, предназначенные для вывода цепей электрогенератора 1 наружу.
2
2
2
2
Работа детандер-генераторных установок основана на использовании разности давлений газа в газопроводах. Избыточное давление газораспределительных сетей преобразуется турбиной 2 в механическую энергию, приводящую во вращение вал генератора 1, который в свою очередь, преобразует ее в электроэнергию. Турбодетандерная установка подключается к газоредуцирующей станции, которая обеспечивает понижение давления газа, например, с 40 кГ/см до 12 кГ/см, или с 12 кГ/см до 3 кГ/см. При работе установки газ не сжигается, а только пропускается через детандер (газорасширительную турбину) и с заданным давлением поступает дальше к потребителю. Данный принцип преобразования реализует бестопливный способ получения полезной электроэнергии при одновременном уменьшении потерь в газоредуцирующей станции, а отсутствие процесса сжигания природного газа обеспечивает экологическую чистоту технологического процесса.
Корпус-вставка может быть выполнен в виде отрезка трубы, соединенного с основной газопроводящей трубой с помощью сварки. Сопряжения размеров вставки и трубы выполнены, например, с помощью торцевых фланцев.
Электрогенератор может быть выполнен по любой известной схеме, например, в виде синхронного бесконтактного генератора на постоянных магнитах. Если схема генератора допускает (гипотетически) появление искры в процессе работы, то всю конструкцию в целях пожаробезопасности следует поместить в соответствующий герметический корпус.
Вывод выходных электрических цепей генератора наружу осуществлен с помощью гермовыводов, установленных в корпусе-вставке, что позволяет полностью исключить утечку газа из трубы и, следовательно, повысить взрывобезопасность. Конструкция выводных проводов генератора должна удовлетворять условиям пожаробезопасности.
Размещение газорасширительной турбины и электрогенератора внутри газопроводящей трубы позволяет исключить установку механических уплотнений, что ведет к снижению эксплуатационных расходов и повышению степени взрывобезопасности.
Наличие съемного корпуса-вставки с размещенной внутри нее турбогенераторной установкой делает возможным создание типового ряда
энергосберегающих детандер-генераторных систем в широком диапазоне давлений транспортируемого газа в газораспределительных сетях.
Составитель описания: Н.Н.Лаптев
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:
ОАО «Калужский турбинный завод», «Оборудование для нефтяной и газовой промышленности» номенклатурный перечень №4, г.Калуга, 2004 г. RU 2208170 C1, F01D 15/10, 2002 г.