Энергоустановка



Энергоустановка
Энергоустановка

Владельцы патента RU 2601680:

Дженерал Электрик Компани (US)

Предложена энергоустановка (10), которая содержит компоненты (20, 30) для получения энергии от текучих сред, находящихся под высоким и средним давлениями, тракт (41), который ограничен между указанными компонентами (20, 30) и вдоль которого к одному из компонентов (30), предназначенному для получения энергии от текучих сред под средними давлениями, проходит нагретая текучая среда, и контур (50), проточно соединенный с указанным трактом (41) для обеспечения охлаждения части (411) нагретой текучей среды, прежде чем указанная часть (411) нагретой текучей среды достигнет указанного одного компонента (30), предназначенного для получения энергии от текучих сред под средними давлениями. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение, описанное в данном документе, относится к энергоустановке и, более конкретно, к энергоустановке, содержащей охлаждаемую текучую среду.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] В энергоустановках выхлоп газотурбинного двигателя или другие виды энергии (т.е. энергия, вырабатываемая в тепловых установках на ископаемом топливе, ядерных энергоустановках, геотермальных и/или солнечных энергоустановках) используются для создания пара, как правило, находящегося под одним или более из высокого, среднего и низкого давлений, в теплоутилизационном парогенераторе (ТУПГ), работающем с одним, двумя или тремя уровнями давлений. В случае наличия трех давлений этот пар проводится в паровые турбины высокого, среднего и низкого давления, где он используется для выработки энергии. Несмотря на эффективность такой конструкции протечка текучей среды с высокой энергией из паровой турбины высокого давления к турбине среднего давления может привести к ухудшению производительности, так как паровая турбина среднего давления обычно работает при повышенных температурах, аналогичных температурам в секции высокого давления, но при увеличенных диаметрах. Это может привести к увеличению механических напряжений, которые могут вызвать повреждение или снижение срока службы компонентов. Таким образом, часто существует необходимость в охлаждении секции среднего давления паровой турбины путем использования сравнительно холодного пара, полученного от внешних источников.

[0003] Указанное охлаждение протечки с охлаждением в итоге секции среднего давления достигается путем извлечения сравнительно холодного пара под давлением из промежуточных местоположений в паровой турбине высокого давления. Однако такое решение может привести к потере производительности, так как используемый для охлаждения пар в ином случае мог бы быть использован для получения на выходе полезной энергии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В соответствии с одним аспектом изобретения предложена энергоустановка, которая содержит компоненты для получения энергии от текучих сред, находящихся под высоким и средним давлениями, тракт, который ограничен между указанными компонентами и вдоль которого к одному из указанных компонентов, предназначенному для получения энергии от текучих сред под средними давлениями, проходит нагретая текучая среда, и контур, проточно соединенный с указанным трактом для обеспечения охлаждения части нагретой текучей среды, прежде чем указанная часть нагретой текучей среды достигнет указанного одного компонента, предназначенного для получения энергии от текучих сред под средними давлениями.

[0005] В соответствии с другим аспектом изобретения предложена энергоустановка, которая содержит первый и второй компоненты для получения энергии от первой и второй текучих сред, находящихся соответственно под первым и вторым давлениями, причем указанное второе давление меньше первого давления, промежуточные компоненты, ограничивающие тракт, вдоль которого от первого компонента ко второму компоненту проходит третья текучая среда, имеющая первую температуру, и контур, проточно соединенный с указанным трактом для обеспечения подвергания части третьей текучей среды воздействию четвертой текучей среды, имеющей вторую температуру, которая ниже первой температуры, или их объединения, прежде чем указанная часть третьей текучей среды достигнет второго компонента.

[0006] В соответствии с еще одним аспектом изобретения предложена энергоустановка, которая содержит паровую турбину высокого давления, предназначенную для получения энергии от пара высокого давления, паровую турбину среднего давления, предназначенную для получения энергии от пара среднего давления, уплотнения, ограничивающие тракт, вдоль которого от паровой турбины высокого давления к паровой турбине среднего давления проходит протечка пара, имеющая высокую температуру, и контур, проточно соединенный с указанным трактом для обеспечения подвергания части протечки воздействию выхлопа, выходящего из одной из паровых турбин высокого и среднего давления, или объединения части протечки пара с указанным выхлопом, прежде чем указанная часть протечки пара достигнет паровой турбины среднего давления.

[0007] Эти и другие преимущества и особенности изобретения станут более понятны из нижеследующего описания при его рассмотрении совместно с чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Рассматриваемое изобретение конкретно указано и четко изложено в формуле изобретения, приведенной в заключительной части описания. Вышеуказанные и другие особенности и преимущества изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания при его рассмотрении совместно с прилагаемым единственным чертежом, причем

[0009] Фиг.1 изображает схематический вид части энергоустановки, имеющей конфигурацию «высокое давление - низкое давление».

[0010] В подробном описании рассмотрены варианты выполнения изобретения, а также его преимущества и отличительные особенности, приведенные в качестве примера со ссылкой на чертеж.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] В соответствии с единственным чертежом на фиг.1 предложена энергоустановка 10. Указанная энергоустановка 10 может быть энергоустановкой любого типа, такой как энергоустановка с комбинированным циклом, тепловая установка на ископаемом топливе, ядерная энергоустановка, геотермальная и/или солнечная энергоустановка. Однако для ясности и краткости изложения энергоустановка 10 описана ниже как энергоустановка с комбинированным циклом. Следует понимать, что это описание является исключительно иллюстративным.

[0012] Энергоустановка 10 содержит первый компонент 20 и второй компонент 30, предназначенные для получения энергии от первой и второй текучих сред, находящихся соответственно под первым и вторым давлениями, причем указанное второе давление меньше первого давления. Энергоустановка 10 дополнительно содержит промежуточные уплотнительные компоненты 40 и контур 50. Указанные промежуточные уплотнительные компоненты 40 могут быть выполнены с обеспечением ограничения тракта 41, вдоль которого от первого компонента 20 ко второму компоненту 30 проходит третья текучая среда 410, имеющая первую температуру. Контур 50 проточно соединен с трактом 41 для обеспечения подвергания части 411 третьей текучей среды 410 воздействию четвертой текучей среды 412. В соответствии с вариантами выполнения контур 50 проточно соединен с трактом 41 для обеспечения объединения части 411 третьей текучей среды 410 с четвертой текучей средой 412. Данное воздействие или объединение происходит прежде, чем часть 411 третьей текучей среды 410 достигнет второго компонента 30. Четвертая текучая среда 412 подается при второй температуре, которая ниже первой температуры, так что четвертая текучая среда обеспечивает охлаждение указанной части 411 третьей текучей среды 410.

[0013] Первый и второй компоненты 20 и 30 могут содержать соответственно паровые турбины высокого и среднего давления. По существу, первая и вторая текучие среды могут содержать соответственно пар высокого и среднего давления. Промежуточные уплотнительные компоненты 40 могут содержать уплотнения 42, расположенные между первым и вторым компонентами 20 и 30. Уплотнения 42 могут представлять собой уплотнения любого типа или комбинации из уплотнений 42 различных типов. В соответствии с вариантами выполнения уплотнения 42 могут содержать лабиринтные уплотнения, расположенные между первым и вторым компонентами 20 и 30. Третья текучая среда 410 может содержать протечку пара, которая протекает от первого компонента 20 ко второму компоненту 30. Четвертая текучая среда 412 может содержать выхлоп, выходящий из первого и/или второго компонентов 20 и 30, или другой аналогичный элемент.

[0014] Контур 50 содержит первый канал 51, который входит в тракт 41 в первом местоположении 52, второй канал 53, который входит в тракт 41 во втором местоположении 54 между первым местоположением 52 и вторым компонентом 30, и смесительную камеру 55. Смесительная камера 55 может представлять собой камеру, трубные соединения и/или любое другое устройство для смешения потоков, при этом она проточно соединена с первым и вторым каналами 51 и 53. В соответствии с вариантами выполнения смесительная камера 55 может быть выполнена с образованием внутреннего пространства 56, в котором часть 411 третьей текучей среды 410 может быть подвергнута воздействию четвертой текучей среды 412 или объединена с ней.

[0015] В соответствии с другими вариантами выполнения к смесительной камере 55 может быть присоединен теплообменник 60 любой конфигурации. Таким образом, тепло может быть извлечено по меньшей мере из части 411 третьей текучей среды 410 у теплообменника 60 или внутри него. В соответствии с другими вариантами выполнения теплообменник 60 может быть расположен в смесительной камере 55 или может полностью заменять ее. По существу, теплообменник 60 может быть непосредственно или с помощью дополнительных средств проточно соединен с первым и вторым каналами 51 и 53.

[0016] В соответствии с другими вариантами выполнения контур 50 может подвергать приблизительно три доли части 411 третьей текучей среды 410 воздействию приблизительно восьми долей четвертой текучей среды 412 с достижением процентного соотношения текучих сред, составляющего приблизительно 3:8. В соответствии с альтернативными вариантами выполнения контур 50 может объединять приблизительно три доли части 411 третьей текучей среды с приблизительно восемью долями четвертой текучей среды 412 также с достижением процентного соотношения текучих сред, составляющего приблизительно 3:8. Таким образом, если третья текучая среда 410 подается при температуре, равной приблизительно 1000°F (537°C), a четвертая текучая среда 412 подается при температуре, равной приблизительно 600°F (315°C), то после объединения указанных текучих сред часть 411 третьей текучей среды 410 достигнет второго компонента 30 при температуре, равной приблизительно 700-750°F (371-398°C). Естественно, следует понимать, что данные пропорции смешения являются исключительно иллюстративными и могут зависеть от различных факторов, таких как параметры настройки распределительного клапана (рассмотренного ниже). В случае воздействия четвертая текучая среда 412, нагретая частью 411 третьей текучей среды 410, может быть подана к дополнительному вырабатывающему энергию компоненту для исключения сброса или потери добавленного к ней тепла.

[0017] В первом канале 51, втором канале 53 и/или магистрали, по которой проходит четвертая текучая среда 412, либо вдоль них могут быть выполнены регулирующие клапаны 70 для достижения заранее заданных и/или необходимых температур смешения и массовых расходов. Эти клапаны 70 могут быть присоединены к активному управляющему устройству 80, которое определяет соответствующие конфигурации в зависимости по меньшей мере от условий нагрузки.

[0018] Несмотря на то что изобретение подробно описано применительно только к ограниченному числу вариантов выполнения, следует понимать, что оно не ограничено указанными описанными вариантами выполнения. Напротив, изобретение может быть изменено с включением любого числа вариантов, модификаций, замен или эквивалентных конструкций, которые не описаны выше, но соответствуют сущности и объему изобретения. Кроме того, несмотря на то что описаны различные варианты выполнения, следует понимать, что в аспекты изобретения могут входить лишь некоторые из описанных вариантов выполнения. Таким образом, изобретение не ограничено вышеприведенным описанием, а ограничено только объемом прилагаемой формулы изобретения.

1. Энергоустановка (10), содержащая
компоненты (20, 30) для получения энергии от текучих сред, находящихся под высоким и средним давлениями,
тракт (41), который ограничен между указанными компонентами (20, 30) и вдоль которого к одному из компонентов (30), предназначенному для получения энергии от текучих сред под средними давлениями, проходит нагретая текучая среда, и
контур (50), проточно соединенный с указанным трактом (41) для обеспечения охлаждения части (411) нагретой текучей среды, прежде чем указанная часть (411) нагретой текучей среды достигнет указанного одного компонента (30), предназначенного для получения энергии от текучих сред под средними давлениями.

2. Энергоустановка (10) по п.1, в которой указанные компоненты (20, 30) содержат паровые турбины высокого и среднего давления, указанные текучие среды представляют собой пар высокого и среднего давления, а нагретая текучая среда представляет собой протечку пара.

3. Энергоустановка (10) по п.1, дополнительно содержащая уплотнения (42), расположенные между компонентами (20, 30) с обеспечением ограничения указанного тракта.

4. Энергоустановка (10) по п.1, в которой контур содержит
первый канал (51), входящий в тракт (41) в первом местоположении (52),
второй канал (53), входящий в тракт (41) во втором местоположении (54) между первым местоположением (52) и указанным одним компонентом (30), предназначенным для получения энергии от текучих сред под средними давлениями, и
смесительную камеру (55), которая проточно соединена с указанными первым и вторым каналами (51, 53) и в которой указанная часть (411) нагретой текучей среды подвергается воздействию сравнительно менее нагретой текучей среды или объединяется с ней.

5. Энергоустановка (10) по п.4, дополнительно содержащая теплообменник (60), присоединенный к смесительной камере (55) с обеспечением охлаждения по меньшей мере указанной части (411) нагретой текучей среды.

6. Энергоустановка (10) по п.1, в которой тепло, извлеченное из указанной части (411) нагретой текучей среды, проводится к выхлопу, выходящему из одного или более указанных компонентов.

7. Энергоустановка (10) по п.1, в которой контур содержит
первый канал (51), входящий в тракт (41) в первом местоположении (52),
второй канал (53), входящий в тракт (41) во втором местоположении (54) между первым местоположением (52) и указанным одним компонентом (30), предназначенным для получения энергии от текучих сред под средними давлениями, и
теплообменник (60), проточно соединенный с указанными первым и вторым каналами (51, 53) с обеспечением охлаждения указанной части (411) нагретой текучей среды.

8. Энергоустановка (10) по п.1, в которой контур (50) подвергает приблизительно три доли указанной части нагретой текучей среды воздействию приблизительно восьми долей сравнительно менее нагретой среды или объединяет их.

9. Энергоустановка (10), содержащая
первый и второй компоненты (20, 30) для получения энергии от первой и второй текучих сред, находящихся соответственно под первым и вторым давлениями, причем указанное второе давление меньше первого давления,
промежуточные компоненты (40), ограничивающие тракт, вдоль которого от первого компонента (20) ко второму компоненту (30) проходит третья текучая среда, имеющая первую температуру, и
контур (50), проточно соединенный с указанным трактом (41) для обеспечения подвергания части (411) третьей текучей среды воздействию четвертой текучей среды, имеющей вторую температуру, которая ниже первой температуры, или их объединения, прежде чем указанная часть (411) третьей текучей среды достигнет второго компонента (30).

10. Энергоустановка (10) по п.9, в которой первый и второй компоненты (20, 30) содержат соответственно паровые турбины высокого и среднего давления.



 

Похожие патенты:

Суть изобретения аналогична с функцией ГАЭС и предназначена для аккумулирования энергии альтернативных источников, а также энергии от недогруженных генерирующих мощностей, для покрытия пиковых нагрузок в электросетях и поддержки сетей от ВЭУ при недостатке или отсутствии их мощностей.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности генерации электроэнергии от массы естественного потока воды, или принудительно разогнанного потока. .

Изобретение относится к средствам управления автоматическим переключением передач велосипеда при изменении давления текучей среды, срабатывающим при изменении угловой скорости с последующим подключением вспомогательного усилия от втулки вращающегося колеса для срабатывания заднего переключателя передач.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, а именно к способам определения расходов жидкости в трубопроводах больших диаметров гидроэлектростанций при числах Рейнольдса Re>>lxl0 6.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при строительстве мобильных гидроэлектростанций. .

Изобретение относится к ветро- и гидроэнергетике и может использоваться как в ветродвигателях, так и в качестве движителя на подвижной платформе. .

Изобретение относится к гидравлическим насосам, агрегатированным с двигателями особого типа, в частности с энергопреобразователем, использующим энергию осмоса (энергию смешения разноминерализованных растворов через полупроницаемую мембрану), и может быть использовано для закачки и перекачки высокоминерализованных растворов, например попутных вод нефтегазодобычи или отходов гидроминерального производства.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, может быть использован в качестве источника энергоснабжения изолированных, удаленных от централизованного энергоснабжения объектов, в расположении которых имеются условия для работы двигателя.

Изобретение относится к прикладной механике, а именно к технике получения механической энергии и преобразования ее в электрическую. Целью изобретения является расширение диапазона использования водной энергии. Гидроэлектрическая станция содержит фундаменты, на которых сооружено здание машинного зала, установлены и закреплены электрический генератор с гидравлическими турбинами, замкнутая кольцевая камера, резервуар воды, устройства автоматического управления и контроля, вспомогательное оборудование, распределительное устройство высокого напряжения, генератор сжатого воздуха и пневмо- и гидроаккумуляторы. Причем замкнутая кольцевая камера состоит из турбинной камеры, в которой размещена гидравлическая турбина, и кольцевой трубы, к которой присоединены разгонно-бронированные камеры с разгонными трубами, вакуумообразующие машины, пневмо- и гидроаккумуляторы, генератор сжатого воздуха, демпферы, резервуар воды и контрольно-измерительная аппаратура. Взаимосвязь и взаимодействие конструкции станции позволяет один раз заправить водой и воздухом замкнутую кольцевую камеру, разгонять эту смесь по кругу, формировать рабочее тело и продолжительное время (годы) вращать гидравлическую турбину и получать электрическую энергию. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к гидротурбинным установкам. Реактивная гидротурбина состоит из нижнего корпуса, который соединен с верхним корпусом, трубовала, закрепленного на нижнем корпусе, гидравлического коллектора, выполненного в виде герметичной камеры с лопатками первой турбины. Внутри трубовала запрессована медная труба с геликоидной нарезкой, развальцованная по его торцам. В верхней части трубовала неподвижно закреплена щелевая форсунка, выполненная в форме цилиндра с прямоугольными щелями в верхней части боковой поверхности цилиндра. Форсунки и лопатки турбины ротора образуют вторую турбину. Гидравлический коллектор с валом отбора мощности, вал, конусная поверхность ротора, трубы, питающие форсунки, вторая турбина образуют ротор турбины. Трубы, предназначенные для подвода жидкости, выполнены с геликоидной нарезкой и закреплены на конусную поверхность ротора по ходу вращения ротора турбины. Форсунки второй турбины закреплены с возможностью вращения вместе с ротором турбины. Изобретение направлено на повышение энергетической эффективности реактивной гидротурбины. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и, в частности, к роторным машинам, работающим в режиме гидродвигателя. Роторная машина включает в себя статор 1, цилиндрический ротор 2, установленный в нем и заполняемый жидкостью с возможностью вращения ее с одинаковой с ротором 2 угловой скоростью. В нижней части ротора 2 на цилиндрической поверхности выполнено сквозное реактивное окно 6 с возможностью вращения ротора за счет энергии жидкости, вытекающей из окна 6. В верхней торцовой стенке 8 ротора расположено всасывающее окно 9, сообщенное последовательно при помощи коллектора 10 и регулируемого вентиля 11 с источником питания жидкостью 13, расположенным выше. В нижней части статора 1 установлен так же регулируемый сливной вентиль 16. Изобретение направлено на обеспечение работоспособности роторной машины и расширение её технических возможностей. 3 ил.

Мини-электростанция относится к машиностроению, в части массовой электрификации сельского хозяйства и быта сельского населения, проживающего у берегов горных рек с большими уклонами и небольшими расходами воды. Мини-электростанция содержит цистерну, водоподводящий канал, внутреннюю полость, вертикальный вал, муфтой соединенный с приводом электрического генератора, отводящие каналы с регуляторами изменения выходного отверстия. Цистерна состоит из обечайки днища и крышки, имеющих болтовое соединение с обечайкой, внутренней полостью служит пространство между неподвижно соединенными между собой трубой и валом в виде архимедова винта, полость ограничена дном, плоскость которого перпендикулярна продольной оси винта и соединена с днищем цистерны вращательной кинематической парой, внизу обечайка цистерны имеет окна, а из полости, касательно ее внешней поверхности, горизонтально выходят отводящие каналы в форме гротов, основанием которых служат продолжения дна внутренней полости, между обечайкой цистерны и поверхностью полости есть зазор, достаточный для свободного вращения полости с отводящими каналами относительно цистерны. Технический результат - повышение КПД и упрощение конструкции мини-электростанции. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способу эксплуатации гидроэлектрической турбинной системы. Способ содержит следующие этапы: размещают турбину 12 на морском дне в зоне водоема, подверженной действию приливов и отливов; прокладывают электрический кабель для передачи электрической энергии от турбины 12 к удаленному пункту; обеспечивают возможность вращения турбины 12 и выработки электрической энергии за счет энергии приливно-отливного потока воды, проходящего через турбину 12; и перед электрическим соединением кабеля с турбиной 12 поглощают электрическую энергию посредством блока нагрузки 16. Блок 16 электрически соединен с турбиной 12. Блок 16 установлен в гидроэлектрической турбинной системе 10. Изобретение направлено на упрощение установки гидроэлектрической турбинной системы в подверженном приливам и отливам водоеме. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к береговой гидроэлектрической установке для генерирования электрической энергии. Установка расположена над потоком и содержит корпусную секцию, секцию водяного колеса, подвижную секцию передачи энергии, соединенную с водяным колесом, и секцию генерирования электрической энергии. Корпусная секция содержит платформу, расположенную над потоком на определенном расстоянии от него. Секция водяного колеса содержит опорное устройство, один конец которого удерживается на платформе, водяное колесо, соединенное с опорным устройством на расстоянии от указанного одного конца, и поплавковое устройство, соединенное с опорным устройством с возможностью отделения от него и расположенное под водяным колесом. Подвижная секция соединена с водяным колесом и приспособлена к положению водяного колеса для передачи энергии потока. Секция генерирования содержит генератор, соединенный с подвижной секцией. Кинетическая энергия потока извлекается секцией водяного колеса и передается к секции генерирования, приспосабливаемой к высоте уровня воды с помощью подвижной секции. Изобретение направлено на повышение выходной мощности и снижение риска повреждения течением реки. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к вертикально-осевой ветровой и гидравлической турбине с регулированием потока ветра или жидкости. Турбина содержит правильную шестиугольную структуру (7) радиуса R, в форме параллелепипеда, внутри которой ротор (6) с тремя или более лопатками вращается на вертикальной оси. Ось расположена в центре шестиугольника. Лопатки при вращении образуют окружность радиуса Rt. Турбина дополнительно содержит шесть шарнирно закрепленных направляющих лопастей с подвижной и неподвижной частями 2 и 3. Лопасти захватывают и концентрируют поток воздуха или жидкости, входящий в лопатки ротора (6), со стороны входа потока в турбину, и рассеивают поток, выходящий из лопаток ротора (6), со стороны, противоположной стороне входа потока воздуха или жидкости. Изобретение направлено на повышение скорости и КПД турбины. 17 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для преобразования энергии водных потоков рек в электрическую энергию. Гидротурбина включает закрепленные с двух торцов лопасти 1, одна из которых закреплена на валу 6, две конгруэнтно установленные друг относительно друга кольцевые насадки 3, 4 с разными диаметрами, выбранными из условия вхождения одной части в другую. На внутренней поверхности насадки 3 меньшего диаметра жестко закреплены штыри 2, на каждом из которых шарнирно закреплена с возможностью вращения вокруг своей продольной оси одна из лопастей 1, установленных на валу 6, расположенном внутри насадки 3. На каждой из шарнирно закрепленных внутри насадки 3 лопасти 1 на линии пересечения плоскости торца этой лопасти 1, противолежащего по отношению к торцу, закрепленному на валу 6, с плоскостью задней кромки этой же лопасти 1 жестко установлен штырь 5, соединенный с шарниром, жестко установленным на внутренней поверхности насадки 4 большего диаметра. Изобретение направлено на получение максимального КПД при увеличении диапазона эксплуатационных характеристик в водном потоке за счет изменения угла установки лопастей. 2 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-11-10 2016-11-09T21:56:10
Наверх