RU2487032C1

RU2487032C1 - Interchock hose of gas-turbine locomotive cryogenic systems

Info

Publication number: RU2487032C1
Application number: RU2012104340/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Федорович Руденко; Андрей Геннадиевич Воронков; Наталья Викторовна Скворцова
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2013-07-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: proposed device relates to special-purpose couplers of railway vehicles running on cryogenic fuel. It consists of two straight flexible two-wall equal-length corrugated pipelines 1, 2 made of frost-resistance steel arranged at 85-95 degrees relative to each other. One end of said corrugated pipelines is connected to cryogenic pipelines 3, 4 rigidly secured at ends 5, 6 of gas-turbine locomotive sections while opposite ends attached to brackets 7, 8 furnished with gas passages. Torsion bars 10, 11 retain arc-like pipeline 9 communicating bracket gas passages in preset position. Interwall space of aforesaid corrugated pipelines is evacuated and houses check pressure gages while rigid arc-like pipeline is provided with heat insulation.

EFFECT: higher reliability, longer life.

1 dwg

Description

Изобретение относится к сцепке специального назначения транспортных средств, в частности к соединениям трубопроводов криогенного оборудования двухсекционных, трехсекционных газотурбовозов, работающих на криогенном топливе.The invention relates to a special-purpose hitch for vehicles, in particular, to piping connections of cryogenic equipment of two-section, three-section gas turbine trucks operating on cryogenic fuel.

Известны конструкции межсекционных соединений транспортных средств для передачи веществ в газообразном и жидком состояниях, в которых используются резинотекстильные шланги (RU, патент №2338651 C1, МПК B60T 17/04, МПК F16L 37/26, 2008 г.).Known designs of intersectional connections of vehicles for transferring substances in a gaseous and liquid state, in which rubber-textile hoses are used (RU, patent No. 2338651 C1, IPC B60T 17/04, IPC F16L 37/26, 2008).

Материал резинотекстильных шлангов не предназначен для использования при криогенных температурах.Rubber-textile hose material is not intended for use at cryogenic temperatures.

Известен железнодорожный состав, в котором для подачи сжиженного газа использован гибкий межсекционный трубопровод (RU, патент №2314220 C1, МПК B61C 7/04, МПК B61C 11 /00, 2008 г.).Known train, in which for the supply of liquefied gas used flexible intersectional pipeline (RU, patent No. 2314220 C1, IPC B61C 7/04, IPC B61C 11/00, 2008).

Недостатком данного соединения является нагружение гибких участков трубопровода продольными усилиями и деформациями при движении железнодорожного состава, что может вызвать повреждение соединения.The disadvantage of this connection is the loading of flexible sections of the pipeline with longitudinal forces and deformations during the movement of the train, which can cause damage to the connection.

Известна конструкция соединения криогенных систем двух секций газотурбовоза ГТ-1 гибкими криогенными сильфонными трубопроводами («Газотурбовоз ГТ-1 на альтернативном моторном топливе СПГ». Авторы В.Ф.Руденко, А.Г.Воронков, Е.Ю.Стальнов. Журнал «Транспорт на альтернативном топливе», №5, сентябрь 2009 г., с. 32-35).A known design for connecting cryogenic systems of two sections of a GT-1 gas turbine locomotive with flexible cryogenic bellows pipelines (“GT-1 gas turbine locomotive using alternative LNG motor fuel.” Authors V.F. Rudenko, A.G. Voronkov, E.Yu. Stalnov. Transport magazine on alternative fuel ”, No. 5, September 2009, p. 32-35).

Недостатком данной конструкции соединения является нагружение гибких участков трубопровода продольными усилиями и деформациями, вызывающими повреждения.The disadvantage of this connection design is the loading of flexible sections of the pipeline with longitudinal forces and deformations that cause damage.

Техническим результатом изобретения является обеспечение надежности и увеличение срока службы межсекционного соединения криогенных систем секций газотурбовоза при воздействии криогенных температур и деформаций, возникающих при движении секций газотурбовоза.The technical result of the invention is to ensure reliability and increase the service life of the intersectional connection of the cryogenic systems of the gas turbine sections when exposed to cryogenic temperatures and deformations that occur when the sections of the gas turbine are moving.

Указанный технический результат достигается тем, что межсекционное соединение криогенных систем газотурбовоза снабжено двумя двухстенными прямолинейными гибкими гофрированными равной длины трубопроводами из хладостойкой стали, которые соединены с патрубками криогенного трубопровода соответственно первой и второй секций газотурбовоза, жестко закрепленными на торцах секций, а другими концами прикреплены соответственно к кронштейнам, снабженным каналами для потока газа и присоединенным к концам жесткого дугообразного трубопровода, причем к кронштейнам прикреплены концы стержней-торсионов, вторые концы которых жестко закреплены соответственно на торцах первой и второй секций газотурбовоза; прямолинейные участки межсекционного трубопровода расположены под углом 85-95 градусов друг к другу, межстенные пространства прямолинейных двухстенных участков трубопровода вакуумированы, и в них установлены контрольные датчики давления; жесткий дугообразный трубопровод снабжен теплоизолирующим покрытием.The specified technical result is achieved by the fact that the intersectional connection of cryogenic systems of a gas turbine locomotive is equipped with two double-walled rectilinear flexible corrugated equal length pipelines made of cold-resistant steel, which are connected to the nozzles of the cryogenic pipeline, respectively, of the first and second sections of the gas turbine locomotive, rigidly fixed to the ends of the sections, and the other ends are attached respectively to brackets equipped with channels for gas flow and connected to the ends of a rigid arcuate pipeline , Wherein the ends are attached to the arms, the torsion bars, the second ends of which are rigidly secured respectively at the ends of the first and second sections of the gas-turbine locomotive; rectilinear sections of the intersectional pipeline are located at an angle of 85-95 degrees to each other, the interwall spaces of the rectilinear two-wall sections of the pipeline are evacuated, and control pressure sensors are installed in them; the rigid arcuate pipeline is provided with a heat insulating coating.

На чертеже представлен общий вид межсекционного соединения криогенных систем газотурбовоза в аксонометрии.The drawing shows a General view of the intersectional connection of cryogenic systems of a gas turbine locomotive in a perspective view.

Межсекционное соединение содержит гибкий межсекционный трубопровод в виде двух прямолинейных двухстенных гибких гофрированных трубопроводов 1 и 2 из хладостойкой стали, которые соединены соответственно с криогенными трубопроводами 3 и 4 соответственно первой секции 5 и второй секции 6 газотурбовоза, жестко закрепленными на торцах соответствующих секций, а другими концами прикреплены соответственно к кронштейнам 7 и 8, снабженным каналами для потока газа и присоединенным к концам жесткого дугообразного трубопровода 9. К кронштейнам 7 и 8 прикреплены концы стержней-торсионов соответственно 10 и 11, вторые концы которых жестко закреплены соответственно на торцах первой 5 и второй 6 секций газотурбовоза. Гибкие прямолинейные гофрированные трубопроводы 1 и 2 выполнены двухстенными, причем межстеночное пространство вакуумировано, и в нем установлены контрольные датчики давления (на чертеже не показаны); на жесткий дугообразный трубопровод 9 нанесено теплоизолирующее покрытие. Двухстенные прямолинейные гофрированные трубопроводы 1 и 2 имеют равную длину и расположены под углом α=85-95 градусов друг к другу.Intersectional connection contains a flexible intersectional pipeline in the form of two rectilinear double-walled flexible corrugated pipelines 1 and 2 of cold-resistant steel, which are connected respectively to cryogenic pipelines 3 and 4, respectively, of the first section 5 and second section 6 of the gas turbine, rigidly fixed to the ends of the corresponding sections, and other ends attached to brackets 7 and 8, respectively, provided with channels for gas flow and attached to the ends of the rigid arcuate pipeline 9. To brackets 7 and 8 p The ends of the torsion rods are attached, respectively 10 and 11, the second ends of which are rigidly fixed to the ends of the first 5 and second 6 sections of the gas turbine, respectively. Flexible straight corrugated pipelines 1 and 2 are double-walled, and the inter-wall space is evacuated, and control pressure sensors are installed in it (not shown in the drawing); a rigid arc-shaped pipe 9 is applied insulating coating. Double-walled rectilinear corrugated pipelines 1 and 2 are of equal length and are located at an angle α = 85-95 degrees to each other.

Межсекционное соединение криогенных систем газотурбовоза работает следующим образом.Intersectional connection of cryogenic systems of a gas turbine locomotive works as follows.

Криогенная жидкость проходит из криогенного трубопровода 3 первой секции 5 в прямолинейный гофрированный трубопровод 1 из хладостойкой стали, далее через канал в кронштейне 7 в дугообразный трубопровод 9, через канал во втором кронштейне 8 во второй прямолинейный гофрированный трубопровод 2 из хладостойкой стали и поступает в криогенный трубопровод 4 второй секции 6 газотурбовоза.The cryogenic liquid passes from the cryogenic pipeline 3 of the first section 5 into a straight corrugated pipe 1 made of cold-resistant steel, then through the channel in the bracket 7 to the arc-shaped pipe 9, through the channel in the second bracket 8 into the second straight-shaped corrugated pipe 2 from cold-resistant steel and enters the cryogenic pipe 4 of the second section 6 of the gas turbine.

