Энергетическая установка Советский патент 1992 года по МПК F01K23/06 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплоэнергетическим установкам, и может найти широкое применение в котлотурбинных агрегатах в случае использование низкосортных твердых топ- лив,

В основном изобретении по авт.св. № 1188338 описана энергетическая установка, реализующая известный способ, которая содержит паровую турбину, котел с основной и дополнительной топками, а также газотурбинную установку, включающую компрессор, воздушную турбину и электрогенератор, причем сжатый компрессором воздух подается для подогрева в рубашку дополнительной топки, а затем нагретое рабочее тело поступает в воздушную турбину. Воздухе рубашке дополнительной топки нагревается продуктами частичного горения твердого топлива в дополнительной топке, которое затем направляется в основную топку.

Целью изобретения является повышения коэффициента полезного действия путем дополнительной выработки электроэнергии.

Эта цель достигается тем, что известная установка дополнительно снабжена циклоном и по крайней мере одним ЭГД-генера- тором, при этом последний размещен в кольцевом зазоре между дополнительной топкой и воздушной рубашкой, своим входом по воздуху через кольцевую воздушную рубашку подсоединен к выходу компрессора и своим выходом - к входу циклона, а выходы последнего подключены соответственно по пыли - к входу ЭГД-генератора, а по воздуху к газовой турбине.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема предложенной энергетической установки.

На схеме показаны: 1 - основная топка, 2 - дополнительная топка, 3 - воздушная турбина, 4 - компрессор, 5 - электрогенераСО

С

vi

О

ел J VI о

ND

тор, составляющие газотурбинную установку. Дополнительная топка 2 имеет основную воздушную рубашку 6 и дополнительную рубашку 7, где нагревается воздух от компрессора 4, а также образуется рабочее тело для генерации энергии по методу ЭГД-эффекта. В кольцевом пространстве дополнительной рубашки 7 уста- новлены сетка 8 с коронирующими электродами, вытягивающая сетка-электрод 9 и коллектор 10. Сетка 8 и коллектор 10 имеют выводы наружу дополнительной топки посредством электродов 11, к сетке 8 подключен высоковольтный источник питания 12, а к коллектору 10 и сетке 9 подключено нагрузочное сопротивление 13. В воздушный тракт, соединяющий ГТУ и дополнительную топку 2, включен циклон 14, причем пыль с его выхода по линии 15 поступает на вход дополнительной рубашки 7, ограниченной горячей стенкой дополнительной топки 2 и основной воздушной рубашкой б. Выходной поток очищенного от пыли и нагретого воздуха по линии 16 поступает в воздушную турбину 3, кроме того, сжатый в компрессоре 4 воздух по линии 17 поступает в основную воздушную рубашку 6 для нагрева, а пылевоздушная смесь (рабочее тело ЭГД-части) по линии 18 поступает в циклон 14 для очистки от пыли.

Энергетическая установка работает следующим образом.

Измельченный уголь (твердое низкосортное топливо) вместе с воздухом (окислителем) поступает в дополнительную топку 2 (предтопок), где начинается предварительный прогрев и горение, которое продолжается в основной топке 1, где и вырабатывается пар, поступающий на паровую турбину для производства электроэнергии по обычной схеме. Воздух, сжатый в компрессоре 4, поступает в рубашку 6 дополнительной топки 2, где постепенно по мере продвижения нагревается и затем поступает во вторую рубашку 7, В начальной зоне воздушной рубашки 7 происходит смешение нагретого воздуха с пылью. Пылевоздушная смесь поступает в зону сетки 8 с коронирующими электродами, где происходит образование положительно заряженных частиц, которые через вытягивающую сетку 9 поступают к коллектору 10, где накапливаются, потенциал коллектора 10 приобретает все более высокое значение, а по знаку совпадает со знаком зарядов (т.е. положительный) заряженных частиц.

Установившаяся разность потенциалов представляет собой по смыслу ЭДС ЭГД-ге- нератора. Эта ЭДС (верхнее напряжение) посредством электродов 11 поступает на нагрузку 13, а ее меньшая часть через высоковольтный источник питания 12 поступает вновь через электроды 11 на сетку 8 с коропирующими электродами.

Пройди коллектор 10, частицы запыленного потока потеряли свой заряд и дальше они уже нейтральны, покидают воздушную рубашку 7 и поступают по линии 18 на тангенциальный вход циклона 14. Очищенный и нагретый воздух поступает на воздушную турбину 3, выхлоп которой подают на интенсификацию горения в дополнительной топке 2. Пыль, собравшаяся в нижней части

циклона 14, поступает на создание пылевоз- душного потока, ибо такой напыленный поток наиболее благоприятный для создания ЭДС по методу ЭГД-генератора.

В энергетической установке реализуются следующие виды преобразования энергии: по обычной схеме посредством паровой турбины и генератором, генератором, приводимом во вращение воздушной турбиной, а также по методу

ЭГД-генератора. При этом для создания заряженных частиц и повышения эффективности используется ионизация запыленного воздушного потока.

В результате повышается коэффициент

полезного действия энергетической установки ввиду того, что увеличивается количество произведенной электроэнергии при том же количестве сожженного угля. Формула изобретения

Энергетическая установка по авт.св, № 1188338, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД путем дополнительной выработки энергии, она дополнительно снабжена циклоном и по

крайней мере одним электрогазодинамическим генератором, при этом последний размещен в кольцевом зазоре между дополнительной топкой и воздушной рубашкой и своим входом по воздуху через кольцевую

воздушную рубашку подсоединен к выходу компрессора и своим выходом к входу циклона, а выходы последнего подключены соответственно по пыли к входу электрогазодинамического генератора, а по

воздуху - к газовой турбине.

зх ц1 t i

Использование: область теплоэнергетики. Сущность изобретения: дополнительная выработка энергии в парогазовой установке за счет размещения в кольцевом зазоре между дополнительной топкой 2 и воздушной рубашкой 6 ЭГД-генератора 7. Вход по воздуху ЭГД-генератора 7 подсоединен через кольцевую воздушную рубашку к выходу компрессора 4, а выход через дополнительно установленный циклон 14 - к газовой турбине 3, при этом выход циклона 14 по пыли подключен к входу ЭГД-генератора 7. 1 ил.