Настоящая научно-техническая разработка относится к энергетике, и предназначена для усовершенствования автономных энергетических установок с газотурбинными двигателями (ГТД) на примере газоперекачивающих станций типа НК 16 СТ, НК 25 СТ и НК 36 СТ. Эта разработка также применима для внедрения в автономных источниках энергии для выработки тепловой и электрической энергии — путем преобразования химической энергии природного газа в силовом агрегате ГТД со свободной турбиной, например, типа НК 37 СТ.
Безусловно, данные технические решения могут быть использованы и в многочисленных мощных газоперекачивающих агрегатах – ГПА и для газотурбинных агрегатов ТЭЦ и объектов теплоснабжения.
При этом определилось два приоритетных направления:
— повышение КПД газотурбинного двигателя, используемого в качестве привода
— снижении выхлопа вредных веществ в атмосферу различными методами.
Для реализации этих направлений существует и давно известны многочисленные способы, однако их совместное комплексное применение позволит получить новые патентоспособные решения.
При этом если разработаны такие комплексные решения как совмещение системы охлаждения высокотемпературной турбины ГТД и одновременная утилизация тепла или совмещение утилизации тепла и очистки выхлопных газов. Это упростило конструкцию силового агрегата.
Все технические решения запатентованы: получено 27 патентов на изобретения (табл. 1) и подана одна заявка РФ на изобретение № 2014101281, по которой получено решение ФИПС о выдаче патента от 20.01.2015 г. [1], имеются публикации [2].

Перечень изобретений на конструкцию силовых установок со свободной турбиной

ОБЗОР РЕФЕРАТОВ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ПОЛЕЗНЫХ МОДЕЛЕЙ
На конструкцию выхлопного устройства ГПА подана заявка на изобретение. № 2014120844 авторы Болотин Н. Б. и Дудышев В. Д «Выхлопное устройство газотурбинной установки» с решением о выдаче патента от 21.01.2015 г.
В этой заявке предложена группа серьезных технических решений, позволившая одновременно повысить КПД газоперекачивающего агрегата и одновременно улучшить очистку выхлопных газов. Предложено совмещение очистного устройства и утилизатора тепла.
Предложено в качестве катализатора использовать легкодоступный и относительно дешевый минерал «шунгит».
Предусмотрено удобство эксплуатации и меры безопасности при проведении регламентных работ.

Конструкция устройства данной модернизированной энергетической установки приведена на рис. 1. Газоперекачивающих агрегат (ГПА) содержит свободную турбину 1, к выходу из которой присоединено выхлопное устройство 2 с выхлопной шахтой 3 выполненной цилиндрической. При этом свободная турбина 1 имеет корпус 4, входной обтекатель 5, сопловой аппарат 6, рабочее колесо 7 с рабочими лопатками 8, установленное на валу 9, который установлен на опорах 10, выходной аппарат 11.
К валу 9 через муфту 12 присоединен вал 13 потребителя энергии 14 (генератора электроэнергии или компрессора )
В выхлопной шахте 3 установлен глушитель шума 15, который выполняет функции нейтрализатора выхлопных газов. Глушитель шума 15 выполнен в виде кассет 16 (рис. 3) для удобства сборки и ремонта. Кассеты 16 установлены в выхлопной шахте 3 вдоль оси выхлопной шахты 3 и радиально (рис. 2).
Ниже кассет 16 снаружи выхлопной шахты 3 выполнена площадка обслуживания 17, предназначенная для обслуживающего персонала.
Кассеты 16 с шунгитовыми минералами могут быть выполнены в виде корпуса 18, например, в форме прямоугольных параллелепипедов с полостью 19 внутри. Полость 19 кассет 16 частично заполнена катализатором 20 — минералом шунгит. Частичное заполнение объема полости 19 кассет 16 катализатором 20 позволяет сохранить их шумоглушащие свойства. Корпус 18 кассет 16 перфорирован отверстиями 21, которые служат для сообщения полости 19 с полостью 22 внутри выхлопной шахты 3 (рис. 1) и одновременно предназначены для прохождения выхлопных газов внутрь них для очистки и непосредственно принимают участие в снижении уровня шума. Полость 19 частично заполнена минералом шунгит в виде кусков, служащим катализатором очистки. Диаметр отверстий 21 выполнен меньше размера кусков минерала шунгит для исключения его высыпания.
При проектировании эффективной системы экологической очистки выхлопных газов газотурбинного двигателя следует учитывать, что окислительные и восстановительные реакции, протекающие в каталитическом нейтрализаторе, наиболее эффективны (т.е. происходят с наиболее высокой скоростью) в узком диапазоне коэффициента избытка воздуха, близком к стехиометрическому (0,95-0,98). При этом происходит эффективная нейтрализация всех трех основных токсичных компонентов окиси азота, углеводородов и окиси углерода. Окись углерода и углеводороды окисляются с образованием конечных продуктов сгорания топлива углекислого газа и воды, а окись азота восстанавливается преимущественно в реакции с окисью углерода

