Парогазовая установка

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.

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к паросиловым установкам, и предназначено для использования на тепловых электростанциях.

Известна парогазовая установка с двумя циклами на разных рабочих веществах в паротурбинной части (воде и водяном паре в первом цикле и бутане - во втором) (Гринман М.И., Фомин В.А. Мини-ТЭЦ на базе установок с низкокипящими рабочими телами. /Журнал «Новости теплоснабжения». 2010, №7), содержащая газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, в который встроены связанные между собой поверхности нагрева экономайзера, испарителя и пароперегревателя, а также газового подогревателя конденсата первого рабочего вещества и газового подогревателя сетевой воды, паровую турбину высокого и паровую турбину низкого давления, валопроводами связанные с электрическими генераторами. Паровая турбина высокого давления связана паропроводами с пароперегревателем котла-утилизатора, деаэратором и конденсатором-испарителем. Деаэратор водопроводом связан с первым насосом, который связан с экономайзером котла-утилизатора. Газовый подогреватель конденсата первого рабочего вещества одним водопроводом связан с деаэратором, а другим - со вторым насосом, который водопроводом через подогреватель второго рабочего вещества связан с конденсатором-испарителем. Конденсатор-испаритель паропроводами связан с паровой турбиной низкого давления и с инжектором, который одним трубопроводом связан через подогреватель второго рабочего вещества с конденсатором-испарителем, а другим - с третьим насосом. Паровая турбина низкого давления связана паропроводом с конденсатором, который связан с третьим насосом.

Недостатком этой парогазовой установки является то, что на паровую турбину низкого давления из конденсатора-испарителя идет насыщенный пар с низкой температурой (120 - 150 ºС). Это не позволяет получить высокий КПД второго цикла, так как из термодинамики известно, что термический КПД цикла Ренкина сильно зависит от температуры пара перед турбиной (увеличение температуры на 100 ºС увеличивает КПД цикла примерно на 2-2,5%), а кроме того, при расширении в турбине насыщенный пар превращается во влажный, при этом появляются дополнительно потери от влажности (увеличение степени влажности на 1% снижает КПД турбины примерно на 1%). Также недостатком является то, что конденсат, поступающий в газовый подогреватель конденсата первого рабочего вещества, находящийся в котле-утилизаторе, из подогревателя второго рабочего вещества имеет высокую температуру, составляющую 100 - 130 ºС, в результате выходящие из подогревателя конденсата первого рабочего вещества газы будут иметь температуру 120 - 150 ºС, и котел-утилизатор при производстве электроэнергии будет иметь пониженный КПД (увеличение температуры уходящих из котла-утилизатора газов на 10 ºС снижает его КПД примерно на 2%), что снижает КПД парогазовой установки при производстве электроэнергии. В данной установке для снижения температуры уходящих из котла-утилизатора газов в него встроен газовый подогреватель сетевой воды, но он не участвует в производстве электроэнергии и поэтому не повышает КПД ее производства. К недостаткам следует отнести также повышенную сложность схемы парогазовой установки, наличие таких ненадежных элементов в схеме, как инжектор.

Известна парогазовая установка с двумя циклами на разных рабочих веществах в паротурбинной части (бензоле в первом цикле и бутане - во втором) (А.М. Гафуров, Д.А. Усков, А.С. Шубина, «Энергетическая установка на базе ГТУ НК-37 с двумя теплоутилизирующими рабочими контурами» Журнал «Энергетика Татарстана», 2012, №3, с. 35-41), содержащая газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, в который встроены связанные между собой поверхности нагрева экономайзера, испарителя и пароперегревателя, паровую турбину высокого и паровую турбину низкого давления, валопроводами связанные с электрическими генераторами. Паровая турбина высокого давления паропроводами связана входом с пароперегревателем котла-утилизатора и выходом через первый рекуператор - с конденсатором-испарителем, который водопроводом через первый насос связан с экономайзером котла-утилизатора. Турбина низкого давления через первый рекуператор одним паропроводом связана с конденсатором-испарителем и другим - через второй рекуператор с конденсатором, который трубопроводом через второй насос и второй рекуператор связан с конденсатором-испарителем. Эта установка принята в качестве прототипа.

Недостатком этой установки является то, что на турбину низкого давления из первого рекуператора идет слабо перегретый пар второго рабочего вещества, температура которого по условиям теплообмена будет на 10 - 20 ºС ниже температуры выходящего из турбины высокого давления пара первого рабочего вещества (120 - 170 ºС). Это не позволяет получить высокий КПД второго цикла, а в результате и парогазовой установки. Также недостатком является то, что поступающее в экономайзер котла-утилизатора из конденсатора-испарителя первое рабочее вещество имеет высокую температуру (100 - 150 ºС), в результате отводимые из котла-утилизатора газы будут иметь высокую температуру (120 - 170 ºС), и котел-утилизатор будет иметь пониженный КПД, что снижает КПД парогазовой установки по выработке электроэнергии.

Задачей изобретения является увеличение 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.

Поставленная задача решена за счет того, что парогазовая установка, также как в прототипе, 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, причем конденсатор-испаритель водопроводом через первый насос связан с экономайзером котла-утилизатора, который снабжен газоходом для отвода газов в дымовую трубу, а паровая турбина низкого давления паропроводом через рекуператор связана с конденсатором, который через второй насос водопроводом связан с рекуператором.

Согласно изобретению паровая турбина высокого давления валопроводом связана с паровой турбиной низкого давления, которая связана с электрическим генератором, причем 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.

В предложенной парогазовой установке за счет подогрева второго рабочего вещества во втором пароперегревателе температуру пара на входе в паровую турбину низкого давления по сравнению с прототипом можно повысить на 100 - 200°С и, таким образом, КПД цикла низкого давления можно повысить на 2-5%. А за счет подвода во второй экономайзер из конденсатора через рекуператор второго рабочего вещества с температурой 50 - 60°С температуру уходящих из котла утилизатора газов можно снизить по сравнению с прототипом на 20 - 50°С, и при этом повысить КПД котла-утилизатора на 4-8%. В итоге КПД парогазовой установки можно повысить на 1-2,5%.

Кроме того, по сравнению с прототипом за счет установки одного электрического генератора вместо двух уменьшаются капитальные вложения при создании парогазовой установки.

На чертеже представлена схема заявляемой парогазовой установки.

Парогазовая установка (чертеж) содержит газотурбинную установку 1 (ГТУ), связанную газоходом с котлом-утилизатором 2, в который встроены связанные между собой поверхности нагрева первого экономайзера 3, испарителя 4 и первого пароперегревателя 5. Первый пароперегреватель 5 паропроводом связан с паровой турбиной высокого давления 6, которая валопроводом связана с паровой турбиной низкого давления 7. Паровая турбина высокого давления 6 паропроводом связана с конденсатором-испарителем 8, который водопроводом связан с первым насосом 9. Первый насос 9 водопроводом связан с первым экономайзером 3. Встроенный в котел-утилизатор 2 второй пароперегреватель 10 паропроводами связан с паровой турбиной низкого давления 7 и конденсатором-испарителем 8, который трубопроводом связан с встроенным в котел-утилизатор 2 вторым экономайзером 11. Паровая турбина низкого давления 7 валопроводом связана с электрическим генератором 12 и паропроводом связана с рекуператором 13, который паропроводом связан с конденсатором 14. Конденсатор 14 водопроводом связан с насосом 15, который водопроводом связан с рекуператором 13. Рекуператор 13 водопроводом связан со вторым экономайзером 11. Котел-утилизатор 2 снабжен газоходом 16 для отвода газов в дымовую трубу.

Парогазовая установка работает следующим образом. Газы, образующиеся в результате работы газотурбинной установки 1 (ГТУ), с температурой, например, 570 - 630 ºС поступают в котел-утилизатор 2, где в экономайзере 3 нагревают первое рабочее вещество (например, воду) до кипения, в испарителе 4 превращают его в насыщенный пар и в пароперегревателе 5 перегревают пар до температуры на 20 - 30 ºС ниже температуры газов, поступающих в котел-утилизатор. Перегретый пар поступает в паровую турбину высокого давления 6, где вырабатывает механическую мощность, и при давлении выше атмосферного уходит в конденсатор-испаритель 8, в котором конденсируется и образовавшийся конденсат насосом 9 сжимается до около или сверхкритического давления и подается в экономайзер 3. Так цикл на первом рабочем веществе замыкается.

В конденсаторе-испарителе 8 за счет тепла конденсирующегося пара первого рабочего вещества нагревается и испаряется второе рабочее вещество (например, хладон), которое перегревается в пароперегревателе 10 и поступает в паровую турбину низкого давления 7, где вырабатывает механическую мощность, и при давлении выше атмосферного через рекуператор 13 уходит в конденсатор 14, в котором конденсируется. Образовавшийся конденсат насосом 15 сжимается до около или сверхкритического давления и через рекуператор 13 и экономайзер 11 подается в конденсатор-испаритель 8. Так замыкается цикл на втором рабочем веществе. Паровые турбины высокого 6 и низкого 7 давления через общий валопровод передают механическую мощность электрическому генератору 12, который вырабатывает электрический ток.

Парогазовая установка, содержащая 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, причем конденсатор-испаритель водопроводом через первый насос связан с экономайзером котла-утилизатора, который снабжен газоходом для отвода газов в дымовую трубу, а паровая турбина низкого давления паропроводом через рекуператор связана с конденсатором, который через второй насос водопроводом связан с рекуператором, отличающаяся тем, что паровая турбина высокого давления валопроводом связана с паровой турбиной низкого давления, которая связана с электрическим генератором, причем паровая турбина высокого давления паропроводом связана с конденсатором-испарителем, который водопроводом связан с первым насосом, а 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.



 

Похожие патенты:

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 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.

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.

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.

Изобретение относится к энергетике. Энергетическая установка содержит парогазовую турбину, компрессор, камеру сгорания топлива.

Изобретение относится к энергетике. Энергетическая установка содержит парогазовую турбину, компрессор, камеру сгорания топлива.

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

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.

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.

Изобретение относится к устройствам, преобразующим тепловую энергию в механическую, а более конкретно к тепловому приводу, обеспечивающему утилизацию тепла отводящих газов котельной и использование их энергии для привода, например конвейера удаления шлама. Тепловой привод содержит последовательно расположенные в парожидкостном тракте испаритель, заполненный кипящей жидкостью, парожидкостный патрубок, тепловую трубу, гидрорукав, гидродвигатель и холодильник. Холодильник совмещен с гидростатическим гидроаккумулятором, где последний расположен над тепловой трубой и парожидкостным патрубком, соосно с ним и отделен от него перегородкой, имеющей сквозное отверстие с клапаном, выполненным в виде подвижного золотника, расположенного на штоке, закрепленном к дну тепловой трубы, и снабженного свободно установленными и охватывающими золотник, поплавком и пружиной, размещенными между клапаном и буртом, которые связаны с золотником, а верхняя часть тепловой трубы сообщена с испарителем наклонно установленным патрубком, сечение которого значительно больше сечения проектируемого потока жидкости, поступающей самотеком от тепловой трубы в испаритель. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Способ работы парогазовой установки (ПГУ) обеспечивается путем выполнения догревающего теплообменника охлаждения парогазовой смеси на выходе из турбины высокого давления в виде двух последовательно расположенных теплообменников с соответствующим перераспределением потоков нагреваемой воды, из которой генерируется охлаждающий водяной пар. Способ работы ПГУ содержит систему организации парового замкнутого и открытого охлаждения горячих элементов проточной части газовой турбины. Способ работы ПГУ предусматривает также работу в теплофикационном режиме с одновременной выработкой электрической и тепловой энергии. Изобретение позволяет повысить эффективность работы установки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для использования на тепловых электростанциях. Парогазовая установка содержит газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, в который встроены связанные между собой поверхности нагрева первого экономайзера, испарителя и пароперегревателя, который паропроводом связан с паровой турбиной высокого давления. Первый рекуператор паропроводом связан с конденсатором-испарителем, который водопроводом через первый насос связан с первым экономайзером котла-утилизатора, который снабжен газоходом для отвода газов в дымовую трубу. Паровая турбина низкого давления одним паропроводом через первый рекуператор связана с конденсатором-испарителем, а другим через второй рекуператор связана с конденсатором, который через второй насос водопроводом связан со вторым рекуператором. В котел-утилизатор дополнительно встроены поверхности нагрева промежуточного пароперегревателя и второго экономайзера. Паровая турбина высокого давления через промежуточный пароперегреватель паропроводом связана с паровой турбиной среднего давления, которая паропроводом связана с первым рекуператором. Второй экономайзер водопроводами связан с конденсатором-испарителем и через третий насос с регенеративным подогревателем, который паропроводом связан с отбором паровой турбины низкого давления, а водопроводом связан со вторым рекуператором. Паровые турбины высокого, среднего и низкого давления через общий вал связаны с электрическим генератором. Изобретение позволяет обеспечить повышение надежности и безопасности работы парогазовой установки, увеличение кпд производства электроэнергии, снижение затрат в установку. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для использования на тепловых электростанциях. Парогазовая установка содержит газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, который снабжен газоходом для отвода газов в дымовую трубу. В котел-утилизатор встроены связанные между собой поверхности нагрева экономайзера, испарителя и пароперегревателя, который паропроводом связан с паровой турбиной высокого давления. Первый рекуператор паропроводом связан с конденсатором-испарителем, который водопроводом связан с первым насосом. Паровая турбина низкого давления одним паропроводом через первый рекуператор связана с конденсатором-испарителем, а другим - через второй рекуператор связана с конденсатором, который через второй насос водопроводом связан со вторым рекуператором. В котел-утилизатор дополнительно встроены поверхности нагрева промежуточного пароперегревателя. Паровая турбина высокого давления через промежуточный пароперегреватель паропроводом связана с паровой турбиной среднего давления, которая паропроводом связана с первым рекуператором. Охладитель-подогреватель водопроводами связан с первым насосом и экономайзером котла-утилизатора и трубопроводами - с конденсатором-испарителем и со вторым рекуператором. Паровые турбины высокого, среднего и низкого давления через общий вал связаны с электрическим генератором. Изобретение позволяет увеличить мощность и КПД парогазовой установки, повысить надежность и безопасность ее работы, а также снизить затраты в установку. 1 ил.

Способ эксплуатации газотурбинной комбинированной теплоэлектростанции, содержащей компрессорную установку и турбинную установку, заключается в том, что полезную работу отбирает по меньшей мере одно устройство, имеющееся в станции, при котором производят топочные газы камерой сгорания, установленной перед турбинной установкой. Воду и/или пар впрыскивают путем теплообмена с потоком горячего газа после турбинной установки и/или в канале компрессора. Воду и/или пар направляют в газовый поток перед камерой сгорания и/или в камеру сгорания в таких количествах, чтобы по меньшей мере 80% кислорода, содержащегося в воздухе в данном потоке, потреблялось при сгорании в камере сгорания. Теплоноситель, используемый в нагревательном устройстве, нагревают теплотой, отобранной конденсатором топочного газа, расположенным в потоке топочного газа после турбинной установки. Поток топливного газа после турбинной установки дополняют топочными газами из дополнительной камеры сгорания. Кислород для сгорания для этой дополнительной камеры сгорания подают из увлажнителя входного воздуха. Воду и теплоту отбирают из потока топочного газа после конденсатора топочного газа с помощью дополнительного конденсатора, в результате чего поток топочного газа дополнительно осушают, а воду и теплоту, отобранную из этого потока, направляют в воздух, поступающий в компрессорную установку, посредством увлажнителя входного воздуха. Изобретение направлено на повышение эффективности эксплуатации газотурбинной комбинированной теплоэлектростанции. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к области двигателестроения, конкретно касается парогазовых турбинных двигателей. В способе работы парогазового турбинного двигателя, заключающемся в том, что образуют парогазовую смесь - рабочее парогазообразное тело, которое направляют в турбину, в которой энергию потока парогазовой смеси преобразуют в механическую энергию вращения ротора турбины, дополнительно осуществляют циклическое образование топливовоздушной смеси в цилиндре с последующим ее сжатием и воспламенением в камере сгорания, осуществляют полное сгорание топливовоздушной смеси в дополнительной камере сгорания с образованием парогазовой смеси, а ротор турбины используют в качестве привода. Парогазовый турбинный двигатель содержит электродвигатель (1), кривошипно-шатунный механизм (2), цилиндр (3), форсунку для подачи топлива (4), впускной клапан (5), выпускной клапан (6), камеру сгорания (7), свечу зажигания (8), перепускной клапан (9), форсунку для подачи воды (10), дополнительную камеру сгорания (11), калиброванное сопло (12), турбину (13) и поршень (14). Технический результат заключается в снижении расхода топлива за счет организации циклического воспламенения сжатой топливовоздушной смеси и осуществлении ее полного сгорания в дополнительной камере сгорания. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх