Парогазотурбинная установка

 

Изобретение позволяет повысить экономичность и обеспечить автономность. Поток воздуха последовательно охлаждается в нагревателе 24, сжимается в воздушном компрессоре 8 и направляется в камеру 13 сгорания, куда одновременно подается топливо через форсунки 14, распыливаемое паром, поступающим по линии 15. Парогазовая смесь расширяется в газовой турбине 11. Атмосферная влага конденсируется в сборнике 22 за счет охлаждения воздуха в испарителе 21 теплового насоса, содержащего компрессор 18 и дроссель 20. Вода, поступающая из сборника 22, нагревается в нагревателе 24, в аккумуляторе 26, в котором размещен конденсатор 19 теплового насоса, и в экономайзере 27, установленном на выхлопе газовой турбины 11. Перегретая вода расширяется в расширителе 30, откуда вторичный пар направляется в камеру 13 сгорания. Экономичность повышается за счет охлаждения воздуха перед сжатием, предварительного подогрева воды, направляемой в экономайзер, и эффективного распыливания топлива. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

119) (11) (584 F 01 К 21 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4331257/24-06 (22) 18.11.87 (46) 23 ° 07.89. Бюл.М 27 (75) В.П.Коротков (53) 621.442(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 918458, кл. Г 01 К 2!/04, 1980. (54) ПАРОГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение позволяет повысить экономичность и обеспечить автономность. Поток воздуха последовательно охлаждается в нагревателе 24, сжимается в воздушном компрессоре 8 и направляется в камеру 13 сгорания, куда одновременно подается топливо через форсунки 14, распьн иваемое паром, поступающим по линии 15. Парогазовая, смесь расширяется в газовой турбине

11. Атмосферная влага конденсируется в сборнике 22 за счет охлаждения воз+ духа в испарителе 21 теплового насоса, содержащего компрессор 18 и дроссель 20. Вода, поступающая иэ сборника 22, нагревается в нагревателе 24, в аккумуляторе 26, в котором размещен конденсатор 19 теплового насоса, и в экономайзере 27, ус гановленном на выхлопе газовой турбины 11.

Перегретая вода расширяется в расши" рителе 30, откуда вторичный пар направляется в камеру 13 сгорания.

Экономичность повышается за счет охлаждения воздуха перед сжатием, предварительного подогрева воды, направляемой в экономайзер, и эффективного распыливания топлива. 2 ил.

149541

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в составе ветроэнергетических установок.

Цель изобретения — повышение эко™ номичности и обеспечение автономности.

На фиг.l представлена парогазотурбинная установка, в составе ветроэнергетической, общий вид; на фиг.2 - парогазотурбинная установка. 10

Установка содержит поворотный корпус 1 и неподвижную опору 2, соединенные опорно-поворотным узлом 3, средство 4 ориентации по направлению ветра и ветроколесо 5, через редук- 15 тор 6 связанное с валом 7 паросиловой установки (фиг.l).

Установка также содержит воздушный компрессор 8 с воздухозаборником 9, электрогенератор 10 и газовую турби- 20 ну 11 с выхлопным патрубком 12 (фиг-.2). Воздушный компрессор 8 по сжатому воздуху подключен к камере 13 сгорания, включающей топливные форсунки 14 и линию 15 распыливающей среды, и по трубопроводу 16 к воздушному аккумулятору (не показан) через управляемый клапан 17. Камера 13 сгорания подсоединена к газовой турбине Il. Кроме того, установка содер- 30 жнт парокомпрессионный тепловой насос, состоящий из последовательно включенных в тракт рабочего тела компрессора 18, установленного на одном валу с газовой турбиной 11, конденсатора 19, дросселя 20 и испарителя 21.

Сборник 22 влаги выполнен в виде открытой емкости, соединенной в верх- 40 ней части с атмосферой через наклонные отверстия 23, в нижней части которой размещен испаритель 21 теплового насоса. Установка содержит последовательно соединенные по ходу ,45 движения атмдсферной влаги, поступа- ющей из сборника 22, нагреватель 24, йасос 25, аккумулятор 26 влаги, водяной экономайзер 27 с патрубками 28 и

29 подвода и отвода нагреваемой среды и расширитель 30 с водяными форсунками 31 и линией 32 рециркуляции.

При этом нагреватель 24 размещен в воздухозаборнике 9 воздушного компрессора, водяной экономайзер 27 размещен в выхлопном патрубке 12, а

55 конденсатор 19 теплового насоса установлен в аккумуляторе 26 влаги. Расширйтель 30 по вторичному йару подключен

5 к линии 15 подвода распыливающей среды, а форсунками 31 и линией 32 рециркуляции — соответственно к патруб-, ку 29 отвода и патрубку 28 подвода нагреваемой среды экономайзера 27.

Электрогенератор 10 подсоединен к воздушному компрессору 8 через выключаемую муфту 33 и к газовой турбине

i1 через выключаемую муфту 34.

Установка работает следующим образом.

Набегающий поток воздуха вращает ветроколесо 5, которое передает усилие через редуктор 6 на вал 7 парогазотурбинной установки, и обтекает поворотный корпус 1, ориентированный средством 4 по направлению ветра (фиг. 1).Часть набегающего потока воздуха поступает в воздухозаборник 9, проходит через нагреватель 24, где охлаждается, отдавая тепло влаге (фиг.2). Затем воздух сжимается в компрессоре 8 и поступает по трубопроводу 16 к воздушному аккумулятору и в камеру 13 сгорания, куда одновременно подается топливо через форсунку 14 и водяной пар по линии 15 подвода распыливающей среды. Образующаяся при сгорании топлива парогазовая смесь направляется B газовую турбину 11, вращающую электрогенератор 10. Отработавшая парогазовая смесь поступает в выхлопной патрубок

12 и расположенный в нем водяной экономайзер 27. В последнем продукты сгорания охлаждаются, отдавая тепло влаге. При этом, чем больше скорость набегающего потока воздуха, тем большая часть сжатого воздуха через управляемый клапан 17 поступает в воздушный аккумулятор. При достаточно большой скорости в тра газовая турбина 11 при помощи выключаемой муфты 34 отсоединяется от электрогенератора 10 и выработка электроэнергии осуществляется за счет усилия ветроколеса.

Рабочее тело, например фреон, теплового насоса сжимается в компрессоре 18, конденсируется в конденсаторе 19, отдавая тепло влаге, и дросселируется в дросселе 20. При этом давление и температура рабочего тела уменьшается. Затем в испарителе 21 рабочее тело испаряется, охлаждая при этом воздух в сборнике 22 влаги. Воз; дух, поступающий в сборник 22 через наклонные отверстия 23, охлаждается.

5 1 4

При этом из него конденсируется влага, которая собирается на внутренней поверхности сборника 22. Далее влага с пониженной температурой из сборника

22 поступает в нагреватель 24, где нагревается, и через насос 25 в аккумулятор 26 влаги, где продолжается ее нагрев. Из посЛеднего вода подается в водяной экономайзер 27 и с высокой температурой поступает в расширитель 30 через форсунки 31. При этом вторичный пар из расширителя поступает по линии 15 подачи распыливающей среды в камеру 13 сгорания, где распыливает топливо, поступающее через форсунки 14. Отводимая влага из расширителя 30 подается по линии 32 рециркуляции на вход водяного экономайзера 27 для повторного нагрева, При отсутствии электрической на.грузки электрогенератор 10 может быть отключен от воздушного компрессора 8 посредством муфты 33., При этом сжимаемый компрессором воздух направляется по трубопроводу 16 в воздушный аккумулятор.

Изобретение позволяет повысить экономичность парогазотурбинной установки путем охлаждения воздуха перед сжатием его в компрессоре, предварительного подогрева влаги, направляемой в экономайзер, и эффективного распыливания топлива в камере сгорания. Изобретение дает возможность обеспечить автономность установки

6 от источника воды благодаря наличию сборника влаги.

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

Парогазотурбинная установка, "одержащая последовательно установленные в тракте рабочего тела воздушный компрессор с воздухоэаборником, камеру сгорания с топливными форсунками и линией подвода распыливающей среды, газовую турбину, водяной экономайэер с патрубками подвода и отвода нагреваемой среды, расширителем с водяными форсунками и линией рециркуляции, подключенными соответственно к патрубкам отвода и подвода нагреваемой среды экономайзера, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности и обес20 печения автономности, установка дополнительно снабжена парокомпрессионным тепловым насосом и последовательно соединенными по ходу движения атмосферной влаги сборником влаги, нагревателем, насосом и аккумулятором влаги, при этом сборник влаги выполнен в виде открытой емкости, в нижней части которой размещен испаритель теплового насоса, конденсатор установлен в аккумуляторе влаги, причем расширитель по вторичному пару подключен к линии подвода распыливающей среды, патрубок подвода нагреваемой среды экономайзера подсоединены к аккумулятору влаги, а нагреватель

35 размещен,в воздухоэаборнике воздушного .компрессора.