Энергетическая установка


 


Владельцы патента RU 2488005:

Весенгириев Андрей Михайлович (RU)

Парогазовая энергетическая установка содержит высоконапорную камеру сгорания, разделенную на жидкостную с регенератором и парогазовую с перегородками, образующими ряд камер полости. Установка содержит также устройство для сжигания топлива, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, турбину, компрессор и электрогенератор. Корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и с демпферными полостями между его сферически двояко выгнутыми стенками крышки и днища. Днище выполнено установленным на амортизаторы и с сообщенной с крышкой полой стойкой с компенсатором. Полая стойка выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей между собой и через компенсирующее окно в стенке крышки с парогазовой полостью камеры сгорания. Устройство для сжигания топлива выполнено в демпферной полости днища камеры сгорания с возможностью сброса продуктов горения в парогазовую полость. Продукты горения проходят через теплообменник, выполненный в жидкостной полости, и через устройство для дожигания топлива, выполненное в парогазовой полости. Техническим результатом является повышение степени использования теплоты сгоревшего топлива, надежность и безотказность в работе. 1 ил., 1 пр.

 

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

Известна парогазовая установка с котлом высшего горения, содержащая газотурбинный агрегат /ГТА/, паровой котел, паровую турбину и газоводяные теплообменники. Где выхлопные газы ГТА подают к горелкам парового котла, куда также подают топливо. Полученный в котле пар вращает паровую турбину, уходящие газы из котла подогревают подпиточную воду /В.П.Безлепкин. “Паротурбинные и парогазовые установки электростанций”. СПб.: СПбГТУ, 1997 г., стр.27-30/ [1].

Недостатком известной установки является наличие большого состава оборудования, необходимого для реализации двух термодинамических циклов, что не позволяет ее автономно использовать мелкими предприятиями и снижает ее экономическую эффективность и надежность в эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является энергетический агрегат, содержащий высоконапорную камеру сгорания, разделенную на парогазовую с камерами и жидкостную с регенератором полости, где сжигается топливо, а продукты его горения очищаются и охлаждаются в камерах над зеркалом жидкости, устройство топливоподачи, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, компрессор, электрогенератор и турбину, выхлопные газы после которой поступают в регенератор и затем в экономайзере греют подпиточную воду и выкидываются в трубу /Патент РФ, №2170827, F01K 11/00, 13/00, 20.07.2001 г./ [2].

Недостатком ближайшего аналога является низкая эффективность и громоздкость ее системы сжигания топлива, низкая устойчивость ее проточной части и в целом камеры сгорания против разрушения от помпажей, гидроударов и вибраций.

Техническая задача решаемая предлагаемым изобретением заключается в повышении степени использования теплоты сгоревшего топлива /термической эффективности/ и надежности, безотказности установки в эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в энергетической установке, содержащей высоко напорную камеру сгорания разделенную на жидкостную, например, водяную, полость с регенератором и парогазовую полость с перегородками образующими ряд камер, устройство для сжигания топлива, экономайзер, турбину, компрессор, электрогенератор и утилизатор теплоты уходящих газов. Корпус высоконапорной камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и с демпферными полостями выполненными между его двухстенными, с сферически во внутрь корпуса и наружу корпуса /двояко/ выгнутыми стенками крышки и днища. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы, например, резиновые, и полой стойкой, например, из трубчатой стали, с компенсатором температурных расширений связанным с крышкой. Причем полая стойка так же выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей между собой и с возможностью их сообщения, через компенсирующее окно выполненное во внутрь корпуса вогнутой стенке крышки с парогазовой полостью камеры сгорания. Устройство для сжигания топлива, например, горелочное устройство, выполнено установленным в демпферной полости днища камеры сгорания с возможностью сброса продуктов горения в ее парогазовую полость, через теплообменник выполненный в жидкостной полости и через устройство для дожигания топлива, например, горелочное устройство, выполненное в парогазовой полости.

Сущность изобретения показана на чертеже.

Пример выполнения предлагаемого решения

Энергетическая установка содержат высоконапорную камеру сгорания 1, разделенную на жидкостную полость 2 с регенератором 3 и парогазовую полость 4 с перегородками 5 образующими ряд камер 6, турбину 7, компрессор 8, электрогенератор 9, экономайзер 10, утилизатор теплоты уходящих газов 11, выхлопную трубу 12 и подпиточный насос 13. Корпус камеры сгорания, выполненный цилиндрической формы и с демпферными полостями 14, выполненными между его во внутрь корпуса и наружу корпуса сферически /двояко/ выгнутыми стенками крышки 15 и днища 16. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы 17, например, резиновые и полой стойкой 18 с компенсатором 19 температурных расширений связанным с крышкой, где полая стойка выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей между собой и через компенсирующее окно 20, выполненное во внутрь корпуса вогнутой стенке крышки с парогазовой полостью камеры сгорания. Устройство 21 для сжигания топлива 22, выполненное в демпферной полости днища камеры сгорания с возможностью сброса продуктов горения в ее парогазовую полость, через теплообменник 23, выполненный в жидкостной полости и через устройство 24 для дожигания топлива 25, выполненное в парогазовой полости.

Энергетическая установка работает следующим образом.

