Силовая установка

 

Изобретение относится к машиностроению в частности к энергои транспортному машиностроению, используется для утилизации отводимой от систем двигателя внутреннего сгорания теплоты в паротурбинной установке и позволяет повысить экономичность, упростить конструкцию и снизить вес установки. Силовая установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, соединенный с паровой турбиной 2, а по выхлопным газам сообщенный с газовой турбиной 5, которая служит приводом турбокомпрессора и сообщена по выхлопным газам с парогенератором 9. Распределительное устройство 37 охлаждающей жидкости установлено после конденсатного насоса 35 и имеет два выхода 38 и 39. Выход 38 соединен с трубопроводом 29 подвода охлаждающей жидкости, в рассечку которого последовательно включены вторая ступень 40 маслоохладителя 41, воздушный радиатор 42 и охладитель 7 наддувочного воздуха. Выход 39 соединен с трактом 17 питательной воды. В рассечку между выходом 39 и трактом 17 питательной воды включена первая ступень 43 маслоохладителя 41. К промежуточному патрубку 19 отбора экономайзера 10 подключен расширитель 21, соединенный по пару и воде соответственно с выходом и входом системы 23 высокотемпературного охлаждения двигателя 1. Выхлопные газы двигателя 1 поступают в газовую турбину 5, а после нее в парогенератор 9, где генерируется пар, который перегревается и затем подается в паровую турбину 2. Дополнительная мощность вырабатывается паром, поступающим из расширителя 21 в турбину 2, источником теплоты для образования которого является система 23. В расширитель 21 для поддержания баланса расходов подается вода из промежуточного патрубка 19 экономайзера 10. Распределительное устройство 37 распределяет воду на парогенератор 9 и конденсатор 28, перед подачей в которые вода нагревается и охлаждается соответственно. Максимальное использование теплоты отработанных газов и масла, а также теплоносителя из экономайзера 10 повышает экономичность установки. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) uo y F 01 К 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ъ

1 (21) 4305132/24-06 (22) 14.09.87 (46) 15.10.89. Бюл. Р 38 (71) Производственное объединение

"Турбомоторный завод" им. К.Е.Ворошилова (?2) С.Н.Иванов, В.А.Липчук, А.В.Рабинович, А.M.Ëåùèíñêèé, П.А.Зубов, Г.Д.Баринберг, А.А,Гольдберг, В.П.Белов, В.Н,Можжов, E.Â.Маркелов, В.В.Лашманов и Г.С.10расов (53) 621.311.22(088.8) (56) Заявка ФРГ 1(2847028, кл. F 01 К 23/06, опублик. 1980.

2 (54) СИЛОВАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к энерго- и транспортному машиностроению, используется для утилизации отводимой от систем двигателя внутреннего сгорания теплоты в паротурбинной установке и позволяет повысить экономичность, упростить конструкцию и снизить вес установки. Силовая установка содержит двигатель I внутреннего сгорания, соединенный с паровой турбиной 2, а по выхлопным газам сообщенный с газовой турбиной 5, которая служит приводом турбокомпрессора и сообщена по

?О

3 1514966 выхлопным газам с парогенератором 9.

Распределительное устройство 37 охлаждающей жидкости установлено после конденсатного насоса 35 и имеет два 5 выхода 38 и 39, Выход 38 соединен с трубопроводом 29 подвода охлаждающей жидкости, в рассечку которого последовательно включены вторая ступень ,40 маслоохладителя 41, воздушный ра,диатор 42 и охладитель 7 наддувочно1

ro воздуха. Выход 39 соединен с трактом 17 питательной воды„ В рассечку между выходом 39 и трактом 17 питательной воды включена первая ступень

43 маслоохладителя 41. К промежуточному патрубку 19 отбора экономайзера

10 подключен расширитель 21., соединенный по пару и воде соответственно с выходом и входом системы 23 высокотемпературного охлаждения дви гателя 1, Выхлопные газы двигателя 1 ( (! поступают в газовую турбину 5, а после нее — в парогенератор 9, где генерируется пар, которьп перегревается и затем подается в паровую турбину

2. Дополнительная мощность вырабатывается паром, поступающим из расширителя 21 в турбину 2, источником теплоты для образования которого является система 23. В расширитель 21 для поддержания баланса расходов подается вода из промежуточного патрубка 19 экономайзера 10, Распределительное устройство 37 распределяет воду на парогенератор 9 и конденсатор 28, перед подачей в которые вода нагревается и охлаждается соответственно.

Максимальное использование теплоты отработанных газов и масла, а также теплоносителя из экономайзера !О повьппает экономичность установки, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностро(, ению в частности к энерго- и транс-., Ф портному машиностроению, а именно к 30, силовым установкам, утилизирующим тепlëoòó, отводимую от систем двигателя . BHyTpeHHего сгорания, в паротурбинной

1, установке.

Цель изобретения — повьппение экономичности, упрощение конструкции и снижение веса установки.

На чертеже представлена принципиальная тепловая схема силовой уста, новки. 40

Силовая установка состоит из двигателя (дизеля) 1 внутреннего сгорания, соединенного через редуктор (не показан) с паровой "урбиной 2, включающей в себя части 3 и 4 высокого и низкого давлений (ЧБД и ЧНД). По выхлопным газам дизель 1 соединен с газовой турбиной 5, служащей приводом турбдкомпрессора 6, сообщенным с охладителем наддувочного воздуха (ОНВ) 50

7, Газовая турбина 5 по выхлопным газам через дроссельную заслонку 8 связана с парогенератором 9, состоящим из экономайзера 10,, испарителя

11 с барабаном-сепаратором 12 и пароперегревателя 13. Парогенератор 9 по свежему пару паропроводом 14 с регулирующе-перепускным органом 15 соединен с ЧВД 3 турбины 2. Питательный насос 16 трактом 17 питательной воды с регулирующим органом 18 соединен с экономайзером 10. К промежуточному патрубку 19 отбора экономайзера 10 трубопроводом 20 отвода теплоносителя подключен впрыскивающий расшири— тель 21, который по пару соединен линией 22 с выходом системы 23 высокотемпературного охлаждения (ВТО) дизеля 1, Вход системы 23 ВТ0 по воде связан линией 24 с расположенным на ней насосом 25 с расширителем 21. Привод насоса 25 и других, используемых в схеме, насосов, может осуществляться непосредственно от дизеля 1 или через редукторно-мультипликаторные передачи (не показаны); Расширитель 21 паропроводом 26 с регулирующим органом 27 связан по пару с входом ЧНД 4, выход из которой осуществляется в конденсатор 28 смешивающего типа. Конденсатор

28 трубопроводом 29 подвода (впрыска) охлаждающей жидкости связан с ОНВ

7, а трубопровод 30 отсоса паровоздушной смеси из конденсатора 28 сообщен с водоструйным эжектором 31, к которому подключен атмосферный бакнакопитель 32, Кроме того, к конденсатору 28 подсоединена перепускная линия 33 от регулирующе-перепускного органа 15, Насос 34 водоструйного эжектора 31 и конденсатный (конден14966

25

5 сатно-цнркуляционный) насос 35 на всасе соединены соответственно с баком-накопителем 32 и конденсатором 28, а по напору соответственно с охладителем 36 конденсата водоструйного эжектора 31 и распределительным устройством 37 с двумя выходами (трубопроводами) 38 и 39. Первый выход 38 распределительного устройства соединен с трубопроводом 29 подвода охлаждающей жидкости, в рассечку которого последовательно включены вторая ступень 40 маслоохладителя 41, воздушный радиатор 42 и

ОНВ 7. Второй выход 39 распределительного устройства 37 соединен с трактом 17 питательной воды парогенератора 9. В рассечку между вторым выходом 39 распределительного устройства 37 и трактом 17 питательной воды включена первая ступень 43 маслоохладителя 41, подключенная по маслу к входу второй ступени 40 маслоохладителя 41, т.е. последовательно с второй ступенью 40, Силовая установка работает следующим образом.

Отходящие от дизеля 1 газы, пройдя газовую турбину 5, поступают в парогенератор 9, где используется теп-. лота этих газов для получения водяного пара, образующегося из питательной воды, нагреваемой последовательно в экономайзере 10 и испарителе

11. В качестве питательной воды используется, например, дистиллат. Пар, образовавшийся в испарителе 11, пройдя барабан-сепаратор 12, доводится до перегретого состояния в.пароперегревателе 13, Перегретый свежий пар поступает по паропроводу 14 с регулирующе-перепускным органом 15 в

ЧВД 3, затем в ЧНД 4 паровой турбины 2, где вырабатывается мощность, передаваемая на дизель 1. Эта мощность вырабатывается в результате расширения свежего пара от начальных параметров до давления в конденсаторе 28. Таким образом, утилизируется основная составляющая потерь энергии — теплота выхлопных газов.

В турбине 2, кроме того, происходит выработка дополнительной мощности от пара, поступающего в ЧНД 4 по паропроводу 26 из расширителя 21.

Источником теплоты для образования этого пара является система 23 ВТО, из которой перегретая относительно. температуры насьш ения, соответствующей давлению в расширителе 21, вода через впрыскивающие сопла (не показаны) поступает по линии 22 в этот расширитель 21. В последнем происходит вскипание этой воды и образуется сухой насьш1енный пар, поступающий в

ЧНД 4. Поддержание в расширителе 21 давления меньшего давления насыщения, соответствующего температуре впрыскиваемой воды, осуществляется регулирующим органом 27. Кроме того, регулирующим органом 27 поддерживается оптимальный температурный режим в системе 23 ВТО. Для подцержания баланса расходов в расширитель 21 из промежуточного патрубка 19 экономайзера 10 по трубопроводу 20 отвода теплоносителя отбирается вода в количестве, равном количеству пара, поступающего из расширителя 21 в ЧНД 4.

Сигналом на регулирование является высота уровня воды в расширителе 21.

Промежуточный патрубок 19 экономайзера 10 выбирается так, что нагрев отобранной воды происходит только за счет дополнительного снижения температуры уходящих. газов из парогенератора 9 и не приводит к снижению температуры свежего пара к ЧВД турбины 2.

Откачка конденсата из конденсатора

28, расширителя 21, бака-накопителя

32 водоструйного эжектора 31 и конденсатора 28 осуществляется, соответственно, насосами 25, 34 и 35. Конденсат из конденсатора 28 после конденсатного насоса 35 поступает в распределительное устройство 37, из которого по выходам (трубопроводам) 38 и 39 распределяется в трубопровод

29 подвода охлаждающей жидкости и в тракт 17 питательной воды парогенератора 9. Часть воды, направляемая после распределительного устройства 37 в трубопровод 29, пройдя вторую ступень 40, маслоохладителя 41, воздушный радиатор 42, охладитель 36 конденсата водоструйного эжектора 31 и

ОНВ 7, поступает по трубопроводу 29 через сопла (не показаны) в конденсатор 28. Другая часть воды, направляемая после распределительного устройства 37 в тракт 17 питательной воды, пройдя первую ступень 43 маслоохладителя 41, питательным насосом

16 подается в парогенератор 9. Регулирующим органом 18 осуществляется изменение подачи питательной воды в

1 514966

Фо р мула и з о б р е те ния

Составитель В.Гуторов

Редактор С,Лисина Техред A.Кравчук Корректор Л,Патай

Заказ 6208/36 Тираж 456 Подписное

В11РП1ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035„Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101 парогенератор 9 в зависимости от уровня воды в барабане-сепараторе 12.

Тем самым. поддерживается баланс между количеством отводимого от парогенератора 9 свежего пара и поступающей в него питательной воды, которая подается в питательный насос 16 подогретой в маслоохладителе 41 первой ступени 43 маслоохладителя 41 до,температуры выше "точки росы", вследст-! вие чего исключается воэможность сер1 нистой коррозии парогенератора 9, После насоса 25 вода поступает по линии 24 в систему 23 ВТО, охлаждая дизель 1.

Конденсат из бака-накопителя 32 насосом 34 подается в охладитель 36 конденсата, после охлаждения в кото ром в качестве эжектирующей среды по, ступает в водоструйный эжектор 31, который по трубопроводу 30 отсоса паровоздушной смеси отсасывает паровоздушную смесь из конденсатора 28.

Регулирующе-перепускной орган 15 выполняет защитную функцию, при необходимости перепуская пар по линии

33 из парогенератора 9 в конденсатор

28, защищая тем самым турбину 2 от попадания в нее возможной влаги. Работает регулирующе-перепускной орган

$5 н зависимости ст величины разности между температурой свежего пара перед ЧВД 3 и температурой воды в барабане-сепараторе 1 .2. В период пусков, остановов или других переходных режимов регулирующе-перепускной орган

15 перекрывает доступ пара в турбину

2, перепуская его в конденсатор 28.

В результате данного размещения распределительного устройства 37 и отвода в расширитель 21 только части теплоносителя из промежуточного патрубка 19 экономайзера 10 максимально используется теплота отработанных газов дизеля 1 для получения высокопотенциального пара. и выработ— ки мощности, что повышает экономичность установки„

1. Силовая установка, содержащая

5 двигатель внутреннего сгорания с охладителем наддувочного воздуха и системой высокотемпературного охлаждения его цилиндров, магистраль выпуска отработанных газов которого сообщена с парогенератором, пароперегреватель которого подключен к части высокого давления паровой турбины, сообщенной с частью низкого давления, к входу которой по пару подключен

15 расширитель, а к выходу — конденсатор с трубопроводами подвода и отвода охлаждающей жидкости, сообщенный трактом конденсата через конденсатный насос с трактом питательной воды, 20 подключенным к экономайэеру с промежуточным патрубком отбора> распределительное устройство охлаждающей жидкости, двухступенчатый маслоохладитель и воздушный радиатор, о т л и25 ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности, упрощения конструкции и снижения веса, распределительное устройство охлаждающей жидкости установлено в тракте конЗО денсата после конденсатного насоса и имеет два выхода, первый иэ которых соединен с трубопроводом подвода охлаждающей жидкости конденсатора, в рассечку которого последовательно включены вторая ступень маслоохлади-. теля, воздушный радиатор и охладитель наддувочного воздуха, а второй выход — с трактом питательной воды парогенератора, промежуточный патрубок отбора экономайэера которого подключен к расширителю.

2. Установка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в рассечку между выходом распределительного устройства и трактом питательной воды включена первая ступень маслоохладителя, подключенная по маслу к входу второй ступени маслоохладителя.