Парогазовая установка электростанции


 


Владельцы патента RU 2482292:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Парогазовая установка электростанции содержит газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины, турбокомпрессора, камеры сгорания и электрогенератора, котел-утилизатор, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, электрического генератора и питательного насоса, теплообменник - утилизатор теплоты уходящих газов, снабженный конденсатосборником с гидрозатвором, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины, напорный трубопровод к теплообменнику - утилизатору теплоты уходящих газов и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, трубопровод, соединяющий всасывающий короб турбокомпрессора газотурбинной установки с патрубком отбора отработавшего в паровой турбине и содержащего капельную влагу водяного пара, для подачи его в поток воздуха, поступающего в турбокомпрессор. Изобретение позволяет повысить надежность работы и экономичность парогазовой установки электростанции. 1 ил.

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях.

Известен аналог - парогазовая установка электростанции (см. патент РФ №2373403, БИ №32, 2009), содержащая газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины, турбокомпрессора, камеры сгорания и электрогенератора, котел-утилизатор, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, электрического генератора и питательного насоса, теплообменник - утилизатор теплоты уходящих газов, снабженный конденсатосборником с гидрозатвором, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины, напорный трубопровод к теплообменнику - утилизатору теплоты уходящих газов и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна. Данный аналог принят за прототип.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известной парогазовой установки электростанции, принятой за прототип, относится то, что известная парогазовая установка электростанции обладает пониженной надежностью работы и экономичностью, так как рабочим телом в турбокомпрессоре является насыщенный водяными парами в вытяжной башне градирни и содержащий капельную влагу атмосферный воздух. Наличие в воздухе капелек циркуляционной воды, содержащей соли жесткости и механические примеси, обусловливает отложение солей и накипи на лопатках турбокомпрессора, что снижает надежность работы и экономичность турбокомпрессора и парогазовой установки электростанции.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для повышения надежности работы и экономичности парогазовой установки электростанции предлагается всасывающий короб турбокомпрессора газотурбинной установки соединить трубопроводом с патрубком отбора отработавшего в паровой турбине водяного пара для подачи отработавшего в паровой турбине и содержащего капельную влагу водяного пара в поток воздуха, поступающего в турбокомпрессор, с целью образования паровоздушной смеси и подачи ее в турбокомпрессор. Капельная влага, содержащаяся в водяном паре, является обессоленной водой, что исключает выпадение солей и других примесей на лопатках турбокомпрессора, повышает надежность работы турбокомпрессора и парогазовой установки электростанции. Кроме того, паровоздушная смесь имеет лучшие теплофизические свойства по сравнению с атмосферным воздухом, что позволяет уменьшить работу сжатия в турбокомпрессоре и одновременно повысить тепловую экономичность и удельную мощность газовой турбины. Уменьшение работы сжатия в турбокомпрессоре дополнительно осуществляется и за счет снижения температуры сжимаемой паровоздушной смеси вследствие испарения капельной влаги, содержащейся в паровоздушной смеси, образующейся после смешения атмосферного воздуха с отработавшим в паровой турбине водяным паром. Увеличение удельной мощности газовой турбины обусловливается наличием в продуктах сгорания водяных паров, что приводит к повышению располагаемого теплоперепада в газовой турбине.

Технический результат - повышение надежности работы и экономичности парогазовой установки электростанции путем снижения работы сжатия в турбокомпрессоре и повышения располагаемого теплоперепада в газовой турбине за счет подачи отработавшего в паровой турбине и содержащего капельную влагу водяного пара в поток воздуха, поступающего в турбокомпрессор.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известная парогазовая установка электростанции содержит газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины, турбокомпрессора, камеры сгорания и электрогенератора, котел-утилизатор, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, электрического генератора и питательного насоса, теплообменник - утилизатор теплоты уходящих газов, снабженный конденсатосборником с гидрозатвором, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины, напорный трубопровод к теплообменнику - утилизатору теплоты уходящих газов и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна. Особенность парогазовой установки электростанции заключается в том, что парогазовая установка электростанции дополнительно снабжена трубопроводом, соединяющим всасывающий короб турбокомпрессора газотурбинной установки с патрубком отбора отработавшего в паровой турбине и содержащего капельную влагу водяного пара, для подачи его в поток воздуха, поступающего в турбокомпрессор.

На чертеже представлена схема парогазовой установки электростанции.

Парогазовая установка электростанции содержит газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины 1, турбокомпрессора 2, камеры сгорания 3 и электрогенератора 4, котел-утилизатор 5, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины 6 с конденсатором 7, электрического генератора 8 и питательного насоса 9, теплообменник 10 - утилизатор теплоты уходящих газов, снабженный конденсатосборником 11 с гидрозатвором 12, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос 13, напорный трубопровод 14 к конденсатору 7 паровой турбины 6, напорный трубопровод 15 к теплообменнику 10 - утилизатору теплоты уходящих газов и сливной напорный трубопровод 16 к градирне, состоящей из вытяжной башни 17 и водосборного бассейна 18, трубопровод 19, соединяющий всасывающий короб турбокомпрессора 2 газотурбинной установки с патрубком отбора отработавшего в паровой турбине 6 и содержащего капельную влагу водяного пара, для подачи его в поток воздуха, поступающего в турбокомпрессор 2.

Парогазовая установка электростанции работает следующим образом.

Во всасывающий короб турбокомпрессора 2 поступает атмосферный воздух и одновременно подается отработавший в паровой турбине 6 и содержащий капельную влагу водяной пар. Получается паровоздушная смесь, которая подается в турбокомпрессор 2. Подача в турбокомпрессор паровоздушной смеси приводит к снижению работы, затрачиваемой на сжатие паровоздушной смеси, за счет лучших теплофизических свойств паровоздушной смеси по сравнению с теплофизическими свойствами атмосферного воздуха. Кроме того, в турбокомпрессоре 2 в результате процесса сжатия, сопровождающегося повышением температуры, будет осуществляться испарение капельной влаги в паровоздушную смесь, что приведет к снижению ее температуры и к дополнительному снижению работы, затрачиваемой на сжатие паровоздушной смеси в турбокомпрессоре 2.

Паровоздушная смесь из турбокомпрессора 2 подается в камеру сгорания 3 для осуществления процесса горения топлива. Образовавшаяся в результате сгорания топлива газопаровая смесь поступает в газовую турбину 1. В газовой турбине 1 совершается полезная работа газотурбинного цикла, которая затрачивается на привод турбокомпрессора 2 и электрогенератора 4.

Отработавшая в газовой турбине 1 газопаровая смесь поступает в котел-утилизатор 5, где генерируется водяной пар, который направляется в паровую турбину 6. В паровой турбине 6 в процессе расширения пара совершается полезная работа паротурбинного цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора 8. Отработавший в паровой турбине 6 пар поступает в конденсатор 7, в котором конденсируется за счет охлаждения циркуляционной водой, подаваемой по напорному трубопроводу 14 циркуляционным насосом 13 из водосборного бассейна 18 градирни. Подогретая в конденсаторе 7 циркуляционная вода по сливному напорному трубопроводу 16 подается в вытяжную башню 17 градирни, где охлаждается атмосферным воздухом в процессе тепло- и массообмена при непосредственном контакте и стекает в водосборный бассейн 18. Конденсат отработавшего в паровой турбине водяного пара питательным насосом 9 направляется в котел-утилизатор 5.

Газопаровая смесь после котла-утилизатора 5 поступает в теплообменник 10, где охлаждается до температуры ниже точки росы циркуляционной водой, подаваемой циркуляционным насосом 13 по напорному трубопроводу 15. При этом водяной пар, содержащийся в газопаровой смеси в перегретом состоянии, конденсируется. Конденсат водяных паров, выделяющийся из газопаровой смеси в процессе ее охлаждения ниже точки росы, стекает в конденсатосборник 11 и через гидрозатвор 12 направляется в бак чистых стоков (не показан). Уходящие газы после теплообменника 10 - утилизатора теплоты уходящих газов через дымовую трубу (не показана) отводятся в атмосферу.

Таким образом, снабжение парогазовой установки электростанции трубопроводом, соединяющим всасывающий короб турбокомпрессора газотурбинной установки с патрубком отбора водяного пара для подачи во всасывающий короб турбокомпрессора отработавшего в паровой турбине водяного пара, содержащего капельную влагу, являющуюся обессоленной водой, позволяет исключить выпадение солей и других примесей на лопатках турбокомпрессора, что повышает надежность работы турбокомпрессора и парогазовой установки электростанции. Подача в турбокомпрессор паровоздушной смеси улучшает теплофизические свойства рабочего тела в турбокомпрессоре и в газовой турбине и повышает экономичность и мощность парогазовой установки электростанции за счет уменьшения работы сжатия в турбокомпрессоре и повышения располагаемого теплоперепада в газовой турбине. Кроме того, подача в камеру сгорания газотурбинной установки паровоздушной смеси уменьшает концентрацию оксидов азота в продуктах сгорания и количество вредных выбросов в атмосферу и увеличивает срок службы высоконапряженных элементов газотурбинной установки за счет снижения температуры газов в камере сгорания.

Парогазовая установка электростанции, содержащая газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины, турбокомпрессора, камеры сгорания и электрогенератора, котел-утилизатор, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, электрического генератора и питательного насоса, теплообменник - утилизатор теплоты уходящих газов, снабженный конденсатосборником с гидрозатвором, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины, напорный трубопровод к теплообменнику - утилизатору теплоты уходящих газов и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, отличающаяся тем, что парогазовая установка электростанции дополнительно снабжена трубопроводом, соединяющим всасывающий короб турбокомпрессора газотурбинной установки с патрубком отбора, отработавшего в паровой турбине и содержащего капельную влагу водяного пара, для подачи его в поток воздуха, поступающего в турбокомпрессор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплоэнергетики, преимущественно к атомной энергетике, и предназначено для использования на паротурбинных установках атомных электростанций (АЭС) двухконтурного типа с водо-водяными энергетическими реакторами (ВВЭР), в частности, изобретение может быть применено на серийных и проектируемых отечественных энергоблоках АЭС при необходимости получения в них дополнительной мощности.

Изобретение относится к авиационным силовым установкам, а более конкретно - к устройству гибридных силовых установок с электроприводом, работающим от твердоксидных топливных элементов, предназначено для воздушных судов.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромеханическим системам, повышающим эффективность работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях с комбинированным парогазовым циклом. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. .

Изобретение относится к двигателям. .

Изобретение относится к электростанции комбинированного цикла. .

Изобретение относится к энергетике

Изобретение относится к области теплоэнергетики, преимущественно к атомной энергетике, и предназначено для использования на паротурбинных установках атомных электростанций двухконтурного типа с водо-водяными энергетическими реакторами

Изобретение относится к энергетике. Парогазовая установка на базе влажно-паровой АЭС содержит паровую турбину с цилиндрами высокого и низкого давления, соединенными между собой паропроводом с включенным в него сепаратором и промежуточным пароперегревателем, имеющим трубопроводы конденсата греющего пара, газовую турбину с камерой сгорания и компрессором, утилизационный парогенератор. Утилизационный парогенератор подключен по нагреваемой стороне к трубопроводам конденсата греющего пара промежуточного пароперегревателя, по греющей - к тракту отработавших газов газовой турбины 11, причем трубопроводы греющего пара подключены к выходам утилизационного парогенератора, при этом промежуточный перегрев основного потока пара осуществляется в системе паро-парового перегрева паровой турбины промежуточным паровым теплоносителем, генерируемым в утилизационном парогенераторе газовой турбины. Изобретение позволяет устранить значительные гидравлические и тепловые потери парового и газового трактов, инерционность регулирования нагрузки паровой турбины, а также позволяет устранить нерегулируемый разгон в случае ее аварийного останова и резкого снижения нагрузки на электрогенераторе. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Способ дооборудования энергоустановки, включающей в себя многокорпусную паровую турбину, работающую на ископаемом топливе, устройство отделения диоксида углерода, при котором поглощающая способность паровой турбины согласуется с технологическим паром, отбираемым для работы устройства отделения диоксида углерода, устройство отделения диоксида углерода посредством трубопровода технологического пара присоединяется к трубопроводу промежуточного перегревателя, и параллельно устройству отделения диоксида углерода включается вспомогательный конденсатор, так, что в нем при отказе или намеренном отключении устройства отделения диоксида углерода конденсируется избыточный технологический пар. Также представлена дооборудованная согласно способу энергоустановка. Изобретение позволяет создать недорогой способ дооборудования устройством отделения диоксида углерода, причем работающая на ископаемом топливе энергоустановка должна продолжать эксплуатироваться даже тогда, когда это устройство не работает или отключено. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к энергетике. Утилизационный парогенератор с входом для отработавших газов, причем между входом для отработавших газов и первым в направлении течения отработавших газов перегревателем расположена нагревательная поверхность, причем к нагревательной поверхности с вторичной стороны подключен отделитель, а нагревательная поверхность выполнена с возможностью запитки с вторичной стороны водой. Также представлены газопаротурбинная установка и способ эксплуатации утилизационного парогенератора. Изобретение позволяет достичь щадящей материал эксплуатации даже при наибольших температурах отработавших газов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 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 надстройка паротурбинного энергоблока с докритическими параметрами пара, заключающаяся в том, что паротурбинный энергоблок докритических параметров пара, работающий на газе, надстраивают парогазовой установкой с предвключенной паровой турбиной с суперсверхкритическими начальными параметрами пара. Изобретение позволяет повысить тепловую экономичность установки без проведения реконструкции тепловой схемы, парового котла и энергетического оборудования паротурбинного блока. 2 ил.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и энергетике. Устройство (1) для получения водорода, установленное в энергоблоке, включает увлажнитель (2), который снабжен технологической средой, содержащей окись углерода, предназначенный для смешивания технологической среды с паром. Из увлажнителя (2) технологическая среда поступает реактор (3), где в присутствии катализатора протекает реакция преобразования окиси углерода в углекислый газ. После окончания реакции в реакторе (3) высокотемпературная технологическая среда проходит через первый трубопровод (А) в десульфуратор. Теплообмен между высокотемпературной средой, протекающей по первому трубопроводу (А) и низкотемпературной подпиточной водой, протекающей по второму трубопроводу, обеспечивает первая группа теплообменников (51а, 51в). Каждый из этих теплообменников (51а, 51в) установлен в местах пересечения первого (А) и второго (В) трубопроводов. Выработанный в процессе теплообмена в первом теплообменнике (51а, 51в) пар через третий трубопровод (С) подают в десульфуратор. Изобретение позволяет повысить эффективность производства энергии. 3 н. и 1 з. п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к энергетике. Способ работы электростанции, содержащей газотурбинную установку и систему выработки энергии с помощью водяного пара, которая приводит в действие по меньшей мере один электрический генератор, при этом газотурбинная установка производит отходящие газы, которые направляют в паровой котел системы выработки энергии с помощью водяного пара. В установившемся режиме работы газотурбинная установка генерирует первую выходную мощность, паровая турбина вырабатывает вторую выходную мощность, при этом общая генерируемая мощность, представляющая собой сумму первой и второй выходных мощностей, по существу равна собственным нуждам электростанции. Также представлены способ запуска электростанции и способ снижения мощности электростанции. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к энергетике. Способ работы газовой турбины, содержащей компрессор, который оборудован поворотными регулируемыми входными направляющими лопатками и принимает на его входе входящий воздушный поток, который прошел через воздействующую на температуру систему впуска воздуха, камеру сгорания и турбину. В схеме управления замкнутого контура генерируется управляющая переменная, показательная для температуры на выходе турбины, и система впуска воздуха и поворотные регулируемые входные направляющие лопатки управляются согласно указанной управляющей переменной таким образом, что температура на выходе турбины поддерживается на желательном заданном уровне или выше него. Также представлена энергетическая установка для осуществления способа. Изобретение позволяет уменьшить чрезмерный расход срока службы электростанции. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх