Способ работы парогазовой установки



Способ работы парогазовой установки
Способ работы парогазовой установки
Способ работы парогазовой установки
Способ работы парогазовой установки

 


Владельцы патента RU 2476690:

Агеев Константин Александрович (RU)
Агеев Александр Альбертович (RU)
Агеев Владимир Альбертович (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике. Предложен способ работы парогазовой установки, в которой воздушным компрессором сжимают воздух с промежуточным охлаждением, который подают в зону горения камеры сгорания, в которую одновременно подают топливо, образовавшиеся продукты сгорания смешивают в зоне смешения камеры сгорания с водяным паром с получением на выходе из камеры сгорания парогазовой смеси, которую в качестве рабочего тела направляют в парогазовую турбину, в которой энергию потока парогазовой смеси преобразуют в механическую энергию вращения ротора турбины, далее водяной пар частично конденсируют в вакуумном конденсаторе, разрежение в котором создается вакуумным компрессором, отводящим не сконденсированные газообразные продукты сгорания, сконденсированную воду нагревают в теплообменниках, при этом установку снабжают дополнительным теплообменником охлаждения воздуха, в который направляют часть воздуха после первого каскада сжатия на нагрев питательной воды, выходящей из теплообменника охлаждения уходящих газов. Изобретение позволяет повысить экономичность парогазовой установки. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к парогазовым установкам (ПГУ), работающим на смеси пара и продуктов сгорания топлива.

Известен способ работы газотурбинной установки, заключающийся в сжатии воздуха, сжигании в нем топлива, смешивании полученных продуктов сгорания с дополнительным сжатым воздухом и отбором части продуктов сгорания после их расширения в турбине и совместном их сжатии с дополнительно сжимаемым воздухом при одновременном уменьшении расхода последнего (см. авторское свидетельство SU №1744290, кл. F02C 3/34, 30.06.1992).

Данный способ, хотя и осуществляет рациональный процесс сгорания, но требует дополнительной энергии для дополнительно сжимаемого охлаждающего воздуха, что снижает кпд процесса.

Известен способ работы ПГУ, включающий образование рабочей парогазовой смеси, расширение последней в турбине с совершением работы, осушение потока парогазовой смеси путем введения в него воды с температурой ниже температуры конденсации воды в парогазовой смеси, удаление осушенных газов и отвод конденсата (см. авторское свидетельство SU №547121, кл. F01K 21/04, 07.12.1982).

Однако при данном способе работы установки имеют место большие потери теплоты (скрытая теплота конденсации), так как не вся вода удаляется из парогазовой смеси и воды из-за недоохлаждения парогазовой смеси, поскольку необходимо подать большое количество холодной воды, что, в свою очередь, приводит к тому, что сливаемая вода из конденсатора будет также холодной, а значит теплота, возвращаемая через утилизационный контур, будет уменьшена, т.е. больше тепла будет потеряно в окружающую среду и еще больше энергии необходимо будет затратить для получения холодной воды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы ПГУ, заключающийся в том, что компрессором сжимают окружающий воздух с промежуточным охлаждением, который подают в зону горения камеры сгорания, в которую одновременно подают топливо, образовавшиеся продукты сгорания смешивают в зоне смешения камеры сгорания с водяным паром с получением на выходе из камеры сгорания парогазовой смеси, которую в качестве рабочего тела направляют в парогазовую турбину, в которой энергию потока парогазовой смеси преобразуют в механическую энергию вращения ротора турбины, далее водяной пар конденсируют в вакуумном конденсаторе, разрежение в котором создается вакуумным компрессором, отводящим не сконденсировавшиеся газообразные продукты сгорания, а сконденсированную воду нагревают в теплообменниках (см. патент RU №2412359, кл. F01K 21/04, 30.12.2009 г.).

