Силовая установка Советский патент 1989 года по МПК F01K23/06 

«

(Л

СП

со

О5

О

15U

выхлопным газам с парогенератором 9. Распределительное устройство 37 охлаждающей жидкости установлено после конденсатного насоса 35 и имеет дв выхода 38 и 39, Выход 38 соединен с трубопроводом 29 подззода охлаждающей жидкости, в ряссечку которого последовательно включены вторая ступень 40 маслоохладителя 41, воздушный ра диатор 42 и охладитель 7 наддувочного воздуха. Выход 39 соединен с трактом 17 питательной воды, В рассечку между выходом 39 и трактом 17 питательной воды включена первая ступень 43 маслоохладителя 41, К промежуточному патрубку 19 отбора экономайзера 10 подключен расширитель 21., соеди- ненньй по пару и воде соответственно с выходом и входом системы 23 вы- сокотемпературного охлаждения двигателя 1, Выхлопные газы двигателя 1

поступают в газовую турбину 5, а после нее - в парогенератор 9, где генерируется пар, который перегревается и затем подается в паровую турбину 2, Дополнительная мощность вырабатывается паром, поступающим из расширителя 21 в турёину 2, источником теплоты для образования которого является система 23, В расщиритель 21 для поддержания баланса расходов по- jq;aeтcя вода из промежуточного патрубка 19 экономайзера 10. Распределительное устройство 37 распределяет воду на парогенератор 9 и конденсатор 28, перед подачей в которые вода нагревается и охлаждается соответственно. Максимальное использование теплоты отработанных газов и масла, а также теплоносителя из экономайзера IО по- вьшает экономичность установки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению в частности к энерго- и транспортному машиностроению, используется для утилизации отводимой от систем двигателя внутреннего сгорания теплоты в паротурбинной установке и позволяет повысить экономичность, упростить конструкцию и снизить вес установки. Силовая установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, соединенный с паровой турбиной 2, а по выхлопным газам сообщенный с газовой турбиной 5, которая служит приводом турбокомпрессора и сообщена по выхлопным газам с парогенератором 9. Распределительное устройство 37 охлаждающей жидкости установлено после конденсатного насоса 35 и имеет два выхода 38 и 39. Выход 38 соединен с трубопроводом 29 подвода охлаждающей жидкости, в рассечку которого последовательно включены вторая ступень 40 маслоохладителя 41, воздушный радиатор 42 и охладитель 7 наддувочного воздуха. Выход 39 соединен с трактом 17 питательной воды. В рассечку между выходом 39 и трактом 17 питательной воды включена первая ступень 43 маслоохладителя 41. К промежуточному патрубку 19 отбора экономайзера 10 подключен расширитель 21, соединенный по пару и воде соответственно с выходом и входом системы 23 высокотемпературного охлаждения двигателя 1. Выхлопные газы двигателя 1 поступают в газовую турбину 5, а после нее в парогенератор 9, где генерируется пар, который перегревается и затем подается в паровую турбину 2. Дополнительная мощность вырабатывается паром, поступающим из расширителя 21 в турбину 2, источником теплоты для образования которого является система 23. В расширитель 21 для поддержания баланса расходов подается вода из промежуточного патрубка 19 экономайзера 10. Распределительное устройство 37 распределяет воду на парогенератор 9 и конденсатор 28, перед подачей в которые вода нагревается и охлаждается соответственно. Максимальное использование теплоты отработанных газов и масла, а также теплоносителя из экономайзера 10 повышает экономичность установки. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к энерго- и транс-, портному машиностроению, а именно к силовым установкам, утилизирующим теплоту, отводимую от систем двигателя внутреннего сгорания, в паротурбинной установке.

Цель изобретения - повьшение эко- номичности, упрощение конструкции и снижение веса установки.

На. чертеже представлена принципиальная тепловая схема силовой установки.

Силовая установка состоит из двигателя (дизеля) 1 внутреннего сгора- ния, соединенного через редуктор (не показан) с паровой турбиной 2, вклто- чающей в себя части 3 и 4 высокого и низкого давлений (ЧВД и ЧНД), По выхлопным газам дизель 1 соединен с газовой турбиной 5, служащей приводом турбокомпрессора 6, сообщенным с охладителем наддувочного воздуха (ОНВ) 7, Газовая турбина 5 по выхлопным газам через дроссельн:;,то заслонку 8 связана с парогенератором 9, состоящим из экономайзера 10, испарителя 11 с барабаном-сепаратором 12 и па- роперегре.вателя 13, Парогенератор 9 по свежему пару паропроводом 14 с ре- гулирующе-перепускным органом 15 сое- динен с ЧВД 3 турбины 2, Питательный

насос 16 трактом 17 питательной воды с регулирующим органом 18 соединен с экономайзером 10, К промежуточному патрубку 19 отбора экономайзера 10 трубопроводом 20 отвода теплоносителя подключен впрыскивающий расшири - тель 21, которьй по пару соединен линией 22 с выходом системы 23 высокотемпературного охлаждения (ВТО) дизеля 1. Вход системы 23 ВТО по воде связан линией 24 с расположенным на ней насосом 25 с расширителем 21 Привод насоса 25 и других, используемых в схеме .насосов, может осуществляться непосредственно от дизеля 1 или через редукторно-мультипликаторные передачи (не показаны). Расширитель 21 паропроводом 26 с регулирукяцим органом 27 связан по пару с входом ЧНД 4, выход из которой осуществляется в конденса- .тор 28 смещйвающего типа. Конденсатор 28 трубопроводом 29 подвода (впрыска) охлаждающей жидкости связан с ОНВ 7, а трубопровод 30 отсоса паровоздушной смеси из конденсатора 28 сообщен с водоструйным эжектором 31, к которому подключен атмосферный бак- накопитель 32, Кроме того, к конденсатору 28 подсоединена перепускная линия 33 от регулирующе-перепускного органа 15. Насос 34 водоструйного эжектора 31 и конденсатньй (конден

сатно-циркуляциониьй) насос всасе соединены соответственно с баком-накопителем 32 и конденсатором 28, а по напору соответственно с охладителем 36 конденсата водоструйного эжектора 31 и распределительным устройством 37 с двумя выходами .(трубопроводами) 38 и 39. Пер- вьй выход 38 распределительного устройства соединен с трубопроводом 29 подвода охлаждающей жидкости, в рассечку которого последовательно включены вторая ступень АО маслоохладителя 41, воздушньй радиатор 42 и ОНВ 7. Второй выход 39 распредели- тельного устройства 37 соединен с трактом 17 питательной воды парогенератора 9. В рассечку между вторым выходом 39 распределительного устрой ства 37 и трактом 17 питательной воды -включена первая ступень 43 маслоохладителя 41, подключенная по мдс ЛУ к входу второй ступени 40 маслоохладителя 41, т.е. последовательно с второй ступенью 40,

Силовая установка работает следующим образом.

Отходящие от дизеля 1 газы, пройдя газовую турбину 5, поступают в парогенератор 9, где используется теплота этих газов для получения водяного пара, образующегося из питательной воды, нагреваемой последовательно в экономайзере 10 и испарителе 11. В качестве питательной воды используется, например, дистиллат. Пар образовавшийся в испарителе 11, пройдя барабан-сепаратор 12, доводится до перегретого состояния в.пароперегревателе 13. Перегретый свежий пар поступает по паропроводу 14 с ре гулирующе-перепускным органом 15 в ЧВД 3, затем в ЧНД 4 паровой турбины 2, где вырабатывается мощность, передаваемая на дизель 1. Эта мощность вырабатьшается в результате расширения свежего пара от начальных параметров до давления в конденсаторе 28, Таким образом, утилизируется основная составляющая потерь энергии - теплота выхлопных газов.

В турбине 2, кроме того, происходит выработаса дополнительной мощности от пара, поступающего в ЧНД 4 по паропроводу 26 из расширителя 21, Источником теплоты для образования этого пара является система 23 ВТО, из которой перегретая относительно.

0

5

0

тe fflepaтypы насьт1ения, соответствующей давлению в расширителе 21, вода через впрыскивающие сопла (не показаны) поступает по линии 22 в этот расширитель 21. В последнем происходит вскипание этой воды и образуется сухой насьш1енньш пар, поступающий в ЧНД 4. Поддержание в расширителе 21 давления меньшего давления насыщения, соответствующего температуре впрыскиваемой воды, осуществляется регулирующим органом 27, Кроме того, регулирующим органом 27 поддерживается оптимальный температурный режим в системе 23 ВТО, Для поддержания баланса расходов в расширитель 21 из промежуточного патрубка 19 экономайзера 10 по трубопроводу 20 отвода теплоносителя отбирается вода в количестве, равном количеству пара, поступающего из расширителя 21 в ЧНД 4. Сигналом на регулирование является высота уровня воды в расширителе 21,

5 Промежуточный патрубок 19 экономайзера 10 выбирается так, что нагрев отобранной воды происходит только за счет дополнительного снижения температуры уходящих, газов из парогенератора 9 и не приводит к снижению температуры свежего пара к ЧВД турбины 2,

Откачка конденсата из конденсатора 28, расширителя 21, бака-накопителя 32 водоструйного эжектора 31 и конденсатора 28 осуществляется, соответственно, насосами 25, 34 и 35. Конденсат из конденсатора 28 после кон- денсатного насоса 35 поступает в распределительное устройство 37, из которого по выходам (трубопроводам) 38 и 39 распределяется в трубопровод 29 подвода охлаждающей жидкости и в тракт 17 питательной воды парогенератора 9, Часть воды, направляемая по-

5 еле распределительного устройства 37 в трубопровод 29, пройдя вторую CTJT- пень 40, маслоохладителя 41, воздушный радиатор 42, охладитель 36 конденсата водоструйного эжектора 31 и

0 ОНВ 7, поступает по трубопроводу 29 через сопла (не показаны) в конденсатор 28, Другая часть воды, направляемая после распределительного устройства 37 в тракт 17 питательной воды, пройдя первую ступень 43 маслоохладителя 41, питательным насосом 16 подает.ся в парогенератор 9, Регулирующим органом 18 осуществляется изменение подачи питательной воды в

0

5

0

5

парогенератор 9 в зависимости от уровня воды в барабане-сепараторе 12, Тем самым-поддерживается баланс между количеством отводимого от пароге- 1 ератора 9 свежего пара и поступаю-- щей в него питательной воды, которая подается в питательный насос 16 подогретой в маслоохладителе 41 первой ступени 43 маслоохладителя 41 до ,тем- пературы выше точки росы, вследствие чего исключается возможность сернистой коррозии парогенератора 9. После насоса 25 вода поступает по линии 24 в систему-23 ВТО, охлаждая дизель 1.

Конденсат из бака-накопителя 32 насосом 34 подается в охладитель 36 конденсата, после охлгждения в котором в качестве эжектирующей среды по ступает в водоструйный эжектор 31, которьй по трубопроводу 30 отсоса паровоздушной смеси отсасывает паровоздушную смесь из конденсатора 28. Регулирующе-перепускной орган 15 вы- полняет защитную функцию, при необходимости перепуская пар по линии 33 из парогенератора 9 в конденсатор 28, защищая тем самым турбину 2 от попадания в нее возможной влаги. Ра- ботает регулирующе-перепу скной орган i5 в зависимости от величины разности между температурой свежего пара перед ЧВД 3 и температурой воды в барабане-сепараторе 12. В период пус ков, остановов или других переходных режимов регулирующе-перепускной орга 15 перекрывает доступ пара в турбину 2, перепуская его в конденсатор 28.

В результате данного размещения распределительного устройства 37 и отвода в расширитель 21 только части теплоносителя из промежуточного патрубка 19 экономайзера 10 максимально используется теплота отрабо- танных газов дизеля для получения высокопотенциального пара и выработки мопщости, что повышает экономичность установки

Формула изобретения

I. Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания с охладителем наддувочного воздуха и системой высокотемпературного охлаждения его цилиндров, магистраль выпуска отработанных газов которого сообщена с парогенератором, пароперегреватель которого подключен к части высокого давления паровой турбины, сообщенной с частью низкого давления к входу которой по пару подключен расширитель, а к выходу - конденсатор с трубопроводами подвода и отвода охлаждающей жидкости, сообщенный трактом конденсата через конденсат- ньй насос с трактом питательной воды подключенным к экономайзеру с промежуточным патрубком отбора, распределительное устройство охлаждающей жидкости, двухступенчатый маслоохладитель и воздушный радиатор, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения экономичности, упрощения конструкции и снижения веса, распределительное устройство охлаждающей жидкости установлено в тракте конденсата после конденсатного насоса и два выхода, первый из которых соединен с трубопроводом подвода охлаждающей жидкости конденсатора, в рассечку которого последовательно включены вторая ступень маслоохладителя, воздушный радиатор и охладител наддувочного воздзгха, а второй выход - с трактом питательной воды парогенератора, промежуточньй патрубок отбора экономгшзера которого подключен к расширителю.

2. Установка по п. 1, отличающая с я тем, -что в рассечку между выходом распределительного устройства и трактом питательной воды включена первая ступень маслоохладитля, подключенная по маслу к входу второй ступени маслоохладителя.