Способ работы воздушного турбокомпрессора с паротурбинным приводом Советский патент 1950 года по МПК F04D25/02 F01D15/08 

Предлагается способ работы воздушного турбокомпрессора с паротурбинным приводом и устройство для осуп1;ествления этого способа.

Способ обеспечивает повышение общего коэффициента пОоЧезного действия единого агрегата, состоящего из воздущного турбокомпрессора и ириводяп1,ей его в движение паровой турбины. Отличительная особенность предлагаемого способа заключается в том, что теплота, отнимаемая от воздуха, сжимаемого в турбокомпрессоре, используется для нагревания пара, расщиряющегося на рабочих лопатках паровой турбины, приводящей в движение воздущной турбокомпрессор- Паровая турбина и возуишый компрессор совмещены в одном агрегате, в котором полости внутри рабочих лопаток использованы для пропускания через них воздуха, а каналы между рабочими лопатками-для протекания пара.

На фиг. 1 схематически изображен продольный разрез колеса турбокомпрессора, вид турбокомпрессорно1о агрегата; ил фиг. 2-частичный разрез по лопаткам спереди; на фиг. 3-то же, в поне)ечном разрезе по АА па фиг. 2; па фиг. 4-лопатки в сечспии по ББ на фиг. 2.

Воздущный компрессор с паротурбинным приводом входит в установку 1 с газовой турбиной, состоящей из турбины А высокого давления, испарителя Б и турбины В низкого давления. Воздушный турбокомпрессор 2 образован тремя группами: Г-высокого давления, Д- среднего и Е-низкого давления. Турбокомпрессор представляет собой соединение многоступенчатого центробежного компрессора и турбины со ступенями давления. На дисках 3 обычной конструкции насажены полые лопатки 4, полости 5 которых использованы для протекания через них воздуха, а каналы 6 между лопатками елужат для протекания пара. С наружной стороны, по периферии, лопатки 4 перекрыты бандажами 7 с лабиринтными уплотнениями 8. Подобным же образом уст№ 85063

И каналы 6 для пара, помещенные в направляющих колесах 9. В группе Е низкого давления турбинный ротор 10 компрессора выполнен барабанного тппа и снабжен реактивными лопатками И, а внутри него расположено одно стуненчатое колесо 12 компрессора с воздущным патрубком 13, который трубопроводом 14 соединен с регене-ратором 15. Последний в свою очередь патрубком 16 соединен с г зовсй ту|) Е низкого дэвленмя. Полость 17 группы Е низкого давления соединена патрубком 18 с конденсатором 19. Испаритель Б паровой турбины присоедимек пароотводяихей трубой 20 к клапанной коробке 21 сопловой камеры 22. Камера 23 слсатого воздуха турбокомпрессора 2 присоединена воздухопроводом 24 к камере горения турбины А высокого давления, куда через форсунку 25 подводится жидкое

TCIiJiHBO.

По тр -бопроводам 26, 27 и 28 насосом 29 подается охлаждающая вода (питательная вода для испарителя Б).

Работа устройства происходит следующим образом.

Атмосферный воздух через регенератор 15 поступает по трубопроводу 14 через патрубок 13 в турбокомпрессор 2, где, пройдя первые две ступени, Д1)во;.11тся по выходе из второй ступени до тгп-сого состояния, что температура его поднимается на 40-50° вьпие, а хТ,авление несколько снижается против соответствуюи1ей температуры и давления пара, проходяи1,его через то же колесо, что и воздух.

По зыходе из камеры 23 турбокомпрессора сжатый воздух поступает по трубопроводам 24 по двум направлениям: непосредственно з камеру сгорания турбины А и через генератор 30 и трубопроводы 31 и 32 в продувочные камеры той же турбины.

В каме()е сгорания турбины А происходит горение топлива при постоянном давлении, а продукты сгорания, сработав на лопатках турбины, поступают далее в испарител) Б. Пройдя нспарителг и передав часть тепла через трубки на испарение воды, продукты сгорания, охлажденные до температуры 450-500°, поступав в турбины В низкого давления, а оттуда через регенератор в атмосферу.

Охлаждающая конденсатор вода через трубопровод 26 поступает в регенератор 30 продувочного воздуха и отсюда по трубопроводу 27 к насосу 29 высокого давлепия, который подает ее в охлаждаюи ую руоашку газовой турбины А, откуда вода, нагревщись до температуры парообразования, поступает по трубе 33 в камеру испарителя Б. В испарителе вода проходит по трубкам, где превращ.ается в пар, и уже в виде насыщенного пли слегка перегретого пара проходит паросборочное пространство и далее следует по паропроводу 20 к турбокомпрессору 2.

По выходе из испарителя пар через клапанную коробку 21 поступает на лопатки 4 турбокомпрессора 2, где расщиряется до давления, соответствующего давлению воздуха по выходе последнего со второго рабочего колеса компрессора.

Пар, пройдя реактивные лопатки 11, через патрубок 18 поступает в конденсатор 18.

В процессе работы воздушного компрессора, совмещенного в одном агрегате с приводной паровой турбиной, теплота от сжатия воздуха через стенки полых лопаток 4 передается пару, отдающему свою энергию при работе в каналах 6 групп Г, Д и Е компрессора.

Предмет изобретения

1. Способ работы воздуп1ного турбокомпрессора с паротурбинным прИЕодом, отличающийся TeiM, что теплоту, отнимаемую от воз1духа.

сжимаемого в турбокомпрессоре, используют для нагревания пара, расширяющегося на рабочих лопатках паровой турбины, приводящей в движение воздуи ный турбокомпрессор.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличаюшеес я тем, что паровая турбина и воздущный турбокомпрессор совмеп№ны в одном агрегате, в котором полости внутри рабочих лопаток использованы для протекания через них воздуха, а каналы между рабочими лопатками-для протекания пара.