Данный способ работы ПГУ обеспечивает отсутствие перегрева парогазовой смеси на входе в вакуумный конденсатор, но предъявляет жесткие требования к соотношению степеней сжатия воздушного компрессора первого каскада сжатия и вакуумного компрессора. Это связано с тем, что, с одной стороны, давление перед вакуумным компрессором определяется необходимостью конденсации достаточного количества водяного пара из парогазовой смеси для обеспечения рециркуляции охлаждающего пара, а с другой стороны, фиксированное количество питательной воды, нагреваемое сжатыми в вакуумном компрессоре уходящими газами в теплообменнике охлаждения уходящих газов определено необходимостью поддерживать минимальную температуру этих уходящих газов на выходе из теплообменника. Остальное количество питательной воды, необходимое для рециркуляции охлаждающего пара, подают в теплообменник промежуточного охлаждения воздуха после первого каскада сжатия в воздушном компрессоре. Если пропускаемое через этот теплообменник количество питательной воды ниже оптимального, то это приводит к росту температуры воздуха на входе в воздушный компрессор второго каскада сжатия.

В данном способе работы ПГУ при необходимости восполнения утечек воды из цикла необходимо либо осуществлять подпитку водой извне, либо поддерживать давление в вакуумном конденсаторе выше расчетного, что существенно снижает эффективность цикла.

Кроме того, при отрицательных значениях температуры воздуха на входе в воздушный компрессор имеет место обледенение воздухозаборного устройства. Это обстоятельство, в свою очередь, приводит к изменению вырабатываемой мощности и требует проведения периодического регулирования расходов воды, воздуха и топлива, то есть режим работы ПГУ носит переменный характер в течение каждых суток, что снижает ресурс работы ПГУ.

Достигаемое в данном способе работы ПГУ более высокое давление в камере сгорания при заданной начальной температуре рабочего тела по сравнению с этим давлением в эксплуатируемых в настоящее время классических газотурбинных установках усложняет их модернизацию по данному способу работы.

Задача изобретения: повышение экономичности ПГУ, обеспечение более полной конденсации водяного пара из парогазовой смеси, обеспечивающей не только рециркуляцию охлаждающего пара в ПГУ, но и возможность накопления воды, существенное расширение температурного диапазона изменения погодных условий, не влияющего на номинальный режим работы ПГУ и исключение обледенения воздухозаборного устройства.

Технический результат заключается в том, что:

- снижают температуру воздуха перед вторым каскадом сжатия, направляя избыток тепла воздуха после первого каскада сжатия на дополнительный нагрев питательной воды, выходящей из теплообменника охлаждения уходящих газов;

- снижают температуру воздуха перед вторым каскадом сжатия, нагревая теплом воздуха после первого каскада сжатия топливо;

- после конденсации пара в вакуумном конденсаторе осуществляют второй этап конденсации пара из парогазовой смеси в требуемом количестве при давлении, близком к атмосферному давлению при более высоких температурах конденсации, что также позволяет направить в теплообменник охлаждения воздуха для нагрева в качестве части питательной воды более горячую воду с выхода атмосферного конденсатора;

- поддерживают расчетную температуру воздуха на входе в воздушный компрессор за счет нагрева воздуха теплом отработавшей циркуляционной охлаждающей воды;

- снижают расчетное давление воздуха и охлаждающего пара на входе в камеру сгорания после предварительного расширения генерируемого при высоком давлении охлаждающего пара в отдельной паровой турбине до расчетного значения.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ работы ПГУ заключается в том, что воздушным компрессором сжимают воздух с промежуточным охлаждением, который подают в зону горения камеры сгорания, в которую одновременно подают топливо, образовавшиеся продукты сгорания смешивают в зоне смешения камеры сгорания с водяным паром с получением на выходе из камеры сгорания парогазовой смеси, которую в качестве рабочего тела направляют в парогазовую турбину, в которой энергию потока парогазовой смеси преобразуют в механическую энергию вращения ротора турбины, далее водяной пар частично конденсируют в вакуумном конденсаторе, разрежение в котором создается вакуумным компрессором, отводящим не сконденсированные газообразные продукты сгорания, сконденсированную воду нагревают в теплообменниках, при этом:

- установку снабжают дополнительным теплообменником охлаждения воздуха, в который направляют часть воздуха после первого каскада сжатия на нагрев питательной воды, выходящей из теплообменника охлаждения уходящих газов;

- установку снабжают воздушным топливоподогревателем, в который направляют воздух после дополнительного теплообменника охлаждения воздуха для подогрева топлива;

- установку снабжают атмосферным конденсатором, в котором в требуемом количестве конденсируют водяной пар из парогазовой смеси, выходящей из теплообменника, охлаждающего уходящие газы;

- установку снабжают воздухоподогревателем и, если температура окружающего воздуха ниже температуры отработавшей нагретой циркуляционной охлаждающей воды, воздух подают в воздухоподогреватель для нагрева до температуры выше 0"С теплом отработавшей нагретой циркуляционной охлаждающей воды, а подогретый воздух направляют на вход в воздушный компрессор;

- установку снабжают паровой турбиной, на вход которой направляют генерируемый при высоком давлении охлаждающий пар, в паровой турбине пар расширяют и направляют далее в камеру сгорания.

Разделение потоков нагретого воздуха после первого каскада сжатия воздуха для нагрева питательной воды позволяет снизить температуру воздуха перед вторым каскадом сжатия. Это приводит к уменьшению работы воздушного компрессора второго каскада сжатия, при этом тепло от избытка воздуха после первого каскада сжатия оставляют в цикле и передают питательной воде, что приводит к повышению экономичности ПГУ.

Подогрев топлива теплом от воздуха перед вторым каскадом сжатия воздуха позволяет снизить температуру воздуха перед вторым каскадом сжатия. Это приводит к уменьшению работы воздушного компрессора второго каскада сжатия, при этом тепло от избытка воздуха после первого каскада сжатия оставляют в цикле и передают топливу, что приводит к повышению экономичности ПГУ.

Включение в схему ПГУ атмосферного конденсатора позволяет при необходимости сконденсировать свыше 90% пара, образующегося при сгорании топлива. Часть выходящей из атмосферного конденсатора воды подают в качестве питательной воды на вход теплообменника промежуточного охлаждения воздуха. В результате, как показывают расчеты, в режиме работы ПГУ с накоплением воды наличие атмосферного конденсатора повышает эффективность ПГУ, обеспечивает рециркуляцию охлаждающего пара и позволяет осуществлять накопление воды при значительном снижении температуры уходящих газов.

Увеличение температуры воздуха на входе в воздушный компрессор, как известно, приводит к увеличению его работы и, как следствие, к росту потерь газотурбинного двигателя. Однако при этом возрастает количество тепла, которое передается питательной воде от промежуточного охлаждения сжимаемого воздуха. Соответственно, в предлагаемом способе повышается энтальпия впрыскиваемого в камеру сгорания водяного пара, и его больше требуется для охлаждения камеры сгорания. Далее этот дополнительный водяной пар совершает работу в турбине. В связи с небольшим увеличением расхода охлаждающего пара возрастает унос скрытой теплоты конденсации (СТК) в конденсаторе. Данное возрастание уносимого из цикла тепла компенсируется частичным возвратом СТК в цикл в результате подогрева воздуха на входе в воздушный компрессор теплом нагретой отработавшей циркуляционной воды. Проведенные расчеты показывают, что кпд цикла практически не изменяется, но при этом стабилизируется температура воздуха на входе в воздушный компрессор.

Общий расход циркуляционной охлаждающей воды намного превышает необходимый для того, чтобы поддерживать расчетную температуру воздуха на входе в воздушный компрессор выше 0°С, что гарантированно обеспечивает постоянство температуры воздуха перед воздушным компрессором, а при минусовых значениях температуры окружающего воздуха исключается обледенение воздухозаборного устройства. Температуру воздуха на входе в воздушный компрессор можно держать постоянной, регулируя при необходимости расход отработавшей нагретой циркуляционной воды через воздухоподогреватель. Данное обстоятельство, в свою очередь, приводит к постоянству вырабатываемой мощности и работе ПГУ на номинальном режиме в широком диапазоне изменения температуры окружающего воздуха, что повышает ресурс ПГУ.

При включении в схему паровой турбины, параметры пара перед ней не превышают характерных параметров в типовых паровых турбинах. При этом давление в камере сгорания перед парогазовой турбиной находится в диапазоне давлений, характерных для типовых газовых энергетических турбин. Вариант выполнения схемы ПГУ со встроенной паровой турбиной существенно упрощает модернизацию газовых турбин действующих стационарных газотурбинных установок по предлагаемому способу работы ПГУ. Модернизированные агрегаты установки: камера сгорания и парогазовая турбина конструктивно будут иметь незначительные отличия от соответствующих типовых агрегатов.

На фиг.1-4 представлены варианты выполнения принципиальной тепловой схемы ПГУ с парогазовой турбиной. На фиг.1-4 не показано типовое оборудование, присутствующее в парогазовых схемах, например система подачи топлива, блоки химводоподготовки, блок деаэрации, конденсатные и питательные насосы и т.п. Также не показана схема парового охлаждения горячих частей проточной части парогазовой турбины. Теплообменники для генерации охлаждающего пара на фиг.1-4 являются элементами парогенератора, схемы которого могут отличаться от изображенных на фиг.1-4.

ПГУ содержит воздушный компрессор первого каскада сжатия 1, воздушный компрессор второго каскада сжатия 2, камеру сгорания 3, парогазовую турбину высокого давления (ТВД) 4, парогазовую турбину низкого давления (ТНД) 5, электрогенератор 6, вакуумный конденсатор 7, вакуумный компрессор 8, теплообменник охлаждения уходящих газов 9, теплообменник промежуточного охлаждения воздуха 10, дополнительный теплообменник промежуточного охлаждения воздуха 11, догревающий теплообменник 12, воздухоподогреватель 13, атмосферный конденсатор 14, емкость-накопитель 15, градирню 16, воздушный топливоподогреватель 17 и в варианте схемы на Фиг.4 паровую турбину 18.

На Фиг.1 воздушный компрессор 1 входом подключен к выходу из воздухоподогревателя 13, а выходом подключен к входу воздуха в теплообменник 10 и входу воздуха в теплообменник 11. Теплообменник 10 своим выходом воздуха соединен с выходом воздуха из топливоподогревателя 17 и входом воздушного компрессора 2, теплообменник 11 своим выходом воздуха соединен с входом воздуха в топливоподогреватель 17. Воздушный компрессор сжатия 2 своим выходом соединен с входом воздуха в камеру сгорания 3, вход топлива в которую присоединен к выходу топлива из топливоподогревателя 17, а паровой вход камеры сгорания 3 подключен к выходу воды/водяного пара из теплообменника 12. Выходом парогазовой смеси камера сгорания 3 подключена к входу в ТВД 4, которая выходом парогазовой смеси подключена к входу парогазовой смеси в теплообменник 12, а выход парогазовой смеси из теплообменника 12 подключен к входу в ТНД 5. Вакуумный конденсатор 7 входом для парогазовой смеси подключен к выходу из ТНД 5, выходом для не сконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания - к входу вакуумного компрессора 8. Вакуумный конденсатор 7 входом для воды подключен к выходу воды из градирни 16, выходом для воды вакуумный конденсатор 7 соединен с входом воды в градирню 16, с входом воды в атмосферный конденсатор 14 и с входом воды в теплообменник 9, выход воды из которого соединен с входом воды в теплообменник 11 (Фиг.1). В зависимости от варианта выполнения принципиальной тепловой схемы ПГУ выход воды из вакуумного конденсатора 7 допускает подключение к входу воды в теплообменник 10 (Фиг.2) и к входу воды в воздухоподогреватель 13 (Фиг.2) в различном сочетании между Фиг.1-4. Вход воды в атмосферный конденсатор 14 также допускает подключение к выходу воды из градирни 16 (Фиг.3). Выход воды из воздухоподогревателя 13 соединен с входом воды в градирню 16 и емкостью-накопителем 15. Вход воздуха в воздухоподогреватель 13 соединен с атмосферой. Выход не сконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания из вакуумного конденсатора 7 подключен к входу вакуумного компрессора 8. Выход не сконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания из вакуумного компрессора 8 соединен с входом не сконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания теплообменника 9, а выход охлажденных не сконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания из теплообменника 9 соединен с входом в атмосферный конденсатор 14. Выход газов из атмосферного конденсатора 14 сообщается с атмосферой, а выход воды соединен с входом воды в теплообменник 10 и воздухоподогреватель 13. В зависимости от варианта выполнения принципиальной тепловой схемы ПГУ выход воды из атмосферного конденсатора 14 допускает подключение к входу воды в градирню 16 (Фиг.3) и емкости-накопителю 15 (Фиг.3) в различном сочетании между Фиг.1-4. Выход воды/водяного пара из теплообменника 11 соединен с входом для воды/водяного пара из теплообменника 11 в теплообменнике 12, выход воды/водяного пара из теплообменника 10 соединен с входом для воды/водяного пара из теплообменника 10 в теплообменнике 12.

В схеме ПГУ с паровой турбиной (Фиг.4) выход охлаждающего пара теплообменника 12 соединен с входом в паровую турбину 18, выход которой соединен с паровым входом камеры сгорания 3. Паровая турбина может быть выполнена на отдельном валу и иметь отдельный генератор.

ПГУ в варианте схемы, показанном на Фиг.1, работает следующим образом.

Атмосферный воздух предварительно нагревают в воздухоподогревателе 13, затем сжимают с промежуточным охлаждением в теплообменниках 10 и 11 и подают в зону горения камеры сгорания 3, в которую подают топливо, которое предварительно подогревают в топливоподогревателе 17, и полученную горючую смесь сжигают. Одновременно в зону смешения камеры сгорания 3 вводят водяной пар из теплообменника 12. Образовавшуюся парогазовую смесь направляют в ТВД 4, расширяют и далее направляют через теплообменник 12 в ТНД 5, где расширяют и затем направляют в вакуумный конденсатор 7. Не сконденсировавшиеся газообразные продукты сгорания отводят из вакуумного конденсатора 7 вакуумным компрессором 8, охлаждают в теплообменнике 9 и подают в атмосферный конденсатор 14, где охлаждают водой с выхода из вакуумного конденсатора 7 и далее выпускают в атмосферу.

Часть воды из вакуумного конденсатора 7 подают в теплообменник 9, а другую часть воды направляют в градирню 16. Одну часть воды с выхода атмосферного конденсатора 14 направляют в теплообменник 10 для ее нагрева, другую часть воды направляют в воздухоподогреватель 13 для нагрева воздуха. Из воздухоподогревателя 13 воду далее подают в градирню 16, откуда подают на вход в вакуумный конденсатор 7. Излишки сконденсированной воды, если это предусмотрено режимом работы ПГУ, направляют в емкость-накопитель 15.

Настоящее изобретение может быть использовано в энергетике, судостроении, на газоперекачивающих станциях и в других отраслях промышленности, где используют установки с парогазовым циклом.

