ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1995 года по МПК F22B1/18 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для парогазовых установок (ПГУ) с паровыми котлами-утилизаторами.

Осуществление ПГУ, а именно паросиловой подстройки к газовой турбине, повышает экономическую эффективность парогазового цикла.

Известна ПГУ [1] содержащая газотурбинный двигатель, сообщенный с его выходным трактом котел-утилизатор одного давления с горелочными устройствами и пароперегревателем, соединенным с паровой турбиной. Котел-утилизатор на входе газов имеет два канала, в одном из которых размещены горелочные устройства и пароперегреватель.

Недостатком установки является высокое аэродинамическое сопротивление котла-утилизатора, а также невысокая экономичность вследствие невозможности регулирования расхода продуктов сгорания по газовому тракту котла.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности является парогазовая установка [2] содержащая газовую турбину, котел-утилизатор двух давлений, паровую турбину, работающую на паре, генерируемом в котле-утилизаторе, конденсатор, питательный насос, присоединенный к экономайзеру низкого давления, вода из которого по трубопроводам отводится в барабан низкого давления и через повышающий насос в экономайзер и барабан высокого давления. По ходу газов в котле-утилизаторе размещены перегревательные, испарительная и экономайзерная поверхности высокого давления и испарительная и экономайзерная поверхности низкого давления. Перегреватель высокого давления присоединен к входу паровой турбины, а барабан низкого давления по пару к одной из промежуточных ступеней турбины.

Недостатком установки является низкая экономическая эффективность цикла из-за высокого сопротивления котла-утилизатора и невозможности регулирования расхода продуктов сгорания по газовому тракту котла.

Целью изобретения является снижение аэродинамического сопротивления котла, организация регулирования расхода газового потока по тракту котла и, следствие, повышение экономической эффективности установки.

Для этого котел-утилизатор снабжен шиберами, дополнительным перегревателем, сообщенным по пароводяному тракту с контуром низкого давления и перегородкой, установленной перед экономайзером высокого давления с образованием в газовом тракте двух каналов, в одном из которых размещены перегреватели, а в другом испарительные поверхности высокого давления, при этом шиберы установлены за упомянутыми каналами.

На чертеже представлена принципиальная схема установки.

Схема содержит последовательно соединенные по газовому тракту источник вторичных тепловых энергоресурсов (например, газовая турбина) 1 и паровой котел-утилизатор 2; и по пароводяному тракту последовательно соединенные питательный насос 3, экономайзер низкого давления 4 и параллельно включенные барабан 5, испарительные поверхности 6, перегреватель низкого давления 7 и повышающий насос 8, экономайзер 9, барабан 10, испарительные поверхности 11 и перегреватель высокого давления 12. Пароперегреватели высокого давления 12 и низкого давления 7 расположены в одном параллельном газоходе на входе в котел-утилизатор 2, во втором газоходе испарительные поверхности высокого давления 11. Остальные поверхности котла-утилизатора находятся в общем газоходе. За испарительными поверхностями 11 и перегревателями 12 и 7 в конце разделения газового тракта установлены регулирующие шибера 13.

Парогазовая установка работает следующим образом.

Тепловые энергоресурсы поступают в котел-утилизатор 2 и двумя параллельными потоками проходят через перегреватели высокого 12 и низкого 7 давлений и испарительную поверхность 11 высокого давления котла-утилизатора. Далее газовый поток проходит через регулирующие шибера 13, установленные в каждом газоходе. Изменение степени раскрытия шиберов 13 позволяет регулировать нагрузку установки при нестационарном режиме ее работы.

После смещения поток газов омывает поверхность экономайзера высокого давления, испарительную поверхность 6 и поверхность экономайзера 4 низкого давления. Уходящие газы после котла-утилизатора выбрасываются в атмосферу.

Вода питательным насосом 3 подается в экономайзер 4, барабан 5 и испарительную поверхность 6. Полученный пар поступает в перегреватель низкого давления 7. Часть воды после экономайзера низкого давления 4 повышающим насосом 8 отводится в экономайзер 9 и барабан 10 высокого давления. Полученный пар поступает в перегреватель высокого давления 12.

Таким образом, разделение потока газов на входе в котел-утилизатор на два потока, один из которых проходит через перегревательные поверхности высокого и низкого давления, другой через испарительные поверхности, и установление в конце этого разделения шиберов, позволяющих изменить степень их открытия в процессе изменения нагрузки, ведет к повышению экономичности установки.

Использование: в парогазовых установках с паровыми котлами - утилизаторами. Сущность изобретения: установка содержит источник вторичных тепловых энергоресурсов 1 и паровой котел - утилизатор 2 с последовательно установленными в его тракте и сообщенными по пароводяному тракту контуром высокого давления, включающим перегреватель 12, испарительные поверхности 11, барабан 10 и экономайзер высокого давления 9, и контуром низкого давления, включающим испарительные поверхности 6, барабан 5 и экономайзер низкого давления 4, а также повышающие питательные насосы 3 и перегородку, установленную перед экономайзером 9 с образованием в газовом тракте двух каналов, в одном из которых размещены перегреватель 12, а в другом - испарительные поверхности 11, при этом за упомянутыми каналами установлены шибера 13. 1 ил.

ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая источник вторичных тепловых энергоресурсов и паровой котел-утилизатор с последовательно установленными в его газовом тракте и сообщенными по пароводяному тракту контуром высокого давления, включающим перегреватель, испарительные поверхности высокого давления и барабан, экономайзером высокого давления, контуром низкого давления, включающими испарительные поверхности и барабан, экономайзером низкого давления, а также с повышающими питательными насосами, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, котел-утилизатор снабжен шиберами, дополнительным перегревателем, сообщенным по пароводяному тракту с контуром низкого давления, и перегородкой, установленной перед экономайзером высокого давления с образованием в газовом тракте двух каналов, в одном из которых размещены перегреватели, а в другом испарительные поверхности высокого давления, при этом шибера установлены за упомянутыми каналами.