Способ работы энергетической установки на природном газе и энергетическая установка на природном газе Советский патент 1990 года по МПК F01K13/00 

поступает вода из накопителя 26. Газ в кристаллизаторе 16 контактирует с водой, образуя газовые гидраты, которые поступают в хранилище 19. При образовании гидратов выделяется тепло, которое отводится ТО 30 и 31. Охлаждение газа в ТО 37 уменьшает тепловую нагрузку холодильной машины 32. 3

период пика электрической нагрузки газовые гидраты разлагают на газ и воду, которые разделяют в разделителе 21, после которого газ подогревают в ТО 38 продуктами сгорания котла 4 н подают в газовую турбину 25, а воду подают в гидравлическую турбину 24. 2с. и 2 э.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано на тепловых энергоустановках для выработки электроэнергии при использовании в качестве топлива природного газа и позволяет повысить экономичность производства электрической энергии. Устройство для производства электроэнергии снабжено дополнительными теплообменниками (ТО) 30,31,37 и 38. ТО 30 установлен в зоне 28 зарождения газовых гидратов кристаллизатора 16 и сообщен с приводом 36 холодильной машины 32 и ТО 37, установленном на трубопроводе 15 подачи газа на резервирование. Кристаллизатор 16 сообщен с хранилищем 19 природного газа и с накопителем 26 воды. ТО 31 размещен в зоне 29 выращивания газовых гидратов и сообщен с холодильной машиной 32. ТО 38 установлен на трубопроводе 23 подачи газа в газовую турбину 25, сообщенную с газопроводом 3 котла 4. В период провала электрической нагрузки избыток природного газа из магистрального газопровода 1 направляют в ТО 37, где охлаждают газами привода 36 холодильной машины 32 и подают в кристаллизатор 16, куда поступает вода из накопителя 26. Газ в кристаллизаторе 16 контактирует с водой, образуя газовые гидраты, которые поступают в хранилище 19. При образовании гидратов выделяется тепло, которое отводится ТО 30 и 31. Охлаждение газа в ТО 37 уменьшает тепловую нагрузку холодильной машины 32. В период пика электрической нагрузки газовые гидраты разлагают на газ и воду, которые разделяют в разделителе 21, после которого газ подогревают в ТО 38 продуктами сгорания котла 4 и подают в г 5 жесткости, на боковых гранях которых вокруг каждого отверстия 6 под тяж 8 выполнен

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых энергоустановках для выработки электроэиергии при использовании в качестве топлива природного газа.

Целью изобретения является повышение экономичности.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для реализации данного способа.

Тепловая энергетическая установка содержит магистральный газопровод 1, сообщенный через редукционное устройство 2 газопроводом 3 с котлом 4, к которому по свежему пару подключена паровая турбина 5. Котел 4 имеет трубопровод 6 сброса продуктов сгорания и трубопровод 7 подвода воздуха, на котором установлены компрессор 8 и теплообменник 9 (ТО), сообщенный с трубопроводом 6 после газовой турбины 10 (ГТ). Паровая турбина 5 по отработавшему пару подключена к конденсатору 11, сообщенному по охлаждающей среде через насос 12 с градирней 13, а по конденсату через насос 14 - с котлом 4. Магистральный .газопровод 1 трубопровод 15 подачи газа на резервирование сообщен с кристаллизатором 16, к которому подключены трубопроводы 17 и 18 и хранилище 19 природного газа, сообщенное через насос 20 и конденсатор 11 с разделителем 21 воды и газа, а последний трубопроводами 22 и 23 подачи.воды и газа сообщен с гидравлической и газовой турбинами 24 и 25 соответственно. Выходы гидравлической и газовой турбин 24 и 25 подключены к накопителю 26 воды, сообщенному через насос 27 с кристаллизатором 16, и газопроводу 3 котла 4. Кристаллизатор 16 разделен на зоны 28 и 29 зарождения и выращивания газовых гидратов, в которых размещены

5

0

5

0

5

0

5

0

5

соответственно дополнительный ТО 30 и ТО 31 холодильной машины 32 с ТО 33, конденсатором 34 и регулирующим вентилем 35. Холодильная машина 32 имеет привод ГТ 36, подключенный к магистральному газопроводу 1 и по отработавшему газу - к дополнительному ТО 30, сообщенному через дополнительный ТО 37, установленный на трубопроводе 15, с газопроводом 3. На трубопроводе 23 подачи газа в его рассечку установлен дополнительный ТО 38, подключенный к трубопроводу 6 сброса продуктов сгорания после ТО 39 через вентили 40 и 41.

Способ работы энергетической установки осуществляется следующим образом.

В период провала электрической нагрузки в магистральном газопроводе 1 существует избыток природного газа, который резервируют путем подачи через.дополнительный ТО 37 в кристаллизатор 16, где контактируют с водой, подаваемой насосом 27 из накопителя 26. В дополнительном ТО 37 природный газ охлаждается газом после дополнительного ТО 30, что уменьшает тепловую нагрузку холодильной машины 32. В кристаллизаторе 16 образуются газовые гидраты природного газа с отводом теплоты охлаждения и гидратообраэования хладагентом, кипящим в ТО 31. Пары холодильного агента сжимают в холодильной машине 32 и направляют вначале в ТО 33, в котором отводят теплоту перегрева, нагревая часть конденсата, сжимаемого насосом 14 и подаваемого в котел 4. При этом температура паров хладагента понижается, а затем пары направляют в конденса- .тор 34, где конденсируют, сбрасывая теплоту конденсации в окружающую среду, после чего сконденсировавшийся хладагент дросселируют через оегулирующий вен гиль 3i и направляют вновь в ТО 31. На привод 36 холодильной машины 32 направляют часть природного газа. На выходе из привода 36 имеет давление, соответствующее давлению газа, подаваемого в котел 4 на сжигание. Охлажденный при расширении в приводе 36 газ направляют в дополнительный ТО 30, встроеный в зону 28 зарождения (образования зародышей кристаллов) газовых гидратов, для отвода теплоты зарождения кристаллов газовых гидратов. Из зоны 28 кристаллизатора 16 зародыши газовых гидратов поступают в зону 29 выращивания, где производят образование основной массы гидратов и откуда их направляют в хранилище 19. Из ТО 30 газ направляют через Т0° 37, в котором он нагревается до температуры на 5-8°С ниже температуры газа в магистральном газопроводе

I,в газопровод 3 после редуцирующего устройства 2. После чего газ через ТО 39 направляют в котел 4, смешивают с воздухом и сжигают, а теплоту сгорания используют для генерирования пара, который подают в паровую турбину 5 для выработки электроэнергии. Продукты сгорания

.через ГТ 10, вырабатывающую дополнительное количество электроэнергии, сбрасывают в атмосферу через ТО 9 и 39 и трубопровод 6. При этом вентиль 40 открыт, а вентиль 41 закрыт .

В период пика электрической нагрузки газовые гидраты из хранилища 19 подают насосом 20 в конденсатор

I1,где их разлагают на газ и воду за счет тепла конденсации отработавшего п турбине 5 пара. В разделителе 21 газ и воду отделяют друг от друга и подают в гидравлическую и газовую турбины 24 и 25 для производства дополнительной электроэнергии. При этом, после срабатывания в турбине 24 воду накапливают в накопителе 26 для последующего ее использования путем подачи насосом 27 по трубопроводу 18 в кристаллизатор 16 при следующем цикле резервирования природного газа. Газ перед подачей

из разделителя 21 в ГТ 25 предварительно нагревают в дополнительном ТО 38 сбрасываемыми в атмосферу чере трубопровод 6 продуктами сгорания, температура которых после ТО 9 и 39

15341936

достаточно высока. При этом вентиль 40 закрыт, а вентиль 41 открыт. Газ после срабатывания в ГТ 25 смешивают с газом, прошедшим через редуцирующее устройство 2, подогревают в ТО 39 и направляют в котел 4 и сжигают.

Формула изобретения

5 отводом продуктов сгорания и получением водяного пара, направляемого в паровую турбину, резервирования природного газа контактированием его с водой для образования газовых гидQ ратов с отводом выделяющегося при этом тепла холодильной машиной с газовым приводом, хранения зарезервированного газа в период провала и использование его в период пика элек5 трической нагрузки разложением газовых гидратов на газ и воду, разделением последних и использованием- для производства дополнительной энергии с последующими сжиганием газа в кото ле и накоплением воды для использования при образовании гидратов в следующем цикле резервирования газа, отличающийся тем,что, с целью повышения экономичности,часть выделяющегося при образовании гидратов тепла отводится отработавшим в приводе холодильной машины газом с последующим его использованием для охлаждения подаваемого

Q на резервирование природного газа, при этом отделенный от воды газ наг- ревают продуктами сгорания котла.

5

вых гидратов осуществляют при последовательных циклах зарождения и выращивания гидратов с раздельным отводом тепла.

турбину и отработавшего газа в приводе холодильной машины, при этом последний теплообменник размещен в кристаллизаторе и сообщен с газопро- водом котла через теплообменник на трубопроводе подачи газа на резервирование .

4. Установка по п.З, отличающаяся тем, что кристаллизатор разделен на зоны зарождения и выращивания гидратов, в которых размещены дополнительный теплообменник и теплообменник холодильной машины соответственно.