УСТАНОВКА ДЕТАНДЕР-ГЕНЕРАТОРНАЯ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к детандер-генераторным агрегатам (ДГА) и предназначена для утилизации тепловой энергии, содержащейся в транспортируемом по магистралям природном газе. ДГА может быть установлен в любом месте, где происходит понижение давления газа: газораспределительные станции и газораздаточные пункты, котельные, ТЭЦ.
Известна установка детандер-генераторная, включающая корпус с соосными входным и выходным патрубками, размещенный внутри корпуса в подшипниках вал, на котором консольно установлено рабочее колесо детандера и элементы ротора генератора, а также статор (см. патент RU 70311, опубл. 20.01.2008). Недостатками известной установки является сложность установки и небольшой срок службы ее элементов.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в упрощении конструкции и увеличении долговечности установки. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в установке детандер-генераторной, включающей корпус с соосными входным и выходным патрубками, размещенный внутри корпуса в подшипниках вал, на котором консольно установлено рабочее колесо детандера и элементы ротора генератора, а также статор, подшипники выполнены магнитными, корпус агрегата выполнен составным и включает входную, промежуточную, центральную и выходную секции, скрепленные между собой посредством фланцевого соединения и центрованные с помощью направляющих буртов, уплотненно входящих во внутреннюю расточку соседней секции, причем рабочее колесо установлено на стыке входной и промежуточной секций, крышка первого подшипника вала расположена на стыке промежуточной и центральной, а второго - центральной и выходной секций, при этом статор закреплен в собственном корпусе, установленном внутри центральной секции корпуса агрегата так, что между указанными корпусами образован канал для прохода рабочей среды от входного патрубка к выходному, на наружной поверхности центральной секции закреплен блок кабелей магнитных подшипников, а кабельный вывод, отводящий электроэнергию от генератора, закреплен на выходной секции.
На Фиг. представлен поперечный разрез предлагаемой установки.
Установка оснащена корпусом с соосными входным и выходным патрубками, не имеющим опорных поверхностей, и может монтироваться на трубопроводах в местах, удобных заказчику, что позволяет значительно уменьшить занимаемые им площади. Корпус выполнен составным и включает входную 1, промежуточную 2, центральную 3 и выходную 4 секции. Секции скреплены между собой посредством фланцевого соединения и центрированы с помощью направляющих буртов. Внутри корпуса в магнитных подшипниках 5 (максимально снижающих трение), крышки которых установлены на стыках промежуточной 2, центральной 3 и выходной 4 секций, размещен вал 6. На валу 6 между входной 1 и промежуточной 2 секциями консольно установлено рабочее колесо 7 активного типа с осевой подачей и элементы ротора генератора (позицией не обозначены). Статор 8 закреплен в собственном корпусе 9, также установленном внутри центральной секции 3 корпуса установки. Между корпусом 9 и секцией 3 корпуса установки образован канал для прохода рабочей среды от входного патрубка к выходному. На наружной поверхности секции 3 закреплен блок кабелей 10 магнитных подшипников 5. Кабельный вывод 11, отводящий электроэнергию от генератора, закреплен на секции 4.
Агрегат работает следующим образом.
Проходящий газ вращает колесо 7, при этом понижаются его давление и температура, то есть тепловая энергия газа преобразуется в механическую энергию вращения колеса 7. Вращающий момент посредством вала 6 передается элементам ротора генератора, в результате чего в обмотках статора 8 индуцируется ток высокой частоты. Охладившийся газ проходит по каналу между корпусом статора 9 и центральной секцией 3 корпуса установки к выходному патрубку. При этом статор 8 генератора охлаждается, а газ подогревается. Полученная электроэнергия через кабельный вывод 11 передается потребителю.
Такая конструкция позволяет беспрепятственно менять основные узлы установки, не разбирая ее полностью. Расположение наиболее нагруженных элементов - рабочего колеса и подшипников вала - на стыках секций корпуса, т.е. в плоскостях жесткости, снижает паразитные вибрации и радиальные нагрузки, продлевая их срок службы. Долговечность установки повышается также за счет автоматического охлаждения греющихся элементов проходящих газов. Использование рабочего колеса активного типа с осевой подачей, снижает осевую нагрузку на подшипники и исключает необходимость применения линий разгрузки от осевой силы (при этом нет дополнительных потерь газа, лабиринтных уплотнений и т.п.). Выполнение отдельного блока кабелей магнитных подшипников и его независимое крепление позволяет изолировать его от остальных элементов конструкции, что исключает возможность возникновения паразитных наводок на обслуживающие установку датчики. Расположение кабельного вывода 11 на выходной секции корпуса пространственно отделяет его от вращающихся узлов и исключает возможность его повреждения.
Предлагаемая установка предназначена для выработки трехфазного тока частотой 50 Гц, напряжением 0,4 кВ, номинальной мощностью 10 кВт и монтируется с автоматическим запорным клапаном.
Данная полезная модель позволяет упростить конструкцию и увеличить долговечности установки.