Парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Технический результат - повышение экономичности парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы. Предлагается парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы, содержащая газотурбинную установку, состоящую из турбокомпрессора, камеры сгорания, газовой турбины, электрогенератора и выхлопного газохода отвода газов газотурбинной установки, котел-утилизатор, питательный электронасос, энергетический котел, главный паропровод, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, конденсатного насоса, деаэратора и питательного насоса, электрический генератор, энергетический котел работает под наддувом, при этом парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы дополнительно снабжена камерой смешения, установленной в выхлопном газоходе отвода газов газотурбинной установки при температуре 450-550°С в котел-утилизатор, и байпасным газоходом, соединяющим газовый тракт работающего под наддувом энергетического котла с камерой смешения, при этом для генерации в котле-утилизаторе перегретого водяного пара сверхкритических параметров с температурой 560-600°С изменение расхода продуктов сгорания, поступающих из газового тракта энергетического котла при температуре 700-750°С в камеру смешения, осуществляется регулирующим органом, установленным в байпасном газоходе перед камерой смешения. 1 ил.

 

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

Известен аналог - парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы (см. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: - М.: Издательский дом МЭИ, 2009, рис. 11.3, с. 491), содержащая газотурбинную установку, состоящую из турбокомпрессора, камеры сгорания, газовой турбины, электрогенератора и выхлопного газохода отвода газов газотурбинной установки, котел-утилизатор, питательный электронасос, энергетический котел, главный паропровод, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, конденсатного насоса, деаэратора и питательного насоса, электрический генератор, энергетический котел работает под наддувом. Данный аналог принят за прототип.

К причине препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известной парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы, принятой за прототип, относится то, что известная парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы обладает пониженной экономичностью, так как в котле-утилизаторе вырабатывается водяной пар более низких параметров (пониженной температуры и низкого давления), чем в энергетическом котле. Поэтому поток водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе, подается не в цилиндр высокого давления (ЦВД), а последовательно в цилиндр среднего давления (ЦСД) и цилиндр низкого давления (ЦНД) паровой турбины, где совершает полезную работу паросилового цикла совместно с предварительно отработавшим в ЦВД и вторично перегретым в промежуточном пароперегревателе потоком водяного пара, генерируемого в энергетическом котле. В этом случае работа, совершаемая в паровой турбине 1 кг водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе, будет намного меньше, чем работа 1 кг водяного пара, генерируемого в энергетическом котле, что снижает экономичность парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы. Кроме того, направление в ЦСД паровой турбины двух потоков водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе и в энергетическом котле, требует разработки специальной конструкции паровой турбины, имеющей небольшой ЦВД и значительных размеров ЦСД и ЦНД, что дополнительно снижает экономичность парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для повышения экономичности парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы целесообразно в котле-утилизаторе генерировать поток водяного пара такой же температуры и такого же давления, как и в энергетическом котле (высоких или сверхкритических параметров) и направлять этот поток совместно с потоком пара, генерируемого в энергетическом котле, в ЦВД паровой турбины. Отработавший в ЦВД суммарный поток водяного пара следует вторично перегревать в промежуточном пароперегревателе, расположенном в энергетическом котле, и затем последовательно направлять в ЦСД и ЦНД паровой турбины. Для генерации в котле-утилизаторе потока перегретого водяного пара такой же температуры, как и в энергетическом котле целесообразно в выхлопном газоходе отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор установить камеру смешения, которую соединить байпасным газоходом с газовым трактом работающего под наддувом энергетического котла, при этом в байпасном газоходе перед камерой смешения необходимо установить регулирующий орган. В камере смешения будет происходить смешивание продуктов сгорания энергетического котла, имеющих более высокую температуру, с газами, отработавшими в газотурбинной установке и имеющими пониженную температуру. При этом температура суммарного потока газов, поступающего в котел-утилизатор, повысится, что позволит в котле-утилизаторе генерировать перегретый водяной пар такой же температуры, как и в энергетическом котле. Температуру суммарного потока газов, поступающих в котел-утилизатор, следует регулировать изменением расхода продуктов сгорания, поступающих в камеру смешения из газового тракта энергетического котла, регулирующим органом, установленным в байпасном газоходе перед камерой смешения. Высокое или сверхкритическое давление перегретого водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе, создается питательным электронасосом.

Технический результат - повышение экономичности парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известная парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы, содержащая газотурбинную установку, состоящую из турбокомпрессора, камеры сгорания, газовой турбины, электрогенератора и выхлопного газохода отвода газов газотурбинной установки, котел-утилизатор, питательный электронасос, энергетический котел, главный паропровод, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, конденсатного насоса, деаэратора и питательного насоса, электрический генератор, энергетический котел работает под наддувом, особенность парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы заключается в том, что парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы дополнительно снабжена камерой смешения, установленной в выхлопном газоходе отвода газов газотурбинной установки при температуре 450-550°С в котел-утилизатор, и байпасным газоходом, соединяющим газовый тракт работающего под наддувом энергетического котла с камерой смешения, при этом для генерации в котле-утилизаторе перегретого водяного пара сверхкритических параметров с температурой 560-600°С изменение расхода продуктов сгорания, поступающих из газового тракта энергетического котла при температуре 700-750°С в камеру смешения, осуществляется регулирующим органом, установленным в байпасном газоходе перед камерой смешения.

На чертеже представлена парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы.

Парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы содержит газотурбинную установку, состоящую из турбокомпрессора 1, камеры сгорания 2, газовой турбины 3 и электрогенератора 4, камеру смешения 5, установленную в выхлопном газоходе 6 отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор 7, регулирующий орган 8, установленный в байпасном газоходе 9, соединяющем камеру смешения 5 с энергетическим котлом 10, работающим под наддувом, главный паропровод 11, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины 12 с конденсатором 13, конденсатного насоса 14, деаэратора 15 и питательного насоса 16, электрический генератор 17, питательный электронасос 18 и дымовую трубу 19.

Парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работает следующим образом.

В турбокомпрессор 1 газотурбинной установки подают атмосферный воздух, где осуществляется процесс сжатия воздуха до необходимого давления, после чего сжатый воздух направляют в камеру сгорания 2, куда также подают органическое топливо. Образовавшиеся в камере сгорания 2 продукты сгорания смешивают с вторичным воздухом. Смесь продуктов сгорания с вторичным воздухом (газы) подают в газовую турбину 3, в которой газы совершают работу газотурбинного цикла, затрачиваемую на привод турбокомпрессора 1 и электрогенератора 4 газотурбинной установки.

Отработавшие в газовой турбине 2 газы при температуре 450-550°С подают в камеру смешения 5, установленную в выхлопном газоходе 6 отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор 7. Одновременно в камеру смешения 5, по байпасному газоходу 9 поступают продукты сгорания при температуре 700-750°С из газового тракта энергетического котла 10, работающего под наддувом. В камере смешения 5 осуществляется смешивание продуктов сгорания энергетического котла 10, имеющих более высокую температуру, с газами, отработавшими в газотурбинной установке и имеющими пониженную температуру. После смешивания температура суммарного потока газов, поступающего в котел-утилизатор 7, повысится до 585-625°С, что позволяет в котле-утилизаторе 7 генерировать перегретый водяной пар такой же температуры (560-600°С), как и в энергетическом котле 10. Температуру суммарного потока газов, поступающих в котел-утилизатор 7, следует регулировать изменением расхода продуктов сгорания, поступающих в камеру смешения 5 из энергетического котла 10, регулирующим органом 8, установленным в байпасном газоходе 9 перед камерой смешения 5. Давление перегретого водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе 7 создается питательным электронасосом 18.

Поток перегретого водяного пара высоких или сверхкритических параметров из котла-утилизатора 7 подают в главный паропровод 11, смешивают с потоком водяного пара высоких или сверхкритических параметров, генерируемого в энергетическом котле 10, суммарный поток водяного пара направляют в цилиндр высокого давления паровой турбины 12 конденсационного типа.

В цилиндре высокого давления паровой турбины 12 осуществляют процесс расширения суммарного потока водяного пара, после чего отработавший водяной пар с пониженными значениями температуры и давления подают в расположенный в энергетическом котле 10 промежуточный пароперегреватель (ПП). В промежуточном пароперегревателе водяной пар вторично перегревают до заданной температуры. Затем вторично перегретый водяной пар направляют последовательно в цилиндр среднего и в цилиндр низкого давления паровой турбины 12 конденсационного типа, где осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора 17. Отработавший в паровой турбине 12 конденсационного типа водяной пар подают в конденсатор 13, в котором осуществляют процесс конденсации водяного пара за счет подачи в конденсатор 13 циркуляционной воды. Образовавшийся в конденсаторе 13 конденсат конденсатным насосом 14 направляют в деаэратор 15. Из деаэратора 15 вода питательным насосом 16 подается в греющий тракт энергетического котла 10, а питательным электронасосом 18 в греющий тракт котла-утилизатора 7. Отработавшие в энергетическом котле 10 и в котле-утилизаторе 7 газы отводятся в атмосферу через дымовую трубу 19.

Таким образом, снабжение парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы камерой смешения, установленной в выхлопном газоходе отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор, и байпасным газоходом с регулирующим органом, соединяющим камеру смешения с газовым трактом энергетического котла, позволяет повысить экономичность парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы.

Парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы, содержащая газотурбинную установку, состоящую из турбокомпрессора, камеры сгорания, газовой турбины, электрогенератора и выхлопного газохода отвода газов газотурбинной установки, котел-утилизатор, питательный электронасос, энергетический котел, главный паропровод, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, конденсатного насоса, деаэратора и питательного насоса, электрический генератор, энергетический котел работает под наддувом, отличающаяся тем, что парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы дополнительно снабжена камерой смешения, установленной в выхлопном газоходе отвода газов газотурбинной установки при температуре 450-550°С в котел-утилизатор, и байпасным газоходом, соединяющим газовый тракт работающего под наддувом энергетического котла с камерой смешения, при этом для генерации в котле-утилизаторе перегретого водяного пара сверхкритических параметров с температурой 560-600°С изменение расхода продуктов сгорания, поступающих из газового тракта энергетического котла при температуре 700-750°С в камеру смешения, осуществляется регулирующим органом, установленным в байпасном газоходе перед камерой смешения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электроэнергетики, может быть использовано при разработке электрических станций с нулевыми выбросами вредных веществ в атмосферу и направлено на повышение электрического КПД энергоустановки. Кислородно-топливная энергоустановка содержит многоступенчатый компрессор 1, насос 2, воздушный компрессор 3, воздухоразделительную установку 4.

Теплофикационная парогазовая установка, которая характеризуется тем, что она включает: компрессор для сжатия атмосферного воздуха; камеру сгорания, в которой осуществляется процесс горения топлива в среде сжатого воздуха, поступающего из компрессора; газовую турбину, в которой горячие газы, поступающие из камеры сгорания, расширяются, вырабатывая механическую мощность, которая расходуется на сжатие воздуха в компрессоре и привод оборудования, потребляющего механическую мощность; утилизатор для нагрева рабочего тела органического цикла Ренкина за счет тепла газов, выходящих из газовой турбины; основную выхлопную трубу, через которую газы, охлажденные в утилизаторе, выпускаются в атмосферу; резервную выхлопную трубу для выпуска в атмосферу газов из газовой турбины в обвод утилизатора; газовые клапаны, регулирующие направление газов в утилизатор и резервную выхлопную трубу; конденсатный насос рабочего тела органического цикла Ренкина, нагнетающий жидкое рабочее тело из конденсатного коллектора конденсатора на всас питательного насоса; питательный насос рабочего тела органического цикла Ренкина, нагнетающий жидкое рабочее тело через последовательно установленные теплообменник-охладитель и теплообменник-рекуператор в утилизатор; турбину рабочего тела, осуществляющую привод оборудования, потребляющего механическую мощность, за счет механической мощности, вырабатываемой при расширении нагретого в утилизаторе рабочего тела, имеющую промежуточный отбор пара рабочего тела из проточной части, который подают в теплопотребляющее устройство и в подогреватель воздуха на входе в компрессор; байпасную линию с установленным на ней регулятором давления «до себя», по которой пар рабочего тела перепускается в обвод турбины рабочего тела при регулировании частоты вращения ротора турбины; теплообменник-рекуператор, в котором жидкое рабочее тело, нагнетаемое питательным насосом, нагревается паром рабочего тела с выхлопа турбины рабочего тела, паром рабочего тела, поступающим по байпасной линии, а также паром из теплопотребляющего устройства и паром из подогревателя воздуха; конденсатор, представляющий из себя теплообменный аппарат, в котором пар рабочего тела после теплообменника-рекуператора охлаждается и конденсируется при охлаждении теплоносителем, подаваемым из внешней среды; линию отвода несконденсированного пара из теплопотребляющего устройства и подогревателя воздуха с установленным на ней регулятором давления «до себя», подключенную со стороны выхода пара к паровой линии перед теплообменником-рекуператором; линию отвода конденсата рабочего тела из теплопотребляющего устройства и подогревателя воздуха с установленным на ней регулятором давления «до себя», подключенную к входу в теплообменник-охладитель; теплообменник-охладитель, через который жидкое рабочее тело из линии отвода конденсата рабочего тела из теплопотребляющего устройства и подогревателя воздуха подается на всас питательного насоса.

Парогазовая установка с воздушным конденсатором включает: компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, утилизатор для нагрева рабочего тела органического цикла Ренкина за счет тепла газов, выходящих из газовой турбины, основную выхлопную трубу и резервную выхлопную трубу, для выпуска в атмосферу газов из газовой турбины в обвод утилизатора.

Парогазовая установка на сжиженном природном газе предназначена для выработки электроэнергии, за счет сжигания предварительно газифицированного сжиженного природного газа (СПГ). Установка включает: компрессор для сжатия атмосферного воздуха; камеру сгорания, в которой осуществляется процесс горения предварительно газифицированного СПГ в среде сжатого воздуха, поступающего из компрессора; газовую турбину, в которой горячие газы, поступающие из камеры сгорания, расширяются, вырабатывая механическую мощность, которая расходуется на сжатие воздуха в компрессоре и привод электрогенератора газотурбинной установки, вырабатывающего электроэнергию для потребителей; утилизатор для нагрева рабочего тела органического цикла Ренкина за счет тепла газов, выходящих из газовой турбины; основную выхлопную трубу, через которую газы, охлажденные в утилизаторе, выпускаются в атмосферу; резервную выхлопную трубу, для выпуска в атмосферу газов из газовой турбины в обвод утилизатора; газовые клапаны, регулирующие направление газов в утилизатор и резервную выхлопную трубу; конденсатно-питательный насос рабочего тела органического цикла Ренкина, нагнетающий жидкое рабочее тело из конденсатора-газификатора через теплообменник-рекуператор в утилизатор; турбину рабочего тела органического цикла Ренкина, осуществляющую привод электрогенератора установки органического цикла Ренкина за счет механической мощности, вырабатываемой при расширении нагретого в утилизаторе рабочего тела; байпасную линию с установленным на ней регулятором давления «до себя», по которой рабочее тело перепускается в обвод турбины рабочего тела при регулировании частоты вращения электрогенератора установки Ренкина; теплообменник-рекуператор, в котором жидкое рабочее тело, нагнетаемое конденсатно-питательным насосом, нагревается паром рабочего тела с выхлопа турбины рабочего тела и паром рабочего тела, поступающим по байпасной линии; конденсатор-газификатор, в котором пар рабочего тела после теплообменника-рекуператора охлаждается и конденсируется, последовательно проходя трубные пучки: нагревателей неконденсирующихся газов, нагревателей газифицированного СПГ, основного конденсатора, испарителей СПГ, при этом охлаждающими агентами указанных трубных пучков выступают: неконденсирующиеся газы, выделенные из пара рабочего тела при глубоком охлаждении на пучках испарителей СПГ, газифицированный СПГ, поступающий из испарителей СПГ, жидкий теплоноситель, поступающий из внешней среды, кипящий СПГ; свечу для сброса в атмосферу неконденсирующихся газов, подогретых в нагревателе неконденсирующихся газов; резервуар хранения СПГ; насос подачи СПГ в испарители СПГ, установленные в конденсаторе-газификаторе; линию подачи газифицированного СПГ в камеру сгорания; уравнительную линию с регулятором давления «после себя», соединяющую линию подачи газифицированного СПГ в камеру сгорания с резервуаром хранения СПГ и подключенную к верхней части указанного резервуара.

Изобретение относится к области электроэнергетики, может быть использовано при разработке электрических станций с малыми выбросами вредных веществ в атмосферу и направлено на снижение расхода топлива. Кислородно-топливная энергоустановка содержит многоступенчатый компрессор, камеру сгорания, топливный компрессор, воздухоразделительную установку, газовую турбину, котел-утилизатор, содержащий горячий газовый контур теплоносителя и холодный водяной контур теплоносителя, охладитель-сепаратор, многоступенчатый компрессор с промежуточным охлаждением, паровую турбину, конденсатор, насос, многопоточный поверхностный теплообменник, содержащий горячий контур теплоносителя и холодный контур теплоносителя, турбодетандер, первый электрогенератор, второй электрогенератор, третий электрогенератор.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Технический результат - повышение экономичности парогазовой установки электростанции.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Технический результат - повышение надежности и экономичности работы парогазовой установки электростанции.

Изобретение относится к двигателям. Система вспомогательных агрегатов у двигателя внутреннего сгорания включает в себя эксплуатируемую в качестве двигателя/генератора электрическую машину; расширительную машину для преобразования отходящего тепла двигателя внутреннего сгорания или тормозной системы, использующей подпор двигателя, в полезную энергию посредством контура циркуляции пара и вспомогательные агрегаты, а именно: водяной насос, топливоподающий насос, топливный насос высокого давления, насос гидроусилителя руля и масляный насос.

Маневренная теплоэлектроцентраль содержит компрессоры низкого и высокого давления, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор, основную и дополнительную противодавленческие паровые турбины, паровой котел-утилизатор, первый и второй сетевые подогреватель, деаэратор, паропроводы перегретого пара, прямой и обратный трубопроводы теплосети; котел-утилизатор содержит: пароперегреватель, испарители первой и второй ступени, камеру дожигания топлива, экономайзер, газоводяной подогреватель, пароперегреватель соединен паропроводами с основной и дополнительной паровыми турбинами; их выхлопы соединены соответственно с сетевыми подогревателями первой и второй ступени; сетевые подогреватели соединены через деаэратор с экономайзером, компрессор низкого давления связан валом с основной противодавленческой паровой турбиной, дополнительная паровая турбина связана валом с эластичной расцепной муфтой с компрессором низкого давления, регулирующая задвижка на паропроводе перегретого пара к основной паровой турбине открыта как в неотопительном, так и в отопительном режимах работы теплоэлектроцентрали, в отопительном режиме открыта регулирующая задвижка на паропроводе перегретого пара к дополнительной паровой турбине; в неотопительном режиме сетевую воду теплосети нагревают в сетевом подогревателе первой ступени и в газоводяном подогревателе, в отопительных режимах включают эластичную расцепную муфту, сжигают топливо в камере дожигания, открывают регулирующую задвижку на паропроводе перегретого пара к дополнительной паровой турбине, сетевую воду теплосети нагревают в сетевых подогревателях первой и второй ступени и в газоводяном подогревателе.

Энергетическая система содержит контур (2) с рабочей текучей средой, имеющий сторону (2А) высокого давления и сторону (2В) низкого давления и выполненный с возможностью протекания по нему рабочей текучей среды. Контур (2) рабочей текучей среды содержит нагреватель (7), выполненный с возможностью циркуляции рабочей текучей среды с возможностью теплообмена между ней и горячей текучей средой для испарения рабочей текучей среды.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Технический результат - повышение надежности и экономичности работы парогазовой установки электростанции. Предлагается способ работы парогазовой установки электростанции, по которому органическое топливо и сжатый в турбокомпрессоре атмосферный воздух подают в камеру сгорания газотурбинной установки, где осуществляется процесс горения органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания, продукты сгорания смешивают с вторичным воздухом, образовавшиеся газы направляют в газовую турбину, в газовой турбине осуществляется процесс расширения газов и совершается работа газотурбинного цикла, затрачиваемая на привод турбокомпрессора и электрогенератора, отработавшие в газовой турбине газы направляют в котел-утилизатор, в котором расположены основная теплообменная поверхность, камера дополнительного сжигания топлива и промежуточный пароперегреватель, в котле-утилизаторе в процессе охлаждения газов в основной теплообменной поверхности генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину конденсационного типа, состоящую из цилиндра высокого давления и цилиндра низкого давления, в паровой турбине осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора, при этом осуществляют промежуточный перегрев отработавшего в цилиндре высокого давления паровой турбины конденсационного типа водяного пара в промежуточном пароперегревателе, отработавший в паровой турбине водяной пар направляют в конденсатор, а охлажденные в промежуточном пароперегревателе газы по выхлопному газоходу отводят в атмосферу, в конденсаторе в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют конденсацию водяного пара, образовавшийся в конденсаторе конденсат насосом подают в котел-утилизатор, при этом охлажденный в основной теплообменной поверхности суммарный поток уходящих газов разделяют на два потока, первый поток газов в количестве 70-75% при температуре 100-120°С направляют в выхлопной газоход, а второй поток газов в количестве 25-30% подают в специально выделенный в хвостовой части котла-утилизатора газоход, в котором последовательно по ходу газов устанавливают регулирующий орган, камеру дополнительного сжигания топлива и теплообменные поверхности промежуточного пароперегревателя и газового подогревателя сетевой воды, причем газы в камере дополнительного сжигания топлива подогревают, а в теплообменных поверхностях промежуточного пароперегревателя и газового подогревателя сетевой воды охлаждают, охлажденные в теплообменной поверхности газового подогревателя сетевой воды до температуры 80-90°С газы направляют в выхлопной газоход, где смешивают с первым потоком охлажденных в основной теплообменной поверхности газов, суммарный поток газов при температуре 90-110°С отводят в атмосферу, кроме того, изменение расхода второго потока газов, направляемого в специально выделенный газоход, осуществляют регулирующим органом, установленным перед камерой дополнительного сжигания топлива. 1 ил.
Наверх