Газотурбінний двигун

1. Газотурбінний двигун, що складається, як мінімум, з двох з'єднаних послідовно компресорів, 3 Корисну модель ілюстровано двома фігурами. На Фіг.1 показано схему двигуна, а на Фіг.2 наведено параметри двигуна в залежності від потужності. Двигун складається з компресора 1, вихід якого з'єднано з підігрівачем стиснутого повітря 2, який підключено до входу компресора 3. Вихід компресора 3 з'єднано з камерою згоряння 4. Вихід камери згоряння 4 підключено до входу турбіни 5. Турбіна 5 з'єднана валом з компресорами 1, 2 і генератором 6 (генератор 6 - корисна нагрузка). Вихід турбіни 5 підключено по газовому тракту до утилізуючого підігрівача 8. Утилізуючий підігрівач 8 з'єднано по контуру теплоносія з насосом 7 і підігрівачем стиснутого повітря 2. Насос 7 з'єднано електричним кабелем з перетворювачем 10. До перетворювача 10 підключено датчик температури повітря на вході в другий компресор 3. У якості перетворювача можна використати перетворювач FR-A700 фірми MITSUBISHI ELECTRIC який має вбудований регулятор. Газотурбінний двигун працює наступним чином. Стиснуте в першому компресорі 1 повітря надходить у підігрівач 2, у якому повітря гріють до заданої температури. Після стиску в другому компресорі 3 повітря подається до камери згоряння 4, де підтримують задану температуру газів на вході до турбіни. Перший компресор має невеликий степінь стиску, тому зміна навколишньої температури мало впливає на цикл двигуна. Дійсно, якщо температура навколишнього повітря низька, то витрату теплоносія збільшують, підвищуючи частоту живлення насоса 7, а якщо температура навколишнього повітря висока, то витрату теплоносія зменшують. Це означає, що до другого основного компресора повітря надійде з заданою температурою. Рівень температури повітря на вході до основного компресора 3 підтримують заданим за допомогою частотного перетворювача 10, що здійснює живлення насоса 7, та датчика температури 9. Потужність агрегату змінюється, тому що потужність, яку забирає компресор 3, залежить від температури на вході, а температура циклу й потужність турбіни 5 не змінюються. Таким чином, підтримуючи температуру на виході з підігрівача 67597 4 повітря 2 на заданому рівні, фактично підтримують на заданому рівні потужність двигуна. Розрахунки показали відчутний ефект застосування схеми Фіг.1. На Фіг.2 показано залежність параметрів газотурбінного двигуна з контуром утилізації від його відносної потужності: - залежність ККД від відносної потужності при температурі повітря 15 градусів - крива 1; - залежність ККД від відносної потужності при температурі повітря мінус 15 градусів - крива 2; - залежність ККД двигуна простої схеми від відносної потужності при температурі повітря 15 градусів - крива 3 і мінус 5 градусів - крива 4; - залежність ККД двигуна простої схеми від відносної потужності при температурі повітря мінус 5 градусів - крива 4; - залежність температури на виході з турбіни від відносної потужності при температурі повітря 15 градусів - крива 5; - залежність температури на виході з турбіни від відносної потужності при температурі повітря мінус 15 градусів - крива 6; - залежність температури на виході з турбіни від відносної потужності для двигуна простої схеми при температурі повітря 15 градусів - крива 7; - залежність температури на виході з турбіни від відносної потужності для двигуна простої схеми при температурі повітря мінус 15 градусів крива 8. Криві 1 і 5 на Фіг.2 відповідають схемі Фіг.1 при температурі повітря 15 градусів. Криві 2 і 6 на Фіг.2 відповідають схемі Фіг.1 при температурі повітря мінус 15 градусів. Криві 3, 7 і 4, 8 побудовані для двигуна простої схеми з утилізацією. Порівняння кривих 1 і 2 з кривими 3 і 4 дозволяє зробити висновок про високу ефективність схеми, що пропонується в порівнянні з традиційними. Слід вказати на незначний вплив температури зовнішнього повітря на схему, що пропонується. Значне (10 %) підвищення ККД і температури перед котлом для схеми Фіг.1 робить можливою утилізацію в широкому діапазоні. Економічний ефект від використання запропонованого технічного рішення отримано завдяки високому коефіцієнту корисної дії на часткових режимах та можливості використання утилізації в широкому діапазоні потужностей. 5 67597 6 Комп’ютерна верстка А. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601