Способ работы электростанции комбинированного цикла с когенерацией и электростанция комбинированного цикла для реализации этого способа



Способ работы электростанции комбинированного цикла с когенерацией и электростанция комбинированного цикла для реализации этого способа
Способ работы электростанции комбинированного цикла с когенерацией и электростанция комбинированного цикла для реализации этого способа
Способ работы электростанции комбинированного цикла с когенерацией и электростанция комбинированного цикла для реализации этого способа

 


Владельцы патента RU 2563447:

АЛЬСТОМ ТЕКНОЛОДЖИ ЛТД (CH)

Изобретение относится к энергетике. Способ работы электростанции комбинированного цикла с когенерацией, в котором воздух сжимают и подают в камеру сгорания для сжигания топлива, а полученные выхлопные газы расширяют, в одной турбине, совершая работу, и в котором выхлопные газы, выходящие из турбины, пропускают через рекуперирующий тепло парогенератор для генерации пара, причем часть входящего воздуха для горения пропускают через турбину в рекуперирующий тепло парогенератор без участия в процессе сжигания топлива в газовой турбине и эту часть воздуха для горения используют для работы вспомогательной горелки в рекуперирующем тепло парогенераторе. Также представлена электростанция для осуществления способа. Изобретение позволяет обеспечить высокий выход тепловой энергии и уменьшенное производство электричества без чрезмерного увеличения выбросов опасных веществ в выхлопных газах. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области технологии электростанций и, в частности, к способу работы электростанции комбинированного цикла с газотурбинной установкой, по меньшей мере, одной паровой турбиной и рекуперирующим тепло парогенератором, а также к процессу когенерации за счет тепла, предоставляемого отбором пара. Изобретение также относится к электростанции комбинированного цикла для реализации этого способа.

Предшествующий уровень техники

Некоторые области применения электростанций требуют одновременной выработки электричества и тепла. Эти две формы производимой энергии необязательно относятся к одному и тому же профилю спроса подключенными потребителями. Производство электричества традиционно регулируется требованиями системы подачи электрической мощности или, в некоторых случаях, крупными локальными промышленными потребителями. Спрос на тепло типично регулируется требованиями производственного процесса или дневными или сезонными отклонениями в сети центрального теплоснабжения или в установке по обработке питьевой воды. Что касается обработки питьевой воды, в тех странах, в которых работает много заводов по опреснению морской воды, спрос на электроэнергию подвержен сильным отклонениям в течение года, тогда как потребность в питьевой воде практически постоянна.

Большая часть потребности в тепловой энергии по существу удовлетворяется за счет отбора пара из паровой турбины или от главных паропроводов в тепловой электростанции. Если пар генерируется в парогенераторе-рекуператоре (рекуперирующем тепло парогенераторе) на электростанции комбинированного цикла, его генерация непосредственно связана с управлением нагрузкой газотурбинной установки и, следовательно, не может быть полностью отделена от генерации электричества.

Конструкция и эксплуатация газотурбинной установки обычно ориентированы на высокую эффективность в процессе генерации электричества. Хотя работа газотурбинной установки под частичной нагрузкой в определенных пределах возможна, она, однако, ограничена выбросами опасных веществ, которые увеличиваются при низкой нагрузке. Во время работы под частичной нагрузкой потоки воздуха для сгорания и потоки выхлопных газов через газотурбинную установку обычно уменьшаются, в результате чего генерация пара в рекуперирующем тепло парогенераторе, который следует ниже по потоку, ограничивается в это же время.

Ранее предлагались разные способы работы электростанции комбинированного цикла в ситуациях, когда спрос на электроэнергию низок, а спрос на тепловую энергию высок (например, как происходит при испарении морской воды в опреснительных установках, которые работаю на паре). Один известный вариант управления низким производством электроэнергии заключается в ограничении входных вентилей паровой турбины или даже в полном их закрытии, и в пропускании избытка пара в охлаждаемый водой или воздухом конденсатор в обход турбины.

Другой известный вариант максимизации генерирования пара независимо от нагрузки на газотурбинную установку заключается в установки вентилятора для предоставления необходимого дополнительного воздуха, который требуется для большой вспомогательной горелки в рекуперирующем тепло парогенераторе.

Одно очень простое решение заключается в создании вспомогательного котла, который производит пар для потребителей, чтобы газотурбинные установки можно было независимо отключать.

Если на электростанции имеется множество газотурбинных блоков, часть блоков можно отключить, чтобы снизить производство электроэнергии, если вспомогательная горелка в рекуперирующем тепло парогенераторе достаточно большого размера, для того чтобы продолжать отбор пара в том же количестве, что и при работе всех газотурбинных установок. Сравнимое решение раскрыто в документе ЕР 1701006 А2. Такого рода решение требует дополнительного оборудования, усложнения паропроводов, предохранительных клапанов и обходных паропроводов.

