Судовий дизельний агрегат

Изобретение позволяет повысить надежность агрегата. Силовая турбина 12 подключена к выхлопному коллектору (к) 8 главного двигатеїя 2 парат лельно с турбиной газотурбинного на гнетателя и кинематически связана с синхронным генератором 1], питающим электроэнергией судовую электросеть. Генератор 11 кинематически связан с вспомогательным турбокомпрессором наддува и выпускным К 17, включенным в магистраль подачи отработавших газов к турбокомпрессору. Коллектор 8 перепускной трубой 21. соединен с магистралью. Точка соединения трубы с магистралью размещена в К 17. Орган 22 регулирования расхода по разности между давлением в магистрали н давлением наддува в двигателе 10 установлен в трубе. Такое выполнение позволяет повысить перепад давлений на продувку двигателя І0 и регулировать объем отработавших газов, поступающих в турбину 19. 2 з.п. ф-лы» 1 ил. 1 147 1952 Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к системе наддува судового дизельного двигателя. Пель изобретения - повышение надежности судового дизельного агрегата. На чертеже представлена схема судового дизельного агрегата. Газотурбинный нагнетатель I предназначен для-наддува главного судового двигателя (дизеля] 2, который через вал 3 непосредственно приводит во вращение гребной винт 4, Сжатый воздух поступает в воздушный ресивер 5 из компрессора 6 газотурбинного нагнетателя, у которого турбина 7 подключена к выхлопному коллектору 8 главного дизеля 2, Отработавшие газы из турбины 7 через ее выпускной патрубок и дымовую трубу 9 выбрасываются в атмосферу. 2 дизеля. R перепускной трубе установлен орган 22 регулирования расхода. Силойая турбина 12 одновременно с вспомогательным дизелем используется для привода электрогенератора. Для этого она подсоединена к свободному концу агрегата дизель - генератор. Естественно она может быть ; to подсоединена к другому концу вала ; со стороны вспомогательного дизеля. Силовая турбина может выключаться из работы посредством клапана 14. Эта возможность имеет значение 15 для газотурбинного нагнетателя, турбина 7 которого рассчитана на неполную нагрузку. При отключении силовой турбины-возрастает давление отработавших газов перед турбиной 7. 20 В двухтактных двигателях и в четырехтактных двигателях с продувкой • ' увеличение давления может возрасти ' ; не более такой величины, при которой еще обеспечивается достаточная 25 продувка^ т.е. почти до значения давления наддува. Повышенное давление в коллекторе 8 отработавших газов достигается за счет того, что сечение для прохода газов уменьшает30 ся со 100% (при расчете на полную нагрузку) до 80%. В результате повышения давления может использоваться .более значительная часть располагаемой энергии отработавших газов, так 35 как потери на дросселирование сокращаются . Для питания судовой сети электроэнергией предусмотрен вспомогательный двигатель, также выполненный в виде дизеля, и связанный с этим дизелем 10 синхронный генератор 11. Вспомогательный дизель 10 выполнен с регулированием скорости вращения, например на 1200 об/мин, С тем же генератором 11 связана силовая турбина 12, а между ней и генератором установлена муфта 13 свободного хода. Силовая турбина через клапан 14 подключена к выхлопному коллектору 8 главного дизеля параллельно турбине газотурбинного нагнетателя. Трубопровод 15 и запорный клапан 16 предусмотрены для перепуска отработавших 40 газов главного дизеля мимо турбины 7 газотурбинного нагнетателя, Отработавиие газы главного дизеля можно 'перепускать в выхлопной трубопровод 17 вспомогательного дизеля 10. 45 Вспомогательный дизель также выполнен с наддувом и подачей сжатого воздуха во впускной трубопровод 18 от турбокомпрессора, который выполнен в виде турбины 19 и компрессора 50 20, Перепускная труба 21 соединяет выхлопной коллектор 8 главного дизеля с магистралью подачи газов в турбокомпрессор вспомогательного дизеля. На чертеже показано, что 55 точка соединения . перепускной трубы с магистралью размещена в выхлопном трубопроводе 17 вспомогательного Для достижения заданного давления наддува, т.е. для обеспечения необходимой мощности компрессора, цля турбины 7 не требуется вся располагаемая энергия. Остальная часть этой энергии срабатывается в силовой турбине 12. В этом случае при параллельном соединении силовой турбины и турбины газотурбинного нагнетателя общая площадь сечения турбин может распределяться следующим образом: 70% площади приходится на турбину 7, а 10% на силовую турбину 12. - Эта мера позволяет при полной нагрузке главного дизеля 2, несмотря на незначительное снижение плотности заряда, т.е. среднего давления на 1-2%, добиться снижения расхода топлива и получить экономию топлива примерно на 3%. При этом как тепловые, так и механические нагрузки главно 1471952 го дизеля на режиме полной нагрузки не повышаются. Отключение силовой турбины при неполной нагрузке приводит к уменьшению суммарной площади проходного сечения турбин на 30%, а по сравнению с неотключаемой силовой турбиной к уменьшению, примерно на %. Это вызывает повышение давления отрабо10 тавших газов в коллекторе 8 и, как следствие, существенное повышение давления наддува в ресивере 5. В результате этого в диапазоне неполной нагрузки снижается удельный рас- 15 ход топлива. На тот случай, когда силовая турбина выключается по другой причине, т.