1. Способ работы парогазовой установки заключается в том, что воздушным компрессором сжимают воздух с промежуточным охлаждением, который подают в зону горения камеры сгорания, в которую одновременно подают топливо, образовавшиеся продукты сгорания смешивают в зоне смешения камеры сгорания с водяным паром с получением на выходе из камеры сгорания парогазовой смеси, которую в качестве рабочего тела направляют в парогазовую турбину, в которой энергию потока парогазовой смеси преобразуют в механическую энергию вращения ротора турбины, далее водяной пар частично конденсируют в вакуумном конденсаторе, разрежение в котором создается вакуумным компрессором, отводящим несконденсированные газообразные продукты сгорания, сконденсированную воду нагревают в теплообменниках, при этом установку снабжают дополнительным теплообменником охлаждения воздуха, в который направляют часть воздуха после первого каскада сжатия на нагрев питательной воды, выходящей из теплообменника охлаждения уходящих газов.

2. Способ работы парогазовой установки по п.1, отличающийся тем, что установку снабжают воздушным топливоподогревателем, в который направляют воздух после дополнительного теплообменника охлаждения воздуха для подогрева топлива.

3. Способ работы парогазовой установки по п.1, отличающийся тем, что установку снабжают атмосферным конденсатором, в котором в требуемом количестве конденсируют водяной пар из парогазовой смеси, выходящей из теплообменника, охлаждающего уходящие газы.

4. Способ работы парогазовой установки по п.1, отличающийся тем, что установку снабжают воздухоподогревателем и, если температура окружающего воздуха ниже температуры отработавшей нагретой циркуляционной охлаждающей воды, воздух подают в воздухоподогреватель для нагрева до температуры выше 0°С теплом отработавшей нагретой циркуляционной охлаждающей воды, а подогретый воздух направляют на вход в воздушный компрессор.

5. Способ работы парогазовой установки по п.1, отличающийся тем, что установку снабжают паровой турбиной, на вход которой направляют генерируемый при высоком давлении охлаждающий пар, в паровой турбине пар расширяют и направляют далее в камеру сгорания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению, Камерно-инжекторно-турбинный двигатель содержит сообщенные между собой посредством вала турбину и компрессор с электрогенератором, камеры сгорания, системы управления, охлаждения и зажигания.
Изобретение относится к области производства механической энергии в первичных тепловых двигателях роторного типа с газообразным рабочим телом, в которых повышение КПД осуществляется за счет регенерации тепла отработавших газов с использованием эндотермических процессов водно-парового преобразования углеводородного топлива.

Изобретение относится к теплоэнергетике. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики. .

Изобретение относится к области энергетики - к парогазовым энергоустановкам. .

Изобретение относится к теплоэнергетике. .

Изобретение относится к теплоэнергетике - к парогазовым установкам. .

Изобретение относится к области энергетики. .

Изобретение относится к области газотурбинной техники, а именно к установкам для производства электроэнергии и сжатого воздуха, а также паровоздушной смеси для технологических целей.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для производства электрической и тепловой энергии. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии на электростанциях и автономно на различных предприятиях

Изобретение относится к энергетике. Энергетическая установка содержит парогазовую турбину, компрессор, камеру сгорания топлива. В состав установки включено средство утилизации тепла отходящих газов, выполненное с возможностью его использования в качестве источника пара. Для этого установка снабжена тепловым насосом, контур которого включает испаритель, дроссельный клапан, конденсатор и дополнительный компрессор, выполненный с возможностью привода от парогазовой турбины. Контур теплового насоса сообщен с источником рабочего тела, используемого в контуре теплового насоса, и служащим охладителем в конденсаторе, причем линия, связывающая выход тепловоспринимающего контура конденсатора и вход дополнительного компрессора, выполнена с возможностью отвода тепла на технологические и бытовые нужды технологическим потребителям. На газоотводящей линии между выходом парогазовой турбины и теплоотдающим контуром конденсатора размещен теплоотдающий контур теплообменника, при этом, газовый выход конденсатора сообщен с атмосферой, а его конденсатный выход связан с конденсатоотводчиком, который через линию, включающую насос и последовательно связанные тепловоспринимающие контуры теплообменника и испарителя, сообщен с камерой сгорания. Изобретение позволяет уменьшить потери тепла и воды в окружающую среду. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Энергетическая установка содержит парогазовую турбину, компрессор, камеру сгорания топлива. В состав установки включено средство утилизации тепла отходящих газов, выполненное с возможностью его использования в качестве источника пара. Для этого установка снабжена тепловым насосом, контур которого включает испаритель, дроссельный клапан, конденсатор и дополнительный компрессор, выполненный с возможностью привода от парогазовой турбины. Кроме того, установка снабжена паровой турбиной, выполненной с возможностью работы на один вал с парогазовой турбиной. На газоотводящей линии между выходом парогазовой турбины и теплоотдающим контуром конденсатора размещен теплоотдающий контур теплообменника, при этом газовый выход конденсатора сообщен с атмосферой, а его конденсатный выход связан с конденсатоотводчиком, который через линию, включающую насос и последовательно связанные тепловоспринимающие контуры теплообменника и испарителя, сообщен с камерой сгорания и входом паровой турбины, при этом выход паровой турбины сообщен со вторым конденсатором, конденсатный выход которого через второй питательный насос связан с конденсатоотводчиком. Изобретение позволяет уменьшить потери тепла и воды в окружающую среду. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Парогазовая установка (ПГУ) относится к области энергетики. Установка имеет два рабочих контура: парогазовый, представляющий собой газотурбинную установку (ГТУ), и паровой, включающий в себя теплообменник-конденсатор, установленный во входном канале ГТУ, теплообменник-нагреватель, установленный в выходном канале ГТУ, паровую турбину и насос высокого давления, которые закольцованы. Рабочим телом ГТУ является смесь воздуха и водяного пара, которая образуется в результате испарения воды в теплообменнике-конденсаторе. Рабочим телом парового контура является пар, который образуется в результате испарения жидкости в теплообменнике-нагревателе с последующей конденсацией в теплообменнике-конденсаторе. Испарение воды и конденсация жидкости в теплообменнике-конденсаторе происходят одновременно. Изобретение позволяет повысить эффективность установки. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Парогазотурбинная установка состоит из входного устройства, компрессора, камеры сгорания, камеры смешения, турбины привода компрессора, выходного устройства, теплообменника-испарителя, теплообменника-нагревателя, расположенного за теплообменником-испарителем, паровой турбины, теплообменника-конденсатора. Теплообменник-испаритель расположен в канале выходного устройства за турбиной привода компрессора и соединен с одной стороны с источником воды, а с другой - с камерой смешения. Вода, прежде чем попасть в теплообменник-испаритель, проходит через теплообменник-конденсатор паровой турбины. Паротурбинный контур закольцован: входной ресивер турбины соединен с выходом из теплообменника-нагревателя; выходной ресивер турбины через канал низкого давления теплообменника-конденсатора соединен с входом в насос, выход из которого соединен с входом в теплообменник-нагреватель. В паротурбинном контуре циркулирует легкоиспаряющаяся жидкость, переходящая в пар и обратно (например, этиловый спирт), имеющая температуру кипения менее 100°С. Достигается повышение эффективного кпд парогазотурбинной установки до 70-75%. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к энергетике. Парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора и высоконапорным парогенератором, содержащая компрессор, высоконапорный парогенератор, газовую турбину, котел-утилизатор, вакуумный деаэратор, конденсационную паровую турбину, противодавленческую паровую турбину, электрогенератор. Изобретение позволяет увеличить величину отношения расхода пара к расходу газов, повысить паропроизводительность, снизить металлоемкость теплообменных поверхностей, повысить электрическую мощность, снизить температуру газа во внутреннем корпусе двухкорпусной части высоконапорного парогенератора, а также уменьшить образование двуокиси азота в продуктах сгорания. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Энергетическая установка, включающая парогазовую установку, может применяться для надстройки паротурбинных энергоблоков, причем надстраивают парогазовой установкой с приводом компрессора от конденсационной паровой турбины с суперсверхкритическими начальными параметрами пара. Изобретение позволяет повысить тепловую экономичность и мощность энергетических установок с типовыми паротурбинными энергоблоками. 2 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Парогазовая установка содержит газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, в который встроены связанные между собой поверхности нагрева экономайзера, испарителя и пароперегревателя, который паропроводом связан с паровой турбиной высокого давления. Конденсатор-испаритель водопроводом через первый насос связан с экономайзером котла-утилизатора, который снабжен газоходом для отвода газов в дымовую трубу. Паровая турбина низкого давления паропроводом через рекуператор связана с конденсатором, который через второй насос водопроводом связан с рекуператором. Паровая турбина высокого давления валопроводом связана с паровой турбиной низкого давления, которая связана с электрическим генератором. Паровая турбина высокого давления паропроводом связана с конденсатором-испарителем, который водопроводом связан с первым насосом. Встроенный в котел-утилизатор второй пароперегреватель паропроводами связан с паровой турбиной низкого давления и конденсатором-испарителем, который водопроводом связан с встроенным в котел-утилизатор вторым экономайзером, который водопроводом связан с рекуператором. Изобретение позволяет увеличить КПД производства электроэнергии за счет увеличения температуры пара второго рабочего вещества на входе в турбину низкого давления и снижения температуры уходящих из котла-утилизатора газов. 1 ил.

Способ повышения КПД выработки электрической энергии микротурбинной парогазовой установки заключается в том, что компрессором сжимают воздух и подают в зону горения камеры сгорания. В камеру сгорания одновременно подают горючее, смешивают со сжатым воздухом и полученную топливную смесь сжигают. Полученные продукты сгорания смешивают в смесительной камере с водяным паром, получая парогазовую смесь. Парогазовую смесь направляют в турбину, где её энергию преобразуют в механическую энергию вращения ротора турбины. Отработавшая парогазовая смесь подается в рекуператор, где тепловая энергия передается встречному потоку воды, преобразуя его в пар. Пар, полученный в рекуператоре, подается к наружным стенкам камеры сгорания, обеспечивая дополнительный нагрев пара и охлаждение стенок камеры. Далее пар поступает в смесительную камеру, обеспечивая возврат значительной части тепловой энергии от стенок камеры сгорания в рабочий цикл. Достигаются повышение КПД и снижение температурной нагрузки на элементы установки. 1 ил.

Изобретение относится к способу регулируемой регенерации энергии реакции окисления, при которой образуется газовый поток, каковую реакцию осуществляют в реакторе окисления непрерывного действия, в который подают газообразный окислитель. Способ включает: (a) нагревание газового потока до температуры по меньшей мере 800°C; (b) направление газового потока на ступень турбины внутреннего сгорания с открытым циклом, в которой имеется турбинное колесо, соединенное с компрессором, каковой компрессор сжимает газообразный окислитель, подаваемый в реактор; (c) регулирование давления на ступени турбины; (d) поддержание давления на ступени турбины в диапазоне больше минимальной величины, соответствующей энергетической потребности компрессора на сжатие газообразного окислителя, подаваемого в реактор окисления, и меньше максимальной величины, определяемой пределами газовой турбины по мощности или давлению, путем добавления газа в газовый поток; (e) обеспечение расширительного устройства или вспомогательного компрессора после компрессора газовой турбины по технологическому потоку на входе газообразного окислителя в реактор окисления. Также изобретение относится к способу окисления прекурсора с получением ароматической карбоновой кислоты или ее сложного эфира. Использование настоящего изобретения позволяет турбине эффективно функционировать. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх