Газотурбинная установка

Авторы патента:

F02C6/04 - газотурбинные установки, снабжающие нагретой или сжатой рабочей смесью другие устройства, например без механической мощности на выходе (F02C 6/18 имеет преимущество)

Газотурбинная установка, предназначенная для получения нейтрального газа для тушения пожаров, содержит расположенные в первом контуре входное устройство, газогенератор, состоящий из компрессора для сжатия рабочего тела, камеры сгорания и турбины привода компрессора, теплообменник для отвода тепла во второй контур, дополнительные камеру сгорания и теплообменник, турбину привода охлаждающего вентилятора второго контура детандерного типа и вентилятор второго контура для подачи охлаждающего воздуха в теплообменники. За теплообменником установлены, по крайней мере, одна дополнительная камера сгорания, по крайней мере, один дополнительный теплообменник и турбина привода охлаждающего вентилятора детандерного типа. Такое выполнение газотурбинной установки позволит получать нейтральный газ в промышленных масштабах. 1 ил.

Изобретение относится к области газотурбостроения и может быть использовано для создания установок тушения пожаров, включая лесные, газонефтяные, пожаров в зданиях, книгохранилищах и др.

Известны различные способы тушения пожаров, основным из которых является заливка огня водой. Известны способы и устройства для названной цели с вводом в очаг поражения нейтральных газов. Эти способы предполагают наличие достаточного количества воды или нейтральных газов /см., например, "Охрана окружающей среды": Справочник. Сост. Л.П.Шариков, Л.: Судостроение, 1978, 560 с; Русак О.Н., Милохов В.В., Яковлев Ю.А. Защита воздушной среды деревообрабатывающих производств. М., Лесная промышленность, 1982, с. 216 с./ Для сравнительного анализа с предполагаемым техническим решением выбрано устройство, которое описано в статье Б.Х.Перельштейна "Анализ параметров и характеристик ТРДД со ступенчатым отводом тепла. Известия высших учебных заведений "Авиационная техника", Казань, 1976, с. 94.

В данном устройстве газотурбинная установка содержит в первом контуре входное устройство, газогенаратор, состоящий из компрессора для сжатия рабочего тела, камеры сгорания и турбины привода компрессора, теплообменник для отвода тепла во второй контур, вентилятор второго контура для подачи охлаждающего воздуха в теплообменник, турбину привода охлаждающего вентилятора второго контура.

Данное устройство имеет на выходе горячие газы, которые содержат кислород. Этими продуктами сгорания тушить пожар нельзя.

Известна также газотурбинная установка, содержащая расположенные в первом контуре входное устройство, газогенератор, состоящий из компрессора для сжатия рабочего тела, камеры сгорания и турбины привода компрессора, теплообменник для отвода тепла во второй контур, дополнительные камеру сгорания и теплообменник, турбину привода охлаждающего вентилятора второго контура детандерного типа и вентилятор второго контура для подачи охлаждающего воздуха в теплообменник /RU 2110692 C1, МПк 6 F 01 C 6/04, 10.05.98/.

Недостатком указанного устройства так же является невозможность получения нейтрального газа, который может быть использован для тушения пожаров.

Изобретение решает задачу получения непосредственно на месте поражения в промышленных масштабах бескислородных продуктов сгорания /технически нейтрального газа/ из наружного воздуха, в том числе и с температурой ниже окружающей среды.

Указанная задача достигается тем, что в газотурбинной установке, содержащей расположенные в первом контуре входное устройство, газогенератор, состоящий из компрессора для сжатия рабочего тела, камеры сгорания и турбины привода компрессора, теплообменник для отвода тепла во второй контур, дополнительные камеру сгорания и теплообменник, вентилятор второго контура для подачи охлаждающего воздуха в теплообменники, турбину привода охлаждающего вентилятора второго контура детандерного типа, за теплообменником установлены, по крайней мере, одна дополнительная камера сгорания, по крайней мере, один дополнительный теплообменник и турбина привода охлаждающего вентилятора детандерного типа.

Сущность изобретения пояснена на чертеже. Газотурбинная установка включает основной газогенератор - 1, форсажную камеру сгорания - 2, теплообменник - 3, камеру сгорания - 4, теплообменник - 5, детандерную турбину - 6, вал - 7, вентилятор второго контура - 8, входное устройство второго контура 9, горячий выхлоп 10, сопло холодного технически нейтрального газа - 11.

Наружный воздух поступает в рабочий /первый/ контур газотурбинной установки - 1, частично подогревается в форсажной камере сгорания - 2 /до температур, приемлемых с точки зрения прочности основного теплообменника - 3, при использовании высокотемпературных газогенераторов, камера сгорания - 2 может отсутствовать/. Далее кислород выжигается в камере сгорания 4, вход в которую относительно холодный. Это важно, т.к. иначе температура на выходе становится недопустимо высокой с точки зрения прочности и эксплуатации теплообменника. Далее рабочее тело охлаждается в теплообменнике 5 /возможно использование микрофакельного выжигания кислорода: малая ступень нагрева с последующей малой ступенью охлаждения с 3-7 повторами, любой тип топочного устройства, любой тип теплообменного устройства/. По потоку практически бескислородное рабочее тело поступает в холодном состоянии на детандерную турбину - 6, которая по валу - 7 приводит вентилятор второго контура - 8, куда воздух поступает по входному устройству 9. После вентилятора воздух проходит через теплообменники - 3, 4 и поступает на горячий выхлоп 10. Холодные /порядка минус 20^oC/ технически нейтральные газы - продукты сгорания по соплу - 11 подаются на очаг поражения.

Доставка к пожару 1 тонны воды обеспечивает 1 куб. метр тушащей среды. Доставка 1 тонны керосина в качестве топлива для рассматриваемого агрегата обеспечит производство порядка 10000 м³ холодного /плотность

= 1,32 кг/м³/ нейтрального газа. Превышение составляет ~10000 раз. Себестоимость одного кубического метра технически инертного газа порядка 0,1 руб./м³.

Формула изобретения

Газотурбинная установка, содержащая расположенные в первом контуре входное устройство, газогенератор, состоящий из компрессора для сжатия рабочего тела, камеры сгорания и турбин привода компрессора, теплообменник для отвода тепла во второй контур, дополнительные камеру сгорания и теплообменник, турбину привода охлаждающего вентилятора второго контура детандерного типа и вентилятор второго контура для подачи охлаждающего воздуха в теплообменники, отличающаяся тем, что за теплообменником установлены, по крайней мере, одна дополнительная камера сгорания, по крайней мере, один дополнительный теплообменник и турбина привода охлаждающего вентилятора детандерного типа.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.04.2008

Извещение опубликовано: 10.04.2008 БИ: 10/2008

Комбинированная энергетическая установка // 2120466

Изобретение относится к автономным комплексным устройствам каталитического риформинга углеводородного сырья на базе газотурбинного привода при одновременной выработке и промышленной электроэнергии и получении ароматических углеводородов, неэтилированных высокооктановых бензинов и т.п

Газотурбинная установка (варианты) // 2116481

Газотурбинная установка // 2110692

Газотурбинная установка // 922443

Способ получения инертных в углеводородной среде газожидкостных сред высокого давления // 2293860

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли промышленности, где осуществляется приготовление и нагнетание под большим давлением нейтральных (инертных) газожидкостных смесей для предотвращения воспламенения углеводородных газовых и газожидкостных смесей

Способ получения нейтральных в углеводородной среде газожидкостных сред высокого давления с помощью газовой турбины и устройство его осуществления // 2315877

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли промышленности, где осуществляется приготовление и нагнетание под большим давлением нейтральных газожидкостных смесей для предотвращения воспламенения углеводородных смесей

Устройство для получения и нагнетания под давлением инертных по отношению к углеводородной среде газов в составе газожидкостных смесей // 2405954

Изобретение относится к отраслям промышленности, где имеются взрывоопасные объекты, и вследствие этого в ходе выполнения технологических операций и аварийных ситуациях требуется приготовление и нагнетание (в том числе под большим давлением) инертных (нейтральных в углеводородной среде, не содержащих кислород) газов или газожидкостных смесей

Способ комбинированного производства электроэнергии и получения обогащенного водородом газа паровым риформингом углеводородной фракции с подводом тепла посредством сжигания водорода по месту осуществления способа // 2425995

Изобретение относится к способу комбинированного производства электроэнергии и получения обогащенного водородом газа паровым риформингом углеводородной фракции

Энергетическая установка для выработки тепла плазмохимическими реакциями с дожиганием // 2426944

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для получения тепловой энергии:- автономно для подачи перегретого пара на промышленные и бытовые теплообменники, турбоустановки, турбогенераторы и другие потребители перегретого водяного пара;- в ядерных энергетических установках с реакторами типа ВВЭР как для непосредственного перегрева насыщенного пара, так и для смешения насыщенного пара с перегретым паром с целью повышения коэффициента полезного действия, увеличения мощности, сокращения расхода охлаждающей воды, понижение влажности пара перед последними ступенями турбин, что позволит заменить турбины влажного пара на турбины перегретого пара для атомных электрических станций и транспортных установок, например, судовых и корабельных с повышением коэффициента полезного действия, мощности, надежности и безопасности эксплуатации;- по мощности и своим весогабаритным характеристикам энергетическая установка может быть использована в транспортных энергоустановках железнодорожного типа;- при заводском блочном исполнении агрегатов установки она может доставляться на стройплощадку посредством: автомобильного транспорта, например трейлер с тягачом типа «Faun», воздушным транспортом транспортным самолетом типа «Руслан», экранопланом, водным транспортом речным и морским

Газотурбодетандерная энергетическая установка газораспределительной станции // 2557834

Газотурбодетандерная энергетическая установка газораспределительной станции содержит турбодетандер с регулируемым сопловым аппаратом, газотурбинную установку с компрессором низкого давления, камерой сгорания и газовой турбиной, электрогенератор, газопровод топливного газа, выходную газовую магистраль, обводную магистраль с редукционной установкой, систему управления, теплообменник предварительного подогрева газа высокого давления, теплообменник подогрева газа выходной газовой магистрали. Магистральный газопровод высокого давления через теплообменник предварительного подогрева газа высокого давления связан с входом турбодетандера с регулируемым сопловым аппаратом, а через обводную магистраль, снабженную редукционной установкой - с выходной газовой магистралью. Газотурбодетандерная энергетическая установка дополнительно снабжена компрессором высокого давления, регенератором, воздуховодом и дополнительным турбодетандером, соединенным через промежуточный подогреватель газа - воздухоохладитель, с выходом турбодетандера с регулируемым сопловым аппаратом. Теплообменник предварительного подогрева газа высокого давления и теплообменник подогрева газа выходной газовой магистрали выполнены утилизационными. Выход компрессора низкого давления соединен воздуховодом через промежуточный подогреватель газа - воздухоохладитель с входом компрессора высокого давления. Выход компрессора высокого давления через регенератор и камеру сгорания связан с входом газовой турбины, выход которой через выхлопной газоход с установленными в нем регенератором, утилизационным теплообменником предварительного подогрева газа высокого давления и утилизационным теплообменником подогрева газа выходной газовой магистрали связан с атмосферой. Вход дополнительного турбодетандера соединен газопроводом топливного газа с камерой сгорания, а его выход - с выходной газовой магистралью. Изобретение направлено на повышение мощности и экономичности газотурбодетандерной энергетической установки газораспределительной станции. 1 ил.

Способ преобразования энергии // 2626291

Изобретение относится преимущественно к способам преобразования энергии газообразного топлива (природный или синтез-газ, водород) в механическую. Способ преобразования энергии предусматривает подачу в камеру сгорания сжатого воздуха и парометановодородной смеси, расширение продуктов ее сгорания в газотурбинной установке; последующее их охлаждение в утилизаторе путем испарения с образованием водяного пара высокого давления, который смешивают с природным газом с получением метансодержащей парогазовой смеси, которую пропускают через каталитический реактор конверсии метана с образованием на выходе парометановодородной смеси, охлаждаемой затем до температуры, не превышающей температурный диапазон 200÷240°C, с одновременной частичной конденсацией водяного пара, содержащегося в парометановодородной смеси, подаваемой в охлажденном виде в камеру сгорания газотурбинной установки; получение из конденсата водяного пара низкого давления, направляемого в свободную силовую газовую турбину. В каталитический реактор реформирования метана подают поток сжатого воздуха, отбираемого из компрессора газотурбинной установки. Водяной пар из утилизатора делят на два потока: высокого и низкого давления, в поток водяного пара низкого давления добавляют пар, который получают из конденсата путем его испарения и перегрева за счет охлаждения парометановодородной смеси, выходящей из реактора. Изобретение позволяет повысить эффективность генерации энергии, снизить расход топлива, уменьшить потери, связанные с недостаточным расширением продуктов сгорания в турбине, повысить надежность работы газотурбинной установки. 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.