ТУРБОБЛОК ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА
GAS COMPRESSOR PLANT TURBO UNIT

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании газоперекачивающих агрегатов (ГПА) с газотурбинным приводом.
Турбоблок является базовой сборочной единицей ГПА, вокруг которой компонуются остальные узлы (блоки) и конструктивные элементы.
Известна конструкция турбоблока ГПА, которая включает в себя приводной двигатель с подмоторной рамой и нагнетатель, установленные на общей раме на опорных поверхностях. Крутящий момент от вала свободной турбины приводного двигателя ротору нагнетателя передается с помощью тансмиссии, состоящей из муфт свободной турбины и нагнетателя и промежуточного вала (см. книгу А.И.Апанасенко и др. Монтаж, испытания и эксплуатация газоперекачивающих агрегатов в блочно-контейнерном исполнении. - Л.: Недра, 1991, с.19-23).
Конструктивно-компоновочная схема указанного турбоблока стала классической, однако ее углубленный анализ выявил ряд существенных недостатков, связанных с наличием в ней трансмиссии. К ним следует отнести:
- Увеличение габаритов (длины) турбоблока и, соответственно, габаритов монтажной площадки;
- Потребность проведения балансировки элементов трансмиссии, являющейся технологически сложной и трудоемкой операцией;
- Необходимость автономного маслообеспечения подшипников свободной турбины и нагнетателя;
- Относительно высокая стоимость трансмиссии, обусловленная применением высокопрочных сталей и технологией изготовления, требующей высокоточного оборудования.
Очевидно, что указанные недостатки снижают технические и эксплуатационные характеристики турбоблока, а с учетом изготовления и монтажа трансмиссии заметно повышают стоимость реализации разработки.
Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат достигается тем, что в турбоблоке газоперекачивающего агрегата, содержащем приводной двигатель с подмоторной рамой, установленные на общей раме на опорных поверхностях, вал нагнетателя непосредственно и жестко соединен с валом свободной турбины приводного двигателя, при этом в месте опорного подшипника для вала свободной турбины двигателя установлен единый опорный подшипник для валов свободной турбины двигателя и нагнетателя, выхлопная улитка свободной турбины двигателя жестко скреплена с корпусом нагнетателя, а корпус единого подшипника снабжен теплозащитным кожухом.
Все отличительные признаки изобретения являются существенными:
- Непосредственное соединение валов нагнетателя и свободной турбины позволяет исключить из конструкции турбоблока трансмиссию;
- Жесткое соединение валов нагнетателя и свободной турбины позволяет существенно упростить балансировку валов и обеспечить высокую надежность работы кинематической цепи;
- Установка единого опорного подшипника для валов свободной турбины и нагнетателя позволяет сократить число опорных подшипников на валопроводе и применить одну маслосистему для свободной турбины и нагнетателя;
- Соединение выхлопной улитки свободной турбины с корпусом нагнетателя позволяет исключить необходимость использования дополнительного оборудования для ее крепления;
- Применение теплозащитного кожуха для единого подшипника позволяет исключить нагрев подшипника от расположенной рядом с ним выхлопной улитки свободной турбины.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен продольный разрез конструкции турбоблока, где указаны: 1 - нагнетатель, 2 - свободная турбина приводного двигателя, 3 - вал нагнетателя, 4 - вал свободной турбины, 5 - выхлопная улитка свободной турбины, 6 - корпус нагнетателя, 7 - единый подшипник для валов свободной турбины и нагнетателя, 8 - теплозащитный кожух единого подшипника, 9 - узел соединения валов свободной турбины и нагнетателя, выполненный в виде зубчатой муфты.
При работе турбоблока крутящий момент от вала свободной турбины 4 через зубчатую муфту передается на вал нагнетателя 3. Тепловые потоки от стенки выхлопной улитки принимает на себя теплозащитный кожух 8, обеспечивая расчетный режим работы единого подшипника 7.
Изобретение позволяет свободную турбину и нагнетатель объединить в одну сборочную единицу, что дает возможность в заводских условиях провести макетирование сборки, центрирование валов, транспортировать единым блоком и без дополнительных операций устанавливать в агрегат.
В целом использование данного технического решения позволит повысить надежность системы, кардинально улучшить технические и эксплуатационные характеристики турбоблока, снизить стоимость его производства.