е. клапан 14 закрыт, между линией подвода газов к силовой турбине и 20 дымовой трубой 9 размещен трубопровод 15 перепуска газов с запорным клапаном 16. Fro самое узкое поперечное сечение должно быть выбрано в соответствии с площадью проходного 25 сечения силовой турбины 12. Благодаря этому даже в аварийном режиме турбина 7 должна будет пропускать лишь такое количество газа, на которое она рассчитана. 30 Силовая турбина 12 выполнена небольшой скоростной, например 23000 об/мин. Поэтому частоту ее вращения следует снизить с помощью редуктора до необходимых 1200 об/мин, 35 соответствующих частоте тока 60 Гц, Для смазки силовой турбины 12 и редуктора можно использовать смазочный контур зспомогательного дизеля 10, П р и м е р. Работа однодвигатель40 ной установки на контейнеревоэе с непосредственным приводом гребного винта. Используемый двухтактный мощный 12-цилиндровый дизель имеет приводную мощность около 35000 кВт. 45 Потребляемая -электрическая мощность на таком судне составляет в ' среднем І 200 кВт. Питающую судовую электросеть вспомогательная установка ''состоит из трех вспомогательных ди50 зельных двигателей, соединенных с одним генератором мощностью 1600 кВт. Один из вспомогательных дизелей находится в работе для покрытия соответствующей потребности в нагрузке, 55 второй вспомогательный дизель работает на холостом ходу и третий вспомогательный дизель находится в резерве. Предусмотрены гри турбокомпрессорра для полачи наддувочного воздуха. Для создания давлений наддува порядка 3,2 бар требуется ляо-штропическая мощность компрессора 8000 кВт , При коэффициенте полочного действия компрессора 80% мощность турбокомпрессоров состаяляет около 9500 кВт, При этом мощность, которую можно получить из располагаемой энергии отработавших газов при достигнутых значениях коэффициента полезного действия, составляет около 10500 кВт при давлении 3,0 бар. Избыточное количество располагаемой энергии отработавших газов утилизируется в силовой турбине и с ее вала снимается мощность окопо 1000 кВт, которая передается на вал вспомогательного дизеля. В соответствии с этим иэ требуемой мощности для судовой электросети 1200 кВт вспомогательный двигатель должен вырабатывать лишь 200 кВт. Таким обргзом,вспомогательг ный дизельный двигатель работает в основном при относительно высокой нагрузке. Вследствие этого возникает повышенная опасность загрязнения «1го впускных каналов. Чтобы найти выход из этого положения, малая часть отработавших газов подается из выхлопного коллектора 8 главного дизеля в систему отработавших газов вспомогательного дизеля 10, В указанном примере для этой цели предусмотрена перепускная труба 21, По ней часть газов из коллектора 8 главного дизеля перепускается в выхлопной коллектор 17 вспомогательного дизеля. Эта мера позволяет значительно повысить перепад давлений на продувку вспомогательного дизеля 10. Если, например, около 1% количества отработавших газов главного дизеля подать в турбину 19 вспомогательного дизеля, то благодаря этому можно повысить давление наддува вспомогательного дизеля примерно на 20%, а это в любом случае приводит к желательному положительному перепаду давлений на продувку. Объем отработавших газов, подлежащих подаче в турбину 19, можно регулировать в зависимости от разности давлений выхлопа и наддува вспомогательного дизеля 10, Для этого 5 147 952 предусмотрен орган 22, реагирующий на перепад давлений. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Судовой дизельный агрегат, содержащий главный и вспомогательный двигатели с наддувом, по меньшей мере один газотурбинный нагнетатель и силовую турбину, которая подключена к выхлопному коллектору главного двигателя параллельно с турбиной газотурбинного нагнетателя и кинематически связана с синхронным генератором, питающимэлектроэнергией судовую электросеть, причем с генератором дополнительно кинематически связан вспомогательный двигатель, снабженный турбокомпрессором наддува и выпускным коллектором, включенным в магистраль подачи отработавших газов к турбокомпрессору, о т л и Составитель Редактор Е.Папп ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, выхлопной коллектор главного двигателя при помощи перепускной трубы дополнительно соединен с магистралью подачи отработавших газов в турбокомпрессор вспомогательно!о двигателя, 2. Агрегат по п . 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что точка Ю соединения перепускной трубы с магистралью подачи отработавших газов в турбокомпрессор размещена в выпускном коллекторе вспомогательного 15 двигателя. 3 . Агрегат по п . 1 , о т л и ч а ю щи й с я тем, что в перепускной трубе установлен орган регулирования расхода по разности между дав20 лением в магистрали подачи отработавших газов в турбокомпрессор и давлением наддува вспомогательного двигателя. М.Файн Техред Л.Сердюкова Корректор!!.Патан Заказ 1621/58 Тираж 482 . Подписное ВНИИІЇИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушкая н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г .Ужгород, >п . 1 л і арина , 1 01 *