Парогазотурбинная установка Советский патент 1989 года по МПК F01K21/04 

Фие.2

3149

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в составе ветроэнергетических установок.

Цель изобретения - повышение эко - номичности и обеспечение автономности

На фиг,1 представлена парогазотур- бинная установка, в составе ветроэнергетической, общий вид; на фиг.2 парогазотурбинная установка.

Установка содержит поворотный корпус 1 и неподвижную опору 2, соеди - ненные опорно-поворотным узлом 3, средство 4 ориентации по направлению ветра и ветроколесо 5, через редук- тор 6 связанное с валом 7 паросиловой установки (фиг.1).

Установка также содержит воздушный компрессор 8 с воздухозаборником 9, электрогенератор 10 и газовую турби- ну 11 с выхлопным патрубком 12 (фигг.2). Воздушный компрессор 8 по сжатому воздуху подключен к камере 13 сгорания, включающей топливные форсунки 14 и линию I 5 распыпивающей среды, и по трубопроводу 16 к воздушному аккумулятору (не показан) через управляемьй клапан 17. Камера 13 сгорания подсоединена к газовой турбине 11. Кроме того, установка содер- жит парокомпрессионный тепловой насос, состоящий из последовательно включенных в тракт рабочего тела компрессора 18, установленного на одном валу с газовой турбиной 11, кон- денсатора 19, дросселя 20 и испарителя 21 . I

Сборник 22 влаги выполнен в виде открытой емкости, соединенной в верх- ней части с атмосферой через наклонные отверстия 23, в нижней части которой размещен испаритель 21 теплового насоса. Установка содержит последовательно соединенные по ходу движения атмбсферной влаги, поступа- ющей из сборника 22, нагреватель 24, йасос 25, аккумулятор 26 влаги, водяной экономайзер 27 с патрубками 28 и 29 подвода и отвода нагреваемой среды и расширитель 30 с водяными фор- сунками 31 и линией 32 рециркуляции. При этом нагреватель 24 размещен в воздухозаборнике 9 воздушного комп рессора, водяной экономайзер 27 размещен в выхлопном патрубке 12, а конденсатор 19 теплового .насоса установлен в аккумуляторе 26 влаги. Расширитель 30 по вторичному ftapy подключе

5 . 4

к линии 15 подвода распыпивающей среды, а форсунками 31 и линией 32 рециркуляции - соответственно к патруб ку 29 отвода и патрубку 28 подвода нагреваемой среды экономайзера 27. Электрогенератор 10 подсоединен к воздушному компрессору 8 через выключаемую муфту 33 и к газовой турбине

И через выключаемую муфту 34. I

Установка работает следующим образом.

Набегающий поток воздуха вращает ветроколесо 5, которое передает усилие через редуктор б на вал 7 паро- газотурбинной установки, и обтекает поворотный корпус 1, ориентированный средством 4 по направлению ветра (фиг. 1) «Часть набегающего потока воздуха поступает в воздухозаборник 9,проходит через нагреватель 24, где охлаждается, отдавая тепло влаге (фиг.2). Затем воздух сжимается в компрессоре 8 и поступает по трубопроводу 16 к воздушному аккумулятору ив камеру 13 сгорания, куда одновременно подается топливо через форсунку 14 и водяной пар по линии 15 подвода распыливающей среды. Образ та- щаяся при сгорании топлива парогазовая смесь направляется в газовую турбину I1, вращающую электрогенератор 10. Отработавшая парогазовая смесь поступает в выхлопной патрубок 12 и расположенньй в нем водяной экономайзер 27. В последнем продукты сгорания охлаждаются, отдавая тепло влаге. При этом, чем больше скорость набегающего потока воздуха, тем боль шая часть сжатого воздуха через уп- равляе Мый клапан 17 поступает в воздушный аккумулятор. При достаточно большой скорости ветра газовая турбина I1 при помощи выключаемой муфты 34 отсоединяется от электрогенератора 10 и выработка электроэнергии осуществляется за счет усилия ветроколеса.

Рабочее тело, например фреон, теплового насоса сжимается в компрессоре 18, конденсируется в конденсаторе 19, отдавая тепло влаге, и дросселируется в дросселе 20, При этом давление и температура рабочего тела уменьшается. Затем в испарителе 21 рабочее тело испаряется, охлаждая при этом воздух в сборнике 22 влаги. Воздух, поступающий в сборник 22 через наклонные отверстия 23, охлаждается.

Изобретение позволяет повысить экономичность и обеспечить автономность. Поток воздуха последовательно охлаждается в нагревателе 24, сжимается в воздушном компрессоре 8 и направляется в камеру 13 сгорания, куда одновременно подается топливо через форсунки 14, распыливаемое паром, поступающим по линии 15. Парогазовая смесь расширяется в газовой турбине 11. Атмосферная влага конденсируется в сборнике 22 за счет охлаждения воздуха в испарителе 21 теплового насоса, содержащего компрессор 18 и дроссель 20. Вода, поступающая из сборника 22, нагревается в нагревателе 24, в аккумуляторе 26, в котором размещен конденсатор 19 теплового насоса, и в экономайзере 27, установленном на выхлопе газовой турбины 11. Перегретая вода расширяется в расширителе 30, откуда вторичный пар направляется в камеру 13 сгорания. Экономичность повышается за счет охлаждения воздуха перед сжатием, предварительного подогрева воды, направляемой в экономайзер, и эффективного распыливания топлива. 2 ил.