Полузамкнутая газотурбинная установка Советский патент 1958 года по МПК F02C6/02 

Известна полузамкнутая газотурбинная установка, замкнутый контур которой включает общую для обоих контуров турбину, компрессор, регенеративный теплообменник и холодильник , а открытый контур-турбокомпрессор, компрессор высокого давления, регенеративный теплообменник, камеру сгорания и общую для обоих контуров турбину.

Описываемая полузамкнутая газотурбинная установка улучшает процесс сгорания топлива в камере сгорания, имеет меньшую мощность вспомогательных агрегатов менее экономичной открытой части и более высокий К.П.Д., ввиду смешения газа, циркулирующего в замкнутом контуре, с продуктами сгорания, образованными при сгорании топлива в чистом воздухе.

Для этого камера сгорания установлена перед общей турбиной и соединена воздухопроводом с компрессором высокого давления, а газопровод, идуш,ий от регенератора замкнутого контура, подключен между камерой сгорания и общей турбиной.

Газовая турбина турбокомпрессора открытого контура соединена газопроводом с замкнутым контуром для подвода к ней рабочего газа от общей турбины, что позволяет обеспечить количественное регулирование замкнутого контура.

На чертеже изображена схема полузамкнутой газотурбинной установки.

Воздух окружающей среды сжимается компрессором / низкого давления и подается в промежуточный холодильник 2. Охлажденный в холодильнике воздух сжимается вспомогательным компрессором 3 высокого давления и направляется через вспомогательный регенеративный теплообменник 4 в камеру сгорания 5. В камеру сгорания подается топливо: жидкое-насосом, газообразное- компрессором через вспомогательный регенератор, твердое-пылепитателем (при решении проблемы очистки газов от золы). Избыток воздуха в камере сгорания поддерживается минимальным по условиям горения (а 1,1-1,25).

№ 118178

Продукты сгорания охлаждаются, смешиваясь с основным потоком замкнутого контура, до температуры перед общей турбиной 6 и весь поток газов срабатывается в турбине 6. Из этой турбины основная часть потока газов направляется в основной регенератор 7, а количество газов, равное по весу воздуху для горения и топливу, отводится через регенератор 4 во вспомогательную турбину S и из нее уже вь1брасывается в атмосферу.

Холодильник 9 и компрессор 10 входят в замкнутый контур установки.

При изменении нагрузки установки параметры замкнутого контура меняются аналогично их изменению в замкнутых газотурбинных установках, т. е. пропорционально нагрузке изменяются давления и расходы по тракту. Отношения давлений и температуры меняются мало и, следовательно, сохраняется высокий к.п.д, замкнутого контура при частичных нагрузках. Регулятор подачи топлива, в основном, лишь поддерживает постоянной температуру газов перед основной турбиной 6. С изменением нагрузки изменяются противодавления замкнутого контура, что вызывается изменением рабочих параметров вспомогательных турбин и компрессора.

Переход от одного режима работы установки к другому возможно облегчить, применяя, как и в замкнутых газотурбинных установках, емкостные баки для газов, которые при снижении нагрузки заполняются газом высокого давления, а при увеличении нагрузки отдают газ в линию среднего давления.

Предмет изобретения

1. Полузамкнутая газотурбинная установка, замкнутый контур которой включает обшую для обоих контуров турбину, компрессор, регенеративный теплообменник и холодильник, а открытый контур-турбокомпрессор, компрессор высокого давления, регенеративный теплообменник, камеру сгорания и общую для обоих контуров турбину, отличающаяся тем, что, с целью улучшения процесса сгорания топлива в камере сгорания, увеличения доли замкнутого контура и повышения к.п.д. установки путем смещения газа, циркулирующего в замкнутом контуре установки, с продуктами сгорания, образованными при сгорании топлива в чистом воздухе, камера сгорания установлена перед общей турбиной и соединена воздухопроводом с компрессором высокого давления, а газопровод, идущий от регенератора замкнутого контура, подключен между камерой сгорания и общей турбиной.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения количественного регулирования замкнутого контура, газовая турбина турбокомпрессора открытого контура соединена газопроводом с замкнутым контуром для подвода к ней рабочего газа от общей турбины и изменения противодавления замкнутого контура посредством, изменения режима работы вспомогательного турбокомпрессора.