2NO + 2CO ->> N2 + 2CO2
В трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах предельная температура выхлопных газов не должна превышать 800 оС. При более 800оС происходит потеря активности катализатора, а при более 1100 оС оплавление блока каталитического вещества.
Разработаны силовые агрегаты на основе газотурбинных двигателей для разных целей, в первую очередь, для газоперекачивающих агрегатов.
Газоперекачивающая станция на морской платформе (патент РФ № 2388920) содержит контейнер, разделенный перегородкой на два герметичных отсека. В одном отсеке установлен, по меньшей мере, один газотурбинный привод, содержащий входное устройство, компрессор, камеру сгорания, турбину, свободную турбину и выхлопное устройство. Свободная турбина валом нагрузки соединена с электрическим генератором. В другом отсеке установлены газовые нагнетатели с приводами. Электрический генератор соединен со свободной турбиной через магнитную муфту и электрическими связями через коммутатор соединен с приводами газовых нагнетателей и с аккумуляторными батареями. Внутрь контейнера вертикально вверх введены подводящий и отводящий газопроводы, на концах которых размещены разъемные соединения. Соединения имеют возможность соединяться с подводящим и отводящим патрубками газовой магистрали, выполнены перпендикулярно к ней и установлены по обе стороны байпасного трубопровода, имеющего два запорных крана на его концах. Запорные краны выполнены с дистанционными приводами, а между нагнетателями и их приводами установлены магнитные муфты. Изобретение позволяет повысить надежность работы станции.

Изобретение (патент РФ № 2370386) относится к области железнодорожного транспорта. Предложен газотурбовоз, у которого энергетическая силовая установка, содержит контейнер, в котором установлены последовательно газотурбинный двигатель, содержащий входное устройство, компрессор, камеру сгорания и турбину, газодинамически связанную с выходом из турбины, свободную турбину и электрогенератор. Технический результат заключается в повышении КПД, улучшении экологических показателей и обеспечении безопасности обслуживающего персонала при работе. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Турбовинтовой газотурбинный двигатель (патент РФ на изобретение № 2359130) содержит турбокомпрессор с компрессором, камерой сгорания, выход из которой соединен газовым трактом с турбиной, и не менее двух электрических машин, встроенных в турбокомпрессор. В компрессор встроен электродвигатель, а в турбину — электрогенератор. Турбина выполнена свободной. Электрогенератор соединен с электродвигателем посредством силового кабеля. Обмотки электродвигателя установлены на статоре компрессора. Система постоянных магнитов электродвигателя закреплена на рабочих лопатках компрессора. Обмотки электрогенератора установлены на статоре турбины. Система постоянных магнитов электрогенератора закреплена на рабочих лопатках турбины. Обмотки электродвигателя и электрогенератора заключены в кожуха, к которым подведена система воздушного охлаждения. На входе в турбокомпрессор установлен воздушный винт, соединенный валом с дополнительным электродвигателем, соединенным дополнительным силовым кабелем с электрогенератором. Изобретение направлено на повышение КПД и надежности силовой установки.

Газотурбинная силовая установка с охлаждаемой турбиной и регенерацией тепла (патент РФ на изобретение № 2334887) содержит два контура и установленные последовательно входное устройство двигателя, вентилятор, компрессор, камеру сгорания, турбины высокого и низкого давления, соединенные механически с вентилятором и компрессором соответственно, теплообменник и воздушную свободную турбину. Теплообменник выполнен кольцевым и установлен во втором контуре. Выход по газовой полости теплообменника осуществлен в выхлопное устройство газов, расположенное около входного устройства двигателя. Внутри выхлопного устройства газов установлен теплообменник-газификатор и теплообменник системы охлаждения турбины. Теплообменник-газификатор соединен по топливной линии с одной стороны с насосом сжиженного природного газа, а с другой — с форсунками камеры сгорания. Воздушная свободная турбина установлена также во втором контуре газотурбинного двигателя. Изобретение направлено на повышение КПД и надежности двигателя.

Газотурбинная силовая установка с регенерацией тепла (патент РФ на изобретение № 2334885) содержит два контура и установленные последовательно входное устройство двигателя, вентилятор, компрессор, камеру сгорания, турбины высокого и низкого давления, соединенные механически с вентилятором и компрессором соответственно, теплообменник и воздушную свободную турбину. Теплообменник выполнен кольцевым и установлен во втором контуре. Выход по газовой полости теплообменника осуществлен в выхлопное устройство газов, расположенное около входного устройства двигателя. Внутри выхлопного устройства газов установлен теплообменник-газификатор, соединенный по топливной линии с одной стороны с насосом сжиженного природного газа, а с другой с форсунками камеры сгорания. Воздушная свободная турбина установлена также во втором контуре газотурбинного двигателя. Изобретение направлено на повышение КПД и надежности двигателя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Силовая установка газотурбовоза (патент РФ на изобретение № 2334114 ) содержит газотурбинный двигатель с валом двигателя, компрессором, камерой сгорания, турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, с валом которой соединен вал электрогенератора, и выхлопное устройство. Установка снабжена двигателем Стирлинга и теплообменником-газификатором. Двигатель Стирлинга установлен за рабочим колесом первой ступени свободной турбины. Теплообменник-газификатор подключен к камере сгорания. Изобретение направлено на повышение КПД силовой установки.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2330975) относится к энергетике и газотурбинным силовым и энергетическим установкам. Газотурбинная силовая установка содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания, турбиной, рабочее колесо которой соединено валом двигателя с ротором компрессора, свободную турбину, установленную за турбиной и соединенную валом нагрузки с электрогенератором, выхлопное устройство. После свободной турбины установлен двигатель Стирлинга, генератор выполнен с двумя роторами, один из которых соединен с валом нагрузки со свободной турбиной, а другой соединен внешним валом с двигателем Стирлинга. Двигатель Стирлинга содержит, по меньшей мере, один рабочий цилиндр, установленный за свободной турбиной и, по меньшей мере, один расширительный цилиндр, установленный вне двигателя. Изобретение позволяет повысить КПД силовой установки и ее надежность.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2327890) относится к энергетике и газотурбинным силовым и энергетическим установкам. Газотурбинная силовая установка содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания, турбиной, рабочее колесо которой соединено валом двигателя с ротором компрессора, свободную турбину, установленную за турбиной и соединенную валом нагрузки с электрогенератором, выхлопное устройство. После свободной турбины установлен двигатель Стирлинга, генератор выполнен с двумя роторами, один из которых соединен с валом нагрузки со свободной турбиной, а другой соединен внешним валом с двигателем Стирлинга. Двигатель Стирлинга содержит, по меньшей мере, один рабочий цилиндр, установленный за свободной турбиной и, по меньшей мере, один расширительный цилиндр, установленный вне двигателя. Изобретение позволяет повысить КПД силовой установки и ее надежность.

Газотурбинный двигатель (патент РФ на изобретение № 2325539) содержит турбокомпрессор с компрессором, камерой сгорания, выход из которой соединен газовым трактом с турбиной, и не менее двух электрических машин, встроенных в турбокомпрессор. В компрессор встроен электродвигатель, а в турбину — электрогенератор. Турбина выполнена свободной. Электрогенератор соединен с электродвигателем посредством силового кабеля. Обмотки электродвигателя выполнены на статоре компрессора. Система постоянных магнитов электродвигателя закреплена на рабочих лопатках компрессора. Система постоянных магнитов электрогенератора закреплена на рабочих лопатках турбины, Обмотки электродвигателя и электрогенератора заключены в кожуха, к которым подведена система воздушного охлаждения. Изобретение позволяет повысить КПД и надежность газотурбинного двигателя.

Энергетическая газотурбинная силовая установка (патент РФ на изобретение № 2324064) содержит контейнер, в котором установлены последовательно газотурбинный двигатель, содержащий входное устройство, компрессор, камеру сгорания, турбину, газодинамически связанную с выходом из турбины свободную турбину, и систему пожаротушения инертным газом с коллекторами системы пожаротушения внутри контейнера. Со свободной турбиной соединен электрогенератор. На входе в газотурбинный двигатель установлен, по меньшей мере, один кольцевой коллектор системы пожаротушения инертным газом. Изобретение направлено на обеспечение безопасности обслуживающего персонала и эргономических показателей при работе установки.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2323115) относится к железнодорожному транспорту, в частности к силовым локомотивным установкам. Силовая установка локомотива с регенерацией тепла содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой установлен регенеративный теплообменник. Выход из регенеративного теплообменника соединен через систему охлаждения соплового аппарата турбины с емкостью для жидкого натрия. Воздушная система охлаждения рабочего колеса турбины содержит трубопровод подвода воздуха из компрессора, дефлектора на диске турбины. Рабочие лопатки турбины выполнены с внутренними рабочими полостями и перфорациями и снабжены бандажными полками со щелевыми отверстиями на выходных кромках. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и КПД установки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2323114) относится к железнодорожному транспорту. Силовая установка локомотива с замкнутой системой охлаждения турбины содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой установлен регенеративный теплообменник, выход из которого соединен с газотурбинным двигателем. Выход из регенеративного теплообменника соединен через систему охлаждения соплового аппарата турбины с емкостью для жидкого натрия. Воздушная система охлаждения рабочего колеса турбины содержит трубопровод подвода воздуха из-за компрессора, дефлектора на диске турбины и выполнена в виде последовательно соединенных внутренних полостей рабочих лопаток турбины и перфорации на рабочих лопатках турбины бандажных полок и щелевых отверстий на выходных кромках. Технический результат заключается в повышении КПД и надежности силовой установки локомотива.

Газотурбинный двигатель (патент РФ № 2322588) содержит турбокомпрессор с компрессором, имеющим ротор компрессора, установленный на опорах, и статор компрессора, камерой сгорания, выход из которой соединен газовым трактом с турбиной, имеющий ротор турбины, установленный на опорах, и не менее двух электрических машин, встроенных в турбокомпрессор. В компрессор встроен электродвигатель, а в турбину — электрогенератор. Турбина выполнена свободной. Электрогенератор соединен с электродвигателем посредством силового кабеля. Ротор компрессора и ротор турбины установлены в опорах на активных магнитных подшипниках, которые с обеих сторон защищены магнитными уплотнениями. В опорах смонтированы датчики радиального перемещения, которые подключены к блоку управления. Электромагниты активных магнитных подшипников подключены через блок управления к электрогенератору. Изобретение направлено на повышение мощности электрических машин, экономичности и надежности двигателя.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2308383) относится к железнодорожному транспорту, а именно к силовой установке локомотива. Установка локомотива на базе двухвального газотурбинного двигателя содержит двухвальный газотурбинный двигатель с компрессорами первого и второго каскадов и две ступени турбины, соединенный газовым трактом со свободной турбиной. Система содержит обводной газоход высокого давления с клапаном, соединяющий выход из первой ступени турбины с выходом из свободной турбины, и обводной газоход низкого давления, соединяющий выход из второй ступени турбины с выходом из свободной турбины. Двухвальный газотурбинный двигатель оборудован стартером и имеет датчик оборотов одного из валов газотурбинных двигателей, соединенные электрическими связями с системой управления силовой установки. Свободная турбина имеет регулируемый сопловой аппарат с приводом соплового аппарата свободной турбины, соединенным электрической связью с системой управления. Двухвальный газотурбинный двигатель и/или свободная турбина оборудованы системой охлаждения, совмещенной с системами регулирования радиальных зазоров. Системы охлаждения двухвальных газотурбинных двигателей и свободной турбины соединены последовательно. Система охлаждения газотурбинного двигателя содержит систему охлаждения масла. Технический результат заключается в улучшении запуска силовой установки и ее экономичности.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2303535) относится к вооружению, конкретно к конструкции танков. Силовая установка танка содержит газотурбинный двигатель, соединенный газовым трактом со свободной турбиной, обводной газоход с клапаном, вход которого подсоединен к выходу турбины газотурбинного двигателя. Установка содержит дополнительно не менее одного газотурбинного двигателя, соединенного газовым трактом со свободной турбиной, имеющего обводной газоход с клапаном. При этом выходы всех обводных газоходов соединены с выходом из свободной турбины. Все газотурбинные двигатели оборудованы стартерами и имеют датчики оборотов валов газотурбинных двигателей, соединенные электрическими связями с системой управления силовой установки. Свободная турбина имеет регулируемый сопловой аппарат, с приводом соплового аппарата свободной турбины. Технический результат: улучшение запуска силовой установки танка.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2377402) относится к области разработки месторождений углеводородов, находящихся в акватории. Комплекс содержит морскую платформу, добывающую скважину и устройство для нагнетания воды в скважину, содержащее, в свою очередь, насос с приводом, выход которого соединен с нагнетательной скважиной. После насоса по линии воды подключен теплообменник, установленный в выхлопном устройстве газотурбинного привода, содержащего, в свою очередь, газотурбинный двигатель и свободную турбину, ротор которой соединен с электрогенератором, соединенным электрической связью с приводом насоса для перекачки углеводородов. Обеспечивает повышение пластового давления и улучшение прогрева твердых углеводородов для их плавления и испарения.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2377393) относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к добыче углеводородов. Устройство содержит добывающую скважину, нагнетательную скважину, устройство для нагнетания воды в скважину, включающее насос с приводом, вход которого соединен с водоемом, а выход — с нагнетательной скважиной. После насоса по линии воды подключен теплообменник, установленный в выхлопном устройстве газотурбинного привода, содержащего газотурбинный двигатель и свободную турбину, ротор которой соединен с насосом для перекачки нефти. Повышается эффективность процесса добычи углеводородов.

Силовая установка с утилизацией тепла (патент РФ на изобретение № 2376457) содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой в выхлопном устройстве установлен регенеративный теплообменник. Вход регенеративного теплообменника соединен через водяной насос с емкостью для воды. Установка содержит систему охлаждения турбины, в которую входят параллельно соединенные топливо-паровой и топливо-воздушный теплообменники. Выход из регенеративного теплообменника через топливо-паровой теплообменник и паровую турбину, установленную на валу свободной турбины, соединен с емкостью для воды. Изобретение направлено на повышение КПД и надежности силовой установки.

Силовая установка газотурбовоза с утилизацией тепла (патент РФ на изобретение № 2349778) содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой в выхлопном устройстве установлен регенеративный теплообменник. Вход регенеративного теплообменника соединен через водяной насос с емкостью для воды. Установка содержит систему охлаждения турбины, в которую входят последовательно соединенные топливопаровой и топливовоздушный теплообменники. Выход из регенеративного теплообменника через топливопаровой теплообменник и паровую турбину, установленную на валу свободной турбины, соединен с емкостью для воды. Изобретение направлено на повышение КПД и надежности силовой установки.

Силовая установка газотурбовоза с утилизацией тепла (патент РФ на изобретение № 2349777) содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой в выхлопном устройстве установлен регенеративный теплообменник. Вход регенеративного теплообменника соединен через водяной насос с емкостью для воды. Установка содержит систему охлаждения турбины, в которую входят последовательно соединенные топливопаровой и топливовоздушный теплообменники. Выход из регенеративного теплообменника через топливопаровой теплообменник и паровую турбину, установленную на валу свободной турбины, соединен с емкостью для воды. Изобретение направлено на повышение КПД и надежности силовой установки.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2320497) относится к железнодорожному транспорту. Силовая установка газотурбовоза с регенерацией тепла содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой установлен регенеративный теплообменник Выход из регенеративного теплообменника соединен через паровую турбину и теплообменник-конденсатор с емкостью для воды. Теплообменник-конденсатор установлен в топливной магистрали после насоса горючего. Турбина содержит воздушную систему охлаждения соплового аппарата и рабочего колеса турбины, в которую входит трубопровод подвода воздуха из-за компрессора, дефлектор на диске турбины. Технический результат заключается в повышении КПД и надежности силовой установки.

Силовая установка газотурбовоза (патент РФ на изобретение № 23219024) содержит газотурбинный двигатель, на выходе из которого установлена свободная турбина, на выходе из которой установлено выхлопное устройство. Газотурбинный двигатель и свободная турбина установлены на раме в контейнере, имеющем систему охлаждения, совмещенную с системой регулирования радиальных зазоров в газотурбинном двигателе и/или в свободной турбине, и с системой пожаротушения. Изобретение направлено на улучшение запуска и повышение экономичности.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2316440) относится к железнодорожному транспорту. Силовая установка газотурбовоза с охлаждаемой турбиной и утилизацией тепла содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой установлен регенеративный теплообменник. Вход регенеративного теплообменника соединен через водяной насос с емкостью для воды, а выход соединен через теплообменник охлаждения воздуха, паровую турбину и теплообменник-конденсатор с емкостью для воды. Теплообменник-конденсатор установлен в топливной магистрали после насоса горючего. Турбина содержит воздушную систему охлаждения соплового аппарата и рабочего колеса турбины, в которую входит трубопровод отбора воздуха из-за компрессора, теплообменник охлаждения воздуха, коллектор, сопловой аппарат с полостями внутри него и дефлектор на диске турбины. Технический результат заключается в повышении КПД, повышении надежности силовой установки и предотвращении отложения накипи в системе охлаждения турбины.

