Энергетическая установка

 

Использование: в теплоэнергетике, в частности в энергетических установках при использовании низкосортных твердых топлив . Сущность изобретения: энергетическая установка содержит паротурбинный блок, включающий котел с основной 1 и дополниртельной 2 топками, паровую турбину с генератором, а также газотурбинную установку с газовой турбиной 3, компрессором, выполненным с двумя ступенями 4 и 5, и генератором ГТУ. Дополнительная топка имеет рубашку 6, стенки которой пронизаны тепловыми трубками 18 для нагрева рабочего тела ГТУ. Рубашка дополнительной топки разделена на азотный 7 и кислородный 8

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК а (я)ю F 01 К 13/00

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) а ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 " шй

Й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4896556/06 (22) 11 ° 11,90 . (46) 07.05.93. Бюл. М 17 (71) Львовский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) Д.H.Ãðèí÷åíêî и М.П.Кулик (56) Авторское свидетельство СССР

l4 1188338, кл. 01 К 23/06, 1985. (54) ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА . (57) Использование: в теплоэнергетике, в частности в энергетических установках при

° использовании низкосортных твердых топ. Я2„, 1813884 А1 лив. Сущность изобретения: энергетическая установка содержит паротурбинный блок, включающий котел с основной 1 и дополниртельной 2 топками, паровую турбину с генератором, а также газотурбинную установку с газовой турбиной 3, компрессором, . выполненным с двумя ступенями 4 и 5, и генератором ГТУ. Дополнительная топка имеет рубашку 6, стенки которой пронизаны . тепловыми трубками 18 для нагрева рабочего тела ГТУ. Рубашка дополнительной топки разделена на азотный 7 и кислородный 8

1813884

20

30 функций

45 отсеки. Между ступенями компрессора размещен мембранный разделитель 9 воздуха с холодильником 10 на стороне азота и теплообменником-регенератором 11 на линии подачи кислорода в кислородный отсек 8, выходной патрубок которого соединен с гоИзобретение относится к теплоэнергетике, и может найти широкое применение при работе котлотурбинных агрегатов в случае использования низкосортного твердого топлива.

Цель изобретения — повышение эффективности сжигания низкосортного твердого топлива и снижение выбросов вредных веществ.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема энергетической установки; на фиг.2 — разрез А — А на фиг..1.

На схеме показаны: 1 — основная топка котла; 2-дополнительная топка; 3 — газовая турбина; 4 — первая ступень компрессора; 5 .— вторая ступень компрессора; 6 — рубашка дополнительной топки; 7 — азотный отсек дополнительной топки; 8- кислородный отсек дополнительной топки; 9 — мембранный разделитель; 10 — холодильник; 11 — теплообменник-регенератор; 12 — выходной патрубок кислородного отсека; 19 — выходной патрубок азотного отсека; 14- линия подачи топлива; 15 — линия сжатого азота; 16— линия сброса газовой турбины; 17 — теплоизоляция дополнительной топки; 18-тепловые трубки дополнительной топки; 19— внутренняя стенка дополнительной топки;

20 — разделительная стенка отсеков; 21— линия подачи кислорода в кислородный отсек; 22 — выхлоп дополнительной топки. На выходе мембранного разделителя 9 по линии сжатого кислорода включен регенератор 11 для подогрева, стенка. разделяющая рубашку на кислородный и азотный отсеки, обеспечивает прохождение компонентов воздуха через рубашку дополнительной топки и выполнение ими своих конкретных

Предложенная энергетическая установка работает следующим образом. Сжатый первой ступенью компрессора 4 атмосферный воздух поступает в мембранный разделитель 9 воздуха, где от азота отделяется кислород, который далее подают через теплообменник-регенератор 11, где он подогревается за счет охлаждения выхлопанного релкой, а выход компрессора подключен к азотному отсеку 7 рубашки дополнительной топки, При этом выхлоп турбины соединен через теплообменник-регенератор 11 с котлом. 2 ил. газа (азота) из газовой турбины 3, по линии подачи кислорода 21 в кислородный отсек 8 дополнительной топки, и пройдя его, через кислородный патрубок 12 нагретый в отсеке

5 8 воздух поступает на сжигание низкосортного твердого топлива в горелке, топливо при этом смешивается, поступая по линии

14, и смесь поступает на горение, Оставшийся после разделения воздуха в мембранном разделителе 9 азот охлажда-. ют в холодильнике 10 перед его сжатием во второй ступени компрессора 5. После этого сжатый азот по линии 15 подают в азотный отсек 7 дополнительной топки 2, где при

5 помощи тепловых трубок 18 теплоты из дополнительной топки 2 перекачивается в отсек 7 и подогревает поданный туда азот.

Далее нагретый в азотном отсеке 7 азот через выходной патрубок 13 подают в газовую турбину 3 и после нее через теплообменник-регенератор 11 его сбрасывают по линии сброса 16 в основную топку котла 1.

Для нормальной работы дополнительной топки 2 на внутренней стенке предус мотрена теплоизоляция со стороны прохождения азота и кислорода в отсеках 7 и 8, которые разделены между собой стенкой 20. Теплоизоляция 17также нанесена на внешнюю стенку рубашки 6.

Ввиду того, что при помощи мембранного разделителя 9 воздух разделяется на; компоненты (азот и кислород), которые затем после нагрева идут на расширение в газовую турбину (азот) и на горение твердо5 го топлива (кислород), в топке котла, где высокая температура, нет атмосферного азота, что предотвращает образование его окислов, а нагретый кислород позволяет жечь топливо с высоким КПД. Поэтому вредные выбросы в атмосферу значительно снижаются, а из-за переизбытка кислорода интенсифицируется горение топлива и повышается эффективность его сжигания.

Таким образом, предложенная энергетическая установка позволяет, благодаря отличительным признакам, значительно снизить вредные выбросы в атмосферу, а также значительно пов исигь зффектив1813884

Составитель Д.Гринченко

Техред М.Моргентал Корректор M.Òêà÷

Редактор

Заказ 1817 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ность сжигания низкосортного твердого топлива.

При использовании энергетической установки затраты на разработку и исследования ее должны быстро окупиться в процессе эксплуатации. В случае тиражирования укаэанное предложение сулит большую экономическую выгоду.

Формула из о 6регения

Энергетическая установка. содержа щая паротурбинный блок, включающий котел с основной и дополнительной топками, причем последняя выполнена с охлаждающей рубашкой, а также паровую турбину с генератором, и гаэотурбинную установку, включающую газовую турбину с генератором, выхлоп которой подключен к котлу, а также подсоединенный к ней через рубашку дополнительной топки компрессор, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения экологичности при применении ниэкосортного твердого топлива путем снижения вредных выбросов, она снабжена теплооб5 менником-регенератором и мембранным разделителем воздуха для разделения последнего на азот и кислород с холодильни- ком на выходе азота, при этом рубашка дополнительной топки выполнена с разде10 лением ее на азотный и кислородный отсеки, причем выходной патрубок последнего подключен к горелке, а компрессор выполнен двухступенчатым и подсоединен к газовой т фбине через азотный отсек рубашки, 15 разделитель воздуха установлен между ступенями компрессора и его выход по кислороду подключен к кислородному отсеку через теплообменник-регенератор, установленный на выхлопе газовой турбины.