Парогазовая установка

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. Парогазовая установка содержит высоконапорную камеру сгорания, разделенную на парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер, и жидкостную полость с регенератором, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, турбину и электрогенератор. Высоконапорная камера сгорания выполнена объединенной с газотурбинной установкой /ГТУ/ с возможностью сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник, выполненный в жидкостной полости, и через устройство для дожигания топлива, выполненное в парогазовой полости. При этом днище камеры сгорания выполнено установленным на амортизаторы и стойкой с компенсатором, соединенным с крышкой камеры сгорания. Изобретение позволяет повысить производительность и надежность установки в эксплуатации. 1 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и в качестве автономных генераторов электроэнергии на предприятиях.

Известна парогазовая установка с котлом полного горения, содержащая газотурбинный агрегат, паровой котел, паровую турбину и газоводяные теплообменники, где выхлопные газы газотурбинной установки /ГТУ/ подают к горелкам парового котла, куда также подают топливо. Полученный в котле пар вращает паровую турбину. Уходящие газы из котла подогревают питательную воду /В.П.Безлепкин. "Парогазовые и паротурбинные установки электростанций", СПб.: Изд-во СТбГТУ, 1997 г., стр.27-30/ [1].

Недостатком известной установки является наличие большого состава оборудования, необходимого для реализации двух термодинамических циклов, что увеличивает ее размеры и снижает эффективность работы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является энергетический агрегат, содержащий высоконапорную камеру сгорания, разделенную на парогазовую с камерами и жидкостную с регенератором полости, где продукты горения очищаются и охлаждаются в камерах над зеркалом жидкости, устройство топливоподачи, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, компрессор, электрогенератор и турбину, выхлопные газы которой поступают в регенератор и затем в экономайзер /Патент РФ №2170827, F01K 11/00, 13/00, 20.07.2001 г./ /2/.

Недостатком ближайшего аналога является низкая производительность и низкая устойчивость его камеры сгорания против разрушения от помпажей, колебаний газов, гидроударов и вибраций.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении производительности и надежности установки в эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в парогазовой установке, содержащей высоконапорную камеру сгорания, разделенную на парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер, и жидкостную полость, например водяную, с регенератором для утилизации теплоты газов после турбины, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, турбину и электрогенератор, высоконапорная камера сгорания выполнена объединенной с газотурбинной установкой с возможностью сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник в ее жидкостной полости и через устройство для дожигания топлива в ее парогазовой полости. При этом днище камеры сгорания выполнено установленным на амортизаторы, например, резиновые и стойкой с компенсатором, например, также резиновым, соединенной с ее крышкой.

Сущность изобретения показана на чертеже.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Парогазовая установка содержит высоконапорную камеру сгорания 1, условно разделенную на парогазовую полость 2 с перегородками, образующими ряд камер 3, и жидкостную полость 4, например, заполненную простой водой, с регенератором 5 утилизации теплоты газов после турбины 6, электрогенератор 7, экономайзер 8, утилизатор теплоты уходящих газов 9. Камеру сгорания, выполненную объединенной с ГТУ 10, с возможностью сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник 11, выполненный в жидкостной полости, и через устройство 12 для дожигания топлива 13, выполненное в парогазовой полости. При этом для гашения вибраций, толчков, гидроударов и помпажей днище 14 камеры сгорания выполнено установленным на амортизаторы 15, например, резиновые и стойкой 16 с компенсатором 17, например, также резиновым, соедененным с крышкой 18 камеры сгорания. Пусковые режимы установки обеспечиваются с помощью выхлопной трубы 19 и отключающей арматуры 20.

Парогазовая установка работает следующим образом.

Для начала работы установки арматуру 20 переводят на выхлоп газа через выхлопную трубу 19 в атмосферу. После пуска ГТУ 10 арматуру 20 переводят опять в рабочее положение. Высокотемпературные выхлопные газы /с температурой 450-550°C/ из ГТУ 10 /с содержанием в них 14-16% кислорода по объему/ поступают в теплообменник 11, передающий их теплоту жидкости, например простой воде, жидкостной полости 4 камеры сгорания 1. Затем газы из теплобменника 11 в смеси с топливом 13 подают на горелки устройства 12 для дожигания топлива, где дожиганием топлива 13 температуру газов поднимают, например, до 900-1100°C и сбрасывают в парогазовую полость 2 камеры сгорания 1, чем повышается производительность и эффективность установки. В парогазовой полости 2 газы перемещаются по камерам 3, образованным перегородками, к турбине 6, контактируют с жидкостью жидкостной полости 4, смешиваются с ее парами и охлаждаются до необходимого для лопаток турбины 6 значения. Затем парогазовая смесь поступает на турбину 6, которая вращает электрогенератор 7. При этом все помпажные, гидравлические, вибрационные, ударные нагрузки на проточную часть и в целом на камеру сгорания 1 ослабляются и поглащаются амортизаторами 15, на которые камера сгорания 1 установлена своим днищем 14, и которое стойкой 16 с компенсатором 17, например, тоже резиновым связано с крышкой 18, чем и обеспечивается безаварийная и эффективная работа установки. Из турбины 6 отработанная смесь через регенератор 5 в камере сгорания 1 поступает на экономайзер 8 и подогревает там подпиточную воду. Затем выхлопные газы вместе с парогазовой смесью в утилизаторе теплоты уходящих газов 9 промываются водой и через выхлопную трубу выкидываются в атмосферу.

Предлагаемая установка проста, компактна, экологически безвредна, в эксплуатации высоконадежна, экономична и высокоэффективна. Найдет широкое применение в энергетике и для автономного применения на предприятиях.

Парогазовая установка, содержащая высоконапорную камеру сгорания, разделенную на парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер и жидкостную полость с регенератором, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, турбину и электрогенератор, отличающаяся тем, что высоконапорная камера сгорания выполнена объединенной с газотурбинной установкой (ГТУ), с возможностью сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник, выполненный в жидкостной полости, и через устройство для дожигания топлива, выполненное в парогазовой полости, при этом днище камеры сгорания выполнено установленным на амортизаторы и стойкой с компенсатором, связанным с крышкой камеры сгорания.