Силовая установка локомотива с замкнутой схемой охлаждения турбины (патент РФ на изобретение № 2315881) содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой установлен регенеративный теплообменник. Выход регенеративного теплообменника соединен с газотурбинным двигателем через систему охлаждения турбины с теплообменником-конденсатором и далее с емкостью для воды. Теплообменник-конденсатор установлен на входе в газотурбинный двигатель перед компрессором. Система охлаждения турбины выполнена в виде последовательно соединенных внутренних полостей соплового аппарата, рабочих лопаток турбины, уплотнений на бандажных полках рабочих лопаток турбины и коллектора, выполненного на корпусе турбины над рабочими лопатками турбины. Изобретение повышает КПД и надежность силовой установки.

Силовая установка газотурбовоза (патент РФ на изобретение № 2312239) содержит трехвальный двухконтурный газотурбинный двигатель, имеющий первый, второй и третий каскады, соответственно с компрессором первого, второго и третьего каскада, соединенных внутренним, средним и наружным валами с турбинами низкого, среднего и высокого давления, и четвертую, свободную турбину, газодинамически связанную с трехвальным двухконтурным газотурбинным двигателем, соединенную, в свою очередь, с электрогенератором. Двигатель снабжен системой регулирования радиальных зазоров и установлен в контейнер. Контейнер имеет систему охлаждения, включающую трубопровод отбора воздуха из полости за первой ступенью первого каскада с регулятором расхода воздуха и датчик температуры воздуха, соединенный электрической связью с блоком управления. Изобретение направлено на улучшение запуска и повышение экономичности.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2312231) относится к железнодорожному транспорту. Силовая установка газотурбовоза с утилизацией тепла содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой в выхлопном устройстве установлен регенеративный теплообменник, выход из регенеративного теплообменника соединен через теплообменник охлаждения воздуха, паровую турбину и теплообменник-конденсатор с емкостью для воды, а в выхлопном устройстве перед регенеративным теплообменником установлена дополнительная камера сгорания. Теплообменник-конденсатор установлен в топливной магистрали после насоса горючего. Турбина содержит воздушную систему охлаждения соплового аппарата и рабочего колеса турбины, в которую входит трубопровод отбора воздуха из-за компрессора, теплообменник охлаждения воздуха, коллектор, сопловой аппарат с полостями внутри него и дефлектор на диске турбины. Изобретение позволяет повысить КПД и надежность силовой установки.

Изобретение (патент РФ на изобретение № 2312230) относится к железнодорожному транспорту. Силовая установка газотурбовоза с охлаждаемой турбиной и утилизацией тепла содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой установлен регенеративный теплообменник, вход которого соединен через водяной насос с емкостью для воды, отличается тем, что выход из регенеративного теплообменника соединен через теплообменник охлаждения воздуха, паровую турбину и теплообменник-конденсатор с емкостью для воды. Теплообменник-конденсатор установлен в топливной магистрали после насоса горючего. Турбина содержит воздушную систему охлаждения соплового аппарата и рабочего колеса турбины, в которую входит трубопровод отбора воздуха из-за компрессора, теплообменник охлаждения воздуха, коллектор, сопловой аппарат с полостями внутри него и дефлектор на диске турбины. Изобретение позволяет повысить КПД и надежность силовой установки.

Авторами выполнены рабочие чертежи активаторов топливного газа для газоперекачивающих агрегатов и изготовлены опытные образцы. Запланированы испытания.
ВЫВОДЫ:
1. Экономичность ГТД, работающих на природном газе может быть повышена одним из следующих способов
– совершенствование процесса горения топливовоздушной смеси в камере сгорания ГТД,
— утилизацией тепла выхлопных газов,
– применением конверсии природного газа.
2. Уменьшение эмиссии вредных веществ может быть достигнуто
– совершенствованием процесса горения топлива,
— применение средств очистки, в том числе эффективных катализаторов и электрофизических средств очистки.

ЛИТЕРАТУРА
1. Болотин Н. Б, Дудышев В. Д.. Энергетическая установка с газотурбинным двигателем..Заявка на изобретение №　2014101281 с положительным решением 　ФИПС от 20 января 2015 г.
2. Дудышев В.Д. Как радикально снизить потери газа в магистральных газопроводах http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/14452.html

Автор статьи: Патентный поверенный Болотин Николай Борисович