Парогазовая установка

Парогазовая установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая газотурбинный двигатель, сообщеннь1й с его выхлопньы трактом утилизационный котел с горелочным устройством и пароперегревателем и соединенную споследним паровую турбину, отличающаяся тем, что, с целью повьтаения экономичности на частичных нагрузках, выхлопной тракт разделен на два канала и снабжен дросселем, установленным в одном из каналов, в котором размещены также горелочное устройство и пароперегреватель котла.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUW

РЕСПУБЛИК ((9) (И) 4(5!) F 01 К 23 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСНОВВ/ СЭНДВТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3546449/24-06 (22) 01.02 ° 83 (46) 28..02.85. Бюл. Р 8 (72).В.И.Романов, С.В.Рудометов, Л.А.Магии и М.В,Синкевич (53) 621.181.68(088.8)

:(56) 1. Лисов В.Т. Главный газотурбинный агрегат судна "Капитан Смирнов". -"Судостроение", 1980, 9 3 с. 25.

2. Авторское .свидетельство СССР

В 511427, кл. F 01 К 23/10, 1974. (54) (57) ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая газотурбинный двигатель, сообщенный с его выхлопньак трактом утилизационный котел с горелочным устройством и пароперегревателем и соединенную с последним паровую турбину, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности на частичных нагрузках, выхлопб ной тракт разделен на два канала и снабжен дросселем, установленным в одном из каналов, в котором размещены также горелочное устройство и пароперегреватель котла.

114264

Изобретение.относится к теплоэнергетике, а именно к парогазовым установкам, и может быть использовано преимущественно в судостроении.

Известна судовая парогазовая установка, содержащая газотурбинный двигатель (ГТД}, с выхлопным трактом которого соединен утилизационный котел, снабженный экономайзером, испарителем и пароперегревателем, а к последнему подключена паровая турбина 11 3.

Тепло выхлопных газов используется в утилизационном котле для выработки пара, работающего на турбине. Однако температура газа в утилизационном котле ограничена температурой уходящих газов, мощность паровой турбины составляет 25-30Х от мощности ГТД, режимы работы паровой турбины зависят от режимов работы ГТД. При уменьшении мощности ГТД паровая турбина должна быть отключена. Невысокие температуры газов в утилизационном котле приводят к необходимости увеличения поверхностей нагрева, а следователь-. но, к ухудшению весогабаритных показателей установки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является парогазовая установка, содержащая ГТД, сообщен/ ный с его выхлопным трактом утилизационный котел с горелочным устройством и пароперегревателем и соединен35 ную с последним паровую турбину Е 23

20

На номинальном режиме работы утилизационный котел работает на уходящих газах ГТД, форсирование нагрузки обеспечивает паровая турбина за счет сжигания топлива в горелочном устройстве утилизационного котла.

Однако в данной установке повьппается температура всего расхода выхлопных газов ГТД, невозможно локально повысить температуру именно в пароперегревателе, отсутствует регулирование расходов нагреваемой и ненагреваемой частями уходящих газов, что снижает ее экономичность особенно на частичных нагрузках.

Цель изобретения — повьппение экономичности установки на частичных нагрузках.

Указанная цель достигается тем, что в парогазовой установке, содер жащей газотурбинный двигатель, сооб9 2 щенный с его выхлопным трактом утилизационный котел с горелочным устройством и пароперегревателем и соединенную с последним паровую турбину, выхлопной тракт разделен на два канала и снабжен дросселем, установленным в одном из каналов, в котором размещены также горелочное устройство и пароперегреватель котла.

На чертеже изображена схема парогазовой установки.

Установка содержит ГТД 1 с выхлопным трактом 2, соединенным с утилизационным котлом, содержащим испаритель 3 и экономайзер 4. Участок выхлопного тракта 2 от ГТД 1 до испарителя 3 разделен на два канала 5и 6.

H канале 6 расположены пароперегреватель 7, горелочное устройство 8 и дроссель 9. Пароперегреватель 7 соединен паропроводом с конденсационной паровой турбиной 10.

Установка работает следующим образом.

ГТД 1 передает полезную мощность своему потребителю, поток газа на участке выхлопного тракта 2 от ГТД 1 до испарителя 3 раздваивается по каналам 5 и 6. Часть газа в канале 6 пропускают через дроссель 9, нагревают при сгорании топлива в горелочном устройстве 8 до требуемой температуры (вплоть до стехиометрической) и направляют в пароперегреватель 7.

После пароперегревателя 7 газ из канала 6 смешивают с основным потоком газа из канала 5 и подают последовательно в испаритель 3 и экономайэер 4. Перегретый в пароперегревателе 7 пар расширяется в конденсационной паровой турбине 10,.которая отдает полезную мощность потребителю. Из конденсатора паровой турбины

9 конденсат подают в экономайзер 4.

В схеме установки используется

B значительной степени термодинамические преимущества бинарных циклов с утилизационным котлом — передача тепла паровой турбине от уходящих газов ГТД гфоизводится по изобаре низкого давления газовой части и лишь небольшая доля тепла передается паровой турбине непосредственно от горячего источника {горелочное устройство), минуя газотурбинную ступень, причем в количестве, необходимом для получения высокой температуры перегретого пара в пароперегревателе 7. Это позволяет улучшить эконо1142649

Составитель И, Лапина

Редактор М. Дылын ТехредЛ.Иартяшова Корректор М. Демчик

Заказ 685/33

Тираж 497

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 мичность установки с утилизационным котлом, которые не могут реализовать высокие параметры пара, так как в настоящее время еще не освоены необходимые для этого высокие темпе5 ратуры в цикле ГТД.

Количество газа, нагреваемого в канале 6, определяют из условия .получения минимальных габаритов пароперегревателя за счет максимально 10 возможного температурного напора (последнее достигается при коэффициенте избытка воздуха, близком к

1,1-1 15) и обеспечивают соответствующим положением дросселя 9.

В установке часть газа, поступа ющая в пароперегреватель.7, имеет .:температуру, близкую к стехиометрической, что позволяет получить пере.гретый пар с высокой температурой, :ограничиваемой только прочностью . материала пароперегревателя. 7. Это ,существенно улучшает паровой цикл, экономичность установки в целом.

Высокие температурные напоры в пароперегревателе 7 и других участках котла, повышение коэффициента теплопередачи (особенно в паропере- гревателе, где к переносу тепла конвекпией добавляется радиация), позволяют создать парогазовую установку с улучшенными весогабаритными характеристиками паровой части н установки в целом.

Дожигание части уходящих газов ГТД перед пароперегревателем позволяет варьировать мощностью паровой турбины вплоть до создания установки с равны ми мощностями ГТД и паровой турбины. Такой вариант перспективен для применения в компрессорных станциях магистральных газопроводов (ГТД и паровая турбина приводят раздельно одинаковые нагнетатели), в судовых силовых установках - для повышения экономичности на частичных нагрузках при работе на два винта в режиме перекрестной работы.