В.В. Дидов, В.Д. Сергеев

ДИДОВ ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ – кандидат технических наук, профессор кафедры судовой энергетики и автоматики Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). E-mail: d_v_v_@mail.ru
СЕРГЕЕВ ВИКТОР ДМИТРИЕВИЧ – кандидат технических наук, профессор кафедры электроэнергетики и электротехники Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). E-mail: sergeev-vd@yandex.ru

Разработка научных основ создания мощных газотурбинных установок замкнутого цикла и генераторов на подшипниках с гелиевой смазкой

Разработана газотурбинная установка замкнутого цикла (ГТУЗЦ) (рабочее тело – гелий) и синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов на частоту вращения 14 000 об/мин и выходную мощность генератора 100 МВт. ГТУЗЦ оснащена газостатическими подшипниками с гелиевой смазкой, в которых потери на трение минимальны. Конструкции компрессора и турбины выполнены так, что в них отсутствуют осевые нагрузки на подшипники от газодинамических сил, причем на всех режимах работы. Генератор имеет высокоэффективную вытяжную радиально-осевую систему охлаждения, в которой отсутствуют контактные уплотнения вала. Вся наружная цилиндрическая поверхность ротора генератора выполняет функцию цапфы газового подшипника. Прогиб ротора генератора отсутствует.

Ключевые слова: газотурбинная установка замкнутого цикла, гелий, синхронный генератор, постоянные магниты, газостатические подшипники, осевое усилие, радиально-осевая система охлаждения, генератор-подшипник.

Developing a scientific basis to produce powerful gas-turbine plants of close cycle and generators on bearings with helium lubricant

The article deals with a closed gas turbine cycle (CGTC, helium being its working medium) and a synchronous generator with permanent magnet for speed, 14,000 rounds per min, an output power of the generator being 100 MW. The CGTC is equipped with a helium-lubricated bearings, whose friction losses are minimal. The structure of the compressor and turbine are designed not to have axial load on bearings in all operational modes which is caused usually by gas-dynamic forces. The generator has a high-performance exhaust radial-axial cooling system in which there are no shaft seals. The entire outer cylindrical surface of the rotor of the generator functions as a gas journal bearing. There is no deflection of the rotor of the generator.

Key words: closed-cycle gas turbine plant, helium synchronous generator, constant magnet, gas bearings, axial force, radial - axial cooling system, generator – bearing.