Энергетическая установка Советский патент 1983 года по МПК F01K23/10 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к производству электрической энергии в комбинированных энергетических установках, в каждом контуре которых работает свое рабочее тело. Известны энергетические установки, содержащие газотурбинный контур и паротурбинный контур. Рабочее тело паротурбинного контура генерируют в парогенераторе как путем утилизации теплоты уходящих газов газотурбинного контура, так и сжиганием топлива 1. Однако в таких установках происходят большие тепловые потери в конденсаторе паротурбинного контура и низкая средняя температура подвода теплоты к водяному пару, вследствие чего, их экономичность невелика. Известны также энергетические установки, содержащие газотурбинный контур, компрессор которого подключен к парогенератору промежуточного контура, включающего турбину с линиями отборов рабочего тела, соединенными с регенеративными подогревателями, и конденсатор, а последний через помещенные в нем поверхности нагрева сообщен с утилизационным паротурбинным контуром. В таких установках в качестве рабочего тела промежуточного контура использован калий. Трехконтурная схема известной установки позволяет сократить потери тепла в окружающую среду и повысить ее КПД 2. Однако избыток теплоты в конденсаторе промежуточного (калиевого) контура используется недостаточно, что также снижает экономичность известной установки. Цель изобретения - повышение экономичности установки. Для достижения поставленной цели в энергетической установке, содержащей газотурбинный контур, компрессор которого подключен к парогенератору промежуточного контура, включающего турбину с линиями отборов рабочего тела (калия), соединенными с регенеративными подогревателями, и конденсатор, а последний через помещенные в нем поверхности нагрева сообщен с утилизационным паротурбинным контуром, газотурбинный контур снабжен подогревателем воздуха, помещенным в конденсаторе промежуточного контура и включенным между компрессором и парогенератором. Кроме того, газотурбинный контур в этой установке может быть также снабжен допрлнительным подогревателем воздуха, подключенным к линии отбора рабочего тела промежуточного контура и установленным по ходу воздуха перед парогенератором. На чертеже схематически представлена предлагаемая энергетическая установка. Газотурбинный контур 1 содержит газовую турбину 2 и компрессор 3 подключенный к парогенератору 4 промежуточногого контура 5, включающего турбину 6 с линиями 7 отборов рабочего тела (калия), соединенными с регенеративными подогревателями 8, и конденсатор 9, а последний через помещенные в нем поверхности 10 сообщен с утилизационным паротурбинным (пароводяным) контуром 11. Газотурбинный контур 1 дополнительно снабжен подогревателем 12 воздуха, помещенным в конденсаторе 9 промежуточного контура 5 и включенным между компрессором 3 и парогенератором 4. Кроме того, газотурбинный контур 1 может быть снабжен дополнительным подогревателем 13 воздуха, подключенным к линии 7 отбора рабочего тела (калия) промежуточного контура 5, установленным по ходу воздуха между подогревателем 12 воздуха, помещенным в конденсаторе 9, и парогенератором 4. В утилизационном паротурбинном пароводяном контуре 11 параллельно регенеративным подогревателем 14 могут быть включены газоводяные подогреватетели 15, подключенные по линии подвода тепла к тракту 16 выхлопных газов газовой турбины 2 газотурбинного контура 1. Турбины всех трех энергетических контуров подключены к электрическим генераторам 17. Энергетическая установка работает следующим образом. В качестве рабочего тела промежуточного контура в рассматриваемом варианте установки может быть использован калий, а в качестве рабочего тела утилизационного контура - водяной пар. Воздух из атмосферы сжимают компрессором 3, подают в подогреватель 12, помещенный в конденсаторе 9, где нагревают теплом конденсации рабочего тела (калия) промежуточного контура, а потом теплом из линии отбора рабочего тела в подогревателе 13. Затей с помощью этого воздуха после подогревателя 13 сжигают топливо в парогенераторе 4, а продукты сгорания подают в газовую турбину 2. Рабочее тело - водяной пар получают также, используя тепло конденсации пара калия - рабочего тела промежуточного контура 5 в конденсаторе 9. Там же происходит промежуточный перегрев рабочего тела утилизационного контура. После конденсации рабочее тело утилизационного контура нагревают параллельно в регенеративных подогревателях 14 теплом отборов и в газоводяных подогревателях 15 теплом выхлЬпных газов газовой турбины 2. Пар промежуточного рабочего тела генерируют теплом сгорания топлива в парогенераторе 4, затем расширяют в турбине 6 и конденсируют в конденсаторе 9 с передачей тепла рабочему телу утилизационного контура 11 и воздуху газотурбинного контура.

j1059230

Размещение подогревателя воздуха га-конденсаторе, повышая в то же время расзотурбийного контура в конденсаторе про-ход промежуточного рабочего тела. Это примежуточного контура позволяет уменьшитьводит к снижению потерь теплоты в утилиотносительный расход рабочего тела ути-зационном контуре и к увеличению мощнослизационного контура, генерируемого в этомти установки и росту КПД.

1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКА Я УСТАНОВ КА, содержащая газотурбинный контур, компрессор которого подключен к парогенератору промежуточного контура, включающего турбину с линиями отборов рабочего тела, соединенными с регенеративными подогревателями, и конденсатор, а последний через помещенные в нем поверхности нагрева сообщен с утилизационным паротурбинным контуром, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, газотурбинный контур снабжен подогревателем воздуха, помещенным в конденсаторе промежуточного контура и включенным между компрессором и парогенератором. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что газотурбинный контур снабжен дополнительным подогревателем воздуха, подключенным к линии отбора рабочего тела промежуточного контура и установленным по ходу воздуха перед парогенератором. (Л сд со ю О2