ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 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 генераторов электроэнергии на предприятиях с автономным электроснабжением.

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 "Паротурбинные и парогазовые установки электростанций". СПб.: Изд-во СП6ГТ7. 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 экономическую эффективность и надежность в эксплуатации.

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 топлива 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, №21708:27. F01K 11/00, 13/00, 20.07.2001 г./. [2].

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

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении экономической эффективности и надежности установки в работе.

Поставленная задача решается тем, что в энергетическом установке, содержащей высоконапорную камеру сгорания, разделенную на жидкостную, например водяную полость с регенератором, и парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер, экономайзер, конденсатор пара 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 для прочности, надежности в работе и устойчивости против помпажей, вибраций, гидроударов выполнен цилиндрической формы и с демпферными полостями, выполненными между ее двухстенными со сферически во внутрь корпуса вогнутыми стенками крышки и днища. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы, например, резиновые, и полой стойкой, например, из трубчатой стали, с компенсатором, например, в виде пружины из той же стали, связанным с крышкой. Полая стойка при этом выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей между собой и через компенсирующее отверстие, выполненное во внутренней стенке крышки с парогазовой полостью камеры сгорания, что так же делает установку надежной в эксплуатации.

Сущность изобретения показана на чертеже.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Энергетическая установка содержит высоконапорную камеру сгорания 1, условно разделенную на парогазовую полость 2 с перегородками, образующими ряд камер 3 и жидкостную полость 4, например, заполненную простой природной водой, с регенератором 5 для утилизации теплоты газов после турбины 6, электрогенератор 7, экономайзер 8, утилизатор теплоты уходящих газов 9, камеру сгорания, выполненную объединенной с ГТУ 10 для сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ, через теплообменник 11, выполненный в жидкостной полости, и через устройство 12, например, горелки, для дожигания топлива 13, выполненного в парогазовой полости. При этом корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и с демпферными полостями 14, выполненными между ее двухстенными со сферически во внутрь корпуса вогнутыми 15 и 16 стенками крышки 17 и днища 18. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы 19, например, резиновые, и полой стойкой 20, например, из трубчатой стали, с компенсатором 21, например, в виде пружины из той же стали, соединенным с крышкой, что делает камеру сгорания надежной и безотказной в работе. Полая стойка при этом выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей камеры сгорания между собой и через компенсирующее отверстие 22 во внутренней стенке крышки с парогазовой полостью, что дает устойчивость камере сгорания против помпажей, вибраций и надежность в работе. Пусковые режимы установки обеспечиваются с помощью выхлопной трубы 23 и отключающей арматуры 24.

Энергетическая установка работает следующим образом.

Для начала работы установки арматуру 24 переводят на выхлоп газа через выхлопную трубу 23 в атмосферу. После пуска ГТУ 10 арматуру 24 переводят опять в рабочее положение.

Высокотемпературные выхлопные газы /например, с температурой 450-550°С/ из ГТУ 10, с содержанием в них 14-16% кислорода по объему подают в теплообменник 11, где их теплота передается жидкости, например 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°С и сбрасывают в парогазовую полость 2 камеры сгорания 1, чем повышают производительность и эффективность 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, разного рода ударные нагрузки на проточную часть и в целом на камеру сгорания 1 ослабляются и погащаются ее цилиндрической формы корпусом и демпферными полостями 14. выполненными между ее двух стенными со сферически во внутрь корпуса вогнутыми 15 и 16 стенками крышки 17 и днища 18. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы 19 и полой стойкой 20, например, из трубчатой стали с компенсатором 21, в виде полой пружины из той же трубчатой стали, связанным с крышкой, что так же делает камеру сгорания 1 надежной и устойчивой против помпажей, вибраций и различных колебаний жидкости и газов в ее проточной части. При этом все изменения давления газов в камере сгорания при ее работе, через компенсирующее отверстие 22 во внутренней сферически вогнутой в корпус стенке 15 крышки 17 и затем через полость в стойке 20 и в его компенсаторе 21 передаются на демпферные газовые полости 14 в крышке 17 и днище 18 и там гасятся за счет способности газов сжиматься и рассеяния энергии. 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 высоко производительна и надежна. Найдет широкое применение в энергетике и для автономного использования различными предприятиями.

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. Энергетическая установка содержит высоконапорную камеру сгорания, разделенную на жидкостную с регенератором и парогазовую с перегородками, образующими ряд камер полости, экономайзер, турбину и генератор. 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. При этом корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы с демпферными полостями, выполненными между ее двухстенными со сферически во внутрь корпуса вогнутыми стенками крышки и днища. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы и с полой стойкой с компенсатором, связанным с крышкой. Полая стойка выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей между собой и через компенсирующее отверстие, выполненное во внутренней стенке крышки, с парогазовой полостью камеры сгорания. Изобретение позволяет повысить производительность и надежность установки в эксплуатации. 1 ил.

Энергетическая установка, 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 с демпферными полостями, выполненными между ее двухстенными с сферически вовнутрь корпуса вогнутыми стенками крышки, и днища, днище при этом выполнено установленным на амортизаторы с полой стойкой с компенсатором, связанным с крышкой, полая стойка при этом выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей между собой и через компенсирующее отверстие, выполненное во внутренней стенке крышки, с парогазовой полостью камеры сгорания.