При движении двухсекционного газотурбовоза по прямому участку железнодорожного пути взаимное положение всех элементов межсекционного соединения сохраняется, их деформации отсутствуют.When a two-section gas turbine locomotive moves along a straight section of a railway track, the mutual position of all the elements of the intersection connection remains, their deformation is absent.

Применение хладостойкой стали исключает температурные повреждения. По внутренним полостям межсекционного соединения - прямолинейным гофрированным трубопроводам 1 и 2, каналам кронштейнов 7 и 8, дугообразному трубопроводу 9 протекает криогенное топливо. Стержни-торсионы 10 и 11 удерживают в заданном положении дугообразный трубопровод 9 и снижают амплитуду вибраций элементов соединения.The use of cold-resistant steel eliminates temperature damage. Cryogenic fuel flows through the internal cavities of the intersectional connection — rectilinear corrugated pipelines 1 and 2, the channels of the brackets 7 and 8, and the arcuate pipeline 9. The torsion rods 10 and 11 hold the arc-shaped conduit 9 in a predetermined position and reduce the vibration amplitude of the connection elements.

При движении двухсекционного газотурбовоза по криволинейному участку железнодорожного пути изменение взаимного пространственного положения торцев секций 5 и 6 и криогенных трубопроводов этих секций соответственно 3 и 4 компенсируется за счет деформации изгиба гофрированных трубопроводов 1 и 2. Стержни-торсионы 10 и 11 также воспринимают деформацию изгиба, но исключают продольную деформацию гофрированных трубопроводов 1 и 2, благодаря чему обеспечивается повышение надежности гофрированных трубопроводов и соединения в целом. Расположение прямолинейных участков криогенного трубопровода под углом 85-95 градусов друг к другу уменьшает величину деформаций изгиба трубопроводов 1 и 2; вакуумирование межстенного пространства двухстенных прямолинейных участков трубопровода и теплоизолирующее покрытие дугообразного трубопровода 9 препятствуют их обмерзанию, датчики давления в межстенном пространстве позволяют контролировать герметичность межстенного пространства трубопроводов 1 и 2. Этим достигается обеспечение надежности и увеличение срока службы межсекционного соединения криогенных систем секций газотурбовоза.When a two-section gas turbine locomotive moves along a curved section of the railway track, the change in the mutual spatial position of the ends of sections 5 and 6 and the cryogenic pipelines of these sections, respectively, 3 and 4 is compensated by the bending strain of the corrugated pipelines 1 and 2. The torsion bars 10 and 11 also perceive bending deformation, but exclude the longitudinal deformation of corrugated pipelines 1 and 2, thereby increasing the reliability of corrugated pipelines and the connection as a whole. The location of the straight sections of the cryogenic pipeline at an angle of 85-95 degrees to each other reduces the magnitude of the bending strain of pipelines 1 and 2; evacuation of the interwall space of double-walled rectilinear sections of the pipeline and the heat-insulating coating of the arcuate pipeline 9 prevent them from freezing, pressure sensors in the inter-wall space make it possible to control the tightness of the inter-wall space of pipelines 1 and 2. This ensures reliability and increases the service life of the intersection connection of cryogenic systems of gas turbine sections.

Claims

1. Intersectional connection of cryogenic systems of a gas turbine locomotive containing a flexible intersectional pipeline, characterized in that the intersectional connection is provided with two straight-line double-walled flexible corrugated pipelines of equal length made of cold-resistant steel, which are located at an angle of 85-95 ° to each other and connected respectively to the cryogenic pipelines of the first and a second gas turbine locomotive section, rigidly fixed to the ends of the sections, and other ends attached respectively to brackets provided with channels for otok gas and attached to the ends of the arcuate rigid pipeline, wherein the brackets are attached to the ends of the torsion-rod, the other ends of which are rigidly secured respectively at the ends of the first and second sections of the gas-turbine locomotive.

2. The intersectional connection according to claim 1, characterized in that the interwall space of the double-walled rectilinear corrugated pipelines is evacuated and control pressure sensors are installed in it.

3. The intersectional connection according to claim 1, characterized in that the rigid arcuate pipeline is provided with a heat-insulating coating.