EA005393B1 - Gas turbine unit for generating power and a supercharging system therefor - Google Patents

Gas turbine unit for generating power and a supercharging system therefor Download PDF

Info

Publication number
EA005393B1
EA005393B1 EA200200007A EA200200007A EA005393B1 EA 005393 B1 EA005393 B1 EA 005393B1 EA 200200007 A EA200200007 A EA 200200007A EA 200200007 A EA200200007 A EA 200200007A EA 005393 B1 EA005393 B1 EA 005393B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
gas turbine
turbine
air
fan
compressor
Prior art date
Application number
EA200200007A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200200007A1 (en
Inventor
Уилльям Л. Копко
Original Assignee
Инханст Тэрбайн Аутпут Холдинг, Ллс.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/388,927 external-priority patent/US6308512B1/en
Priority claimed from US09/475,154 external-priority patent/US6442942B1/en
Application filed by Инханст Тэрбайн Аутпут Холдинг, Ллс. filed Critical Инханст Тэрбайн Аутпут Холдинг, Ллс.
Publication of EA200200007A1 publication Critical patent/EA200200007A1/en
Publication of EA005393B1 publication Critical patent/EA005393B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/36Open cycles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12Cooling of plants
    • F02C7/14Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • F02C7/141Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
    • F02C7/143Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

A supercharging system for gas turbine power plants (11) is disclosed. The system includes a supercharging fan (30, 32) and a controller (50) for limiting turbine power output to prevent overload of the generator (28) at lower ambient temperatures. The controller can limit power output by burner control, inlet temperature control, control of supercharging fan pressure and other options. The system can be retrofit on an existing turbine without replacing the generator and associated parts.

Description

По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании предварительных заявок на патент США №№ 60/138848 от 10 июня 1999 г., 60/139894 от 22 июня 1999 г., 60/152277 от 3 сентября 1999 г., 60/195207 от 13 октября 1999 г. и 60/195302 от 10 апреля 2000 г. Настоящая заявка является частичным продолжением находящейся в настоящее время на рассмотрении заявки на патент США 09/388927 от 2 сентября 1999 г.This application claims priority based on provisional patent applications US No. 60/138848 dated June 10, 1999, 60/139894 dated June 22, 1999, 60/152277 dated September 3, 1999, 60/195207 dated October 13 1999 and 60/195302 of April 10, 2000. This application is a partial continuation of the pending application for US patent 09/388927 of September 2, 1999

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к газотурбинным энергетическим установкам (энергоблокам или электрическим генераторам с газотурбинным приводом), в частности к системе наддува, повышающей мощность турбогенератора (количество вырабатываемой электроэнергии) при высокой температуре окружающего воздуха. В таких энергетических установках (турбогенераторах) обычно имеется повышающая давление воздуха на входе в компрессор газовой турбины и связанная с устройством управления (регулятором) воздуходувка (вентилятор), которая может быть использована для повышения мощности существующих турбин и работает предпочтительно вместе с расположенной на входе в компрессор турбины системой охлаждения.The present invention relates to gas turbine power plants (power units or electric generators with a gas turbine drive), in particular to a pressurization system that increases the power of a turbogenerator (amount of generated electricity) at high ambient temperature. In such power plants (turbogenerators) there is usually an increase in air pressure at the inlet of the gas turbine compressor and a blower (fan) connected to the control device (regulator), which can be used to increase the power of existing turbines and preferably works together with the compressor located at the inlet turbines cooling system.

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Известно, что мощность газовых турбин падает с увеличением температуры поступающего в компрессор воздуха, причем обычно при увеличении температуры воздуха на входе в компрессор на 1°Р мощность турбины падает в соответствии с графиком, приведенным на фиг. 1, приблизительно на 0,4%. Такое падение мощности турбины при увеличении температуры поступающего в компрессор воздуха особенно неблагоприятно сказывается при использовании газотурбинных установок (газовых турбин) для выработки электрической энергии, поскольку обычно потребность в электроэнергии достигает своего пика именно в то время, когда температура окружающего воздуха поднимается до максимального уровня. Газовые турбины, генераторы и распределительные системы газотурбинных энергоблоков обычно рассчитываются на мощность турбины, которую она развивает при температуре поступающего в ее компрессор воздуха от 40 до 50°Р. При таких низких расчетных температурах фактически развиваемая в летнее время при высоких температурах окружающего воздуха мощность турбины может в зависимости от конструкции турбогенератора, местных погодных условий и характеристик газовой турбины упасть на 20-40%.It is known that the power of gas turbines decreases with increasing temperature of the air entering the compressor, and usually with increasing air temperature at the inlet to the compressor by 1 ° P, the turbine power decreases in accordance with the graph shown in FIG. 1, approximately 0.4%. Such a drop in the turbine power with increasing temperature of the air entering the compressor is especially unfavorable when using gas turbine plants (gas turbines) to generate electric energy, since usually the demand for electricity reaches its peak exactly at the time when the ambient temperature rises to its maximum level. Gas turbines, generators and distribution systems of gas turbine power units are usually calculated on the power of the turbine, which it develops at a temperature of air entering its compressor from 40 to 50 ° P. At such low design temperatures, the turbine power actually developed in the summer at high ambient temperatures can drop by 20-40% depending on the design of the turbogenerator, local weather conditions and characteristics of the gas turbine.

В настоящее время известно много различных способов охлаждения поступающего в газовую турбину воздуха, которые позволяют частично или полностью избежать связанного с высокой температурой воздуха падения мощности турбины. Подробный анализ всех этих способов содержится в опубликованной в трудах А8МЕ статье Орбоик ίη Сак ТигЬше Ро\тсг АидшеШабои Имид 1и1е1 Αίτ СЫШид, 1дог Оибгуак и др., представленной на конгрессе Сак ТигЬше аиб Аетоеидше Соидгекк аиб Ехромбои, 11-14 июня 1990 г., Брюссель, Бельгия. В качестве альтернативных способов охлаждения можно назвать прямое испарительное охлаждение и косвенное (непрямое) испарительное охлаждение, парокомпрессионное охлаждение с использованием электрической энергии, абсорбцию и охлаждение с использованием термоаккумулирующих систем.Currently, there are many different methods for cooling the air entering a gas turbine, which partially or completely avoid the turbine power drop caused by high air temperature. A detailed analysis of all these methods is contained in the article published in the proceedings of A8ME by Orboik ίη Sak Tigger Pohtid Aidshe Shaboi Imid 1i1e1 Αίτ SUSHid, 1 dog Oibguak et al. Brussels, Belgium. Alternative cooling methods include direct evaporative cooling and indirect (indirect) evaporative cooling, vapor compression cooling using electrical energy, absorption and cooling using thermal storage systems.

Из всех известных в настоящее время способов охлаждения поступающего в компрессор турбины воздуха в промышленных масштабах может быть использован только способ прямого испарительного охлаждения. К преимуществам способа прямого испарительного охлаждения относятся его низкая стоимость и простота осуществления, а к недостаткам - ограничения, связанные с определением окружающей температуры по влажному термометру. Для восточных районов США прямое испарительное охлаждение может в зависимости от местных погодных условий обеспечить снижение температуры поступающего в турбину воздуха на 10-20°Р. Более высокого снижения температуры за счет прямого испарительного охлаждения можно ожидать в юго-западных районах США с жарким, сухим климатом. Прямое испарительное охлаждение при всех его преимуществах не позволяет, однако, использовать турбину на всю проектную мощность. Несмотря на интенсивные исследования газовых турбин, проводившиеся в последние 50 лет, и достигнутые при этом успехи проблема работы газотурбинных энергетических установок (турбогенераторов) при высоких температурах окружающего воздуха все еще остается до конца не решенной.Of all currently known methods of cooling the air entering the turbine compressor on an industrial scale, only the direct evaporative cooling method can be used. The advantages of the direct evaporative cooling method include its low cost and ease of implementation, and the disadvantages are the limitations associated with determining the ambient temperature using a wet thermometer. For the eastern regions of the United States, direct evaporative cooling can, depending on local weather conditions, provide a decrease in temperature of air entering the turbine by 10-20 ° P. A higher temperature drop due to direct evaporative cooling can be expected in the southwestern United States with a hot, dry climate. Direct evaporative cooling, with all its advantages, does not allow, however, to use the turbine at full design capacity. Despite the intensive research of gas turbines over the past 50 years, and the success achieved with this, the problem of the operation of gas turbine power plants (turbogenerators) at high ambient temperatures still remains unresolved.

Представляющее особый интерес, но фактически не реализованное решение указанных выше проблем было предложено ИЛУ. Рок1ет-Редд в статье 8ирегсйагдшд о£ Сак ТигЬшек Ьу Ротееб ЭгаН Раик \Уйй Еуаротабуе 1и1егсоо1шд, опубликованной в А8МЕ в 1965 г. В этой статье для повышения мощности турбины за счет увеличения давления поступающего в компрессор воздуха предлагается использовать воздуходувку высокого давления с расположенным за ней испарительным охладителем. Теоретически такое решение обладает большими преимуществами, однако его практическая реализация связана с необходимостью использования специального по размерам генератора, для привода которого необходимо создавать новые газовые турбины. Кроме того, предлагаемое в этой статье использование одной воздуходувки с регулируемыми лопатками снижает экономичность всего газотурбинного энергоблока.Of particular interest, but not actually implemented solution to the above problems was proposed by the ILU. Rocket-Redd in article 8 and й с й д о о о С ак ак ак ак Р ее ее ее ее ее ее ее ее ее Н Ра ик ик от от от от,,,,,,,,, published in A8ME in 1965. In this article, it is proposed to use a high-pressure blower from evaporative cooler. Theoretically, such a solution has great advantages, but its practical implementation is associated with the need to use a special-sized generator, for the drive of which it is necessary to create new gas turbines. In addition, the use of a single blower with adjustable blades proposed in this article reduces the efficiency of the entire gas turbine power unit.

В опубликованной в трудах А8МЕ в журнале 1оитиа1 о£ Еидшеейид £от Сак ТигЬшек аиб Ро\\'ег в июле 1995 г, выпуск 117, страницы 513-527, статье Ко1р и др. АбуаШадек о£ Ай Соиб1бошид аиб 8иретсйатдшд аи БМ6000 Сак ТигЬше 1и1е1 приведены результаты выполненных авторами исследований, поPublished in the works of A8ME in the journal 1oitia1 o £ Yeedsheyid £ from Sak TigShek aib Po \\ 'e in July 1995, issue 117, pages 513-527, article Ko1p et al. AbuaShadek o £ Ay Soib1boshid aib 8iretsyatdshdbshbb6bak6ak Sak 1 and 1e1 show the results of studies performed by the authors, according to

-1005393 священных экономичности систем наддува и охлаждения. В этой статье говорится, что если испарительное охлаждение по своим экономическим показателям является весьма эффективным способом охлаждения поступающего в компрессор газовой турбины воздуха, то использование наддува для увеличения мощности турбины для простых циклов экономически не оправдано из-за слишком большого (вплоть до 10 лет) срока окупаемости необходимого для наддува оборудования. Больший, хотя и весьма незначительный, экономический эффект от использования наддува может быть получен на установках с комбинированным циклом. Рассмотренные в этой статье системы наддува по существу не отличаются от систем, разработанных в 60-х годах, и в отличие от турбин, которые в последние десятилетия были существенным образом усовершенствованы, практически не претерпели никаких изменений.-1005393 sacred cost-effectiveness of boost and cooling systems. This article states that while evaporative cooling is a very efficient way of cooling the air entering the compressor of a gas turbine in terms of economic performance, the use of boost to increase turbine power for simple cycles is not economically feasible because it takes too long (up to 10 years) payback necessary for boosting equipment. A greater, albeit very insignificant, economic effect from the use of boost can be obtained in combined cycle plants. The boost systems discussed in this article are essentially the same as those developed in the 60s, and unlike turbines, which have been significantly improved in recent decades, they have not undergone any changes.

Одной из серьезных проблем, существующих в настоящее время и связанных с применением наддува, является необходимость увеличения размеров генератора и другого вспомогательного оборудования газотурбинного энергоблока (турбогенератора). Затраты на замену генератора и другого вспомогательного оборудования энергоблока оказываются настолько высокими, что применение в существующих газотурбинных энергетических установках (турбогенераторах) обычных систем наддува практически не дает никакого экономического эффекта. Даже для новых энергоблоков (генераторов электрической энергии с приводом от газовой турбины) наддув может оказаться экономически оправданным только в том случае, если система наддува будет заложена в проект на самой начальной стадии проектирования и если для этого не потребуется модернизировать сам генератор, вносить изменения в распределительную систему или заменять различное вспомогательное оборудование. В статье Ко1р и др. (стр. 520) сказано, что в отличие от наддува испарительное охлаждение не требует увеличения размеров оборудования, которое входит в состав газотурбинной энергетической установки (турбогенератора). Основной вывод, который можно сделать на основании приведенных выше соображений, заключается в том, что для модернизации существующих газотурбинных энергетических установок их нужно оборудовать не системой наддува, а системой испарительного охлаждения.One of the serious problems that currently exist and associated with the use of boost is the need to increase the size of the generator and other auxiliary equipment of the gas turbine power unit (turbogenerator). The costs of replacing the generator and other auxiliary equipment of the power unit are so high that the use of conventional pressurization systems in existing gas turbine power plants (turbine generators) has virtually no economic effect. Even for new power units (electric power generators driven by a gas turbine), the boost can be economically justified only if the boost system is included in the design at the very initial design stage and if this does not require modernization of the generator itself, make changes to the distribution system or replace various accessories. An article by Ko1p et al. (P. 520) says that, in contrast to pressurization, evaporative cooling does not require an increase in the size of the equipment that is part of the gas turbine power plant (turbogenerator). The main conclusion that can be drawn on the basis of the above considerations is that for the modernization of existing gas turbine power plants they need to be equipped not with a boost system, but with an evaporative cooling system.

Еще один известный в настоящее время способ регулирования мощности газовой турбины основан на использовании компрессора с регулируемой частотой вращения. Этот способ предложен, в частности, в патентах И8 3853432 и И8 2693080. Описанные в этих патентах системы отличаются большим диапазоном регулирования и предназначены по существу для использования в газотурбинных двигателях самолетов. Основная проблема, присущая таким системам, связана с высокой стоимостью и сложностью компрессора с регулируемой частотой вращения. Другие проблемы, присущие таким системам, связаны с надежностью и сложностью в эксплуатации используемых в них зубчатых редукторов, которые имеют большие размеры. Именно по этим причинам подобные системы и не нашли заметного применения в газотурбинных энергетических установках, предназначенных для получения электрической энергии.Another currently known method for controlling the power of a gas turbine is based on the use of a variable speed compressor. This method is proposed, in particular, in patents I8 3853432 and I8 2693080. The systems described in these patents have a wide range of regulation and are intended essentially for use in gas turbine engines of aircraft. The main problem inherent in such systems is associated with the high cost and complexity of a variable speed compressor. Other problems inherent in such systems are related to the reliability and complexity of operation of gear reducers used in them, which are large. It is for these reasons that such systems have not found appreciable use in gas turbine power plants designed to produce electrical energy.

Еще один известный способ увеличения мощности газовой турбины за счет охлаждения поступающего в ее компрессор воздуха основан на увлажнении воздуха. Такой способ описан, в частности, в статье Мейет-Ношц аиб Мее Сак ТитЬше Ро\тсг ЛидтеШайои Ьу Еоддшд о£ 1и1е1 Λίτ, опубликованной в 1999 г. в материалах 28-го симпозиума по турбинному оборудованию (28'1' ТитЬомасЫпету Зутрояиш). Помимо преимуществ, связанных с охлаждением воздуха на входе в компрессор турбины, увлажнение позволяет также улучшить характеристику всего газотурбинного блока за счет охлаждения воздуха внутри компрессора. Косвенное испарительное охлаждение воздуха при добавлении в него 1% воды из расчета массового расхода воздуха позволяет увеличить мощность турбины приблизительно на 5%. В упомянутой выше статье отмечается также, что косвенное испарительное охлаждение воздуха путем его увлажнения позволяет также повысить и экономичность компрессора.Another well-known way to increase the power of a gas turbine by cooling the air entering its compressor is based on air humidification. Such a method is described, in particular, in an article by Meyet-Noshts aib Meee Sak Tithe Rho tsg LidteShayoi Lododshd about £ 1и1е1 Λίτ, published in 1999 in the materials of the 28th symposium on turbine equipment (28 ' 1 ' ТитомасЫпет Зутроиш). In addition to the advantages associated with cooling the air at the inlet to the turbine compressor, humidification also improves the performance of the entire gas turbine unit by cooling the air inside the compressor. Indirect evaporative air cooling when 1% water is added to it based on the mass flow rate of air allows increasing the turbine power by approximately 5%. The article mentioned above also notes that indirect evaporative cooling of the air by means of its humidification also improves the efficiency of the compressor.

Одно из ограничений такого способа повышения мощности газовой турбины связано с количеством водяной пыли, которое по соображениям безопасности может содержаться в поступающем в компрессор воздухе. Повышенное содержание в воздухе воды может создать проблемы, связанные с коррозией, эрозией или другими процессами, которые могут привести к выходу из строя компрессорной ступени турбины. В большинстве случаев, по крайней мере изготовитель турбины, не может гарантировать ее надежной работы при использовании в ней системы увлажнения, которая, по его мнению, может послужить причиной преждевременного выхода из строя компрессора. Несмотря на то, что увлажнение воздуха обладает по сравнению с испарительным охлаждением и еще целым рядом преимуществ, по соображениям, связанным с возможным отрицательным воздействием влаги на работу компрессора, повышение мощности большинства турбин, работающих в береговых районах с влажным климатом, за счет увлажнения воздуха, как правило, не превышает 10%.One of the limitations of this method of increasing the power of a gas turbine is associated with the amount of water dust, which, for safety reasons, may be contained in the air entering the compressor. The increased water content in the air can create problems associated with corrosion, erosion or other processes that can lead to failure of the compressor stage of the turbine. In most cases, at least the turbine manufacturer cannot guarantee its reliable operation when using a humidification system in it, which, in his opinion, can cause the compressor to fail prematurely. Despite the fact that air humidification has compared with evaporative cooling and a number of advantages, for reasons related to the possible negative effect of moisture on the compressor, the increase in the power of most turbines operating in coastal areas with a humid climate due to air humidification as a rule, does not exceed 10%.

Краткое описание сущности изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В одном из предпочтительных вариантов настоящего изобретения предлагается система повышения мощности газовой турбины при высокой температуре окружающего воздуха, имеющая по крайней мере одну нагнетательную воздуходувку, которая повышает давление поступающего в компрессор воздуха, и устройство управления или регулятор, который ограничивает максимальную мощность турбины мощностью, которую она развивает без наддува. В предпочтительном варианте изобретения предлагаемая в нем система включает охладитель воздуха, который снижает температуру воздуха, поступающего в компрессор турбины. Предлагаемой в изобретении системой можно оборудовать существующие газотурбинныеIn one preferred embodiment of the present invention, there is provided a system for increasing the power of a gas turbine at high ambient temperature, having at least one blower blower that increases the pressure of the air entering the compressor, and a control device or regulator that limits the maximum power of the turbine to the power that it develops naturally aspirated. In a preferred embodiment, the system according to the invention comprises an air cooler that reduces the temperature of the air entering the turbine compressor. Proposed in the invention system can be equipped with existing gas turbine

-2005393 установки (турбогенераторы), а также использовать ее для вновь проектируемых газотурбинных энергоблоков с наддувом.-2005393 installations (turbo-generators), and also use it for newly designed gas turbine power units with supercharging.

Одной из принципиальных особенностей изобретения и одним из его наиболее существенных преимуществ является возможность увеличения мощности турбины при максимальном потреблении электроэнергии в летнее время практически без всяких дополнительных капиталовложений, связанных с созданием газотурбинной энергетической установки (турбогенератора), рассчитанной на работу летом с максимальной нагрузкой. К другим задачам, решаемым настоящим изобретением, относится создание сравнительно компактной, не очень сложной газотурбинной энергетической установки (турбогенератора), обладающей достаточно высокой надежностью и относительно простой в эксплуатации. Задачей настоящего изобретения является также создание нагнетателя, который с успехом можно использовать для модернизации существующих газотурбинных энергетических установок. Предлагаемый в настоящем изобретении нагнетатель для газовой турбины (турбогенератора) состоит из воздуходувки и расположенного на входе в компрессор турбины увлажнителя воздуха.One of the fundamental features of the invention and one of its most significant advantages is the possibility of increasing the turbine power with maximum power consumption in the summer with virtually no additional investment related to the creation of a gas turbine power plant (turbogenerator), designed to operate in summer with maximum load. Other tasks solved by the present invention include the creation of a relatively compact, not very complex gas turbine power plant (turbogenerator), which has a sufficiently high reliability and relatively simple to operate. The present invention is also the creation of a supercharger, which can be successfully used to upgrade existing gas turbine power plants. A supercharger for a gas turbine (turbogenerator) according to the present invention consists of a blower and an air humidifier located at the inlet of the turbine compressor.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На прилагаемых к описанию чертежах показано:The accompanying description of the drawings shows:

на фиг. 1 - график зависимости мощности турбины от температуры окружающего воздуха;in FIG. 1 is a graph of turbine power versus ambient temperature;

на фиг. 2А-2В - схемы газотурбинного энергоблока, который выполнен в соответствии с одним из предпочтительных вариантов изобретения и включает охладитель воздуха, расположенный за нагнетательной воздуходувкой, повышающей давление воздуха, поступающего в компрессор турбины;in FIG. 2A-2B are diagrams of a gas turbine power unit, which is made in accordance with one of the preferred embodiments of the invention and includes an air cooler located behind the blower, which increases the pressure of the air entering the turbine compressor;

на фиг. 3 - схема газотурбинного энергоблока, выполненного по другому предпочтительному варианту изобретения, в котором использован охладитель с косвенным (непрямым) испарительным охлаждением;in FIG. 3 is a diagram of a gas turbine power unit made in accordance with another preferred embodiment of the invention, in which a cooler with indirect (indirect) evaporative cooling is used;

на фиг. 4 - схема газотурбинного энергоблока, выполненного еще по одному варианту изобретения, в котором для наддува воздуха использована осевая воздуходувка;in FIG. 4 is a diagram of a gas turbine power unit, made according to another embodiment of the invention, in which an axial blower is used to pressurize the air;

на фиг. 5 - схема газотурбинного энергоблока, выполненного еще по одному варианту изобретения, в котором для наддува воздуха использовано несколько воздуходувок;in FIG. 5 is a diagram of a gas turbine power unit, made according to another embodiment of the invention, in which several blowers are used to pressurize the air;

на фиг. 6 - графики зависимости мощности турбины от температуры воздуха для разных вариантов выполнения газотурбинного энергоблока;in FIG. 6 is a graph of turbine power versus air temperature for various embodiments of a gas turbine power unit;

на фиг. 7А и 7Б - иллюстрирующие принципы работы предлагаемого в изобретении турбогенератора графики, на которых показаны регулировочные характеристики компрессора газотурбинного блока с наложенными на них внешними характеристиками турбины;in FIG. 7A and 7B are diagrams illustrating the operating principles of a turbogenerator proposed in the invention, showing the control characteristics of a compressor of a gas turbine unit with external turbine characteristics superimposed on them;

на фиг. 8А и 8Б - графики, на которых показаны внешние характеристики воздуходувок с наложенными на них внешними характеристиками газотурбинного блока, поясняющие принцип использования нескольких воздуходувок для регулирования давления воздуха на входе в компрессор;in FIG. 8A and 8B are graphs showing the external characteristics of the blowers with the external characteristics of the gas turbine unit superimposed on them, explaining the principle of using several blowers to control the air pressure at the compressor inlet;

на фиг. 9 - график зависимости максимального давления нагнетательной воздуходувки от температуры воздуха на входе в компрессор;in FIG. 9 is a graph of the maximum pressure of the blower blower versus air temperature at the inlet to the compressor;

на фиг. 10 - схема газотурбинного энергоблока, выполненного в соответствии с еще одним вариантом изобретения, в котором изменение характеристики газовой турбины осуществляется путем подачи выходящего из компрессора горячего воздуха обратно на вход в компрессор;in FIG. 10 is a diagram of a gas turbine power unit made in accordance with another embodiment of the invention, in which a change in the characteristics of a gas turbine is carried out by supplying the hot air leaving the compressor back to the compressor inlet;

на фиг. 11 - схема газотурбинного энергоблока, выполненного в соответствии с еще одним вариантом изобретения, в котором регулирование турбины осуществляется путем регулирования параметров газа на выходе из камеры сгорания;in FIG. 11 is a diagram of a gas turbine power unit, made in accordance with another embodiment of the invention, in which the turbine is controlled by adjusting the gas parameters at the outlet of the combustion chamber;

на фиг. 12 - схема газотурбинного энергоблока, выполненного в соответствии с еще одним вариантом изобретения, в котором регулирование турбины осуществляется путем регулирования температуры на входе в компрессор;in FIG. 12 is a diagram of a gas turbine power unit, made in accordance with another embodiment of the invention, in which the turbine is controlled by controlling the temperature at the inlet to the compressor;

на фиг. 13 - схема выполненного в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения энергоблока, работающего по комбинированному циклу (энергоблок с газовой и паровой турбинами);in FIG. 13 is a diagram of a combined cycle operating unit in accordance with one embodiment of the present invention (a power unit with a gas and steam turbine);

на фиг. 14 - схема газотурбинного энергоблока, выполненного в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения, в котором для охлаждения сжатого нагнетательной воздуходувкой воздуха используются обычная градирня и охлаждающий змеевик;in FIG. 14 is a diagram of a gas turbine power unit made in accordance with a preferred embodiment of the invention, in which a conventional cooling tower and a cooling coil are used to cool the compressed air by an air blower;

на фиг. 15 - общий вид в аксонометрической проекции используемого в предлагаемом в настоящем изобретении газотурбинном энергоблоке воздуховода высокого давления, на фиг. 16А и 16Б - вид с торца и поперечное сечение соответственно ускоряющего поток воздуха диффузора воздуховода, общий вид которого показан на фиг. 15;in FIG. 15 is a perspective view in perspective of the high pressure duct used in the gas turbine power unit of the present invention; FIG. 16A and 16B are an end view and a cross-section, respectively, of an air duct diffuser accelerating an air stream, a general view of which is shown in FIG. fifteen;

на фиг. 17А и 17Б - общие виды в аксонометрической проекции изображенного на фиг. 15, 16А и 16Б воздуховода, соединяющего воздуходувку с газотурбинным блоком, и на фиг. 18 - схема газотурбинного энергоблока, выполненного в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом изобретения, в котором нагнетатель воздуха системы наддува газовой турбины содержит кроме воздуходувки и расположенный на входе в компрессор турбины увлажнитель.in FIG. 17A and 17B are perspective views in perspective of FIG. 15, 16A and 16B of the duct connecting the blower to the gas turbine unit, and in FIG. 18 is a diagram of a gas turbine power unit in accordance with another preferred embodiment of the invention, in which the supercharger of a gas turbine pressurization system comprises, in addition to a blower, a humidifier located at the inlet of the turbine compressor.

-3005393-3005393

Предпочтительные варианты выполнения изобретенияPreferred Embodiments

На фиг. 2А показана схема газотурбинного энергоблока (генератора электрической энергии с приводом от газовой турбины), выполненного в соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения. Турбогенератор 11, который является основным элементом газотурбинного энергоблока, состоит из газовой турбины 10 и генератора 28. Газовая турбина 10 состоит из компрессорной ступени (компрессора) 12, камеры сгорания 14 и турбинной ступени (турбины) 16. Турбинная ступень 16 имеет общий вал 24 с компрессором 12 и генератором 28. Компрессор 12 сжимает поступающий в него воздух 18, и сжатый в компрессоре до соответствующего давления воздух 20 попадает в камеру 14 сгорания. Попадающий в камеру 14 сгорания воздух 20 нагревается, а выходящий из камеры сгорания горячий воздух 22 попадает в турбину 16. Попадающий в турбину горячий воздух 22 приводит во вращение ротор 24 турбины, а вместе с ним и ротор генератора 28, который вырабатывает электрическую энергию. Отработанный воздух 26 выводится из турбины 16. Отработанный воздух 26 можно просто сбрасывать в атмосферу или же подавать в парогенератор описанного ниже со ссылкой на фиг. 13 работающего по комбинированному циклу энергоблока с газовой и паровой турбинами.In FIG. 2A is a diagram of a gas turbine power unit (electric power generator driven by a gas turbine) constructed in accordance with a preferred embodiment of the present invention. The turbogenerator 11, which is the main element of the gas turbine power unit, consists of a gas turbine 10 and a generator 28. The gas turbine 10 consists of a compressor stage (compressor) 12, a combustion chamber 14 and a turbine stage (turbine) 16. The turbine stage 16 has a common shaft 24 s the compressor 12 and the generator 28. The compressor 12 compresses the incoming air 18, and compressed in the compressor to the appropriate pressure, the air 20 enters the combustion chamber 14. The air 20 entering the combustion chamber 14 is heated, and the hot air leaving the combustion chamber 22 enters the turbine 16. The hot air entering the turbine 22 drives the turbine rotor 24, and with it the generator rotor 28, which generates electrical energy. The exhaust air 26 is discharged from the turbine 16. The exhaust air 26 can simply be discharged into the atmosphere or supplied to the steam generator described below with reference to FIG. 13 operating on a combined cycle power unit with gas and steam turbines.

Показанная на фиг. 2А схема самого простого по конструкции газотурбинного энергоблока позволяет раскрыть все основные особенности и принципы работы предлагаемого в настоящем изобретении турбогенератора с системой наддува, который, как очевидно, может иметь и более сложную конструкцию (в частности, двухвальную газовую турбину), но работать по тому же самому принципу. В этой связи следует отметить, что газовая турбина обычно имеет фильтры, средства контроля, устройства защиты и другое хорошо известное специалистам оборудование, не связанное с заложенными в изобретение принципами и поэтому не показанное на чертежах и не рассматриваемое подробно в приведенном ниже описании.Shown in FIG. 2A, the diagram of the simplest gas turbine power unit in design allows to reveal all the main features and principles of operation of the turbogenerator proposed in the present invention with a boost system, which, obviously, can have a more complex structure (in particular, a twin-shaft gas turbine), but work the same way the very principle. In this regard, it should be noted that a gas turbine usually has filters, controls, protection devices and other equipment well known to specialists, not related to the principles embodied in the invention and therefore not shown in the drawings and not considered in detail in the description below.

Воздух 18 подается на вход в компрессор 12 следующим образом. Окружающий воздух 40 подается двумя нагнетателями 30 и 32 в ресивер 38 сжатого воздуха. Собирающийся в ресивере сжатый воздух проходит через охладитель 34 и в виде охлажденного предварительно сжатого воздуха 18 подается на вход в компрессор 12. В качестве охладителя 34 предпочтительно использовать охладитель с непосредственным испарением, который охлаждает и увлажняет поступающий в него воздух. Конструкции таких испарительных охладителей достаточно хорошо известны. Для охлаждения воздуха, поступающего в компрессор турбины, можно также использовать и змеевики с непосредственным охлаждением, змеевики с водяным охлаждением или смесительные теплообменники, охладители с косвенным (непрямым) испарением или другие устройства, предназначенные для уменьшения температуры проходящего через них воздуха. Воду, используемую в змеевиках с водяным охлаждением, можно охлаждать в парокомпрессионных холодильниках, абсорбционных холодильниках или же брать из естественных источников холодной воды, в частности из артезианских скважин или со дна глубоких озер или морей. При охлаждении воздуха, подаваемого в компрессор газовой турбины, в абсорбционном холодильнике в качестве тепла, необходимого для работы холодильника, можно использовать тепло прошедших через турбину газов. Охладитель воздуха должен быть предпочтительно расположен между нагнетательными воздуходувками и турбиной (компрессором), хотя в принципе его можно установить и на входе в воздуходувки. Преимущество первого варианта (установка охладителя за воздуходувками) состоит в том, что в этом случае его можно использовать для отбора от воздуха тепла, добавленного к нему при сжатии в нагнетательных воздуходувках.Air 18 is supplied to the inlet of the compressor 12 as follows. Ambient air 40 is supplied by two blowers 30 and 32 to the receiver 38 of compressed air. The compressed air collected in the receiver passes through a cooler 34 and in the form of cooled pre-compressed air 18 is supplied to the inlet of the compressor 12. As a cooler 34, it is preferable to use a direct evaporation cooler that cools and moisturizes the air entering it. The designs of such evaporative coolers are well known. To cool the air entering the turbine compressor, you can also use direct cooling coils, water-cooled coils or mixing heat exchangers, coolers with indirect (indirect) evaporation or other devices designed to reduce the temperature of the air passing through them. The water used in water-cooled coils can be cooled in vapor compression refrigerators, absorption refrigerators or taken from natural sources of cold water, in particular from artesian wells or from the bottom of deep lakes or seas. When cooling the air supplied to the compressor of a gas turbine in an absorption refrigerator, the heat of the gases passed through the turbine can be used as the heat necessary for the refrigerator to operate. The air cooler should preferably be located between the blower blowers and the turbine (compressor), although in principle it can also be installed at the inlet of the blower. The advantage of the first option (installing a cooler behind the blowers) is that in this case it can be used to take heat from the air added to it during compression in pressure blowers.

Наличие в системе байпасной или перепускной заслонки 36 позволяет окружающему воздуху при неработающей системе наддува попадать в ресивер 38, минуя нагнетательные воздуходувки. На выходе из первой воздуходувки 30 установлена первая заслонка 42. Точно такая же (вторая) заслонка 44 установлена на выходе из второй воздуходувки 32. Работой воздуходувок 30 и 32 управляет устройство 50 управления (регулятор), в которое поступает сигнал от установленного на входе в компрессор турбины датчика 52. В качестве сигналов, подаваемых в регулятор, можно использовать сигналы от датчика температуры воздуха на входе в компрессор, датчика давления воздуха на выходе из компрессора, датчика выходной мощности генератора и датчика температуры окружающего воздуха. Устройство управления (регулятор) можно выполнить на базе простого термостата или компьютера (в частности микропроцессора) и других электронных устройств, которые можно использовать для контроля и регулирования характеристики турбины.The presence of a bypass or bypass damper 36 in the system allows the ambient air to flow into the receiver 38 when the boost system is inactive, bypassing the blowers. At the outlet of the first blower 30, a first damper 42 is installed. Exactly the same (second) damper 44 is installed at the outlet of the second blower 32. The operation of the blowers 30 and 32 is controlled by a control device 50 (controller), which receives a signal from the compressor installed at the inlet sensor turbines 52. As signals supplied to the controller, one can use signals from the air temperature sensor at the compressor inlet, the air pressure sensor at the compressor output, the generator output power sensor, and the temperature sensor ambient air. The control device (controller) can be performed on the basis of a simple thermostat or a computer (in particular a microprocessor) and other electronic devices that can be used to control and regulate the characteristics of the turbine.

Заслонки 42 и 44 и байпасная заслонка 36 работают как обратные клапаны, препятствующие обратному течению воздуха из газовой турбины через ресивер в воздуходувки или непосредственно в атмосферу. Заслонки открываются в зависимости от перепада давления и при отсутствии перепада давления возвращаются под действием силы тяжести в закрытое положение. На фиг. 2Б и 2В показана работа задвижек при разных режимах работы воздуходувок, что более подробно рассмотрено ниже.The dampers 42 and 44 and the bypass damper 36 operate as check valves preventing the back flow of air from the gas turbine through the receiver to the blowers or directly to the atmosphere. The dampers open depending on the differential pressure and, in the absence of a differential pressure, return by gravity to the closed position. In FIG. 2B and 2B show the operation of valves at different operating modes of blowers, which is discussed in more detail below.

Первую и вторую нагнетательные воздуходувки 30 и 32 предпочтительно выполнить в виде центробежных вентиляторов с ременным приводом или осевых вентиляторов, напрямую соединенных с приводным двигателем. Для повышения эффективности центробежных вентиляторов в них обычно используют загнутые назад лопатки. Вентиляторы такого типа могут развивать давление до 60 дюймов вод. ст. и по этому показателю вполне удовлетворяют обычно предъявляемым к ним требованиям. Для приThe first and second pressure blowers 30 and 32 are preferably in the form of belt-driven centrifugal fans or axial fans directly connected to the drive motor. To increase the efficiency of centrifugal fans, they usually use backward curved blades. Fans of this type can develop pressures up to 60 inches of water. Art. and for this indicator, they usually satisfy the requirements for them. For when

-4005393 вода нагнетательных вентиляторов обычно используют электродвигатели, предпочтительно трехфазные асинхронные двигатели, хотя в принципе для этой цели можно использовать и другие двигатели или различные механические устройства, соединяющие вентиляторы с ротором турбины.-4005393 water blowers usually use electric motors, preferably three-phase asynchronous motors, although in principle other motors or various mechanical devices connecting the fans to the turbine rotor can be used for this purpose.

Вместо двух показанных на фиг. 2А и 2В нагнетательных вентиляторов в предлагаемой в изобретении системе наддува турбины можно использовать три или большее количество вентиляторов, а также всего один вентилятор. В системе наддува с большим количеством вентиляторов, в отличие от системы с одним вентилятором, давление на входе в компрессор турбины можно регулировать ступенчато.Instead of the two shown in FIG. 2A and 2B of the blower fans, three or more fans, as well as just one fan, can be used in the turbine pressurization system of the invention. In a pressurization system with a large number of fans, unlike a system with a single fan, the pressure at the inlet to the turbine compressor can be adjusted in steps.

Целесообразно, чтобы в системе наддува с двумя нагнетательными вентиляторами вентиляторы имели разную производительность, но работали при этом при приблизительно одинаковом давлении. Первый (основной) вентилятор должен иметь большую производительность и работать, с целью снижения затрат, при постоянной частоте вращения. Второй (дополнительный) вентилятор необходимо выполнить регулируемым и использовать его для регулирования давления воздуха на входе в компрессор турбины, что более подробно описано ниже. Для регулирования производительности вентилятора обычно используют привод с регулируемой частотой вращения или - для осевых вентиляторов - поворотные лопатки с переменным шагом. Использование для регулирования производительности вентилятора поворотных лопаток, установленных на входе в вентилятор, возможно, но нежелательно из-за их относительно низкого коэффициента полезного действия.It is advisable that in a pressurization system with two discharge fans, the fans have different capacities, but operate at approximately the same pressure. The first (main) fan should have greater performance and work, in order to reduce costs, at a constant speed. The second (additional) fan must be made adjustable and used to control the air pressure at the inlet to the turbine compressor, which is described in more detail below. To control the fan performance, a variable speed drive is usually used or, for axial fans, variable pitch rotary blades. The use of rotary blades installed at the inlet of the fan to control the fan performance is possible, but undesirable due to their relatively low efficiency.

На фиг. 3 показана схема выполненного по другому варианту изобретения газотурбинного энергоблока с наддувом, в котором использован охладитель с косвенным испарительным охлаждением. Газотурбинный энергоблок, выполненный по этому варианту изобретения, отличается от энергоблока, схема которого показана на фиг. 2, только наличием в нем охладителя 60 с косвенным испарительным охлаждением, который расположен между ресивером 38 и газовой турбиной 10. В этом энергоблоке турбогенератор 11 также состоит из газовой турбины 10 и генератора 28. Газовая турбина 10 состоит из компрессорной ступени (компрессора) 12, камеры сгорания 14 и турбинной ступени (турбины) 16. В охладителе 60 с косвенным испарительным охлаждением используется вторичный поток 62 воздуха, который отбирается от основного потока 64 воздуха на выходе из необязательного холодильника 68 с непосредственным испарением, который расположен между охладителем 60 с косвенным испарительным охлаждением и газотурбинным блоком 10 и предназначен для дополнительного охлаждения поступающего в компрессор турбины воздуха. На вход в компрессор турбины 10 подается охлажденный воздух 66, оставшийся от основного потока 64 охлажденного воздуха после отбора от него вторичного потока 62 воздуха. Вторичный поток 62 воздуха нагревается и увлажняется в охладителе 60 с косвенным испарительным охлаждением воздухом, поступающим в него из ресивера 38, и в виде потока 65 отработанного воздуха выбрасывается в атмосферу.In FIG. 3 shows a diagram of a supercharged gas turbine power unit made in accordance with another embodiment of the invention, in which an indirect evaporative cooler is used. The gas turbine power unit made according to this embodiment of the invention differs from the power unit, the circuit of which is shown in FIG. 2, only by the presence in it of a cooler 60 with indirect evaporative cooling, which is located between the receiver 38 and the gas turbine 10. In this power unit, the turbogenerator 11 also consists of a gas turbine 10 and a generator 28. The gas turbine 10 consists of a compressor stage (compressor) 12, the combustion chamber 14 and the turbine stage (turbine) 16. In the cooler 60 with indirect evaporative cooling, a secondary air stream 62 is used, which is taken from the main air stream 64 at the outlet of the optional cooler 68 with direct m evaporation, which is located between the intercooler 60 to the indirect evaporative cooling unit and a gas turbine 10 and for additional cooling of the air entering the turbine compressor. At the inlet of the compressor of the turbine 10, cooled air 66 is supplied, remaining from the main stream 64 of cooled air after the secondary air stream 62 is taken from it. The secondary air stream 62 is heated and humidified in the cooler 60 with indirect evaporative cooling by the air entering it from the receiver 38, and is discharged into the atmosphere as a stream of exhaust air 65.

На фиг. 4 показан другой вариант выполнения предлагаемой в изобретении системы наддува, в которой в этом варианте используется осевой нагнетательный вентилятор с приводом от электродвигателя. Нагнетательный вентилятор 116 в этом варианте изобретения имеет рабочее колесо 102, которое приводится во вращение расположенным с ним в одном корпусе 106 электродвигателем 100. В качестве приводного двигателя вентилятора предпочтительно использовать трехфазный асинхронный электродвигатель, соединенный через контактор 104 проводами 110, 112и 114с внешней электрической сетью. При замыкании контактора 104 происходит включение электродвигателя 100, который приводит во вращение рабочее колесо 102 вентилятора, нагнетающее сжатый до определенного давления воздух 108 в газовую турбину 10. При размыкании контактора 104 электродвигатель 100 обесточивается, и рабочее колесо 102 вентилятора, которое продолжает вращаться под действием проходящего через вентилятор потока воздуха 108, снижает давление поступающего в турбину воздуха 108.In FIG. 4 shows another embodiment of the boost system according to the invention, in which this embodiment uses an axial discharge fan driven by an electric motor. The blower fan 116 in this embodiment of the invention has an impeller 102, which is driven by an electric motor 100 arranged with it in the same housing 106. It is preferable to use a three-phase asynchronous electric motor as a fan drive motor connected through an contactor 104 by wires 110, 112 and 114c to an external electrical network. When the contactor 104 is closed, the motor 100 is turned on, which drives the fan impeller 102, forcing compressed air 108 to a certain pressure into the gas turbine 10. When the contactor 104 is opened, the electric motor 100 is de-energized, and the fan impeller 102, which continues to rotate under the influence of through the air flow fan 108, reduces the pressure of the air 108 entering the turbine.

Контактор 104 можно выполнить в виде простого устройства с ручным управлением, которым оператор может в любой момент включить приводной двигатель вентилятора, увеличив тем самым мощность турбины. В предпочтительном варианте изобретения для управления контактором 104 используется термостат 109, который расположен предпочтительно в потоке поступающего в турбину воздуха 108 и включает (через контактор) нагнетательный вентилятор 116 в тот момент, когда температура поступающего в турбину воздуха 108 достигает определенного, заранее заданного значения. Такая система управления двигателем нагнетательного вентилятора, основанная на использовании термостата 109, позволяет ограничить выработку электроэнергии и защитить турбогенератор 11 от возможной перегрузки.The contactor 104 can be made in the form of a simple device with manual control by which the operator can at any time turn on the fan drive motor, thereby increasing the power of the turbine. In a preferred embodiment of the invention, a thermostat 109 is used to control the contactor 104, which is preferably located in the flow of air entering the turbine 108 and turns on (through the contactor) a blower fan 116 at a time when the temperature of the air entering the turbine 108 reaches a predetermined value. Such a control system of the motor of the blower fan, based on the use of thermostat 109, allows to limit the generation of electricity and protect the turbogenerator 11 from possible overload.

Управлять системой наддува можно и более сложными способами. Так, в частности, для наддува воздуха в турбину можно использовать вентилятор с регулируемыми лопатками, связанный с устройством управления или регулятором, который в зависимости от давления и температуры воздуха меняет угол наклона лопаток вентилятора и переводит его в режим работы, соответствующий максимальной выработке электроэнергии в пиковом режиме. На базе существующих в настоящее время микропроцессоров можно создать и более сложные системы управления. Характеристики системы можно улучшить за счет применения различных механических устройств. Так, например, для уменьшения падения давления воздуха в системе наддува при обесточенном вентиляторе можно использовать заслонку, направляющую воздух в обход вентилятора. Для уменьшения температуры поступающего в турбину воздуха вYou can control the boost system in more complex ways. So, in particular, for blowing air into the turbine, you can use a fan with adjustable blades connected to a control device or regulator, which, depending on the pressure and temperature of the air, changes the angle of inclination of the fan blades and puts it into operation corresponding to the maximum power generation in peak mode. Based on the currently existing microprocessors, you can create more complex control systems. System performance can be improved through the use of various mechanical devices. So, for example, to reduce the drop in air pressure in the boost system with a de-energized fan, a damper can be used to direct air to bypass the fan. To reduce the temperature of the air entering the turbine in

-5005393 системе охлаждения можно использовать дополнительный охладитель с прямым испарительным охлаждением или другое устройство охлаждения.-5005393 cooling system, you can use an optional cooler with direct evaporative cooling or another cooling device.

Преимуществом системы, показанной на фиг. 4, является ее низкая стоимость и простота, что особенно важно для небольших турбин. Для выбора оптимального варианта системы необходимо тщательно учитывать все аспекты проблемы, связанной с ее внедрением и в первую очередь с ее стоимостью. В некоторых случаях, хотя это и нежелательно, можно отказаться от использования в системе контактора 104. В том случае когда, например, турбину, работавшую в районе с холодным климатом, предполагается использовать в районах с тропическим климатом, систему наддува целесообразно оборудовать еще одним нагнетательным вентилятором, непрерывно работающим при работающей турбине. (При этом очень важно, чтобы такой вентилятор можно было отрегулировать в соответствии с характеристиками турбины при высоких температурах окружающего воздуха.)An advantage of the system shown in FIG. 4, is its low cost and simplicity, which is especially important for small turbines. To choose the best version of the system, it is necessary to carefully consider all aspects of the problem associated with its implementation and, first of all, with its cost. In some cases, although this is undesirable, you can refuse to use the contactor 104 in the system. In the case when, for example, a turbine operating in an area with a cold climate is supposed to be used in areas with a tropical climate, it is advisable to equip the pressurization system with another discharge fan continuously running while the turbine is running. (It is very important that such a fan can be adjusted in accordance with the characteristics of the turbine at high ambient temperatures.)

Менее предпочтительным, хотя и возможным вариантом выполнения системы наддува является вариант с нагнетательным вентилятором, который приводится во вращение непосредственно от ротора турбины. Конструктивно такой вариант реализуется наиболее просто при механическом соединении вала вентилятора с ротором турбины. Однако реально в такой схеме приходится использовать редуктор, позволяющий понижать скорость вращения вентилятора до скорости, меньшей скорости вращения турбины. Для соединения ротора турбины с валом вентилятора можно использовать электромагнитную муфту сцепления или механическое сцепление, позволяющие менять обороты вентилятора. Для снижения оборотов вентилятора можно использовать также дифференциальные зубчатые передачи, соединяющие вентилятор с тормозом, генератором или другим потребляющим механическую мощность устройством, с помощью которого можно регулировать скорость соответствующего вала зубчатой передачи. При этом, однако, следует учитывать, что такие устройства достаточно сложно (или даже вообще невозможно) встроить в существующие турбины, а зубчатые передачи и другие механические устройства, кроме того, требуют постоянного обслуживания. Поэтому такой вариант системы наддува нельзя признать столь же надежным и эффективным, как и другие варианты, предлагаемые в настоящем изобретении.A less preferred, albeit possible, embodiment of the pressurization system is a variant with a blower fan, which is driven directly from the turbine rotor. Structurally, this option is implemented most simply with a mechanical connection of the fan shaft with the turbine rotor. However, in reality, in such a scheme, it is necessary to use a gearbox, which allows to reduce the fan speed to a speed lower than the turbine speed. To connect the turbine rotor to the fan shaft, you can use an electromagnetic clutch or mechanical clutch to change the fan speed. To reduce the speed of the fan, differential gears can also be used, connecting the fan to the brake, generator or other device that uses mechanical power, with which you can adjust the speed of the corresponding gear shaft. However, it should be borne in mind that such devices are quite difficult (or even impossible) to integrate into existing turbines, and gears and other mechanical devices, in addition, require constant maintenance. Therefore, this version of the pressurization system cannot be recognized as reliable and efficient as other options proposed in the present invention.

