Комплексная парогазовая установка Советский патент 1981 года по МПК F01K25/00 

(5) КОМПЛЕКСНАЯ ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА

. . 1 Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в энергоустановках с глубоким охла эдением продуктов сгорания для производства различных видов энергии и твер дои. двуокиси углерода путем вымораживания ее из продуктов сгорания топлива., По основному автосв. W 3. известна комплексная парогазовая установка для получения электроэнергии тепла и холода, содержащая последовательно установленные в газовом кон туре компрессор, высоконапорный парогенератор, газовую турбину, экономайзеры, сепаратор влаги и турбодетс1ндер, причем перед турбодетандером установлен регенеративный теплообменник для охлаждения рабочего тела отработавшим в турбодетандере газом, на аалу турбодетандера установлен нагнетатель для наддува компрессора, а после турбодетандера установлен сепаратор для ее отделения П.. Недостатки известной энергоустановки ь том, что процессы кристаллизации и сепарации твердой двуокиси углерода из потока продуктов сгорания совмещаются в один процесс, который проходит-в сепараторе твердой двуокиси углерода, что ухудшает энергетические характеристики производства твердой двуокиси углерода путем вымораживания, так как не обеспечиваются необходимые условия для достижения равновесного состояния термодинамической системы твердая фаза - газ, поскольку исключается необходимый для осуществления эффективного процесса кристаллизации временный фактор ввиду быстротечности и неорганизованности совмещенного процесса кристаллизации - сепарация, что сокращает выход твердой двуокиси углерода и требует дополнительной .затраты энергии. Цель изобретения - повышение выхода и исключение потерь твердой двуокиси углерода. Указанная цель достигается тем, что установка диффузорным кристаллизатором, установленным между турбодетандером и сепаратором. На чертеже изображена схема комплексной парогазовой установки для по лучения электроэнергии, тепла и холода. Установка содержит камеру 1 сгорания, газовую турбину 2, компрессор 3, электрогенератор Л газовой ступени, низконапорный.. ..парогенератор 5, сухую 6 и мокрую ступени 7 напорного экономайзера, влагоотделитель 8 капельной влаги регенератор Э, турбодетандер 10, электрогенератор 11, диффузорный кристаллизатор 12 твердой двуокиси углерода, сепаратор .13 твердой двуокиси углерода, шнековое устройство диффузорного кристалли затора 12, магистраль 15 обратного потока хладагента, выхлопной патрубок 16 уходящих газов,источник 17 водоснабх-;ения, питательный насос 18, магистрали нагреваемой воды 19, питательную магистраль 20 для подвода питательной или сетевой воды и горелочное устройство 21. Комплексная парогазовая установка работает следующим образом. В камере 1 сгорания сжигается топ ливо, которое вводится в камеру 1 сг рания через горелочное устройство 21 Необходимый для сжигания топлива воз дух подводится под давлением в камеру 1 сгорания от компрессора 3- Продукты сгорания направляются в газову турбину 2, которая используется для привода компрессора 3 и электрогенератора 4. Газовая турбина 2 работает с повышенным противодавлением. Продукты сгорания топлива после газовой турбины 2 направляются в теплоутилизационное устройство, состоящее из низконапорного парогенератора 5, сухой ступени 6 напорного экономайзера, в которой продукты сгорания топ лиаа охлаждаются до температуры точ ки росы, и мокрой ступени 7, в кото рой происходит охлаждение продуктов ниже точки росы с выпадением капель ной влаги. Во влагоотделителе 8 осуществляется сепарация капельной влаги из продуктов сгорания. 6 . 4 Продукты сгорания поступают в устройство для производства твердой двуокиси углерода, состоящее из регенератора 9, в котором продукты сгорания топлива охлаждаются обратным током хладагента до температуры, близкой к температуре десублимации двуокиси углерода, расширяются в турбодетандере 10, который используется для привода электрогенератора 11, проходят в диффузорный кристаллизатор 12, в котором кинетическая энергия газового потока после турбодетандера превращается в потенциальную, а затем происходит стабилизация газового потока, образование кристаллической твердой двуокиси углерода и частичное ее выпадание, после чего поступают в сепаратор 13 твердой двуокиси углерода. Твердая двуокись углерода выводится из корпуса сепаратора 13 и диффузорного кристаллизатора 12 с помощью шнекового устройства 14. Продукты сгорания, освобожденные от присутствия значительной части двуокиси углерода, по магистрали 15 обратного потока хладагента направляются в регенератор 9, далее при температуре,близкой к окружающей среде, уходят через выхлопной патрубок 16 в окружающую среду, Охлахедение продуктов сгорания в напорном экономайзере производится питательной или сетевой водой. Из источника водоснабжения .17 питательный насос 18 подает воду последовательно в мокрую 17 и сухую 6 ступени напорного экономайзера, откуда вода подается потребителям и в низконапорный парогенератор 5 а затем поступает по питательной магистрали 20 в камеру сгорания, где образуется пар или перегретая вода, которая может использоваться потребителем. 8 результате описанного рабочего процесса продукты сгорания топлива производят полезную работу - превращаются из греющего агента в рабочее тело, а также в хладагент, поскольку температура продуктов сгорания ниже температуры окружающей среды. При этом используется высшая теплотворная способность топлива, отсутствуют теплопотери с уходящими дымовыми газами, увеличивается мощность энергоустановки и производится холод, который может быть использован на охлаждаемых объектах. В итоге обеспечивается экономия топлива на 30-35 по сравнению с энергоустановками обычного типа, например котельными и холодильными установками.

Применение изобретения обеспечивает наибольший выход твердой двуокиси углерода, а следовательно, и максимальную эффективность при одинаковых условиях, а также позволяет варьировать параметрами рабочего процесса производства двуокиси углерода и обеспечивать оптимальные условия протекания рабочего процесса.

Формула изобретения

Комплексная парогазовая установка по авт. св. , о т л и чаю щ а я с я тем, что, с целью повышения выхода и исключения потерь твердой двуокиси углерода, установка снабжена диффузорным кристаллизатором, установленным между турбодетандером и сепаратором.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

/