УСТАНОВКА ГАЗОПАРОВАЯ Российский патент 2013 года по МПК F01K13/00 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и в качестве автономных генераторов электроэнергии на предприятиях.

Известна парогазовая установка с котлом полного горения, содержащая газотурбинный агрегат, паровой котел, паровую турбину и газоводяные теплообменники, где выхлопные газы газотурбинной установки /ГТУ/ подают к горелкам парового котла, куда также подают топливо. Полученный в котле пар вращает паровую турбину. Уходящие газы из котла подогревают питательную воду

/В.П.Безлепкин "Парогазовые и паротурбинные установки электростанций". СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997 г., стр.27-30/ [1].

Недостатком известной установки является наличие большого состава оборудования, необходимого для реализации двух термодинамических циклов, что увеличивает ее размеры и снижает эффективность работы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является энергетический агрегат, содержащий высоконапорную камеру сгорания, разделенную на парогазовую с камерами и жидкостную с регенератором полости, где продукты горения очищаются и охлаждаются в камерах над зеркалом жидкости, устройство топливоподачи, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, компрессор, электрогенератор и турбину, выхлопные газы которой поступают в регенератор и затем в экономайзер

/Патент РФ №2170827, F01K 11/00, 13/00, 20.07.2001 г./ [2].

Недостатком ближайшего аналога является низкая производительность и низкая устойчивость ее камеры сгорания против разрушения от помпажей, колебаний газов, гидроударов и вибраций.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении производительности и надежности установки в эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в установке газопаровой, содержащей высоконапорную камеру сгорания, разделенную на жидкостную, например, водяную полость с регенератором и парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, турбину и электрогенератор, высоконапорная камера сгорания выполнена объединенной с газотурбинной установкой /ГТУ/, с возможностью сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник, выполненный в жидкостной полости, и через устройство для дожигания топлива, выполненное в парогазовой полости. Причем корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и со сферическими крышкой и днищем. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы, например, резиновые, и стойкой с компенсатором, например, тоже резиновым, связанным с крышкой, что делает установку надежной в работе.

Сущность изобретения показана на чертеже.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Установка газопаровая содержит высоконапорную камеру сгорания 1, условно разделенную на парогазовую полость 2 с перегородками, образующими ряд камер 3, и жидкостную полость 4, например, заполненную простой водой, с регенератором 5, турбину 6, электрогенератор 7, экономайзер 8, утилизатор теплоты уходящих газов 9, камеру сгорания, выполненную объединенной с ГТУ 10, с возможностью сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник 11, выполненный в жидкостной полости, и через устройство 12 для дожигания топлива 13, выполненное в парогазовой полости. При этом корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и со сферическими крышкой 14 и днищем 15, что делает его прочным и надежным в работе. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы 16, например, резиновые, и стойкой 17 с компенсатором 18, например, тоже резиновым, связанным с крышкой камеры сгорания, что также дает прочность и надежность в эксплуатации. Пусковые моменты установки обеспечиваются с помощью выхлопной трубы 19 и отключающей арматуры 20.

Установка газопаровая работает следующим образом.

Для начала работы установки арматуру 20 переводят на выхлоп газа через выхлопную трубу 19 в атмосферу. После пуска ГТУ 10 арматуру 20 переводят опять в рабочее положение. Высокотемпературные выхлопные газы /с температурой 450-550°C/ из ГТУ 10 с содержанием в них 14-16% кислорода по объему поступают в теплообменник 11, где их теплота частично передается, например, простой воде, жидкостной полости 4 камеры сгорания 1. Затем газы из теплообменника 11 в смеси с топливом 13 подают на горелки устройства 12 для дожигания топлива, где дожиганием топлива 13 температуру газов поднимают, например, до 900-1100°C и сбрасывают в парогазовую полость 2 камеры сгорания 1, чем повышается производительность установки.

В парогазовой полости 2 газы перемещаются по камерам 3, образованным перегородками, к турбине 6, контактируют с жидкостью жидкостной полости 4, смешиваются с ее парами и охлаждаются до необходимого для лопаток турбины 6 значения. Затем смесь поступает на турбину 6, которая вращает электрогенератор 7.

При этом все помпажные, гидравлические, вибрационные, ударные нагрузки на проточную часть и в целом на камеру сгорания 1 ослабляются и погашаются ее цилиндрической формы корпусом со сферическими крышкой 14 и днищем 15, и амортизаторами 16, например, резиновыми, на которые камера сгорания 1 установлена своим днищем 15, и которая стойкой 17 с компенсатором 18, например, тоже резиновым, связана с крышкой 14, чем и достигается безаварийная и эффективная работа установим в эксплуатации. Из турбины 6 отработанная смесь, через регенератор 5, в жидкостной полости 4 камеры сгорания 1 поступает на экономайзер 8 и греет там подпиточную воду. Затем выхлопные газы вместе с парогазовой смесью поступают в утилизатор теплоты уходящих газов 9, промываются там водой и через выхлопную трубу выкидываются в атмосферу.

Предлагаемая установка проста, компактна, экологически безвредна, в эксплуатации высоконадежна, экономична и высокоэффективна. Найдет широкое применение в энергетике и для автономного применения на предприятиях.

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. Установка газопаровая содержит высоконапорную камеру сгорания, разделенную на парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер и жидкостную полость с регенератором, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, турбину и электрогенератор. Высоконапорная камера сгорания выполнена объединенной с газотурбинной установкой /ГТУ/, с возможностью сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник, выполненный в жидкостной полости, и через устройство для дожигания топлива, выполненное в парогазовой полости. Причем корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и со сферическими крышкой и днищем. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы и стойкой с компенсатором, соединенным с ее крышкой. Изобретение позволяет повысить производительность и надежность установки в эксплуатации. 1 ил.

Установка газопаровая, содержащая высоконапорную камеру сгорания, разделенную на жидкостную полость с регенератором и парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, турбину и электрогенератор, отличающаяся тем, что высоконапорная камера сгорания выполнена объединенной с газотурбинной установкой (ГТУ), с возможностью сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник, выполненный в жидкостной полости, и через устройство для дожигания топлива, выполненное в парогазовой полости, причем корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и со сферическими крышкой и днищем, днище при этом выполнено установленным на амортизаторы и стойкой с компенсатором, связанным с крышкой.