Энергетическая установка Советский патент 1993 года по МПК F01K13/00 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может найти широкое применение при работе котлотурбинных агрегатов в случае использования низкосортных твердых топлив.у:

Цель изобретения - повышение эффективности использования низкосортных твердых топлив и снижение вредных выбросов в атмосферу.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема энергетической установки; на фиг.2-разрез А-А на фиг.1.

На схеме показаны: 1 - основная топка котла; 2 - дополнительная топка котла; 3 - паровая турбина,- 4 - генератор; 5 - газовая

турбина; 6 - компрессор; 7 - генератор ГТУ; 8 - блок разложения воды на кислород и водород; 9 - газгольдер-накопитель водорода; 10 - газгольдер-накопитель кислорода; 1.1 - рубашка дополнительной топки; 12 - воздушный отсек дополнительной топки; 13

-: кислородный отсек дополнительной топки; 14-линия сброса водорода в основную топку; 15 - линия подачи кислорода на всасывание к компрессору; 16 - линия подачи

кислорода в кислородный отсек рубашки; 17

Линия всасывания компрессора; 18- выхлоп компрессора в воздушный отсек 12 рубашки 11 дополнительной топки 2; 19 - линия подачи рабочего тела в газовую турбину 5; 20 - линия сброса газовой турбины

00

W 00 00

ы

в дополнительную топку; 21 - линия выхода кислорода из кислородного отсека на горение; 22 - тепловые трубки дополнительной топки; 23 - теплоизоляция внутренней стенки дополнительной топки; 24 - теплоизоляция внешней стенки дополнительной топки; 25 - разделительная стенка отсеков дополнительной топки. Все связи составных частей энергетической установки ясны, поскольку они не отличаются от таких же связей известных энергетических установок. Особо следует подчеркнуть факт включения в указанные связи блока 8 разложения воды на водород и кислород. Это разложение может быть с помощью электроэнергии, с помощью плазмохимиче- ской системы или с помощью любой другой, к данному моменту еще и неизвестной. Это не играет существенной роли для достижения поставленной цели.

Предложенная энергетическая установка работает следующим образом. Атмосферный воздух по линии 17 поступает в компрессор 6 и далее уже сжатый по линии 18 поступает в рубашку дополнительной топки 2, где нагревается оттеплоты сожжен- ного в этой топке твердого топлива, и по линии 19 подачи рабочего тела подают в .газовую турбину 5, после которой по линии 20 горячий воздух сбрасывается в горелку для сжигания твердого топлива, Ј полученные продукты горения сбрасываются в основную топку 1 котла.

Полученный в котле пар подают в паровую турбину 3, которая вращает генератор 4. Часть полученной энергии в ночное время используют в блоке 8 разложения воды для получения водорода и кислорода, которые накапливают соответственно в газгольдерах-накопителях 9 и 10, из которых по линии 15 подачи кислорода одну часть кислорода подают на всасывание к компрессору 6, а другую - в кислородный отсек 13 дополнительной топки 2, где он нагревается .от теплоты сгораемого топлива. Нагретый кислород по линии 21 подают на сжигание твердого топлива низкого качества. Полученные продукты сжигания сбрасывают в топку 1 котла.

Накопленный в газгольдере 9 водород в дневное время, особенно в утренние и .вечерние часы пик по нагрузке, по линии сброса 14 подают в основную топку на сжигание.

В рубашке 12 установлены тепловые трубы 22, которые отводят тепло от продуктов сгорания сожженного топлива В для нагрева воздуха после компрессора б и кислорода из газгольдера-накопителя 10. На внутренней стенке 23 топки 2 нанесена

теплоизоляция 23, такая же изоляция 24 нанесена на внешнюю стенку воздушной рубашки 11, а воздушный отсек 12 и кислородный отсек 13 разделены стенкой

25.

С помощью блока 8 во время ночного провала нагрузки используется значительная часть производимой генератором 4 электроэнергии, что позволяет более просто

и экономично проходить этот провал нагрузки, это сейчас имеет большое значение для всех основных энергосистем страны. Но с увеличением нагрузки в сторону номинальной происходит улучшение условий

сжигания топлива, т.е. уменьшаются выбросы вредных веществ в окружающую среду. То же происходит и в утренние часы и вечерние пики нагрузок - дожигание в кислороде топлива в дополнительной топке и сжигание

водорода в основной топке приводят к улуч- шению экологической обстановки в районе расположения ТЭС. Поэтому вредные вы-, бросы в атмосферу значительно сокращаются, а сгорание топлива в среде кислорода

приводит к интенсификации процесса горения, что повышает его эффективность.

При широком использовании указанной энергетической установки затраты на разработку и исследования ее должны быстро

окупиться в процессе эксплуатации. В случае распространения указанное предложение сулит большую экономическую выгоду.

Формула изобретения

Энергетическая установка, содержащая паротурбинный блок, включающий котел с основной и выполненной с охлаждающей рубашкой дополнительной топками, паровую турбину с генератором и газотурбинную

установку с газовой турбиной, компрессором и генератором/ при этом компрессор своим выходом подсоединен чер ез рубашку дополнительной топки к газовой турбине, а последняя своим выхлопом подсоединена к

котлу, отличающаяся тем, что, с целью повышения экологичности путем снижения вредных выбросов в атмосферу при сжигании низкосортных твердых топлив, она дополнительно снабжена блоком разложения

воды на кислород и водород с газгольдерами-накопителями последних, подключенным к генератору паровой турбины, при эТом рубашка дополнительной топки выполнена с разделением ее на воздушный и

кислородный отсеки, причем последний подсоединен к газгольдеру-накопителю кислорода и своим выходным патрубком подключен к горелке дополнительной топ- ки; компрессор своим входом подключен к газгольдеру-накопителю кислорода и под51813883 6

с а

соединен к газовой турбине через воздуш- тель водорода подключен к основной топке ный отсек рубашки, а газ гольдер-накопи- котла.

Использование: в области теплоэнергетики, в частности в энергетических установках с использованием низкосортных твердых топлив. Сущность изобретения: энергетическая установка содержит паротурбинный блок, включающий котел с основной 1 и дополнительной 2 топками, паровую турбину 3, генератор 4,к а также газотурбинную установку с газовой турбиной 5, компрессором 6 и генератором 7. Дополнительная топка имеет рубашку 11, внутренние стенки которой пронизаны тепловыми трубками. Энергетическая установка снабжена блоком 8 разложения воды с газгольдерами-накопителями водорода 9 и кислорода 10. Рубашка дополнительной топки разделена на воздушный 12 и кислородный 13 отсеки. Газгольдер-накопитель 9 водорода соединен с основной топкой 1 котла, а газгольдер-накопитель 10 кислорода подсоединен к всасывающей линии компрессора 6 газотурбинной установки и к кислородному отсеку 13 рубашки дополнительной топки, выходной патрубок 21 которого соединен с горелкой. Выход компрессора 6 соединен с газовой турбиной 5 через воздушный отсек дополнительной топки. 2 ил. ч ё: