Энергетическая установка Советский патент 1983 года по МПК F01K21/04 

Изобретение относится к теплоэнер|етике и может быть применено, в частности,в компрессорных станциях магистральных газопроводов, оборудованных газотурбинными газоперекачивающими агрегатами.

Известны энергетические установки, содержащие последовательно включенные в тракт рабочего тела компрессор, камеру сгорания, газовую турбину и парогенератор i .

В таких установках предусмотрена утилизация тепла отработавших газов турбины, однако степень их охлаждения ограничена, что определяется температурой кипения воды в котлеутилизаторе при давлении, необходимом для подачи в камеру сгорания.

Известны также энергетические установки , содержащие последовательно включенные в тракт рабочего тела компрессор, контактный парогенератор, камеру сгорания и г азопаровую турбину с теплообменникомутилизатором, подключенным к линии отработавших газов 2 .

В известных установках в парогенераторе в процессе контактирования воздуха с водой испарение последней происходит при меньших температурах, чем в поверхностном парогенераторе, в результате чего температур отработавших газов после теплообменника-утилизатора может быть ниже.

Однако степень регенерации теплот отработавших газов недостаточна,, так как температура , контактирующей с воздухом, должна быть выше темпера туры насыщеннойвоздушно-паровой смеси на выходе и, следователь 1О, температура, до которой могут быть охлаж-1 дены отработавшие газы, должна быть выше температуры смеси на входе в камеру сгорания. Целью изобретения является повышеч ние экономичности установки путем увеличения степени регенерации тепла отработавших газов турбины. Указанная цель достигается тем, что в энергетической установке, со-: держащей последовательно включенные в тракт рабочего тепла компрессор, контактный парогенератор, камеру сгорания и гагюпаровую турбину с теплообменником-утилизатором, подключенным к линии отработавших газов, контактный парогенератор выполнен в виде по меньшей мере двух ступеней, между

которыми в тракт рабочего тела включен теплообменник-утилизатор.

Нл чертеже схематически представлена установка.

Энергетическая установка содержит последовательно включенные в тракт 1 рабочего тела-компрессор 2, контактный парогенератор, выполненный в виде двух ступеней 3 и Д, между которыми включен теплообменник-утилизатор 5, и камеру 6 сгорания, соединенную с газопаровой турбиной 7. Линия 8 отработавших газов газовой турбины подключена к теплообменникуутилизатору 5. Тракт 1 рабочего тела на участке между компрессором 2 и ступенью 3 парогенератора предназна,чей для транспортировки воздуха, а на участке между ступенью 3 .парогенератора и камерой сгорания - для подачи воздушно-паровой смеси в последнюю.

К. газопаровой турбине подключена Нагрузка 9, например электрический генератор, а камера 6 сгорания снабжена патрубком 10 подачи топлива. Каждая из ступеней 3 и парогенератора снабжена водяным циркуляционным контуром - соответственно 11 и 12 с Насосом и-линией 13 подпитки. Энергетическая установка работает следующим образом.

Из компрессора 1 нагретый при сжатии воздух подают в первую ступень 3 контактного парогенератора, где адиабатно увлажняют испаряющейся водой -и охлаждают до состояния насыщения. Далее нагретую воздушно-паровую смесь перегревают з теплообмен нике-утилизаторе 5 и подают во вторую ступень k контактного парогенератора, где подвергают дальнейшему адиабатному увлажнению с охлаждением до температуры насыщения, при которой смесь подают в камеру 6.сгорания, куда по патрубку 10 поступает тоггливо. Рабочее тело - продукты сгорания топлива - после камеры 6 сгорания с повышенным влагосодержанием подают в газопароеую турбину 7, после которой отработавшие газы по линии 8 поступают в теплообменник-утилизатор 5. Количество ступеней парогенератора и соответственно количество сту-пеней теплообменника-утилизатора может быть увеличено. С увеличением числа ступеней средняя разность температур между воздушно-паровой смесью и отработавшими в турбине 7 газами увеличивается, мто позволяет снизить температуру отработаеших газов после теплообменника-утилизатора 5. Изобретение позволяет оЬуществить промежуточный перегрев воздушно.-паровой смеси в теплообменнике-утилизаторе.При этом в последнюю по ходу отработавших газов ступень теплообменника-утилизатора (в случае многоступенчатого исполнения) поступает насыщенная воздушио-паровая-смесь с наиболее низкой температурой, котору она приобретает после адиабатного увлажнения в первой ступени контактного парогенератора. Степень адиабатного увлажнения воздушно-паровой смеси может быть отрегулирована производительностью насосов циркуляционных контуров 11 и 12. Компенсация потерь воды осуществляется подпиткой циркуляционных контуров 11 и 12 по линиям 13. Использование такой cxe(i установки . обеспечивает глубокое охлаждение отработавших газов с утилизацией их тепла на собственные нужды установки,мто особенно существено при отсутствии внешних потребителей низкопотенциального тепла,что имеет место в газоперекачивающих станциях магистральных газопроводов.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая последовательно включенные в тракт рабочего тела компрессор, контактный парогенератор, камеру сгорания и газопаровую турбину с теплообменником-утилизатором, подклю ценным к линии отработавших газов, отличающаяся тем, что,с целью повьпиения зконрмичиости, контактный парогенератор выполнен в виде по меньшей мере двух .ступеней,) между которыми в тракт рабочего тела включен теплообненник-утилизатЬр. (Л S4 5 « 00 о bi