Пар, отобранный из электростанции комбинированного цикла можно использовать для процесса когенерации, например, в установке по опреснению морской воды с блоками многоступенчатой дистилляции (МСД). Установки такого типа обычно требуют сравнительно невысокой температуры и низкого давления, поскольку испарение морской воды происходит под давлением ниже атмосферного. В типичной установке пар, поэтому, отбирается с выхода турбины низкого давления. Такая конфигурация способствует производству большого количества электроэнергии на электростанции комбинированного цикла, поскольку низкое давление отбора позволяет пару лучше расширяться в паровой турбине.

Усовершенствованный способ опреснения известен под названием "многоступенчатая дистилляция с тепловым сжатием пара", как, например, раскрыто в WO 2005/105255 А1. При таком способе многоступенчатую дистилляцию осуществляют с использованием теплокомпрессора (который работает как обычный пароструйный эжектор), чтобы вернуть пар из испарительной ячейки с самой низкой температурой в испарительную ячейку с наивысшей температурой. Работа пароструйных эжекторов приводит к более высокому уровню давления в линии отбора пара на электростанции комбинированного цикла. Преимущество такой конфигурации заключается в снижении расхода пара на то же количество произведенной питьевой воды по сравнению с простой многоступенчатой дистилляцией. С другой стороны, более высокое давление отбора пара приводит к небольшому снижению производства электроэнергии на электростанции комбинированного цикла.

Краткое изложение существа изобретения

Одной задачей настоящего изобретения является создание способа работы электростанции комбинированного цикла с когенерацией, который позволяет избежать недостатков известных способов и обеспечивает высокий выход тепловой энергии и уменьшенное производство электричества, в то же время, без чрезмерного увеличения выбросов опасных веществ в выхлопных газах, а также создание электростанции комбинированного цикла для реализации этого способа.

Эта задача достигается с помощью признаков, перечисленных в формуле изобретения. В способе по настоящему изобретению воздух для горения подают, по меньшей мере, в одну газотурбинную установку, сжимают и подают, по меньшей мере, в одну камеру сгорания для сжигания топлива, и полученный выхлопной газ расширяется, по меньшей мере, в одной турбине, производя работу, причем выхлопной газ, который выходит из, по меньшей мере, одной турбины, пропускают через рекуперирующий тепло парогенератор для генерирования пара, причем генератор является частью пароводяного контура, содержащего, по меньшей мере, одну паровую турбину, конденсатор, бак питающей воды и питающий насос, в котором тепло получают, отбирая пар, из, по меньшей мере, одной паровой турбины. Способ согласно изобретению содержит этапы, на которых: для ограничения производства электроэнергии при том, что тепловая энергия, предоставляемая посредством отбора пара, остается на постоянном уровне и часть подаваемого воздуха для горения пропускают через, по меньшей мере, одну турбину в рекуперирующий тепло парогенератор без участия в процессе сжигания топлива в газотурбинной установке, и эту часть воздуха для горения используют для работы, по меньшей мере, одной вспомогательной горелки в рекуперирующем тепло парогенераторе.

Один вариант способа по настоящему изобретению отличается тем, что, по меньшей мере, одна газотурбинная установка имеет только одну камеру сгорания и только одну турбину для расширения выхлопных газов, и тем, что часть сжатого воздуха для горения, которая не используется для сжигания топлива, пропускают на турбину в обход камеры сгорания.

Другой вариант способа по настоящему изобретению отличается тем, что, по меньшей мере, одна газотурбинная установка предназначена для последовательного сжигания и содержит две камеры сгорания и две турбины для расширения выхлопных газов, и тем, что часть сжатого воздуха для горения, которая не используется для сжигания топлива, подают для работы вспомогательной горелки путем отключения второй из двух последовательно расположенных камер сгорания.

Еще один вариант способа по настоящему изобретению отличается тем, что, по меньшей мере, одну турбину снабжают регулируемыми входными направляющими лопатками, и тем, что входные направляющие лопатки одновременно устанавливают в максимально открытое положение, когда вторая камера сгорания отключена.

Другой вариант отличается тем, что часть сжатого воздуха для горения дополнительно обходит первую из двух последовательно расположенных камер сгорания.

Еще один вариант отличается тем, что, по меньшей мере, одну вспомогательную горелку размещают на входе в рекуперирующий тепло парогенератор.

Согласно еще одному варианту способа по настоящему изобретению, рекуперирующий тепло парогенератор содержит первый пароперегреватель, при этом вспомогательную горелку размещают ниже по потоку от первого пароперегревателя.

Другой вариант способа по настоящему изобретению отличается тем, что отобранный пар используют в установке по опреснению морской воды, которая может факультативно работать на паре низкого давления или на паре промежуточного давления, и тем, что для ограничения производства электроэнергии работу опреснительной установки дополнительно переводят с пара промежуточного давления на пар низкого давления.

Еще один вариант способа по настоящему изобретению отличается тем, что опреснительная установка содержит блоки для многоступенчатой дистилляции, которые работают на паре низкого давления, и каждый из которых дополнительно оснащен устройством, которое работает на паре промежуточного давления для теплового сжатия пара, и тем, что устройства для теплового сжатия пара включают для ограничения производства электроэнергии.

Электростанция комбинированного цикла по настоящему изобретению для реализации способа содержит, по меньшей мере, одну газотурбинную установку с компрессором для сжатия поступающего воздуха для горения, камеру сгорания для сжигания топлива с использованием сжатого воздуха для горения и турбину для расширения выхлопных газов, образовавшихся во время сжигания, а также пароводяной контур, содержащий, по меньшей мере, одну паровую турбину и рекуперирующий тепло парогенератор, через который протекают выхлопные газы из газотурбинной установки. Электростанция отличается тем, что в, по меньшей мере, одной газотурбинной установке имеется регулируемый обход, через который на турбину может подаваться часть сжатого воздуха для горения в обход камеры сгорания, и тем, что в рекуперирующем тепло парогенераторе установлена вспомогательная горелка, в которой можно сжигать топливо для подогрева поступающих выхлопных газов, используя воздух для горения, прошедший в обход камеры сгорания.

Один вариант электростанции комбинированного цикла по настоящему изобретению отличается тем, что в обходе установлен клапан.

Другой вариант отличается тем, что, по меньшей мере, одна газотурбинная установка предназначена для последовательного сжигания и имеет две камеры сгорания и две турбины для расширения выхлопных газов.

Еще один вариант отличается тем, что электростанция комбинированного цикла содержит связанную с ней опреснительную установку, которая обрабатывает пар, отобранный из паровой турбины для опреснения морской воды, и тем, что опреснительная установка содержит устройства многоступенчатой дистилляции, на которые подается пар низкого давления от паровой турбины.

Другой вариант отличается тем, что каждое устройство многоступенчатой дистилляции имеет связанное с ним устройство теплового сжатия пара, которое работает на паре промежуточного давления из паровой турбины, и тем, что устройства теплового сжатия пара выполнены с возможностью отключения.

Еще один вариант отличается тем, что на входе в рекуперирующий тепло парогенератор расположена первая вспомогательная горелка, а ниже по потоку от первого пароперегревателя расположена вторая вспомогательная горелка.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает упрощенную схему электростанции комбинированного цикла с соединенной опреснительной установкой по одному примерному варианту осуществления изобретения,

фиг. 2 изображает схему электростанции комбинированного цикла, сопоставимую с электростанцией комбинированного цикла на фиг. 1, в частности с последовательным сжиганием в газотурбинной установке и с подключенной опреснительной установкой, подходящей для реализации способа согласно изобретению, и

фиг. 3 изображает схему опреснительной установки, которая может работать в рамках настоящего изобретения селективно или на паре низкого давления, или на паре низкого давления и на паре промежуточного давления.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Концепция работы газотурбинной установки в электростанции комбинированного цикла с когенерацией, которая приводит к обширному потоку выхлопных газов от газотурбинной установки, имеющий низкую температуру выхлопных газов, в то же время открывает доступ к широкому спектру вспомогательных горелок в рекуперирующем тепло парогенераторе, что позволяет производить большое количество пара для подключенной опреснительной установки, которая работает на паре, даже когда спрос на электричество со стороны распределительной сети снижается. Вспомогательная горелка в этом случае может быть ограничена до входа в рекуперирующий тепло парогенератор, в результате чего, однако, производство пара ограничивается. Если, наоборот, вспомогательные горелки установить между пароперегревателями, которые расположены в рекуперирующем тепло парогенераторе, производство пара можно существенно увеличить, но паровую турбину, вероятно, придется остановить, поскольку уровень температуры произведенного пара на выходе рекуперирующего тепло парогенератора будет слишком низок.

Фиг. 1 изображает упрощенный план установки электростанции комбинированного цикла с подсоединенной опреснительной установкой, согласно одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, с помощью которой можно реализовать соответствующую концепцию работы. Изображенная электростанция 10 комбинированного цикла содержит газотурбинную установку 11, пароводяной контур 12 и опреснительную установку 15. Газотурбинная установка 11, которая приводит в действие первый генератор G1, содержит компрессор 18, камеру 19 сгорания и турбину 20. Компрессор 18 принимает воздух для горения через вход 16 для воздуха, сжимает его и затем направляет в камеру 19 сгорания, где вместе с поданным топливом он питает процесс горения, в результате которого образуются горячие выхлопные газы, которые расширяются в расположенной ниже по потоку турбине 20, производя работу. Количеством поданного воздуха можно управлять с помощью регулируемой входной направляющей лопатки 17.

Горячие выхлопные газы от газотурбинной установки 11 протекают через рекуперирующий тепло парогенератор 13, который расположен в пароводяном контуре 12 для преобразования питающей воды из бака 28 питающей воды в перегретый пар с помощью соответствующих экономайзеров 26, 27 и пароперегревателей 22, 24. Для направления питающей воды на рекуперирующий тепло парогенератор 13 установлены соответствующие насосы Р2, Р3. Кроме того, имеется барабан 25 высокого давления, включенный известным способом, а также клапан V5, посредством которого поток, входящий в барабан 25 высокого давления, можно регулировать. Пар высокого давления, произведенный в рекуперирующем тепло парогенераторе 13, через клапан V3 турбины 29 высокого давления подается на паровую турбину 14, которая расположена в пароводяном контуре и приводит в действие еще один генератор G2, где он расширяется до промежуточного давления, прежде чем попасть в турбину 30 промежуточного давления паровой турбины 14. Пар низкого давления, выходящий из турбины 30 промежуточного давления, затем проходит через соответствующую турбину 31 низкого давления и конденсируется в конденсаторе 32 и закачивается обратно в бак 28 питающей воды конденсатным насосом Р1. Через конденсатор 32 течет охлаждающая среда, которая перемещается посредством еще одного насоса Р4.

Пар отбирается из паровой турбины 14 через клапан V4 между турбиной 30 промежуточного давления и турбиной 31 низкого давления, и подается на опреснительную установку 10, которая, например, может иметь конструкцию, изображенную на фиг. З. Конденсат, образовавшийся в опреснительной установке, возвращается обратно в контур по штриховой линии на фиг. 1.

В установке, изображенной на фиг. 1, в рекуперирующем тепло парогенераторе 13 установлены две вспомогательные горелки 21, 23, одна (21) из которых расположена прямо на входе рекуперирующего тепло парогенератора 13 (так называемая «канальная горелка»), а вторая (23) расположена между пароперегревателями 22 и 24 (так называемая «межблочная горелка»). Подходящее топливо на обе вспомогательные горелки 21 и 23 подается через соответствующие клапаны V1 и V2.

Особый признак установки, изображенной на фиг. 1, заключается в том, что по обходу 33, расположенному на турбине 11, камеру сгорания 19 обходит переменная часть воздуха для горения, сжатого в компрессоре 18, которым можно управлять с помощью клапана V6, и эта часть воздуха для горения, таким образом, не участвует в горении в газотурбинной установке 11. Это обеспечивает постоянно высокий массовый расход выхлопного газа, даже когда нагрузка на газотурбинную установку 11 относительно низкая. Такая работа приводит к снижению температуры выхлопных газов, что позволяет независимо управлять генерацией пара посредством вспомогательных горелок 21 и 23 в рекуперирующем тепло парогенераторе 13.

В то же время, из-за уменьшенного расхода воздуха для горения, в камере сгорания 19 можно поддерживать подходящие параметры горения, вследствие чего количество выбросов опасных веществ можно удерживать на низком уровне, даже если нагрузка на газотурбинную установку сравнительно низкая. Поскольку содержание кислорода в выхлопных газах из газотурбинной установки в результате операции обхода существенно увеличено по сравнению с обычным режимом работы, вспомогательные горелки в рекуперирующем тепло парогенераторе 13 могут работать на полную мощность без подачи дополнительного воздуха извне.

На фиг. 2 изображен другой возможный вариант реализации описанного способа для электростанции 40 комбинированного цикла, которая содержит газотурбинную установку 34 с последовательным сжиганием. При последовательном сжигании, как в данном случае и как известно, например, из документа ЕР 1914407 А2, первая и вторая камеры сгорания, 19 и 36, соответственно, в газотурбинной установке 34 соединены одна за другой с газорасширительными турбинами 35 и 37, расположенными ниже по потоку, соответственно. В этом случае, когда производство электроэнергии ограничивается, вторая камера 36 сгорания отключается и, одновременно, входная направляющая лопатка 17 полностью открывается. Это позволяет поддерживать полный массовый расход, даже когда нагрузка на газотурбинную установку 34 сравнительно низкая, при этом первая камера 19 сгорания работает в режиме, близком к ее номинальной рабочей точке, и выбросы опасных веществ остаются низкими.

Получающаяся в результате температура выхлопных газов низкая и, даже в такой ситуации, позволяет независимо управлять генерацией пара с помощью вспомогательных горелок в рекуперирующем тепло парогенераторе 13. Содержание кислорода в выхлопных газах газотурбинной установки также существенно увеличено по сравнению с обычным режимом такого типа, что позволяет вспомогательным горелкам в рекуперирующем тепло парогенераторе 13 работать на полную мощность без подачи дополнительного воздуха извне.

Однако, в дополнение к выключению второй камеры 36 сгорания, можно также создать обход, как изображено на фиг. 1, для первой камеры 19 сгорания, чтобы направлять часть сжатого воздуха в обход камеры 19 сгорания. Это позволяет обеспечить возможность работы первой камеры 19 сгорания с температурой пламени, близкой к номинальной рабочей точке, что приводит к низкой температуре выхлопных газов с, одновременно, высоким массовым расходом, в результате чего, как описано выше, возникает возможность независимого управления генерацией пара вспомогательными горелками 21 и 23.

Две вспомогательные горелки 21 и 23, изображенные на фиг. 1 и 2, дают преимущество, заключающееся в том, что первая вспомогательная горелка 21 по существу дает возможность обеспечить минимальную температуру пара на выходе из рекуперирующего тепло парогенератора 13, чтобы поддерживать паровую турбину 14 в пределах ее нагрузки, тогда как вторая вспомогательная горелка 23 предназначена по существу для генерирования и управления требуемым количеством пара.

Другие варианты, влияющие на описываемый способ, состоят в конструкции опреснительной установки 15, как изображено на фиг. 3, так, чтобы она могла выборочно работать через отдельные линии отбора с паром промежуточного давления из турбины 30 промежуточного давления, или с паром низкого давления из турбины 31 низкого давления. Это можно сделать, используя опреснительные блоки 15a-15d в опреснительной установке 15, с так называемыми устройствами 38 многоступенчатой дистилляции в комбинации с устройствами 39 теплового сжатия пара. Для устройств 38 многоступенчатой дистилляции нужен пар низкого давления, приблизительно 0,5 бар, тогда как для устройств 39 теплового сжатия пара нужен пар под давлением приблизительно 3 бар.

В примерном варианте, изображенном на фиг. 3, паровая турбина 14 имеет общую турбину 29 высокого давления и турбины промежуточного и низкого давления 30 и 31, соответственно, расположенные в двух параллельных трактах, которые приводят в действие генераторы G3 и G4, соответственно, и принимают пар промежуточного давления из турбины 29 высокого давления через клапаны V7 и V8, а турбина 29 высокого давления принимает пар 41 высокого давления через клапан V3. Опреснительная установка 15 соединена с верхним трактом паровой турбины 14, а работа устройств 39 теплового сжатия пара управляется посредством соответствующих клапанов V9. Нижняя часть взаимодействует непосредственно с конденсатором 32.

Опреснительная установка 15 такого типа может работать попеременно в двух разных режимах: в одном режиме опреснительные блоки 15а-15d работают без устройств 39 теплового сжатия пара (клапан V9 закрыт), чтобы добиться максимального производства электричества. В другом рабочем режиме устройства 39 теплового сжатия пара работают, чтобы поддерживать производство питьевой воды, когда потребность в электричестве является низкой периодически или сезонно.

Одним из преимуществ такой конфигурации является то, что размеры вспомогательных горелок в рекуперирующем тепло парогенераторе, которые обычно должны быть рассчитаны на работу газотурбинной установки с частичной нагрузкой, можно уменьшить, поскольку для опреснения того же количества воды требуется меньше пара благодаря совместной работе устройств 38 многоступенчатой дистилляции и устройств 38 теплового сжатия пара.

Перечень позиций

10, 40 - электростанция комбинированного цикла (с когенерацией)

11, 34 - газотурбинная установка

12 - пароводяной контур

13 - рекуперирующий тепло парогенератор

15 - опреснительная установка

15a-15d - опреснительный блок

16 - вход для воздуха

17 - входная направляющая лопатка

18 - компрессор

19, 36 - первая/вторая камера сгорания

20, 35, 37 - турбина

21, 23 - вспомогательная горелка

22, 24 - пароперегреватель

25 - барабан высокого давления

26, 27 - экономайзер

28 - бак питающей воды

29 - турбина высокого давления

30 - турбина промежуточного давления

31 - турбина низкого давления

32 - конденсатор

33 - обход

34 - газотурбинная установка

35, 37 - первая и вторая газорасширительные турбины

38 - устройство многоступенчатой дистилляции

39 - устройство теплового сжатия пара

41 - пар высокого давления

G1 - G4 - генератор

P1-P4 - насос

V1-V9 - клапан

1. Способ работы электростанции (10, 40) комбинированного цикла с когенерацией, содержащий этапы, на которых воздух для горения подводят на, по меньшей мере, одну газотурбинную установку (11, 34), сжимают и подают в, по меньшей мере, одну камеру (19, 36) сгорания для сжигания топлива, а полученные выхлопные газы расширяют, по меньшей мере, в одной турбине (20, 35, 37), совершая работу, причем выхлопные газы, выходящие из, по меньшей мере, одной турбины (20, 35, 37), проходят через рекуперирующий тепло парогенератор (13) для производства пара, при этом парогенератор является частью пароводяного контура (12) с, по меньшей мере, одной паровой турбиной (14), конденсатором (32), баком (28) питающей воды и насосом (Р2) питающей воды, причем тепло предоставляют путем отбора пара из, по меньшей мере, одной паровой турбины (14), причем способ характеризуется тем, что для ограничения производства электричества, притом что тепло, предоставляемое путем отбора пара, остается постоянным, часть подводимого воздуха для горения пропускают через, по меньшей мере, одну турбину (20, 35, 37) в рекуперирующий тепло парогенератор (13) без участия в процессе сжигания топлива в газотурбинной установке (11, 34), и тем, что эту часть воздуха для горения используют для работы, по меньшей мере, одной вспомогательной горелки (21, 23) в рекуперирующем тепло парогенераторе (13).

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что, по меньшей мере, одна газотурбинная установка (11) имеет только одну камеру (19) сгорания и только одну турбину (20) для расширения выхлопных газов, и тем, что часть сжатого воздуха для горения, которую не используют для сжигания топлива, пропускают в турбину (20) в обход камеры (19) сгорания.

3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что, по меньшей мере, одну газотурбинную установку (34) выполняют с возможностью последовательного сжигания и снабжают двумя, первой и второй, последовательно расположенными камерами (19, 36) сгорания и двумя турбинами (35, 37) для расширения выхлопных газов, и тем, что часть сжатого воздуха для горения, которую не используют для сжигания топлива, предоставляют для работы вспомогательной горелки (21, 23) путем отключения второй камеры (36) сгорания.

4. Способ по п. 3, характеризующийся тем, что, по меньшей мере, одну газотурбинную установку (34) снабжают регулируемыми входными направляющими лопатками (17), и тем, что входные направляющие лопатки (17) устанавливают в максимально открытое положение в то же время, когда отключают вторую камеру (36) сгорания.

5. Способ по п. 3 или 4, характеризующийся тем, что часть сжатого воздуха для горения дополнительно направляют в обход первой камеры (19) сгорания.

6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что, по меньшей мере, одна вспомогательная горелка (21) работает на входе в рекуперирующий тепло парогенератор (13).

7. Способ по п. 6, характеризующийся тем, что рекуперирующий тепло парогенератор (13) содержит первый пароперегреватель (22), и тем, что вторая вспомогательная горелка (23) работает ниже по потоку от первого пароперегревателя (22).

8. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что отобранный пар используют в опреснительной установке (15) для опреснения морской воды, при этом опреснительная установка (15) может факультативно работать на паре низкого давления или на паре промежуточного давления, и тем, что для ограничения производства электричества работу опреснительной установки (15) дополнительно переводят с пара промежуточного давления на пар низкого давления.

9. Способ по п. 8, в котором опреснительная установка (15) содержит блоки (38) многоступенчатой дистилляции, которые работают на паре низкого давления, и каждый из них дополнительно снабжен устройством (39), которое работает на паре промежуточного давления для теплового сжатия пара, причем устройство (39) теплового сжатия пара включают для ограничения производства электричества.

10. Электростанция (10, 40) комбинированного цикла для реализации способа по п. 1, содержащая, по меньшей мере, одну газотурбинную установку (11, 34) с компрессором (18) для сжатия подводимого воздуха для горения, камеру (19, 36) сгорания для сжигания топлива с использованием сжатого воздуха для горения и турбину (20, 35, 37) для расширения выхлопных газов, образовавшихся во время горения, а также пароводяной контур (12) с, по меньшей мере, одной паровой турбиной (14) и рекуперирующим тепло парогенератором (13), через который протекают выхлопные газы, выходящие из газотурбинной установки (11, 34), причем возможность отбора пара обеспечена для паровой турбины (14), характеризующаяся тем, что в, по меньшей мере, одной газотурбинной установке (11) предусмотрен управляемый обход, посредством которого часть сжатого воздуха для горения можно подавать на турбину (20, 35, 37) в обход камеры (19, 36) сгорания, и тем, что вспомогательная горелка (21, 23) обеспечена в рекуперирующем тепло парогенераторе (13), в котором можно сжигать топливо для подогрева поступающих выхлопных газов, используя воздух для горения, который прошел через обход (33).

11. Электростанция комбинированного цикла по п. 10, характеризующаяся тем, что в обходе (33) выполнен клапан (V6).

12. Электростанция комбинированного цикла по п. 10 или 11, характеризующаяся тем, что, по меньшей мере, одна газотурбинная установка (34) выполнена с возможностью последовательного сжигания и содержит две, первую и вторую, последовательно расположенные камеры (19, 36) сгорания и две турбины (35, 37) для расширения выхлопных газов.

13. Электростанция комбинированного цикла по п. 10, характеризующаяся тем, что электростанция (10, 40) комбинированного цикла связана с опреснительной установкой (15), которая обрабатывает пар, отобранный из паровой турбины (14) для опреснения морской воды, и тем, что опреснительная установка (15) содержит устройства (38) многоступенчатой дистилляции, на которые подается пар низкого давления из паровой турбины (14).

14. Электростанция комбинированного цикла по п. 13, характеризующаяся тем, что каждое устройство (38) многоступенчатой дистилляции имеет связанное устройство (39) теплового сжатия пара, которое выполнено с возможностью работать на паре промежуточного давления из паровой турбины (14), и тем, что устройства (39) теплового сжатия пара выполнены с возможностью их отключения.

15. Электростанция комбинированного цикла по п. 10, в которой первая вспомогательная горелка (21) расположена в рекуперирующем тепло парогенераторе (13) на входе в рекуперирующий тепло парогенератор (13), а вторая вспомогательная горелка (23) расположена ниже по потоку от первого пароперегревателя (22).



 

Похожие патенты:

Энергетическая установка с комбинированным циклом содержит компонент (66) с внутренним объемом (68), предназначенный для размещения конденсата пара или отработанного газа газовой турбины.

Изобретение относится к энергетике. Паросиловая установка, содержащая паровой котел с рекуперативным воздухоподогревателем, энергетическую паровую турбину с турбогенератором, приводную паровую турбину, сообщенную на входе по пару с выходом парового котла по пару, на выходе по пару - с входом энергетической паровой турбины по пару, воздушный компрессор, сообщенный на входе по воздуху с атмосферой, на выходе по воздуху - с входом рекуперативного воздухоподогревателя по воздуху, выполненный либо одновальным и установленным на одном свободном валу с приводной паровой турбиной в общем герметичном корпусе, либо двухвальным, состоящим из компрессоров низкого давления и высокого давления, при этом компрессор низкого давления установлен на одном валу с энергетической паровой турбиной, а компрессор высокого давления установлен на одном свободном валу с приводной паровой турбиной в общем герметичном корпусе, и воздушную турбину, сообщенную на выходе по воздуху с входом котла по воздуху, на входе по воздуху - с выходом рекуперативного воздухоподогревателя по воздуху и установленную на одном валу с энергетической паровой турбиной.

Изобретение относится к энергетике, в частности к способу смазки расширительной машины, при котором осуществляют подачу от испарителя рабочей среды, которая содержит смазочное средство, а также осуществляют отделение части смазочного средства от рабочей среды, причём подача рабочей среды в расширительную машину осуществляется с содержанием смазочного средства, уменьшенным вследствие отделения по меньшей мере части смазочного средства.

Изобретение относится к энергетике. Парогазовая установка, содержащая газовую турбину, компрессор, камеру сгорания, паровую турбину, конденсатор, деаэратор, конденсационный и питательный насосы, двухкамерный котел-утилизатор, который содержит основной (первый) контур высокого давления, а также второй контур низкого давления, причём второй контур низкого давления котла-утилизатора служит для двухступенчатого подогрева конденсата и питательной воды.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к способам выработки электроэнергии. Способ выработки электроэнергии путем сжигания углеродосодержащих топлив и захвата CO2, в котором рециркулируемую охлаждающую воду из охладителя прямого контакта в трубе (16) рециркуляции охлаждают в теплообменнике (17), который расположен в трубе (16) рециркуляции. В трубу (16) подают охлаждающую воду и отводят соответственно через трубы (70, 70') рециркуляции воды, соединенные с теплообменником (17). Воду, отводимую из теплообменника (17) через линию (70') рециркуляции, дросселируют через клапан (73) дросселирования и расширительный бак (74). Воду из расширительного бака (74) отводят через линию (78) для рециркуляции воды в качестве промывочной воды в охладитель прямого контакта отгоночной колонны (66). Пар в отгоночном баке вводят в качестве дополнительного отгоночного пара испарения в отгоночную колонну через линию (77) для пара, соединенную с расширительным баком (74). Технический результат заключается в обеспечении максимального вывода тепла. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Изобретение относится к энергетике. Циклы преобразования отработанной тепловой энергии, системы и устройства используют несколько теплообменников отработанной энергии, расположенных последовательно в потоке отработанного тепла, и несколько термодинамических циклов, параллельных теплообменникам отработанного тепла, в целях обеспечения максимальной экстракции тепловой энергии из потока отработанного тепла с помощью рабочей текучей среды. Параллельные циклы работают в различных температурных диапазонах с более низким температурным рабочим выходом, использующимся для приведения в действие насоса рабочей текучей среды. Система управления массой рабочей текучей среды интегрирована в циклы или соединена с ними. Изобретение позволяет обеспечить максимальное извлечение тепловой энергии из потока отработанного тепла с помощью рабочей текучей среды. 3 н. и 46 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к энергетике. Теплоутилизационная система содержит клапанную систему, выполненную с возможностью переключения между положением рекуперации сбросного тепла, при котором обеспечивается направление входящего выхлопного газа через внутреннее пространство выхлопной секции двигателя, и байпасным положением, при котором обеспечивается направление указанного входящего газа по перепускному контуру для обхода котла-утилизатора, расположенного в указанном внутреннем пространстве. Кроме того, система содержит устройство продувки инертным газом, выполненное с возможностью введения инертного газа в указанное внутреннее пространство, с обеспечением удаления остаточного выхлопного газа из указанного пространства. Также представлены вариант выполнения теплоутилизационной системы и способ продувки остаточных выхлопных газов из теплоутилизационной системы. Изобретение позволяет повысить эффективность теплоутилизационной системы, а также позволяет гасить и предотвращать воспламенение внутри выхлопного трубопровода. 3 н.и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу управления рециркуляцией отработавших газов газотурбинной электростанции (38) и к газотурбинной электростанции для осуществления способа. Упомянутая газотурбинная электростанция (38) содержит газовую турбину (6), контроллер (39), парогенератор (9) с рекуперацией тепла и делитель (29) отработавших газов, который разделяет отработавшие газы (8, 19) газотурбинной электростанции на первый частичный поток (21) отработавших газов для рециркуляции во всасываемый поток газовой турбины (6) и на второй частичный поток (20, 24) отработавших газов для выброса в окружающую среду, и элемент (11, 29) управления для управления первым потоком (21) отработавших газов и вторичный охладитель (27) отработавших газов. Заданную концентрацию одного компонента (Сс) определяют из заданного значения концентрации одного компонента (Ccl) газа из контура управления для рабочей переменной, относящейся к горению в газовой турбине (6), значения упреждающего управления заданной концентрацией компонента газа (Cmap) и значения коррекции заданной концентрации (Ccor) компонента газа, получаемого с помощью схемы обратной связи. Контроллер (39) упомянутой газотурбинной электростанции (38) содержит три уровня контроллера для определения заданной концентрации (Сс) одного компонента, где первый уровень контроллера содержит замкнутый контур управления для заданной концентрации (Сс) одного компонента, второй уровень контроллера содержит упреждающее управление для заданной концентрации (Сс) одного компонента, и третий уровень контроллера содержит цепь обратной связи, посредством которой заданные значения упреждающего управления корректируются в соответствии фактическим рабочим поведением газотурбинной электростанции. Обеспечивается надежная защита работы упомянутой газотурбинной электростанции за счет управления содержанием по меньшей мере одного компонента рабочей среды. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к энергетике. В энергоустановке комбинированного цикла, газотурбинный двигатель вырабатывает энергию, теплоутилизационный парогенератор (ТУПГ) производит пар с помощью высокоэнергетических текучих сред, получаемых от выработки энергии в газотурбинном двигателе, и паротурбинный двигатель вырабатывает дополнительную энергию от пара, полученного в ТУПГ. Энергоустановка комбинированного цикла дополнительно содержит нагревательный элемент, размещенный между паротурбинным двигателем и ТУПГ с обеспечением проточного сообщения и предназначенный для нагрева текучей среды, выходящей из паротурбинного двигателя и подаваемой в ТУПГ, и систему управления, предназначенную для регулировки степени нагрева нагревательным элементом текучей среды, выходящей из паротурбинного двигателя, на основе разности между температурой в ТУПГ и температурой окружающей среды. Изобретение позволяет повысить эффективность преобразования тепла. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Способ нагружения паровой турбины, включающий: прием коэффициента нагружения турбины; прием текущей температуры отработанного пара паровой турбины; определение параметра скорости линейного изменения потока пара и параметра скорости линейного изменения температуры пара частично на основании коэффициента нагружения турбины и текущей температуры отработанного пара паровой турбины, при этом параметр скорости линейного изменения потока пара и параметр скорости линейного изменения температуры пара определяют частично на основании обратного соотношения между параметром скорости линейного изменения потока пара и параметром скорости линейного изменения температуры пара. Способ дополнительно включает управление потоком пара, поступающего к паровой турбине, на основании параметра скорости линейного изменения потока пара; или температурой пара, поступающего к паровой турбине, на основании параметра скорости линейного изменения температуры пара. Также представлено устройство для нагружения паровой турбины. Изобретение позволяет улучшить нагружение паровой турбины. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх