PL241294B1 - Modular gas turbine - Google Patents
Modular gas turbine Download PDFInfo
- Publication number
- PL241294B1 PL241294B1 PL429399A PL42939919A PL241294B1 PL 241294 B1 PL241294 B1 PL 241294B1 PL 429399 A PL429399 A PL 429399A PL 42939919 A PL42939919 A PL 42939919A PL 241294 B1 PL241294 B1 PL 241294B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- turbine
- palisade
- disk
- attached
- blades
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
- F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
- F01D1/06—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines traversed by the working-fluid substantially radially
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
- F01D5/043—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
- F01D5/048—Form or construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Modułowa turbina gazowa składa się z dysku górnego wirnika turbiny (9) i dysku dolnego wirnika turbiny (17), pomiędzy którymi zamocowane są za pomocą sworzni głównych i sworzni pomocniczych łopatki palisady dyszowej (7), przy czym do dysku dolnego wirnika turbiny (17) przymocowana jest tuleja (15), na której osadzone jest uszczelnienie wirnika turbiny (16) oraz łożysko (11), przymocowane do obudowy turbiny z przyłączem gazowym (14), do której przymocowane są przyłącza gazowe (8) oraz dysk zewnętrzny dolny (20) i uszczelnienie labiryntowe (18), zaś do dysku zewnętrznego dolnego (20) przymocowany jest element obudowy (1), do którego podłączone jest przyłącze odpływowe (13), przy czym do elementu obudowy (1) przymocowany jest dysk zewnętrzny górny (2), połączony z obudową turbiny z kołnierzem (12), w której osadzone są przyłącza gazowe (8) oraz uszczelnienie labiryntowe (18), a także łożysko (11) i uszczelnienie wirnika turbiny (16), które jednocześnie osadzone są na wale napędowym (10) połączonym z dyskiem górnym wirnika turbiny (9), przy czym pomiędzy obudową turbiny z kołnierzem (12) oraz obudową turbiny z przyłączem gazowym (14) znajdują się łopatki palisady dyfuzorowej (6), zaś pomiędzy dyskiem zewnętrznym górnym (2) i dyskiem zewnętrznym dolnym (20) znajdują się tuleje (5), w których osadzone są śruby (19), do których zamocowane są nakrętki (3) z podkładkami (4).The modular gas turbine consists of the upper turbine rotor disk (9) and the lower turbine rotor disk (17), between which the nozzle palisade blades (7) are attached to the lower turbine rotor disk (17) by means of main and auxiliary pins. a sleeve (15) is attached to which the turbine rotor seal (16) and a bearing (11) are mounted, attached to the turbine housing with a gas connection (14), to which gas connections (8) and the lower outer disk (20) are attached and a labyrinth seal (18), and a casing element (1) is attached to the lower outer disk (20), to which the outlet connection (13) is connected, and the upper outer disk (2) is attached to the casing element (1), connected to the turbine housing with a flange (12) in which the gas connections (8) and the labyrinth seal (18) are embedded, as well as the bearing (11) and the turbine rotor seal (16), which are also mounted on the drive shaft (10) p connected to the upper disc of the turbine rotor (9), where between the flanged turbine housing (12) and the turbine housing with gas connection (14) there are diffuser palisade blades (6), and between the upper outer disc (2) and the lower outer disc (20) there are sleeves (5) with bolts (19) and nuts (3) with washers (4) in them.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest modułowa turbina gazowa, zwłaszcza do obiegów niskociśnieniowych.The subject of the invention is a modular gas turbine, especially for low pressure circuits.
Z opisu patentowego nr US 7980078 B2 znana jest maszyna gazowa wyposażona w turbinę promieniową. Czynnik roboczy w postaci pary przepływa z parownika do kanału turbiny, po czym jest rozprężany na palisadzie dyszowej. Rozprężona para trafia do przestrzeni skraplacza, gdzie następuje przemiana fazowa w fazę ciekłą. Dysk turbiny jest zintegrowany z wałem, który jednocześnie wyposażony jest w pompę odśrodkową, która wymusza przepływ czynnika ze skraplacza do parownika.A gas machine equipped with a radial turbine is known from US Patent No. 7,980,078 B2. The working medium in the form of steam flows from the evaporator into the turbine channel, and then it is expanded on the nozzle palisade. Expanded steam goes to the condenser space, where there is a phase transformation into a liquid phase. The turbine disk is integrated with the shaft, which at the same time is equipped with a centrifugal pump that forces the flow of the medium from the condenser to the evaporator.
Ze zgłoszenia patentowego nr US 5236349 A znana jest turbina odśrodkowa wyposażona w dysk z kanałami dyszowymi. Kanały dyszowe rozciągają się od środkowej części dysku turbiny. Przepływ czynnika charakteryzuje się stałym spadkiem ciśnienia wzdłuż długości kanału dyszowego.From the patent application US 5,236,349 A, a centrifugal turbine is known which is equipped with a disk with nozzle channels. The nozzle channels extend from the center of the turbine disk. The flow of the medium is characterized by a constant pressure drop along the length of the nozzle channel.
Z opisu patentowego nr US 6354800 B1 znana jest turbina zawierająca dysk osadzony na wale i wyposażona w dysze stacjonarne, wytwarzające siłę impulsową na wirniku oraz dysze ruchome, zamontowane w wirniku, które rozprężają czynnik do ciśnienia niższego niż dysze stacjonarne, wytwarzając tym samym dodatkowy moment obrotowy na wale zespołu.From the patent specification No. US 6354800 B1 there is known a turbine containing a disk mounted on a shaft and equipped with stationary nozzles generating a pulse force on the rotor and movable nozzles mounted in the rotor, which expand the medium to a pressure lower than stationary nozzles, thus generating additional torque. on the shaft of the band.
W klasycznych turbinach gazowych, łopatki mocowane są do piasty, tarczy lub bębna tworząc palisadę łopatkową, a w niektórych rozwiązaniach stanowią jeden element konstrukcyjny. Wał razem z piastą, tarczą, bębnem i wieńcem łopatkowym stanowią wirnik turbiny, na którym generowany jest moment obrotowy w wyniku przepływu czynnika w formie gazu, który przekazywany jest za pośrednictwem wału do maszyny napędzanej. Turbiny wykorzystywane we współczesnych siłowniach parowych, stanowią jeden z ich najdroższych elementów konstrukcyjnych. Wysoki koszt produkcyjny turbin wynika przede wszystkim ze złożonej konstrukcji palisad łopatkowych, a w związku z tym, z konieczności stosowania skomplikowanych procesów technologicznych w trakcie produkcji.In classic gas turbines, the blades are attached to the hub, disc or drum, forming a blade palisade, and in some solutions they constitute one structural element. The shaft together with the hub, disc, drum and vane ring constitute the turbine rotor on which the torque is generated as a result of the flow of the medium in the form of gas, which is transmitted via the shaft to the driven machine. Turbines used in modern steam power plants are one of their most expensive structural elements. The high production cost of the turbines is primarily due to the complex structure of the blade palisades, and therefore the necessity to use complex technological processes during production.
Celem wynalazku jest uproszczenie konstrukcji turbin gazowych, zwłaszcza stosowanych w obiegach siłowni gazowych.The object of the invention is to simplify the construction of gas turbines, especially those used in the circuits of gas power plants.
Istotą modułowej turbiny gazowej, według wynalazku, posiadającej łopatki palisady dyszowej i dyfuzorowej, uszczelnienie labiryntowe, łożyska i wał napędowy jest to, że składa się z dysku górnego wirnika turbiny i dysku dolnego wirnika turbiny, pomiędzy którymi zamocowane są za pomocą sworzni głównych i sworzni pomocniczych łopatki palisady dyszowej. Do dysku dolnego wirnika turbiny przymocowana jest tuleja, na której osadzone jest uszczelnienie wirnika turbiny oraz łożysko, które przymocowane jest jednocześnie do obudowy turbiny z przyłączem gazowym. Do obudowy turbiny z przyłączem gazowym przymocowane są przyłącza gazowe oraz dysk zewnętrzny dolny, a także uszczelnienie labiryntowe. Do dysku zewnętrznego dolnego przymocowany jest element obudowy, do którego podłączone jest przyłącze odpływowe. Do elementu obudowy przymocowany j est dysk zewnętrzny górny, połączony z obudową turbiny z kołnierzem, w której osadzone są przyłącza gazowe oraz uszczelnienie labiryntowe, a także łożysko i uszczelnienie wirnika turbiny, które jednocześnie osadzone są na wale napędowym, połączonym z dyskiem górnym wirnika turbiny. Pomiędzy obudową turbiny z kołnierzem oraz obudową turbiny z przyłączem gazowym znajdują się łopatki palisady dyfuzorowej. Pomiędzy dyskiem zewnętrznym górnym i dyskiem zewnętrznym dolnym znajdują się tuleje, w których osadzone są śruby, do których zamocowane są nakrętki z podkładkami.The essence of the modular gas turbine according to the invention, having nozzle and diffuser palisade blades, labyrinth seal, bearings and drive shaft, is that it consists of an upper turbine rotor disk and a lower turbine rotor disk, between which they are attached by means of main bolts and auxiliary bolts. nozzle palisade blades. A sleeve is attached to the disc of the lower turbine rotor, on which the turbine rotor seal and a bearing are mounted, which is also attached to the turbine housing with a gas connection. The gas connections and the lower outer disk as well as the labyrinth seal are attached to the turbine housing with gas connection. A casing element to which a drain connection is connected is attached to the lower external disk. The upper outer disk is attached to the housing element, connected to the turbine housing with a flange, in which gas connections and a labyrinth seal are embedded, as well as the bearing and sealing of the turbine rotor, which are also mounted on the drive shaft connected to the upper disk of the turbine rotor. The diffuser palisade blades are located between the flanged turbine housing and the gas-connected turbine housing. Between the upper outer disk and the lower outer disk, there are sleeves in which screws are mounted, to which nuts and washers are attached.
Korzystnie łopatki palisady dyszowej tworzą zbieżno-rozbieżny kanał przepływowy, który kontynuowany jest przez kanał rozbieżny tworzony przez łopatki palisady dyfuzorowej, przy czym łopatki palisady dyszowej i łopatki palisady dyfuzorowej wyposażone są we wypusty montażowe.Preferably, the blades of the nozzle palisade form a converging-diverging flow channel which is continued through a divergent channel formed by the blades of the diffuser palisade, the blades of the nozzle palisade and the blades of the diffuser palisade being provided with mounting projections.
Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest uproszczenie konstrukcji wieńców wirnikowych turbin gazowych, względem obecnych rozwiązań stosowanych w siłowniach gazowych. Przedstawiona według niniejszego wynalazku turbina może być zaadaptowana do już istniejących rozwiązań.The advantageous effect of the application of the invention is the simplification of the structure of the rotor rings of gas turbines in relation to the current solutions used in gas power plants. The turbine presented according to the present invention can be adapted to already existing solutions.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia półwidok półprzekrój podłużny turbiny, fig. 2 - szczegół A sekcji uszczelniania wirnika turbiny z widocznym uszczelnieniem labiryntowym, fig. 3 - widok rozłożonych elementów turbiny gazowej, fig. 4 - przekrój poprzeczny turbiny, fig. 5 - szczegół B z widocznym ułożeniem ruchomej palisady dyszowej i nieruchomej palisady dyfuzorowej, a fig. 6 - widok izometryczny układu ruchomej palisady dyszowej względem nieruchomej palisady dyfuzorowej.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a half-section view of the turbine, Fig. 2 - detail A of the turbine rotor sealing section with a visible labyrinth seal, Fig. 3 - exploded view of the gas turbine elements, Fig. 4 - cross-section of the turbine, fig. 5 - detail B with the visible arrangement of the movable nozzle palisade and the fixed diffuser palisade, and fig. 6 - isometric view of the arrangement of the movable nozzle palisade in relation to the fixed diffuser palisade.
Czynnik w formie gazu doprowadzany jest po przez obudowę turbiny z przyłączem gazowym 14, a następnie kierowany jest przez tuleję 15 na łopatki palisady dyszowej 7, które wraz z dyskiem dolnym 17 i dyskiem górnym 9 tworzą wirnik turbiny. Na tulei 15 osadzone jest łożysko 11 i uszczelnienie wirnikaThe gaseous medium is led through the turbine housing with gas connection 14, and then directed through the sleeve 15 to the blades of the nozzle palisade 7, which together with the lower disk 17 and the upper disk 9 form the turbine rotor. A bearing 11 and a rotor seal are mounted on the sleeve 15
PL 241 294 B1 turbiny 16, osadzone jednocześnie w obudowie turbiny z przyłączem gazowym 14. Po rozprężeniu w kanałach palisady dyszowej 7, strumień kierowany jest na łopatki palisady dyfuzorowej 6, gdzie ulega dalszemu rozprężaniu. Nieruchome łopatki palisady dyfuzorowej 6 są zamocowane do obudowy turbiny z przyłączem gazowym 14 oraz obudowy turbiny z kołnierzem 12. Strumień rozprężonego powietrza, po wypływie z palisady dyfuzorowej, trafia do przestrzeni ograniczonej przez dysk zewnętrzny górny 2, dysk zewnętrzny dolny 20 oraz element obudowy 1. Dalej, strumień kierowany jest poprzez przyłącze odpływowe 13 do dalszej instalacji lub do otoczenia. Pomiędzy obudową turbiny z przyłączem gazowym 14, a dyskiem zewnętrznym dolnym 20 oraz pomiędzy obudową turbiny z kołnierzem 12 a dyskiem zewnętrznym górnym 2 znajdują się uszczelnienia labiryntowe 18. Moment obrotowy generowany na wirniku turbiny przekazywany jest za pomocą wału napędowego 10. Na wale napędowym 10 osadzone jest uszczelnienie wirnika turbiny 16 i łożysko 11, które osadzone są jednocześnie w obudowie turbiny z kołnierzem 12. W obudowie turbiny z kołnierzem 12 oraz w obudowie turbiny z przyłączem gazowym 14 wykonane są otwory umożliwiające zamontowanie przyłączy gazowych 8, do których mogą być podłączane przewody z ciśnieniem wyrównawczym. Łopatki palisady dyszowej 7 montowane są do dysku górnego 9 i dysku dolnego 17 wirnika turbiny za pomocą sworzni, pomocniczych 21 oraz sworzni głównych 22. Łopatki palisady dyfuzorowej 6 mocowane są do obudowy turbiny z przyłączem gazowym 14 i obudowy turbiny z kołnierzem 12 za pomocą sworzni pomocniczych 21. Dysk zewnętrzny górny 2 oraz dysk zewnętrzny dolny 20 połączone są ze sobą za pomocą śrub 19 i nakrętek 3 z podkładkami 4, pomiędzy którymi znajdują się tuleje 5 dystansujące.After expansion in the channels of the nozzle palisade 7, the stream is directed to the blades of the diffuser palisade 6, where it is further expanded. Fixed blades of the diffuser palisade 6 are attached to the turbine housing with gas connection 14 and the turbine housing with a flange 12. The stream of expanded air, after flowing out of the diffuser palisade, goes to the space limited by the upper outer disc 2, the lower outer disc 20 and the housing element 1. Further, the flow is routed via the downstream connection 13 to a downstream plant or to the environment. There are labyrinth seals 18 between the turbine housing with gas connection 14 and lower outer disc 20 and between the turbine housing with flange 12 and upper outer disc 2. The torque generated on the turbine rotor is transmitted by the drive shaft 10. there is a seal of the turbine rotor 16 and a bearing 11, which are simultaneously seated in the turbine housing with a flange 12. The turbine housing with a flange 12 and the turbine housing with gas connection 14 have openings enabling the installation of gas connections 8, to which conduits can be connected. equalizing pressure. The blades of the nozzle palisade 7 are mounted to the upper disk 9 and the lower disk 17 of the turbine rotor by means of auxiliary bolts 21 and main pins 22. The diffuser palisade blades 6 are attached to the turbine housing with gas connection 14 and the turbine housing with a flange 12 by means of auxiliary pins 21. The upper outer disk 2 and the lower outer disk 20 are connected to each other by means of bolts 19 and nuts 3 with washers 4, between which there are spacing sleeves 5.
Wykaz oznaczeń:List of markings:
Element obudowyHousing element
Dysk zewnętrzny górnyUpper external disk
NakrętkiNuts
PodkładkiPads
TulejaSleeve
Łopatka palisady dyfuzorowejDiffuser palisade blade
Łopatka palisady dyszowejNozzle palisade blade
Przyłącze gazoweGas connection
Dysk górny wirnika turbinyTop turbine rotor disc
Wał napędowyDrive shaft
ŁożyskaBearings
Obudowa turbiny z kołnierzemTurbine housing with flange
Przyłącze odpływoweDrain connection
Obudowa turbiny z przyłączem gazowymTurbine housing with gas connection
TulejaSleeve
Uszczelnienie wirnika turbinyTurbine rotor seal
Dysk dolny wirnika turbinyTurbine rotor lower disk
Uszczelnienie labiryntoweLabyrinth seal
ŚrubyBolts
Dysk zewnętrzny dolnyLower external disk
Sworznie pomocniczeAuxiliary pins
Sworznie główneMain pins
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL429399A PL241294B1 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Modular gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL429399A PL241294B1 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Modular gas turbine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL429399A1 PL429399A1 (en) | 2019-08-26 |
PL241294B1 true PL241294B1 (en) | 2022-09-05 |
Family
ID=67683633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL429399A PL241294B1 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Modular gas turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL241294B1 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10236273B4 (en) * | 2002-08-08 | 2005-12-08 | Alfred Frohnert | Turax engine with triple action principle |
US7062900B1 (en) * | 2003-06-26 | 2006-06-20 | Southwest Research Institute | Single wheel radial flow gas turbine |
WO2012116285A2 (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Wave disc engine apparatus |
FI127275B (en) * | 2015-12-01 | 2018-02-28 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | Scooters for a radial turbine and process for making them |
-
2019
- 2019-03-27 PL PL429399A patent/PL241294B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL429399A1 (en) | 2019-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2080425A (en) | Turbine | |
CN107429567B (en) | Turbine, organic rankine cycle or kalina cycle or steam cycle apparatus | |
US10669893B2 (en) | Air bearing and thermal management nozzle arrangement for interdigitated turbine engine | |
US10837301B2 (en) | Structure for multi-stage sealing of turbine | |
GB1270905A (en) | Cooling system for an axial flow elastic fluid utilizing machine | |
JP2006348941A (en) | Steam turbine | |
CN1936274A (en) | Methods and apparatus for double flow turbine first stage cooling | |
RU2009105074A (en) | METHODS AND DEVICE FOR COOLING ROTATING ELEMENTS IN A STEAM TURBINE | |
US10539035B2 (en) | Compliant rotatable inter-stage turbine seal | |
JP2016041935A (en) | Power train architectures with mono-type low-loss bearings and low-density materials | |
US20110305560A1 (en) | Cooling device for cooling the slots of a turbomachine rotor disk downstream from the drive cone | |
JP2013122246A (en) | Steam turbine, blade, and method | |
US2788951A (en) | Cooling of turbine rotors | |
JP5523940B2 (en) | Mixing hot and cold steam for introduction into downstream turbines. | |
GB931904A (en) | Fluid flow machine | |
US2932443A (en) | Accessory drive | |
US2859935A (en) | Cooling of turbines | |
PL241294B1 (en) | Modular gas turbine | |
RU2013143443A (en) | METHOD AND COOLING SYSTEM FOR COOLING OF SHOVELS AT LEAST ONE SHOVING WRENCH IN A ROTARY MACHINE | |
EP3358142A1 (en) | Turbine tip shroud leakage flow control | |
GB789204A (en) | Improvements in or relating to axial flow compressors or turbines | |
JP2016089830A (en) | Turbomachine including transition piece to turbine portion variable purge flow seal member | |
JP6100626B2 (en) | gas turbine | |
EP2912269A1 (en) | Gas turbine engine rotor drain feature | |
US714074A (en) | Steam-turbine. |