Комбинированная энергетическая установка с рекуперацией отходящего тепла Российский патент 2023 года по МПК F01K25/10 F25B15/00 F25B27/02 

Описание патента на изобретение RU2799694C1

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в газовых и парогазовых установках (ПГУ) тепловых электростанций для производства электроэнергии и рекуперации тепла из отходящих газов.

Известна энергетическая установка с комбинированным циклом (Senjing Qin, Pei Liu, Zheng Li; A Thermo-Economic Analysis Method for Combined Cycle Power Plants under Flexible Operation Modes; Computer Aided Chemical Engineering; 2020; DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-823377-1.50033-1), содержащая компрессор с валом, камеру сгорания, газовую турбину, котел утилизатор, паровую турбину, конденсатор, генераторы, выхлопную систему. Воздух сжимается компрессором, затем сжатый воздух подается в камеру сгорания. Здесь топливо, непрерывно сгорая, производит газы с высокой температурой и давлением. Из камеры сгорания газ, расширяясь в газовой турбине поступает на рабочие лопатки и вращает ротор турбины, который, в свою очередь, вращает вал компрессора. Далее в первом генераторе переменного тока вырабатывается электрическая энергия. Горячие газы, уже обработанные турбиной, используются для нагрева воды и преобразования ее в пар в котле-утилизаторе. Этот пар проходит через паровую турбину, соединенную с другим генератором переменного тока, так что оба они вырабатывают электроэнергию.

Недостатками настоящего технического решения являются низкая выработка электроэнергии и высокие потери тепла с отходящими газами, выходящими из парового цикла Ренкина, поскольку вода испаряется в атмосферных условиях при температуре 100 градусов Цельсия, и необходимо повышение температуры пара, поступающего в турбину, чтобы оставаться в зоне перегретого пара во время процесса расширения. Таким образом, тепло с температурой ниже этого уровня, часто невозможно использовать для выработки электрической энергии.

Известна комплексная мультигенерационная установка для производства электроэнергии, тепла, холода, водорода и аммиака («A thermal performance evaluation of a new integrated gas turbine-based multigeneration plant with hydrogen and ammonia production», Nejat Tukenmez, Fatih Yilmaz, Murat Ozturk, International Journal of Hydrogen Energy. (2021), doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.11.054), содержащая газотурбинную установку (включающую компрессор, камеру сгорания, газовую турбину и генератор), цикл Ренкина (ЦР) (включающий испаритель, паровую турбину, конденсатор, насос и генератор), систему СО2 (содержащую испаритель, турбину, конденсатор, насос и генератор) для выработки энергии с использованием СО2 в качестве теплоносителя, органический цикл Ренкина (ОЦР) (содержащий испаритель, турбодетандер, конденсатор, насос и генератор), абсорбционную холодильную машину (АБХМ), систему производства аммиака, систему производства и сжижения водорода, теплообменник для сушки, теплообменник для производства горячей воды.

Воздух из окружающей среды входит компрессор, в котором он сжимается, достигая определенного уровня давления, и затем направляется в камеру сгорания. Также в камеру сгорания подается топливо. Энергия, полученная в результате реакции горения в камере сгорания, подается в газовую турбину для получения электрической энергии. Газ низкого давления, но с высокой энтальпией, выходит из газовой турбины и поступает в паротурбинную систему. Затем газ отдает часть тепла воде в водонагревателе. Горячая вода используется потом в электролизере. После этого, газ подается в систему ОЦР. Далее газ поступает в генератор системы АБХМ. Газ, поступающий из генератора, который еще имеет остаточную тепловую энергию, передается в сушилку, а затем в систему хранения горячей воды. Система CO2 получает тепловую энергию из органического цикла Ренкина в конденсаторе цикла Ренкина. Система обеспечивает нагрев и охлаждение, сушку и отопление, а также получение водорода и аммиака.

Недостатками настоящего технического решения являются низкая выработка электроэнергии, сложность и громоздкость установки, высокие затраты и требования к безопасности из-за высоких рабочих давлений (150 бар для парового цикла Ренкина и 300 бар для органического цикла Ренкина и 801 бар для CO2 системы), а также низкая экологичность и стабильность процесса теплообмена.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является рекуперационная энергетическая установка (патент RU № 2779349, публ. 06.09.2022, МПК F01K23/10; F25B15/00), содержащая газотурбинную установку (включающую компрессор, камеру сгорания, газовую турбину и генератор), цикл Ренкина (ЦР) (включающий испаритель, паровую турбину, конденсатор, насос, теплообменник и генератор), органический цикл Ренкина (ОЦР) (содержащий испаритель, турбодетандер, конденсатор, насос, рекуператор, и генератор), абсорбционную холодильную машину (АБХМ).

Воздух из окружающей среды входит компрессор, в котором он сжимается, достигая определенного уровня давления, и затем направляется в камеру сгорания. Также в камеру сгорания подается топливо. Энергия, полученная в результате реакции горения в камере сгорания, подается в газовую турбину для получения электрической энергии. Газ низкого давления, но с высокой энтальпией, выходит из газовой турбины и поступает в паротурбинную систему. Затем газ отдает тепло термомасляному теплоносителю в термомасляном теплообменнике. Термомасляный теплоноситель используется потом в испарителе ОЦР. После этого, термомасляный теплоноситель подается в систему АБХМ. Далее этот теплоноситель поступает в теплообменник ЦР. Система ОЦР получает охлажденную энергию из испарителя АБХМ. Система обеспечивает выработку электрической энергии.

Недостатками настоящего технического решения являются относительно низкая выработка электроэнергии, а также низкая экологичность установки в зимний период.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности рекуперации отработанного тепла отходящих газов.

Технический результат заключается в увеличении выработки электрической энергии без усложнения конструкции, повышении стабильности процесса теплообмена, надежности работы установки и ее экологичности.

Это достигается тем, что известная комбинированная энергетическая установка с рекуперацией отходящего тепла, содержащая воздухопровод, воздушный компрессор, камеру сгорания, к одному входу которой подсоединен трубопровод топлива, а к выходу подключен вход газовой турбины, испаритель ЦР, первый выход которого соединён с паровой турбиной, подключенной к первому входу конденсатора ЦР, к первому выходу которого подключен первый насос ЦР, соединенный с одним входом испарителя ЦР, ко второму входу конденсатора ЦР подсоединен второй насос ЦР, второй выход конденсатора ЦР выполнен с возможностью подключения к градирне, ко второму выходу испарителя ЦР подключен первый вход термомасляного теплообменника, первый выход которого выполнен с возможностью подключения к дымоходу, генератор АБХМ, испаритель ОЦР, один выход испарителя ОЦР соединен со вторым входом термомасляного теплообменника, другой выход испарителя ОЦР соединен со входом турбодетандера, к выходу которого подключен первой вход рекуператора, первый выход рекуператора соединен с первым входом конденсатора ОЦР, к первому выходу которого подключен насос ОЦР, который, в свою очередь, соединен со вторым входом рекуператора, второй выход рекуператора соединен с одним входом испарителя ОЦР, испаритель АБХМ, один выход которого подключен к первому входу абсорбера, к выходу которого подключен насос раствора, который, в свою очередь, соединен с первым входом теплообменника АБХМ, первый выход теплообменника АБХМ соединен с одним входом генератора АБХМ, один выход которого соединен со вторым входом теплообменника АБХМ, второй выход теплообменника АБХМ подсоединен к регулятору потока раствора, подключенному ко второму входу абсорбера, к другому выходу генератора АБХМ подключен первый вход конденсатора АБХМ, первый выход конденсатора АБХМ соединен со входом регулятора потока хладагента, выход которого подключен к одному входу испарителя АБХМ, второй вход и второй выход конденсатора АБХМ выполнены с возможностью подключения к градирне, при этом на оси газовой турбины (ГТ) установлен генератор ГТ, на оси паровой турбины расположен генератор ЦР, на оси турбодетандера установлен генератор ОЦР, снабжена теплообменником и воздушным рекуператором, при этом первый вход теплообменника подсоединен к воздуховоду, второй вход - подключен к другому выходу испарителя АБХМ, первый выход теплообменника подключен ко входу воздушного компрессора, второй выход соединён с другим входом испарителя АБХМ, второй вход и второй выход конденсатора ОЦР выполнены с возможностью подключения к градирне, первый вход воздушного рекуператора подключен к выходу воздушного компрессора, второй вход подключен к выходу газовой турбины, первый выход воздушного рекуператора соединён с другим входом камеры сгорания, второй выход - соединён с другим входом испарителя ЦР, второй выход термомасляного теплообменника соединен с другим входом генератора АБХМ, третий выход которого подключен к другому входу испарителя ОЦР.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена предлагаемая комбинированная энергетическая установка с рекуперацией отходящего тепла.

Устройство содержит воздухопровод 1, к которому подсоединен первый вход теплообменника 2, первый выход которого подключен ко входу воздушного компрессора 3. К выходу воздушного компрессора 3 подсоединён первый вход воздушного рекуператора 4, первый выход которого соединён с первым входом камеры сгорания 5. Ко второму входу камеры сгорания 5 подсоединен трубопровод топлива 6 (в качестве топлива использованы 80% природный газ + 20% водород), а ее выход соединён со входом газовой турбины 7.

Выход газовой турбины 7 подключен ко второму входу воздушного рекуператора 4, второй выход которого соединён с первым входом испарителя ЦР 8. Первый выход испарителя ЦР 8 соединён с паровой турбиной 9, подключенной к первому входу конденсатора ЦР 10. К первому выходу конденсатора ЦР 10 подключен первый насос ЦР 11, соединенный со вторым входом испарителя ЦР 8.

Ко второму входу конденсатора ЦР 10 подсоединен второй насос ЦР 12. Второй выход конденсатора ЦР 10 выполнен с возможностью подключения к градирне.

Ко второму выходу испарителя ЦР 8 подключен первый вход термомасляного теплообменника 13, первый выход которого выполнен с возможностью подключения к дымоходу, а второй выход соединен с первым входом генератора АБХМ 14, первый выход которого подключен к первому входу испарителя ОЦР 15. Второй выход испарителя ОЦР 15 соединен со вторым входом термомасляного теплообменника 13.

Первый выход испарителя ОЦР 15 соединен со входом турбодетандера 16, к выходу которого подключен первой вход рекуператора 17. Первый выход рекуператора 17 соединен с первым входом конденсатора ОЦР 18, к первому выходу которого подключен насос ОЦР 19, который, в свою очередь, соединен со вторым входом рекуператора 17. Второй выход рекуператора 17 соединен со вторым входом испарителя ОЦР 15. Второй вход и второй выход конденсатора ОЦР 18 выполнены с возможностью подключения к градирне.

Второй выход теплообменника 2 соединён с первым входом испарителя АБХМ 20, первый выход которого соединен со вторым входом теплообменника 2, второй выход подключен к первому входу абсорбера 21.

К выходу абсорбера 21 подключен насос раствора 22, который, в свою очередь, соединен с первым входом теплообменника АБХМ 23. Первый выход теплообменника АБХМ 23 соединен со вторым входом генератора АБХМ 14, второй выход которого соединен со вторым входом теплообменника АБХМ 23. Второй выход теплообменника АБХМ 23 подсоединен к регулятору потока раствора 24, подключенному ко второму входу абсорбера 21. К третьему выходу генератора АБХМ 14 подключен первый вход конденсатора АБХМ 25. Первый выход конденсатора АБХМ 25 соединен со входом регулятора потока хладагента 26, выход которого подключен ко второму входу испарителя АБХМ 20. Второй вход и второй выход конденсатора АБХМ 25 выполнены с возможностью подключения к градирне.

На оси газовой турбины (ГТ) 7 установлен генератор ГТ 27. На оси паровой турбины 9 расположен генератор ЦР 28. На оси турбодетандера 16 установлен генератор ОЦР 29.

Комбинированная энергетическая установка с рекуперацией отходящего тепла работает следующим образом.

Воздух поступает через воздухопровод 1 в теплообменник 2 при температуре и давлении окружающей среды. В теплообменнике 2 воздух охлаждается, температура воздуха снижается, после чего он поступает в воздушный компрессор 3. Таким образом, обеспечиваются уменьшение электрической энергии, затрачиваемой на работу воздушного компрессора 3, и повышение КПД газовой турбины 7. Далее сжатый воздух с выхода воздушного компрессора 3 поступает в воздушный рекуператор 4, в котором он подогревается за счет теплоты отработавших газов. Благодаря этому обеспечиваются повышение эффективности газотурбинной установки и уменьшение количества топлива, которое впрыскивается в камеру сгорания 5, тем самым снижая вредные выбросы, выбрасываемые в атмосферу.

Воздух, выходящий из воздушного рекуператора 4 поступает в камеру сгорания 5. В камере сгорания 5 происходит сгорание топлива (природного газа и 20% водорода), поступающего по трубопроводу топлива 6. Благодаря этому обеспечиваются повышение эффективности газотурбинной установки и снижение выбросов парниковых газов в атмосферу в течение всего года (в отличие от прототипа, где водород используется только летом для компенсации нехватки энергии и поддержания стабильности выработки электроэнергии).

Образующиеся при сжигании топливно-водородной смеси продукты сгорания высокой температуры (рабочее тело), направляются в газовую турбину 7, где частично отдают энергию, затрачиваемую на привод генератора ГТ 27, вырабатывающего электроэнергию. Отработанные в газовой турбине 7 газы с остаточной температурой поступают в воздушный рекуператор 4, где они охлаждаются, подогревая сжатый воздух. И затем, они поступают в испаритель ЦР 8, где передают тепловую энергию и нагревают воду с образованием перегретого пара. Механическая энергия вращения паровой турбины 9 в генераторе ЦР 28 преобразуется в электрическую энергию. Отработавший в паровой турбине 9 водяной пар конденсируется в конденсаторе ЦР 10, после чего конденсат перекачивается конденсационным первым насосом ЦР 11 обратно в испаритель ЦР 8, завершая, таким образом, тепловой цикл ПГУ. После этого отработавшие газы поступают в термомасляный теплообменник 13, который передаёт тепловую энергию термомасляному теплоносителю. После термомасляного теплообменника 13 отработавшие газы выбрасываются в атмосферу при температуре примерно 40-50 градусов Цельсия.

Термомасляный теплоноситель после термомасляного теплообменника 13 поступает в генератор АБХМ 14, и затем поступает в испаритель ОЦР 15 (в отличие от прототипа, где термомасляный теплоноситель сначала поступает в испаритель ОЦР 15 и затем в генератор АБХМ 14 и в теплообменник ЦР, который служит для нагрева воды, поступающей в испаритель ЦР). Благодаря этому достигается главная цель органического цикла Ренкина, которая заключается в восстановлении тепла при низких значениях температуры, что, в свою очередь, приводит к увеличению выработки электроэнергии в ОЦР и упрощению конструкции установки из-за отсутствия необходимости в дополнительном теплообменнике для рекуперации энергии при небольших значениях температуры (используемых в ЦР прототипа).

Термомасляный теплоноситель выходит из испарителя ОЦР 15 и возвращается обратно в термомасляный теплообменник 13, где продолжает процесс рекуперации тепловой энергии из отходящих газов.

В установках с ОЦР в качестве рабочего тела используется не пар, как в традиционных паротурбинных установках, а низкокипящие рабочие тела (НРТ) - органические или синтетические вещества с низкой температурой кипения. Термомасляный теплоноситель передает тепло НРТ в испаритель ОЦР 15, где происходит процесс парообразования – НРТ из жидкого состояния переходит в газообразное. Далее НРТ направляется в турбодетандер 16. Расширяющийся в турбодетандере 16 газ вращает генератор ОЦР 29, который вырабатывает электроэнергию. Отработавшее НРТ после турбодетандера 16 поступает в рекуператор 17 и в конденсатор ОЦР 18, после чего насосом ОЦР 19 направляется обратно в рекуператор 17. Таким образом, отработавший газ после турбодетандера 16 дополнительно охлаждается, поступая в конденсатор ОЦР 18, а охлаждённый в конденсаторе ОЦР 18 НРТ подогревается перед поступлением в испаритель ОЦР 15. В отличие от прототипа, где для охлаждения НРТ в конденсаторе ОЦР использовалась мощность охлаждения, вырабатываемая испарителем АБХМ, в предлагаемом изобретении мощность охлаждения, вырабатываемая испарителем АБХМ 20 используется для охлаждения воздуха, поступающего в воздушный теплообменник 2. Благодаря этому обеспечивается повышение эффективности газотурбинной установки, что, в свою очередь, ведет к увеличению выработки электрической энергии.

В предлагаемом изобретении в качестве абсорбента в АБХМ применяется Бромид лития (LiBr), а в цикле АБХМ нагревается и испаряется хладагент — вода. В испарителе АБХМ 20 происходит процесс испарения хладагента, в роли которого выступает вода, в условиях вакуума с поглощением теплоты контура охлаждения воздуха воздушного теплообменника 2. Образующийся при этом пар подается в абсорбер 21, где поглощается раствором Бромида лития. Далее слабый (неконцентрированный) раствор абсорбента подается насосом раствора 22 в теплообменник АБХМ 23, в котором раствор нагревается от крепкого (концентрированного) раствора абсорбента из генератора АБХМ 14. В генераторе АБХМ 14 за счет источника бросового тепла (в данном случае — это термомасляный теплоноситель) хладагент - вода из слабого раствора выпаривается, и тем самым раствор - Бромид лития становится крепким. После генератора АБХМ 14 этот концентрированный раствор возвращается в абсорбер 21 через регулятор потока раствора 24. Пар хладагента (вода) из генератора АБХМ 14, в свою очередь, направляется в конденсатор АБХМ 25, где конденсируется за счет отвода тепла от хладагента. Сконденсировавшаяся из паров хладагента вода вновь поступает в регулятор потока хладагента 26 и далее в испаритель АБХМ 20, где нагревается и вскипает. Таким образом, холодильный цикл повторяется заново.

Предлагаемая рекуперационная комбинированная установка с регенерацией позволяет увеличить эффективность выработки электроэнергии, получать стабильное количество этой электроэнергии независимо от того, как изменяется температура воздуха окружающей среды, а также уменьшить количество вредных выбросов, выбрасываемых в атмосферу в течение всего года.

Использование в предлагаемой установке газообразного топлива с содержанием 20% (объема) водорода в течение всего года (а не только летом) улучшает производительность установки и не требует модификации систем сжигания. Также это повышает эффективность рекуперации тепла за счет повышения объема сконденсировавшихся водяных паров.

Использование воздушного рекуператора 4 в предлагаемом изобретении приводит к повышению эффективности газотурбиной установки и уменьшению количества топлива, необходимого для подачи в камеру сгорания 5, для получения газов заданной температуры на входе в газовую турбину 7.

Использование в предлагаемой установке мощности охлаждения, вырабатываемой испарителем АБХМ 20 для охлаждения воздуха, поступающего в воздушный теплообменник 2, приводит к улучшению стабильности процесса выработки электроэнергии, на которую влияет изменение температуры воздуха в окружающей среде.

Работа ЦР, ОЦР и АБХМ интегрированным образом повышает эффективность процесса рекуперации тепла для выработки электроэнергии. Предлагаемое изобретение (в отличие от устройства-прототипа) позволяет использовать АБХМ в качестве генератора холода для воздушного теплообменника 2 и ОЦР в качестве генератора электроэнергии при самых низких значениях температуры в установке.

В предлагаемом изобретении (по сравнению с прототипом) процесс рекуперации тепла реализован более эффективно за счет его реализации сначала в генераторе АБХМ 14, после которого тепло поступает в испаритель ОЦР 15, где восстанавливается вся возможная тепловая энергия при температурах до 40-50 градусов Цельсия.

Повышение температуры газов, поступающих в газовую турбину 7 в результате использования водорода, и уменьшение температуры воздуха, поступающего в воздушный компрессор 3 в результате его охлаждения в теплообменнике 2, и в сочетании с воздушным рекуператором 4, приводит к повышению КПД газовой турбины 7 и, таким образом, повышению эффективности установки.

Использование изобретения позволяет увеличить эффективность выработки электрической энергии за счет реализации более эффективного процесса рекуперации тепла из отходящего газа благодаря последовательно предусмотренным АБХМ и ОЦР циклам после источника отходящего тепла с одной стороны, и за счет использования воздушного рекуператора 4, воздушного теплообменника 2 и водорода, с другой. Используемая в установке топливная смесь и воздушный рекуператор 4 в течение всего года сокращает выбросы парниковых газов в атмосферу, способствуя повышению экологичности установки.

Похожие патенты RU2799694C1

название год авторы номер документа
Рекуперационная энергетическая установка 2022
  • Бу Дакка Баидаа
  • Султангузин Ильдар Айдарович
  • Яворовский Юрий Викторович
  • Бартенев Алексей Игоревич
RU2779349C1
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОМБИНИРОВАННОГО ЦИКЛА ДЛЯ ВЫРАБОТКИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И СПОСОБ ВЫРАБОТКИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ПРИВЕДЕНИЯ В ДЕЙСТВИЕ ТУРБОМАШИНЫ 2013
  • Буррато Андреа
RU2644801C2
УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ЭНЕРГИИ (ВАРИАНТЫ) И ТУРБОДЕТАНДЕР 2011
  • Ланди Джакомо
  • Скотти Дель Греко Альберто
  • Паломба Серджио
  • Мариотти Габриеле
RU2568378C2
Парогазовая установка на сжиженном природном газе 2020
  • Перов Виктор Борисович
  • Мильман Олег Ошеревич
RU2745182C1
Парогазовая установка с воздушным конденсатором 2020
  • Перов Виктор Борисович
  • Мильман Олег Ошеревич
RU2745468C1
Компрессор с приводом от установки для утилизации тепла с органическим циклом Ренкина и способ регулирования 2016
  • Камприни Маттео
  • Далль Ара Маттео
  • Чонини Филиппо
  • Маннуччи Серджо
  • Риццелли Марко
  • Де Франчишис Серджо
  • Палладино Марко
RU2731144C2
Теплофикационная парогазовая установка 2020
  • Перов Виктор Борисович
  • Мильман Олег Ошеревич
RU2745470C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ЭНЕРГИИ И СПОСОБ ВЫРАБОТКИ ЭНЕРГИИ 2011
  • Асти Антонио
  • Скотти Дель Греко Альберто
  • Дель Турко Паоло
  • Мильяни Алессио
RU2565679C2
Способ работы воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной (АБХМ) 2017
  • Аминов Рашид Зарифович
  • Новичков Сергей Владимирович
  • Бородин Андрей Александрович
RU2643878C1
Установка для выработки тепловой и механической энергии и способ ее регулирования 2021
  • Борисов Юрий Александрович
  • Даценко Василий Владимирович
  • Косой Анатолий Александрович
RU2774008C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 799 694 C1

Реферат патента 2023 года Комбинированная энергетическая установка с рекуперацией отходящего тепла

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в газовых и парогазовых установках (ПГУ) тепловых электростанций для увеличения выработки электрической энергии, повышения стабильности процесса теплообмена, надежности работы установки и ее экологичности. Комбинированная энергетическая установка с рекуперацией отходящего тепла содержит воздухопровод, воздушный компрессор, камеру сгорания, к одному входу которой подсоединен трубопровод топлива, а к выходу подключен вход газовой турбины, испаритель ЦР, первый выход которого соединён с паровой турбиной, подключенной к первому входу конденсатора ЦР, к первому выходу которого подключен первый насос ЦР, соединенный с одним входом испарителя ЦР, ко второму входу конденсатора ЦР подсоединен второй насос ЦР, второй выход конденсатора ЦР выполнен с возможностью подключения к градирне, ко второму выходу испарителя ЦР подключен первый вход термомасляного теплообменника, первый выход которого выполнен с возможностью подключения к дымоходу, генератор АБХМ, испаритель ОЦР, один выход испарителя ОЦР соединен со вторым входом термомасляного теплообменника, другой выход испарителя ОЦР соединен со входом турбодетандера, к выходу которого подключен первой вход рекуператора, первый выход рекуператора соединен с первым входом конденсатора ОЦР, к первому выходу которого подключен насос ОЦР, который, в свою очередь, соединен со вторым входом рекуператора, второй выход рекуператора соединен с одним входом испарителя ОЦР, испаритель АБХМ, один выход которого подключен к первому входу абсорбера, к выходу которого подключен насос раствора, который, в свою очередь, соединен с первым входом теплообменника АБХМ, первый выход теплообменника АБХМ соединен с одним входом генератора АБХМ, один выход которого соединен со вторым входом теплообменника АБХМ, второй выход теплообменника АБХМ подсоединен к регулятору потока раствора, подключенному ко второму входу абсорбера, к другому выходу генератора АБХМ подключен первый вход конденсатора АБХМ, первый выход конденсатора АБХМ соединен со входом регулятора потока хладагента, выход которого подключен к одному входу испарителя АБХМ, второй вход и второй выход конденсатора АБХМ выполнены с возможностью подключения к градирне, при этом на оси газовой турбины (ГТ) установлен генератор ГТ, на оси паровой турбины расположен генератор ЦР, на оси турбодетандера установлен генератор ОЦР. Кроме того, заявленное устройство снабжено теплообменником и воздушным рекуператором, при этом первый вход теплообменника подсоединен к воздуховоду, второй вход - подключен к другому выходу испарителя АБХМ, первый выход теплообменника подключен ко входу воздушного компрессора, второй выход соединён с другим входом испарителя АБХМ, второй вход и второй выход конденсатора ОЦР выполнены с возможностью подключения к градирне, первый вход воздушного рекуператора подключен к выходу воздушного компрессора, второй вход подключен к выходу газовой турбины, первый выход воздушного рекуператора соединён с другим входом камеры сгорания, второй выход - соединён с другим входом испарителя ЦР, второй выход термомасляного теплообменника соединен с другим входом генератора АБХМ, третий выход которого подключен к другому входу испарителя ОЦР. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 799 694 C1

Комбинированная энергетическая установка с рекуперацией отходящего тепла, содержащая воздухопровод, воздушный компрессор, камеру сгорания, к одному входу которой подсоединен трубопровод топлива, а к выходу подключен вход газовой турбины, испаритель цикла Ренкина (ЦР), первый выход которого соединён с паровой турбиной, подключенной к первому входу конденсатора ЦР, к первому выходу которого подключен первый насос ЦР, соединенный с одним входом испарителя ЦР, ко второму входу конденсатора ЦР подсоединен второй насос ЦР, второй выход конденсатора ЦР выполнен с возможностью подключения к градирне, ко второму выходу испарителя ЦР подключен первый вход термомасляного теплообменника, первый выход которого выполнен с возможностью подключения к дымоходу, генератор абсорбционной холодильной машины (АБХМ), испаритель органического цикла Ренкина (ОЦР), один выход испарителя ОЦР соединен со вторым входом термомасляного теплообменника, другой выход испарителя ОЦР соединен со входом турбодетандера, к выходу которого подключен первой вход рекуператора, первый выход рекуператора соединен с первым входом конденсатора ОЦР, к первому выходу которого подключен насос ОЦР, который, в свою очередь, соединен со вторым входом рекуператора, второй выход рекуператора соединен с одним входом испарителя ОЦР, испаритель АБХМ, один выход которого подключен к первому входу абсорбера, к выходу которого подключен насос раствора, который, в свою очередь, соединен с первым входом теплообменника АБХМ, первый выход теплообменника АБХМ соединен с одним входом генератора АБХМ, один выход которого соединен со вторым входом теплообменника АБХМ, второй выход теплообменника АБХМ подсоединен к регулятору потока раствора, подключенному ко второму входу абсорбера, к другому выходу генератора АБХМ подключен первый вход конденсатора АБХМ, первый выход конденсатора АБХМ соединен со входом регулятора потока хладагента, выход которого подключен к одному входу испарителя АБХМ, второй вход и второй выход конденсатора АБХМ выполнены с возможностью подключения к градирне, при этом на оси газовой турбины (ГТ) установлен генератор ГТ, на оси паровой турбины расположен генератор ЦР, на оси турбодетандера установлен генератор ОЦР, отличающаяся тем, что она снабжена теплообменником и воздушным рекуператором, при этом первый вход теплообменника подсоединен к воздуховоду, второй вход подключен к другому выходу испарителя АБХМ, первый выход теплообменника подключен ко входу воздушного компрессора, второй выход соединён с другим входом испарителя АБХМ, второй вход и второй выход конденсатора ОЦР выполнены с возможностью подключения к градирне, первый вход воздушного рекуператора подключен к выходу воздушного компрессора, второй вход подключен к выходу газовой турбины, первый выход воздушного рекуператора соединён с другим входом камеры сгорания, второй выход соединён с другим входом испарителя ЦР, второй выход термомасляного теплообменника соединен с другим входом генератора АБХМ, третий выход которого подключен к другому входу испарителя ОЦР.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2799694C1

Рекуперационная энергетическая установка 2022
  • Бу Дакка Баидаа
  • Султангузин Ильдар Айдарович
  • Яворовский Юрий Викторович
  • Бартенев Алексей Игоревич
RU2779349C1
Кривошипно-механический пресс 1957
  • Захаров А.Г.
SU110826A1
Способ получения оптически сенсибилизированных хлоросеребряных фотографических эмульсий 1959
  • Абраменко Л.Ф.
  • Виленский Ю.Б.
  • Иванов Б.М.
  • Починок В.Я.
SU123842A1

RU 2 799 694 C1

Авторы

Бу Дакка Баидаа

Султангузин Ильдар Айдарович

Яворовский Юрий Викторович

Даты

2023-07-10Публикация

2023-03-21Подача