Для начала работы установки жидкостную полость 2 камеры сгорания 1, подпиточным насосом 13, заполняют водой до уровня парогазовой полости 4 и на этом уровне поддерживают его, например, регулятором уровня /на чертеже не показано/ во все время работы установки. Затем топливо 22 в смеси и под давлением воздуха за компрессором 8 подают и сжигают в устройстве 21 для сжигания топлива, например, горелочное устройство. в демпферной полости 14, в днище 16 камеры сгорания 1. При этом демпферная полость 14 в днище 16 камеры сгорания 1 хорошо прогревается устройством для сжигания топлива 21 и с высокой эффективностью, снизу в верх, через стенки днища 16 греет воду в жидкостной полости 2. Продукты горения из устройства для сжигания топлива 21, с содержанием в них 14-16% кислорода по объему, сначало поступают в теплообменник 23 и так же эффективно греют и испаряют воду в жидкостной полости 2 камеры сгорания 1. Затем из теплообменника 23 продукты горения наступают в устройство для дожигания топлива 24 в парогазовой полости 4, например, горелочное устройство, где дожиганием топлива 25 их температуру поднимают, например, до 900-1100°С и сбрасывают в парогазовую полость 4 камеры сгорания 1.

В парогазовой полости 4 тазы перемещаются по камерам 6 образованным перегородками 5 к турбине 7, контактируют с жидкостью жидкостной полости 2, смешиваются с ее парами, очищаются от сажи и охлаждаются до необходимого для лопаток турбины 7 значения. Затем уже парогазовая смесь поступает на турбину 7, которая вращает электрогенератор 9 и компрессор 8.

При этом все помпажные, гидравлические, вибрационные, разного рода ударные нагрузки на проточную часть и в целом на камеру сгорания 1 ослабляются, погашаются и рассеиваются ее цилиндрической формы корпусом с демпферными полостями 14, выполненными между ее двух стенными с сферически двояко выгнутыми стенками крышки 15 и днища 16. Днище 16 камеры сгорания 1, при этом выполнено установленным на амортизаторы 17 и полой стойкой 18 с компенсатором 19 температурных расширений связанным с крышкой 15, что так же делает камеру сгорания 1 надежной, прочной и безотказной в работе. При этом все колебания давления газов в проточной части камеры сгорания 1, при ее работе, через компенсирующее окно 20 во внутрь корпуса вогнутой стенке крышки 15 и затем через полость в стойке 18 и в его компенсаторе 19 передаются на демпферные полости 14 в крышке 15 и в днище 16 и там гасятся за счет сжимаемости газов в этих полостях и за счет рассеяния энергии. Из турбины 7 отработанная парогазовая смесь поступает в регенератор 3 и греет воду в жидкостной полости 2 камеры сгорания 1. Из регенератора 3 парогазовая смесь идет на экономайзер 10 и греет там воду подаваемую насосом 13 на подпитку камеры сгорания 1. Затем выхлопные газы вместе с парогазовой смесью поступают в утилизатор теплоты уходящих газов 11 промываются там водой и через выхлопную трубу 12 выкидываются в атмосферу.

Предлагаемая энергетическая установка проста, компактна, в эксплуатации высоко надежна, безотказна и благодаря тому, что в своей конструкции имеет высоко эффективные устройства утилизации теплоты сгоревшего в устройстве топлива высоко экономична. Найдет широкое применение для работы на электростанциях и для автономного тепло- и электроснабжения различных производственных и жилых объектов.

Энергетическая установка, содержащая высоконапорную камеру сгорания, разделенную на жидкостную с регенератором и парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер, устройство для сжигания топлива, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, турбину, компрессор и электрогенератор, отличающаяся тем, что корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и с демпферными полостями, выполненными между его двухстенными с сферически вовнутрь корпуса и наружу корпуса /двояко/ выгнутыми стенками крышки и днища, днище при этом выполнено установленным на амортизаторы и с полой стойкой с компенсатором температурных расширений, связанным с крышкой, причем полая стойка выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей между собой и с возможностью их сообщения через компенсирующее окно, выполненное вовнутрь корпуса вогнутой стенки крышки с парогазовой полостью камеры сгорания, устройство для сжигания топлива при этом выполнено в демпферной полости днища камеры сгорания с возможностью сброса продуктов горения в ее парогазовую полость, через теплообменник, выполненный в жидкостной полости, и через устройство для дожигания топлива, выполненное в парогазовой полости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике. .

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 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.

Изобретение относится к энергетике. Способ работы парогазовой энергетической установки, при котором охлаждение расширенного рабочего тела, после выработки пара, производят в теплофикационном теплообменнике, а конденсацию его паровой составляющей осуществляют в контактном охладителе-конденсаторе за счет впрыска охлаждающей воды; меньшую часть выработанного пара расширяют в паровой турбине до давления, превышающего давление сжатого воздуха в камере сгорания, а его большую часть до давления, превышающего давление в камере дожигания; тепловую энергию сжатого осушенного рабочего тела утилизируют для подогрева части водного конденсата, используемого для генерирования пара. Также представлена парогазовая энергетическая установка для осуществления способа. Изобретение позволяет повысить удельную мощность и термодинамическую эффективность парогазовой энергетической установки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх