СУДОВАЯ ПАРОГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1997 года по МПК F02C6/20 

Изобретение относится к паротурбинным установкам (ПТУ) с парогазотурбинным приводом компрессора наддува котла. Оно может быть использовано в пропульсивном комплексе судна.

Известна судовая паротурбинная установка, содержащая пропульсивную паровую турбину, высоконапорный котел, генерирующий пар для турбины, систему котельной питательной воды, компрессор наддува котла с газопаротурбинным приводом, системы утилизации отработавших газов в топке котла и наддува, причем паропроводы отработавшего пара обеих турбин подключены к конденсатору установки [1]
Недостатком известной ПТУ является его низкая топливная экономичность.

Задача изобретения повышение топливной экономичности установки.

Задача достигается за счет уменьшения охлаждения утилизируемых газов ГТУ на их пути в топочное устройство. Для этого они подаются к форсункам через малоразмерный коллектор, препятствующий их охлаждению в межкожуховом пространстве котла и повышающий полноту сгорания топлива. Кроме того, котельное топливо экономится при прогреве и пуске котла с помощью автономной ГТУ.

На чертеже схематично изображена установка.

Заявленная установка содержит высоконапорный паровой котел 1, в межкожуховом пространстве которого размещены топочное устройство с форсунками 3, 4, 5, и малоразмерный, глухой с одного торца и открытый в сторону форсунок трубчатый коллектор 6, пропульсивную паровую турбину 7, работающую на гребной винт, паровую 8 и газовую 9 турбины приводы компрессора 10 наддува котла, автономную газотрубинную установку с компрессором 11, газовой турбиной 12 и камерой сгорания 13, конденсатно-насосное устройство 14, соединенное паропроводом 15 с паровыми турбинами и водяным трубопроводом 16 с парогенерирующим трубным пучком 17 котла, наддувочный трубопровод 18, соединяющий компрессор наддува с межкожуховым пространством котла, и выпускной газоход 19, соединяющий газосборник 20 котла с входом приводной газовой турбины 9, при этом вход компрессора 11 через многопозиционный клапан 21 подключен к наддувочному трубопроводу 18, газовая турбина 12 автономной ГТУ снабжена на выходе утилизационным газоходом 22, подключенным через глухой торец коллектора на вход внутреннего объема последнего, на выходе из коллектора размещена топливная форсунка котла.

Установка работает следующим образом.

Перед пуском клапан 21 соединяет вход компрессора 11 и наддувочный трубопровод 18 с атмосферой, турбины 7 и 9 отключены от котла. Запускается автономная ГТУ. Газ из ее турбины 12 по утилизационному газоходу 22 подается к "коллекторной" форсунке 4. Ограниченные размеры коллектора концентрируют имеющийся в газе свободный кислород вблизи топливного факела форсунки, что повышает полноту сгорания топлива и уменьшает теплопотери газа в пространстве 2. Образовавшийся за форсункой топочный газ нагревает трубный пучок 17, пар из которого поступает на паровую турбину 8, вращающую компрессор наддува 10. При достижении компрессором расчетной частоты вращения сжатый в ней воздух через клапан 21 направляется по трубопроводу 18 в котел и компрессор 11 автономной ГТУ, что обеспечивает проникновение утилизируемых газов в котел на любых режимах его работы, при этом включаются в работу остальные форсунки топочного устройства, к котлу подключаются пропульсивная турбина 7 и приводная газовая турбина 9, происходит дальнейший наддув котла и компрессора 11. Избыточная энергия автономной ГТУ передается на приводимый ею электрический генератор.

Использование: в судостроении. Сущность изобретения: высоконапорный котел (К) установки генерирует пар для паровой пропульсивной турбины и паровой турбины газопаротурбинного привода компрессора наддува котла, соединенного с последним наддувочным трубопроводом (НТ). Внутренний объем коллектора (Кл), встроенного внутри топочного пространства К, на входе соединен с утилизационным газоходом турбины автономной газотурбинной установки, а на выходе из Кл размещена топливная форсунка К, а НТ соединен с межкожуховым пространством К. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Судовая парогазотурбинная установка, содержащая высоконапорный котел, генерирующий пар для паровой пропульсивный турбины и паровой турбины газопаротурбинного привода компрессора наддува котла, соединенного с последним наддувочным трубопроводом, конденсатно-насосное устройство, соединенное паропроводом с паровыми турбинами и водяным трубопроводом с котлом, отличающаяся тем, что она снабжена автономной газотурбинной установкой, включающей компрессор, установленный с возможностью подключения на входе к наддувочному трубопроводу, и турбину с утилизационным газоходом на выходе, коллектор, встроенный внутри топочного пространства котла, при этом внутренний объем коллектора на входе соединен с утилизационным газоходом, на выходе из коллектора размещена топливная форсунка котла, а наддувочный трубопровод соединен с межкожуховым пространством котла. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что коллектор выполнен трубчатым, глухим с одного торца, установленным внутри межкожухового пространства открытым торцом в сторону топочного устройства.