Instalații de propulsie navale cu turbine

1.1 Generalitati

In domeniul naval au fost realizate instalatii de propulsie cu turbine cu gaze, STG, montate

pe unele nave comerciale (metaniere, petroliere, nave de croaziera, portavioane, &), avand puteri

de 15  80 MW, dotate cu EPR. Pe unele nave militare, astfel de instalatii s-au extins mai mult

datorita avantajelor pe care le au :

- masa redusa ;

- putere mare ;

- durata de timp redusa pentru punerea in functiune.

Turbinele cu gaze, folosite in prezent la propulsia navala, din punct de vedere constructiv,

sunt asemanatoare cu cele utilizate in aviatie.

Cele mai multe instalatii de propulsie navale cu turbine cu gaze folosite pentru propulsia

navelor comerciale sunt cu doua trepte de comprimare, cu doua trepte de destindere, cu doua

incalziri ale gazelor si recuperarea energiei din gazele arse. Sistemele de propulsie cu turbine cu

gaze cu trei trepte de comprimare, cu racire intermediara, cu trei trepte de destindere si incalzire

inaintea fiecarei trepte de destindere nu se mai intalnesc.

1.2. Instalatia de propulsie cu turbine cu gaze cu circuit deschis

Fluxul de aer si gaze este in succesiune, cu racire intermediara a aerului, incalzirea gazelor

in trepte si recuperarea energiei din gazele arse, si este prezentata in fig, 1, iar in fig, 3 este

prezentata in coordonate T  s, ciclul de functionare al acestei instalatii de propulsie cu turbine cu

gaze in circuit deschis.

Elementele componente ale acestei instalatii, prezentate in fig. 1, sunt :

1  elice cu pas reglabil ; 2  reductor de turatie cu roti dintate ; 3  camera de ardere ; 4 

turbina cu gaze de inalta presiune; 5 camera de ardere; 6  turbina cu gaze de joasa presiune ; 7 

compresor de aer ; 8  racitor de aer ; 9  compresor de aer ; 10  schimbator (recuperator) de

caldura.

Aerul este aspirat de compresorul 7 si refulat pentru racire in racitorul 8, realizand

comprimarea conform politropei 11-21 din diagrama T-s. Racirea in 8 este reprezentata prin

evolutia 21-1, dupa care urmeaza a doua comprimare din compresorul 9, reprezentata prin politropa

1-2.

Compresorul 9 refuleaza aerul in schimbatorul de caldura 10, unde se incalzeste prin

schimbul de caldura cu gazele arse, dupa evolutia 2-2r. Aerul incalzit patrunde in camera de ardere

3, unde prin arderea combustibilului se produce amestecul de gaze si aer, conform evolutiei 2r-31.

Fluidul motor compus din gaze si aer patrunde in turbina 4 in care se destinde politropic dupa

evolutia 31-41, urmata de incalzirea acestui amestec 41-3. Urmeaza destinderea 3-4, in turbina 6,

dupa care gazele arse trec prin schimbatorul de caldura 10, unde cedeaza caldura pentru

preincalzirea aerului, conform evolutiei 4-4r. Evolutia 4r-11 se realizeaza prin evacuarea gazelor

arse si preluarea aerului din mediul inconjurator de compresorul 7.

La ciclul termic prezentat in fig. 3 nu au fost luate in considerare pierderile de

presiune, datorate rezistentelor gazodinamice ale camerelor de ardere, racitorului de aer 8 si a

schimbatorului de caldura 10.