Способ получения энергии в парогазовой установке Советский патент 1992 года по МПК F01K23/08 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к способам получения энергии в парогазовой установке с котлом- утилизатором.

Известен способ получения энергии в парогазовой установке, включающей газовый и паросиловой контуры, заключающийся в генерации пара в котле-утилизаторе за счет использования тепла отработавших с получением энергии в газотурбинной установке газов. Полученный пар подается по паропроводу с клапаном на вход паровой турбины и после срабатывания в последней конденсируется в конденсаторе посредством охладителя, причем воздействием на клапан поддерживают давление пара в котле-утилизаторе постоянным.

Недостатком способа является пониженная экономичность, связанная с дросселированием пара в частично открытых клапанах перед поступлением его в турбину.

Известен также способ получения энергии в парогазовой установке, включающий газовый и паросиловой контуры, объединенные котлом-утилизатором, заключающийся в генерации пара в котле-утилизаторе за счет использования тепла отработавших с получением энергии в газотурбинной установке газов, подаче пара по паропроводу с клапаном на вход паровой турбины, срабатывании пара в последней с выработкой энергии, конденсации отработавшего пара с конденсаторе посредством охладителя и возйрата конденсата в котел-утилизатор. Клапан на паропроводе свежего пара к турбине поддерживается в положении полного открытия, что исключает потери от дросселирования.

Однако известный способ характеризуется пониженной эффективностью, связанной с тем, что при достижении в конденсаторе паровой турбины предельно допустимого давления при повышенных

XJ Јь

о

XI

О

о

температурах наружного воздуха для удержания давления в конденсаторе в допустимых пределах требуется уменьшение подвода тепла к котлу-утилизатору путем разгрузки газотурбинной установки, что приводит к значительному снижению суммарной мощности парогазовой установки

Цель изобретения - повышение эффективности установки, т.е. повышение мощности при повышенных температурах наружного воздуха.

Поставленная целъ достигается тем, что согласно способу получения энергии в парогазовой установке, включающей газовый и паросиловой контуры, объединенные котлом-утилизатором, заключающемуся в генерации пара в котле-утилизаторе за счет использования тепла отработавших с получением энергии в газотурбинной установке газов, подаче пара по паропроводу с клапаном на вход паровой турбины, срабатывании пара в последней с выработкой энергии, конденсации отработавшего пара в конденсаторе посредством охладителя и возврата конденсата в котел-утилизатор, при увеличении температуры охладителя в конденсаторе повышают давление пара на выходе из котла-утилизатора, прикрывая клапан на входе в паровую турбину.

На чертеже представлена схема парогазовой установки, реализующая предлагаемый способ.

Парогазовая, установка содержит газотурбинную установку 1 (ГТУ), состоящую из компрессора 2, камеры 3 сгорания и газовой турбины 4, котел-утилизатор 5 с пароперегревателем 6, испарителем 7 и экономайзером 8. Установка содержит также барабан-сепаратор 9, циркуляционный насос 10, клапан 11 на паропроводе 12, паровую турбину 13, конденсатор 14, конденсатный насос 15, приводимые во вращение 1ТУ 1 и паровой турбиной 4 механизм 16 и 17 (нагнетатели природного газа или электрогенераторы).

Способ осуществляется следующим образом.

Воздух из атмосферы поступает в компрессор 2 ГТУ 1, в котором сжимается с повышением температуры. Далее сжатый воздух поступает в камеру сгорания 3, где за счет сжигания топлива температура рабочего тела повышается. Эта температура определяет мощность ГТУ.

Полученные высокотемпературные продукты сгорания топлива расширяются в газовой турбине 4 до атмосферного давления, их температура падает. Уходящие газы ГТУ поступают в котел-утилизатор 5, при прохождении через который осуществляется передача тепла к пароводяному рабочему телу

Конденсат из конденсатора паровой турбины 14 конденсатным насосом 15 подается в экономайзер 8 котла-утилизатора 5, где нагревается до температуры, близкой к кипению, далее нагретая вода поступает в барабан-сепаратор 9, откуда циркуляционным насосом 10 подается в испаритель 7,

где происходит процесс кипения. Полученная пароводяная смесь проходит в барабан- сепаратор 9, где от нее отделяется пар, который поступает в пароперегреватель 6. В пароперегревателе 6 пар перегревается.

Полученный перегретый пар поступает через клапан 11, который полностью открыт, по паропроводу 12 в паровую турбину 13. После расширения в паровой турбине 13 пар поступает в конденсатор 14, где посредством охладителя (охлаждения циркуляционной водой) конденсируется и полученный конденсат поступает на всас конденсатного насоса 15.

ГТУ 1 и паровая турбина 13 приводят во

вращение механизмы 16 и 17. При повышении температуры наружного воздуха охлаж- дающая способность конденсатора снижается. Для предотвращения повышения давления в конденсаторе 14 выше максимально допустимой величины клапан 11 прикрывают. Вследствие этого давление на выходе из котла 5 повышается. Это приводит к снижению его паропроизводительно- сти.

В результате снижения расхода пара сброс тепла в конденсатор сокращается и возможно в достаточно широком диапазоне режимов удержать давление в конденсаторе на максимально допустимом значении,

которому будет соответствовать определенная степень открытия клапана 11. Воз- можности повышения давления в котле-утилизаторе 5 относительно режимов с полностью открытым клапаном 11 на паропроводе 12 свежего пара, как правило, достаточны. Они определяются режимными запасами по котлу-утилизатору, а также условиями подбора оборудования.

Таким образом, в предлагаемом способе режимы парогазовой установки с максимальным давлением в конденсаторе предлагается проводить при разгрузке паровой турбины за счет повышения давления

пара на выходе из котла-утилизатора. При этом разгрузка ГТУ не требуется. Описанный способ может быть использован без изменений при снижении охлаждающей способности конденсатора, связанном с другими причинами, например уменьшением расхода циркуляционной воды или отключением части конденсатора

Формула изобретения Способ получения энергии в парогазовой установке, включающий газовый и паросиловой контуры, объединенные котлом-утилизатором, заключающийся в генерации пара в котле-утилизаторе за счет использования тепла отработавших с получением энергии в газотурбинной установки газов, подаче пара по паропроводу с

0

клапаном на вход паровой турбины, срабатывании пара в последней с выработкой энергии, конденсации отработавшего пара в конденсаторе посредством охладителя и возврата конденсата в котел-утилизатор, о т- личающийся тем, что, с целью повышения эффективности при увеличении температуры охладителя, в конденсаторе повышают давление пара на выходе из котла-утилизатора, прикрывая клапан на входе в паровую турбину.

Использование: в теплоэнергетике, в частности при получении энергии в парогазовой установке с котлом-утилизатором. Сущность заключается в повышении эффективности при повышении температуры охладителя путем поддерживания давления в конденсаторе паровой турбины в допустимых пределах за счет повышения давления пара на выходе из котла-утилизатора, что обеспечивается прикрытием клапана на паропроводе свежего пара к паровой турбине. 3 ил.

S

п

5

/

N

-б

/.

А

В

/

/

п

N

-б

Фиг Л

О

по

.Юг 0Г

10 Я 18 22 Фиг.З

23

Фиг Z

26 30 ЯЈ см