Парогазовая установка электростанции

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в котельных установках, работающих на природном газе. Технический результат - повышение надежности парогазовой установки электростанции. Для повышения надежности парогазовой установки электростанции предлагается в верхней части вытяжной башни градирни по ее периметру установить воздухораспределительное устройство, состоящее из кольцевого коллектора переменного поперечного сечения, снабженного сужающими соплами прямоугольной формы, направленными вверх параллельно стенке вытяжной башни, и соединить его воздухопроводом с нагреваемым трактом рекуперативного теплообменника, греющий тракт которого подключить к сливному напорному трубопроводу к градирне. Посредством воздухораспределительного устройства в верхнюю часть вытяжной башни градирни по ее периметру вентилятором настилающими струями подается дополнительный поток подогретого в рекуперативном теплообменнике сухого атмосферного воздуха. Подача в верхнюю часть вытяжной башни градирни по ее периметру настилающими струями дополнительного потока подогретого сухого атмосферного воздуха позволяет отделить поток теплых и влажных газов от холодной стенки, исключить ее обледенение и тем самым повысить надежность парогазовой установки электростанции. 2 ил.

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях.

Известен аналог - парогазовая установка электростанции (см. патент РФ №2453712, БИ №17, 2012), содержащая газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины, турбокомпрессора, камеры сгорания и электрогенератора, котел-утилизатор, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, электрического генератора и питательного насоса, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, газораспределительное устройство, установленное в вытяжной башне градирни. Данный аналог принят за прототип.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известной парогазовой установки электростанции, принятой за прототип, относится то, что известная парогазовая установка электростанции обладает пониженной надежностью, так как при отрицательных температурах окружающей среды на выходе из вытяжной башни градирни теплые влажные газы (смесь уходящих продуктов сгорания с влажным воздухом), взаимодействуя с ее холодными стенками охлаждаются ниже точки росы, при этом находящиеся в газах пары воды конденсируются, конденсат намерзает на стенках вытяжной башни градирни, образуются глыбы льда. При положительных температурах окружающей среды глыбы льда отделяются от стенок вытяжной башни, падают с высоты и разрушают все элементы градирни, что снижает надежность парогазовой установки электростанции.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для повышения надежности парогазовой установки электростанции предлагается в верхней части вытяжной башни градирни по ее периметру установить воздухораспределительное устройство, состоящее из кольцевого коллектора переменного поперечного сечения, снабженного сужающими соплами прямоугольной формы, направленными вверх параллельно стенке вытяжной башни и соединить его воздухопроводом с нагреваемым трактом рекуперативного теплообменника, греющий тракт которого подключить к сливному напорному трубопроводу к градирне. Посредством воздухораспределительного устройства в верхнюю часть вытяжной башни градирни по ее периметру вентилятором настилающими струями следует подавать дополнительный поток подогретого в рекуперативном теплообменнике сухого атмосферного воздуха. Подача в верхнюю часть вытяжной башни градирни по ее периметру настилающими струями дополнительного потока подогретого сухого атмосферного воздуха позволяет отделить поток теплых и влажных газов от холодной стенки, исключить ее обледенение и, тем самым, повысить надежность парогазовой установки электростанции.

Технический результат - повышение надежности парогазовой установки электростанции.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известная парогазовая установка электростанции, содержащит газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины, турбокомпрессора, камеры сгорания и электрогенератора, котел-утилизатор, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, электрического генератора и питательного насоса, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, трубопровод, соединяющий котел-утилизатор с газораспределительным устройством, установленным в вытяжной башне градирни, особенность парогазовой установки электростанции заключается в том, что парогазовая установка электростанции дополнительно снабжена воздухопроводом, соединяющим нагреваемый тракт рекуперативного теплообменника с воздухораспределительным устройством, установленным в верхней части вытяжной башни градирни по ее периметру и состоящим из кольцевого коллектора переменного поперечного сечения, снабженного сужающими соплами прямоугольной формы, направленными вверх параллельно стенке вытяжной башни, для подачи вентилятором по периметру верхней части стенки вытяжной башни настилающими струями дополнительного потока подогретого в рекуперативном теплообменнике сухого атмосферного воздуха, при этом осуществляется отделение теплых и влажных газов, движущихся в вытяжной башне, от холодной стенки, что исключает ее обледенение.

На чертежах представлено: на фигуре 1 изображена схема парогазовой установки электростанции; на фигуре 2 - сечение А-А на фигуре 1.

Парогазовая установка электростанции содержит газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины 1, турбокомпрессора 2, камеры сгорания 3 и электрогенератора 4, котел-утилизатор 5, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины 6 с конденсатором 7, электрического генератора 8 и питательного насоса 9, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос 10, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины 11 и сливной напорный трубопровод 12 к градирне, состоящей из вытяжной башни 13 и водосборного бассейна 14, трубопровод 15, соединяющий котел-утилизатор 5 с газораспределительным устройством 16, установленным в вытяжной башне 13, рекуперативный теплообменник 17, присоединенный по греющему тракту к сливному напорному трубопроводу 12 к градирне, вентилятор 18, воздухопровод 19, соединяющий нагревательный тракт рекуперативного теплообменника 17 с воздухораспределительным устройством, установленным в верхней части вытяжной башни 13 по ее периметру и состоящим из кольцевого коллектора 20 переменного поперечного сечения, снабженного сужающими соплами 21 прямоугольной формы, направленными вверх параллельно стенке вытяжной башни 13 градирни.

Парогазовая установка электростанции работает следующим образом.

Сжатый в турбокомпрессоре 2 атмосферный воздух подается в камеру сгорания 3 для осуществления процесса горения топлива, при этом часть сжатого воздуха предназначена для охлаждения продуктов сгорания топлива. В результате сгорания топлива и смешения продуктов сгорания с избыточным воздухом образуется газовоздушная смесь, которая поступает в газовую турбину 1. В газовой турбине 1 совершается полезная работа газотурбинного цикла, которая затрачивается на привод турбокомпрессора 2 и электрогенератора 4. Отработавшая в газовой турбине 1 газовоздушная смесь поступает в котел-утилизатор 5, где генерируется пар высоких параметров, который направляется в паровую турбину 6, а уходящие газы из котла-утилизатора 5 по трубопроводу 15 подаются в газораспределительное устройство 16, установленное в вытяжной башне 13 градирни.

В паровой турбине 6 в процессе расширения пара совершается полезная работа паротурбинного цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора 8. Отработавший в паровой турбине 6 пар поступает в конденсатор 7, где конденсируется за счет теплообмена с циркуляционной водой, подаваемой циркуляционным насосом 10 по напорному трубопроводу 11 из водосборного бассейна 14 градирни, при этом циркуляционная вода подогревается. Подогретая в конденсаторе 7 циркуляционная вода по сливному напорному трубопроводу 12 подается в рекуперативный теплообменник 17, где частично охлаждается и подается в вытяжную башню 13 градирни, где дополнительно охлаждается холодным атмосферным воздухом в процессе тепло- и массообмена при непосредственном контакте с ним и стекает в водосборный бассейн 14, при этом атмосферный воздух подогревается и насыщается водяными парами. Конденсат отработавшего в турбине 6 пара питательным насосом 9 направляется в котел-утилизатор 5. Уходящие газы после котла-утилизатора 5 подаются в газораспределительное устройство 16, установленное в вытяжной башне 13 градирни. Посредством газораспределительного устройства 16 уходящие газы равномерно перемешиваются с движущимся в вытяжной башне 13 градирни подогретым и увлажненным в процессе тепло- и массообмена при непосредственном контакте с водой атмосферным воздухом и вместе с ним отводятся в атмосферу и рассеиваются в ней. При отрицательных температурах окружающей среды на выходе из вытяжной башни 13 градирни теплые влажные газы (смесь уходящих продуктов сгорания с влажным воздухом), взаимодействуя с ее холодными стенками охлаждаются ниже точки росы, при этом находящиеся в газах пары воды конденсируются, конденсат намерзает на стенках вытяжной башни 13 градирни, образуются глыбы льда. При положительных температурах окружающей среды глыбы льда отделяются от стенок вытяжной башни 13, падают с высоты и разрушают все элементы градирни, что снижает надежность парогазовой установки электростанции.

Для предотвращения обледенения в верхнюю часть вытяжной башни 13 градирни по воздухопроводу 19 посредством воздухораспределительного устройства 20 через прямоугольной формы сужающие сопла 21, направленные вверх параллельно стенке вытяжной башни, вентилятором 18 по периметру верхней части стенок вытяжной башни 13 настилающими струями подается дополнительный поток подогретого в рекуперативном теплообменнике 17 сухого атмосферного воздуха. Поток подогретого сухого атмосферного воздуха отделяет поток теплых влажных газов от холодной стенки и исключает ее обледенение, что повышает надежность парогазовой установки электростанции.

Таким образом, в заявленном решении в верхнюю часть вытяжной башни градирни по ее периметру посредством воздухораспределительного устройства, состоящего из кольцевого коллектора переменного поперечного сечения, снабженного сужающими соплами прямоугольной формы, направленными вверх параллельно стенке вытяжной башни градирни настилающими струями подается дополнительный поток подогретого в рекуперативном теплообменнике сухого атмосферного воздуха, что позволяет отделить поток теплых и влажных газов от холодной стенки, исключить ее обледенение и, тем самым, повысить надежность парогазовой установки электростанции.

Парогазовая установка электростанции, содержащая газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины, турбокомпрессора, камеры сгорания и электрогенератора, котел-утилизатор, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, электрического генератора и питательного насоса, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, газораспределительное устройство, установленное в вытяжной башне градирни, отличающаяся тем, что парогазовая установка электростанции дополнительно снабжена воздухопроводом, соединяющим нагреваемый тракт рекуперативного теплообменника с воздухораспределительным устройством, установленным в верхней части вытяжной башни градирни по ее периметру и состоящим из кольцевого коллектора переменного поперечного сечения, снабженного сужающими соплами прямоугольной формы, направленными вверх параллельно стенке вытяжной башни, для подачи вентилятором по периметру верхней части стенки вытяжной башни настилающими струями дополнительного потока подогретого в рекуперативном теплообменнике сухого атмосферного воздуха, при этом осуществляется отделение теплых и влажных газов, движущихся в вытяжной башне, от холодной стенки, что исключает ее обледенение.



 

Похожие патенты:

Предлагаются способы и системы внутрицилиндровой регенерации тепловой энергии, работающие с циклом Ранкина, для извлечения энергии из отработавших газов, которую можно использовать для производства дополнительной работы в транспортном средстве.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к управлению системой рекуперации отходящего тепла для генерации энергии и нагрева двигателя. Способ рекуперации тепла отработавших газов, в котором в ответ на первое условие осуществляют расширение рабочей текучей среды системы (70) рекуперации отходящего тепла посредством расширителя (84) для генерации электроэнергии и блокируют протекание рабочей текучей среды через один или более теплообменников (74, 76), находящихся в тепловом контакте с двигателем (50).

Изобретение относится к органическому циклу Рэнкина (ОЦР) для преобразования сбросного тепла источника (11) тепла, представляющего собой сжатый газ, в механическую энергию.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Для повышения КПД газотурбинной установки предлагается турбокомпрессор газотурбинной установки выполнить двухступенчатым, состоящим из ступени низкого давления и ступени высокого давления, и осуществлять промежуточное охлаждение сжатого в ступени низкого давления циклового воздуха перед подачей его в ступень высокого давления в промежуточном воздухоохладителе путем подачи в его нагревательный тракт питательной воды котла-утилизатора газотурбинной установки при температуре 30-35°C.

Изобретение относится к паровым турбинам, в частности к рассчитанным на несколько давлений устройствам сальников лабиринтного типа для уменьшения утечек пара между вращающимися и стационарными компонентами паровой турбины.

Изобретение относится к энергетическим установкам с импульсно-детонационным сжиганием ископаемых или синтетических горючих материалов, которые могут быть использованы, например, на электроэнергетических предприятиях или на промышленных предприятиях в составе различных технологических комплексов для получения электромеханической энергии, в том числе в арктических условиях.

Изобретение относится к системам, которые захватывают и повторно используют отработанное тепло. Установка для захвата тепла, хранения тепла и теплообмена, включающая по меньшей мере один массив для теплообмена и хранения тепла (TXES), при этом каждый массив TXES включает в себя один или несколько элементов TXES, которые получают поток флюида нагретого исходного флюида и рабочий флюид, при этом элементы TXES обеспечивают передачу тепловой энергии между нагретым исходным флюидом и элементами TXES.

Изобретение относится к энергетике, в частности к комбинированным способам получения электроэнергии и синтетического жидкого топлива в газотурбинных и парогазовых установках.Способ включает получение забалластированного азотом синтез-газа за счет частичного окисления природного газа в потоке сжатого воздуха за компрессором высокого давления ПГУ, подаче этого синтез-газа в однопроходной каталитический реактор синтеза метанола с последующим дожиганием обедненного газа после каталитического реактора в камере сгорания ГТУ.

Изобретение относится к способу соединения вращающегося устройства, в частности паровой турбины, и содержащего вал устройства, в частности газовой турбины, со следующими этапами: ускорение вращающегося устройства до числа оборотов на выходе, которое меньше числа оборотов содержащего вал устройства; определение угла рассогласования между содержащим вал устройством и вращающимся устройством; ускорение вращающегося устройства с величиной ускорения, которую определяют из разности заданного числа оборотов, которая возникает в зависимости от определенного угла рассогласования, ускорения и желаемого целевого угла соединения.

Теплофикационная парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора относится к энергетике и может быть применена для тепло- и электроснабжения потребителей в новых микрорайонах городов.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в котельных установках, работающих на природном газе. Технический результат - повышение надежности парогазовой установки электростанции. Для повышения надежности парогазовой установки электростанции предлагается в верхней части вытяжной башни градирни по ее периметру установить воздухораспределительное устройство, состоящее из кольцевого коллектора переменного поперечного сечения, снабженного сужающими соплами прямоугольной формы, направленными вверх параллельно стенке вытяжной башни, и соединить его воздухопроводом с нагреваемым трактом рекуперативного теплообменника, греющий тракт которого подключить к сливному напорному трубопроводу к градирне. Посредством воздухораспределительного устройства в верхнюю часть вытяжной башни градирни по ее периметру вентилятором настилающими струями подается дополнительный поток подогретого в рекуперативном теплообменнике сухого атмосферного воздуха. Подача в верхнюю часть вытяжной башни градирни по ее периметру настилающими струями дополнительного потока подогретого сухого атмосферного воздуха позволяет отделить поток теплых и влажных газов от холодной стенки, исключить ее обледенение и тем самым повысить надежность парогазовой установки электростанции. 2 ил.

Наверх