На фиг. 5 показан еще один вариант возможного выполнения предлагаемой в изобретении системы наддува с двумя работающими последовательно нагнетательными вентиляторами. Первый нагнетательный вентилятор 216 состоит из первого рабочего колеса 202 и первого приводного двигателя 200, которые расположены в первом корпусе 206. Первый вентилятор расположен в потоке воздуха 208, который подается на вход в компрессор 12 турбины. Первый двигатель 200 соединен проводами 210, 212 и 214 через контактор 204 с внешней электрической сетью. Второй вентилятор 236 расположен перед первым вентилятором 216. Второй вентилятор 236 состоит из второго рабочего колеса 222 и второго приводного двигателя 220, которые расположены во втором корпусе 226. Второй двигатель 220 соединен проводами 230, 232 и 234 через контактор 224 с внешней электрической сетью.In FIG. 5 shows another embodiment of a possible embodiment of the inventive pressurization system with two discharge fans operating in series. The first blower fan 216 consists of a first impeller 202 and a first drive motor 200, which are located in the first housing 206. The first fan is located in the air stream 208, which is supplied to the inlet of the turbine compressor 12. The first motor 200 is connected by wires 210, 212, and 214 through a contactor 204 to an external electrical network. The second fan 236 is located in front of the first fan 216. The second fan 236 consists of a second impeller 222 and a second drive motor 220, which are located in the second housing 226. The second motor 220 is connected by wires 230, 232 and 234 through a contactor 224 to an external electrical network.

Ниже со ссылкой на фиг. 2А. 2Б и 2В, на которых показаны системы с двумя работающими параллельно нагнетательными вентиляторами, рассмотрены принцип работы и преимущества предлагаемой в изобретении системы. На схеме, показанной на фиг. 2А, оба нагнетательных вентилятора 30 и 32 работают, а байпасная заслонка 36 закрыта, и поэтому воздух не может попасть из турбины обратно в вентиляторы. При этом первая и вторая заслонки 42 и 44 открыты, и нагнетаемый вентиляторами воздух проходит в турбину.Below with reference to FIG. 2A. 2B and 2B, which show systems with two discharge fans operating in parallel, the principle of operation and advantages of the system proposed in the invention are considered. In the circuit shown in FIG. 2A, both discharge fans 30 and 32 are operating, and the bypass damper 36 is closed, and therefore air cannot enter the fans from the turbine. In this case, the first and second shutters 42 and 44 are open, and the air pumped by the fans passes into the turbine.

На схеме, показанной на фиг. 2Б, первый нагнетательный вентилятор 30 выключен, а второй нагнетательный вентилятор 32 включен. Байпасная заслонка 36 остается закрытой. При этом вторая заслонка 44 открыта, а первая заслонка 42 закрыта. И, наконец, на схеме, показанной на фиг. 2В, оба нагнетательных вентилятора 30 и 32 выключены, а их заслонки 42 и 44 закрыты. При этом байпасная заслонка 36 открыта, и воздух в турбину попадает в обход вентиляторов 30 и 32.In the circuit shown in FIG. 2B, the first discharge fan 30 is turned off, and the second discharge fan 32 is turned on. Bypass damper 36 remains closed. In this case, the second shutter 44 is open, and the first shutter 42 is closed. And finally, in the diagram shown in FIG. 2B, both discharge fans 30 and 32 are turned off, and their shutters 42 and 44 are closed. In this case, the bypass damper 36 is open, and air enters the turbine bypassing the fans 30 and 32.

На фиг. 6 показаны графики, иллюстрирующие все преимущества такой системы наддува. Эти графики построены на основании опубликованных данных по газовым турбинам. В выбранном в качестве базового варианте газотурбинного энергоблока, в котором отсутствуют наддув и внутреннее охлаждение воздуха, турбина может развить максимальную мощность при температуре окружающего воздуха, меньшей 40° Р, после чего с увеличением температуры ее максимальная мощность начинает быстро падать. В отличие от базового варианта, в котором мощность турбины при возрастании температуры сверх 40°Р начинает быстро падать, мощность турбины энергоблока, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, от температуры окружающего воздуха практически не зависит. В базовом варианте энергоблока была использована одна газовая турбина, у которой при температуре окружающего воздуха, меньшей 40°Р, максимальная мощность составляет около 100 МВт и начинает заметно падать с ростом температуры. В выполненном в соответствии с настоящим изобретением энергоблоке та же самая турбина может развить мощность в 100 МВт практически при любой температуре окружающего воздуха.In FIG. 6 is a graph illustrating all the advantages of such a boost system. These graphs are based on published data for gas turbines. In a gas turbine power unit selected as the basic version, in which there is no pressurization and internal cooling of the air, the turbine can develop maximum power at an ambient temperature of less than 40 ° P, after which its maximum power starts to drop rapidly with increasing temperature. Unlike the basic version, in which the power of the turbine begins to fall rapidly with increasing temperature above 40 ° P, the power of the turbine of a power unit made in accordance with the present invention is practically independent of the ambient temperature. In the basic version of the power unit, one gas turbine was used, in which at an ambient temperature less than 40 ° P, the maximum power is about 100 MW and begins to noticeably decrease with increasing temperature. In the power unit constructed in accordance with the present invention, the same turbine can develop a power of 100 MW at almost any ambient temperature.

Характеристики предлагаемого в изобретении энергоблока при высоких температурах сравнивали также с характеристиками более крупного энергоблока, выполненного по схеме базового варианта, а также более крупного энергоблока, выполненного по схеме базового варианта, но с установленным в нем испарительным охладителем. В более крупном энергоблоке была установлена турбина с наддувом, выполненным по известной схеме. Использование в более крупном энергоблоке испарительного охладитеThe characteristics of the power unit proposed in the invention at high temperatures were also compared with the characteristics of a larger power unit, made according to the basic version scheme, as well as a larger power unit, made according to the basic version scheme, but with an evaporative cooler installed in it. A turbine with a supercharging made according to a well-known scheme was installed in a larger power unit. Use in a larger evaporative cooling unit

-6005393 ля, который снижает температуру поступающего в турбину воздуха, позволяет при заданной выработке электроэнергии турбины и работе в пиковом режиме при высоких температурах уменьшить габариты турбины. По своим характеристикам более крупный энергоблок с испарительным охладителем, выполненный по схеме базового варианта, практически не отличается от известных газотурбинных энергоблоков с системой наддува.-6005393 a la, which reduces the temperature of the air entering the turbine, allows for a given turbine power generation and operation in peak mode at high temperatures to reduce the turbine dimensions. According to its characteristics, a larger power unit with an evaporative cooler, made according to the basic version scheme, practically does not differ from the known gas-turbine power units with a boost system.

Обычное испарительное охлаждение воздуха на входе в турбину, не увеличивая максимальную выработку электроэнергии в пиковом режиме при 40°Е, позволяет улучшить внешнюю характеристику турбины при более высоких температурах. Применение обычного нагнетательного вентилятора вместе с испарительным охладителем еще больше увеличивает выработку электроэнергии при любой температуре окружающего воздуха, что создает опасность перегрузки газотурбинного энергоблока при низких температурах окружающего воздуха.Conventional evaporative cooling of the air at the turbine inlet, without increasing the maximum power generation in peak mode at 40 ° E, can improve the external characteristics of the turbine at higher temperatures. The use of a conventional discharge fan together with an evaporative cooler further increases the generation of electricity at any ambient temperature, which creates the risk of overloading a gas turbine power unit at low ambient temperatures.

Предлагаемое в настоящем изобретении решение позволяет ограничить выработку электроэнергии, сохранив при этом все преимущества, которые дает использование наддува для работы турбины при повышенных температурах окружающего воздуха, и защищает газотурбинный энергоблок от возможных перегрузок при низкой температуре окружающего воздуха. Выработка электроэнергии в предлагаемом в изобретении энергоблоке (турбогенераторе) при изменении температуры окружающего воздуха меняется в очень ограниченных пределах.The solution proposed in the present invention allows to limit the generation of electricity, while retaining all the advantages that the use of pressurization for the operation of the turbine at elevated ambient temperatures gives, and protects the gas turbine power unit from possible overloads at low ambient temperature. The generation of electricity in the proposed power unit (turbogenerator) with a change in ambient temperature varies within very limited limits.

В табл. 1 приведены (полученные на основании данных, приведенных в упомянутой выше статье Ко1р и др.) данные, позволяющие сравнить по стоимости турбогенераторы с предложенной в настоящем изобретении системой наддува с турбогенераторами, выполненными по обычным схемам. Из приведенных в этой таблице данных следует, что затраты на оборудование турбогенератора новой системой наддува приблизительно в два раза меньше затрат на создание турбогенератора с увеличенной максимальной мощностью турбины. Увеличение стоимости турбогенератора с испарительным охлаждением воздуха на 1 кВт, связанное с установкой на нем оборудования для наддува, составляет около $300 на кВт, тогда как затраты на создание нового турбогенератора с увеличенной максимальной мощностью турбины составляют около $700 на кВт. Одновременное использование испарительного охладителя и системы наддува позволяет увеличить максимальную мощность турбины при работе в пиковом режиме в летнее время более чем на 30%. Предлагаемая в настоящем изобретении система регулирования позволяет создать турбогенератор, выработка электроэнергии которым при снижении температуры окружающего воздуха практически не меняется, благодаря чему исключается необходимость в увеличении размеров генератора и всего связанного с ним вспомогательного оборудования. Приведенные в таблице данные подтверждают все преимущества настоящего изобретения при создании новых энергетических установок. При модернизации существующих турбогенераторов затраты на установку на них обычных нагнетательных вентиляторов возрастают как минимум на порядок, поскольку при этом для увеличения выработки электроэнергии при низких температурах окружающего воздуха требуется заменить не только сам генератор, но и все связанное с ним вспомогательное оборудование.In the table. Figure 1 shows (obtained on the basis of the data given in the above article by Co1p et al.) Data allowing cost-comparison of turbo-generators with the pressurization system proposed in the present invention with turbo-generators made according to conventional schemes. From the data given in this table it follows that the cost of equipping a turbogenerator with a new boost system is approximately half the cost of creating a turbogenerator with an increased maximum turbine power. The increase in the cost of a turbogenerator with evaporative air cooling by 1 kW associated with the installation of boost equipment on it is about $ 300 per kW, while the cost of creating a new turbogenerator with an increased maximum turbine power is about $ 700 per kW. The simultaneous use of an evaporative cooler and a boost system makes it possible to increase the maximum turbine power during peak operation in summer by more than 30%. The control system proposed in the present invention allows the creation of a turbogenerator, the generation of electricity which practically does not change with a decrease in ambient temperature, which eliminates the need to increase the size of the generator and all associated auxiliary equipment. The data in the table confirm all the advantages of the present invention when creating new power plants. When modernizing existing turbine generators, the cost of installing conventional pressure fans on them increases by at least an order of magnitude, since in order to increase electricity production at low ambient temperatures, it is necessary to replace not only the generator itself, but also all associated auxiliary equipment.

Таблица 1. Сравнение стоимости различных вариантовTable 1. Comparison of the cost of various options

Стоимость Cost Мощность (кВт) при пиковой нагрузке Power (kW) at peak load Увеличение мощности (кВт) при пиковой нагрузке Power increase (kW) at peak load Увеличение стоимости на кВт Cost increase per kW Турбина, рассчитанная на пиковую нагрузку Peak Turbine базовый вариант basic option $21260400 $ 21,260,400 30372 30372 30372 30372 $700 $ 700 ПЛЮС испарительный охладитель PLUS evaporative cooler $220000 $ 220,000 36180 36180 5808 5808 $38 $ 38 плюс система наддува plus boost system $1386000 $ 1,386,000 40749 40749 4569 4569 $303 $ 303 плюс более крупный генератор и др. оборудование plus a larger generator and other equipment $580550 $ 580,550 40749 40749 0 0 бесконечно большая величина infinitely large value Комбинированный турбогенератор Combined Turbo Generator основной вариант main option $38885000 $ 38,885,000 38885 38885 38885 38885 $1000 $ 1000 плюс испарительный охладитель plus evaporative cooler $220000 $ 220,000 47415 47415 8530 8530 $26 $ 26 плюс система наддува plus boost system $1386000 $ 1,386,000 53183 53183 5768 5768 $240 $ 240 плюс более крупный генератор и другое оборудование plus a larger generator and other equipment $1796238 $ 1796238 53183 53183 0 0 бесконечно большая величина infinitely large value

-7005393-7005393

В табл. 2 приведены данные, отражающие, насколько вентилятор наддува улучшает характеристики турбогенератора. Из таблицы, в частности, видно, что мощность, потребляемая вентилятором, составляет 1,24 МВт, а выработка электроэнергии возрастает при этом на 4 МВт. Иными словами, в чистом виде выработка электроэнергии возрастает на 2,8 МВт. Такой результат свидетельствует о том, что наддув может существенно увеличить выработку электроэнергии турбогенераторов, работающих в режиме пиковых нагрузок.In the table. 2 shows data reflecting how much the boost fan improves the characteristics of the turbogenerator. From the table, in particular, it can be seen that the power consumed by the fan is 1.24 MW, while electricity generation increases by 4 MW. In other words, in its pure form, electricity generation increases by 2.8 MW. This result indicates that boost can significantly increase the generation of electricity from turbo-generators operating in peak loads.

Таблица 2. Сравнение по выработке электроэнергии разных вариантов турбогенераторов мощностью 100 МВтTable 2. Comparison of power generation of different options for turbo-generators with a capacity of 100 MW

Базовый вариант Basic version Только охладитель Cooler only Только дополнительный вентилятор Extra fan only Дополнительный вентилятор и охладитель Additional fan and cooler Изменение статического давления на входе (дюймы вод. ст.) Inlet static pressure change (inches water) 0 0 -0,5 -0.5 10 10 9,5 9.5 Температура воздуха на входе в турбину, °Е Turbine inlet air temperature, ° E 95 95 77 77 99,9 99.9 78,7 78.7 Влияние изменения температуры на выработку электроэнергии (МВт) The effect of temperature changes on electricity generation (MW) 0 0 7,20 7.20 -1,96 -1.96 6,5 6.5 Влияние статического давления на выработку электроэнергии The effect of static pressure on power generation 0 0 -0,30 -0.30 6,00 6.00 5,70 5.70 Мощность привода дополнительного вентилятора Additional fan drive power 0 0 0,00 0.00 -1,24 -1.24 -1,24 -1.24 Чистое изменение выработки электроэнергии (МВт) Net change in electricity generation (MW) 0 0 6,90 6.90 2,80 2.80 10,96 10.96

(Допущения: 8 СТМ/кВт, 95°Т по сухому термометру, 75°Т по смоченному термометру, коэффициент полезного действия вентилятора - 80%, коэффициент полезного действия электродвигателя - 95%, 0,4%-ное изменение в кВт/(Т, 0,6%-ное изменение в кВт/дюйм вод. ст., коэффициент полезного действия охладителя - 90%)(Assumptions: 8 STM / kW, 95 ° T for a dry thermometer, 75 ° T for a wet thermometer, fan efficiency - 80%, motor efficiency - 95%, 0.4% change in kW / (T , 0.6% change in kW / inch water column; cooler efficiency - 90%)

Приведенные в таблице данные свидетельствуют о том, что одновременное применение в турбогенераторе нагнетательного вентилятора для наддува турбины и испарительного охладителя позволяет существенно увеличить выработку электроэнергии. Как уже было отмечено выше, применение только одного нагнетательного вентилятора для наддува турбины без системы охлаждения воздуха позволяет увеличить выработку электроэнергии на 2,8 МВт. С другой стороны, установка такого же вентилятора на турбине с охладителем с прямым испарительным охлаждением позволяет увеличить выработку электроэнергии на 4,06 МВт. Таким образом, эффект от использования нагнетательного вентилятора вместе с охладителем почти на 50% превышает эффект, который дает только один вентилятор (без охладителя). На основании анализа приведенных в таблице данных можно сделать вывод о том, что совместное использование в турбогенераторе системы наддува и системы охлаждения воздуха дает больший эффект, чем их раздельное использование, и поэтому является наиболее предпочтительным.The data presented in the table indicate that the simultaneous use of a blower fan for turbine pressurization and an evaporative cooler in a turbogenerator can significantly increase power generation. As noted above, the use of only one discharge fan to pressurize a turbine without an air cooling system can increase power generation by 2.8 MW. On the other hand, installing the same fan on a turbine with a direct evaporative cooling cooler allows you to increase electricity generation by 4.06 MW. Thus, the effect of using a discharge fan together with a cooler is almost 50% higher than the effect that gives only one fan (without a cooler). Based on the analysis of the data presented in the table, it can be concluded that the combined use of a boost system and an air cooling system in a turbogenerator gives a greater effect than their separate use, and therefore is most preferable.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что существенный эффект от системы наддува может быть получен даже в том случае, когда вентилятор повышает статическое давление воздуха на входе в турбину всего на 10 дюймов вод. ст. Больший эффект может быть достигнут при использовании нагнетательных вентиляторов, создающих более высокое статической давление. В целом ряде случаев оптимальные результаты могут быть получены в том случае, когда статическое давление, создаваемое системой наддува на входе в турбину, превышает 60 дюймов вод. ст.From the above table. 2 of the data it follows that a significant effect from the boost system can be obtained even when the fan increases the static air pressure at the turbine inlet by only 10 inches of water. Art. Greater effect can be achieved by using pressure fans that create higher static pressure. In a number of cases, optimal results can be obtained when the static pressure created by the boost system at the turbine inlet exceeds 60 inches of water. Art.

На фиг. 7А и 7Б показаны регулировочные характеристики компрессора, которые позволяют оценить, каким образом настоящее изобретение позволяет повысить мощность турбины. По вертикальной оси отложена величина относительного давления на входе в турбину, которая равна отношению давления на входе в турбину к атмосферному давлению. По горизонтальной оси отложен коэффициент расхода, который вычисляется по следующему уравнению:In FIG. 7A and 7B show compressor control characteristics that allow one to evaluate how the present invention improves turbine power. The vertical axis shows the relative pressure at the entrance to the turbine, which is equal to the ratio of the pressure at the entrance to the turbine to atmospheric pressure. The horizontal axis represents the flow coefficient, which is calculated by the following equation:

тУв коэффициент расхода = δ ’tUv flow coefficient = δ ’

-8005393 где т означает массовый расход воздуха, проходящего через турбину, δ означает давление на входе в компрессор, деленное на нормальное атмосферное давление, и θ означает абсолютную температуру воздуха на входе в компрессор, деленную на расчетную абсолютную температуру.-8005393 where t is the mass flow rate of air passing through the turbine, δ is the pressure at the compressor inlet divided by normal atmospheric pressure, and θ is the absolute temperature at the compressor inlet divided by the calculated absolute temperature.

Относительное давление воздуха на входе в турбину равно давлению на выходе из компрессора, деленному на атмосферное давление. В рассматриваемом примере предполагается, что влияние падения давления в камере сгорания и другие несущественные факторы учтено во внешних характеристиках компрессора и турбины (подробную информацию об этом можно найти в 10-й главе книги В1а111с Рипбатеи1а1к о£ Сак ТигЫиек).The relative air pressure at the turbine inlet is equal to the pressure at the compressor outlet divided by atmospheric pressure. In the considered example, it is assumed that the influence of the pressure drop in the combustion chamber and other non-essential factors are taken into account in the external characteristics of the compressor and turbine (detailed information on this can be found in the 10th chapter of the book В1а111с Рипбатей1а1к о £ Сак ТигЫиек).

Кривая 300 представляет собой характеристику компрессора при расчетных условиях, а кривая 301 - характеристику компрессора при пиковом значении температуры на входе. Кривая 302 отражает характеристику турбины при расчетных условиях, а кривая 303 - характеристику турбины при пиковом значении температуры на входе. Точка 304 пересечения характеристик компрессора (кривая 300) и турбины (кривая 302) характеризует расчетный режим работы турбины газовой. Точка 305 пересечения характеристик компрессора (кривая 301) и турбины (кривая 303) характеризует режим работы газовой турбины при пиковом значении температуры на входе. Прямая линия 306 характеризует все возможные режимы работы газовой турбины при различных температурах на входе. Поднимающаяся вверх прямая линия 307 характеризует предельно возможные режимы устойчивой работы компрессора.Curve 300 represents the compressor response under design conditions, and curve 301 represents the compressor response at peak inlet temperature. Curve 302 represents the turbine response under design conditions, and curve 303 represents the turbine response at peak inlet temperature. The point 304 of intersection of the characteristics of the compressor (curve 300) and the turbine (curve 302) characterizes the calculated mode of operation of the gas turbine. The point 305 of the intersection of the characteristics of the compressor (curve 301) and the turbine (curve 303) characterizes the operation mode of the gas turbine at the peak value of the inlet temperature. Straight line 306 characterizes all possible modes of operation of a gas turbine at various inlet temperatures. The straight line rising up 307 characterizes the maximum possible modes of stable operation of the compressor.

Мощность, развиваемая турбиной при высокой температуре воздуха (точка 305), намного меньше мощности, развиваемой турбиной при расчетных условиях (точка 304). С увеличением температуры воздуха на входе в турбину возрастает скорость звука, в результате чего уменьшается число Маха компрессора, и его внешняя характеристика смещается влево в область меньших массовых расходов. Снижение массового расхода воздуха при возрастании температуры происходит и из-за снижения его плотности. В результате этих изменений снижается не только массовый расход воздуха, но и величина относительного давления на входе в турбину, что, как очевидно, снижает энергию, под действием которой происходит ее вращение. Увеличить энергию, под действием которой происходит вращение турбины, можно путем охлаждения воздуха.The power developed by the turbine at high air temperature (point 305) is much less than the power developed by the turbine under design conditions (point 304). With increasing air temperature at the turbine inlet, the speed of sound increases, as a result of which the Mach number of the compressor decreases, and its external characteristic shifts to the left to the region of lower mass flow rates. A decrease in air mass flow with increasing temperature also occurs due to a decrease in its density. As a result of these changes, not only the mass air flow rate is reduced, but also the relative pressure at the turbine inlet, which, obviously, reduces the energy that causes its rotation. It is possible to increase the energy under the action of which the turbine rotates by cooling the air.

На фиг. 7Б показано, каким образом предлагаемая в изобретении система позволяет увеличить мощность турбины при пиковых значениях температуры окружающего воздуха. При предварительном сжатии поступающего в компрессор воздуха, которое увеличивает относительное давление на входе в турбину, и увеличении температуры на входе в компрессор возможные режимы работы компрессора определяются его внешней характеристикой, изображенной на графике в виде кривой 310. Из-за небольшого увеличения температуры меняется и внешняя характеристика турбины (прямая линия 312). В этом случае режим работы газовой турбины будет определяться точкой 314 пересечения внешней характеристики турбины (прямая линия 312) с внешней характеристикой компрессора (кривая 310). В таком режиме будет работать газовая турбина с наддувом (с нагнетательным вентилятором), но без системы охлаждения поступающего в нее воздуха. Все возможные по давлению (и расходу) режимы работы выполненной таким образом газовой турбины определяются положением точек, лежащих на прямой линии 318. Увеличение выходной мощности турбины происходит и за счет увеличения плотности воздуха, которое происходит при его предварительном сжатии в нагнетательном вентиляторе.In FIG. 7B shows how the system of the invention makes it possible to increase turbine power at peak ambient temperatures. When preliminarily compressing the air entering the compressor, which increases the relative pressure at the turbine inlet, and increasing the temperature at the compressor inlet, the possible compressor operation modes are determined by its external characteristic, shown in the graph in the form of curve 310. The external temperature also changes due to a small temperature increase turbine characteristic (straight line 312). In this case, the operation mode of the gas turbine will be determined by the point 314 of intersection of the external characteristic of the turbine (straight line 312) with the external characteristic of the compressor (curve 310). In this mode, a gas turbine with supercharging (with a blower fan) will work, but without a cooling system for the air entering it. All possible pressure (and flow) operating modes of a gas turbine thus constructed are determined by the position of points lying on a straight line 318. An increase in the output power of the turbine also occurs due to an increase in air density, which occurs when it is precompressed in the discharge fan.

При испарительном охлаждении и снижении температуры воздуха, поступающего в компрессор, внешние характеристики компрессора и турбины меняются, что отражено кривой 316 и прямой линией 320. При наддуве и охлаждении поступающего в турбину воздуха рабочая точка 322 турбины будет лежать на пересечении кривой 316 (внешняя характеристика компрессора) и прямой 320 (внешняя характеристика турбины). Такой анализ совместной работы компрессора и турбины позволяет приблизительно оценить исходную расчетную мощность газовой турбины при одновременном использовании системы наддува и системы охлаждения воздуха на входе в турбину. При этом предельные значения мощности турбины, а также ее рабочее давление и расчетную мощность турбогенератора можно задать с учетом возможностей турбины, генератора и другого оборудования энергоблока. При соответствующем выборе параметров нагнетательного вентилятора и установленного на входе в компрессор охладителя можно добиться того, чтобы выходная мощность турбины при любой температуре окружающего воздуха не превышала ее расчетной мощности.With evaporative cooling and a decrease in the temperature of the air entering the compressor, the external characteristics of the compressor and turbine change, which is reflected by curve 316 and a straight line 320. When boosting and cooling the air entering the turbine, the operating point 322 of the turbine will lie at the intersection of curve 316 (external characteristic of the compressor ) and direct 320 (external turbine characteristic). Such an analysis of the combined operation of the compressor and the turbine makes it possible to approximately estimate the initial design power of the gas turbine while using the pressurization system and the air cooling system at the turbine inlet. In this case, the limiting values of the turbine power, as well as its operating pressure and the design power of the turbogenerator can be set taking into account the capabilities of the turbine, generator and other equipment of the power unit. With the appropriate choice of the parameters of the discharge fan and the cooler installed at the compressor inlet, it is possible to ensure that the output power of the turbine at any ambient temperature does not exceed its rated power.

На фиг. 8А показаны внешние характеристики системы наддува, состоящей из работающих параллельно нагнетательных вентиляторов, создающих на входе в турбину необходимое избыточное давление. При параллельной работе вентиляторов оба вентилятора работают при одном и том же давлении, а их расходы суммируются друг с другом. Внешняя характеристика основного (первого) вентилятора изображена на фиг. 8А в виде кривой 350. Внешняя характеристика турбины при незначительно меняющемся в зависимости от давления на входе расходе имеет вид почти вертикальной прямой линии 356. Режим работы газовой турбины в этом случае определяется точкой 358 пересечения внешней характеристики вентилятора (кривая 350) с внешней характеристикой турбины (прямая линия 356). Рабочая точка 358 соответствует работе только одного вентилятора.In FIG. Figure 8A shows the external characteristics of a pressurization system, which consists of discharge fans operating in parallel, creating the necessary overpressure at the turbine inlet. In parallel operation of the fans, both fans operate at the same pressure, and their costs are summed with each other. The external characteristic of the main (first) fan is shown in FIG. 8A in the form of a curve 350. The external characteristic of the turbine at a flow rate slightly varying depending on the inlet pressure has the form of an almost vertical straight line 356. The operation mode of the gas turbine in this case is determined by the point 358 of intersection of the external characteristic of the fan (curve 350) with the external characteristic of the turbine ( straight line 356). Operating point 358 corresponds to the operation of only one fan.

-9005393-9005393

Показанная на фиг. 8 А кривая 352 представляет собой первую внешнюю характеристику второго (дополнительного) вентилятора при его работе с максимальными оборотами. Кривая 364 является внешней характеристикой системы наддува при двух работающих совместно вентиляторах. При совместной работе двух вентиляторов режим работы газовой турбины будет определяться положением точки 366 пересечения внешней характеристики системы наддува (кривая 364) с внешней характеристикой турбины (прямая линия 356). Вторая внешняя характеристика второго (дополнительного) вентилятора при его работе с низкими оборотами изображена на фиг. 8А в виде кривой 354, а внешняя характеристика системы наддува с работающим в нормальном режиме первым вентилятором и работающим при низких оборотах вторым вентилятором изображена на фиг. 8 А в виде кривой 360. Режим работы газовой турбины в этом случае будет определяться положением точки 362, лежащей на пересечении внешних характеристик турбины и системы наддува, в которой второй вентилятор работает на низких оборотах.Shown in FIG. 8A curve 352 represents the first external characteristic of the second (additional) fan when it is operating at maximum speed. Curve 364 is an external characteristic of the boost system with two fans working together. When two fans work together, the gas turbine operation mode will be determined by the position of the point 366 of intersection of the external characteristic of the boost system (curve 364) with the external characteristic of the turbine (straight line 356). The second external characteristic of the second (additional) fan during its operation with low revolutions is depicted in FIG. 8A in the form of curve 354, and the external characteristic of the pressurization system with the first fan operating normally and the second fan operating at low revolutions is shown in FIG. 8A in the form of a curve 360. The gas turbine operating mode in this case will be determined by the position of point 362 lying at the intersection of the external characteristics of the turbine and the boost system, in which the second fan operates at low revolutions.

На фиг. 8Б показаны внешние характеристики системы с двумя работающими последовательно одинаковыми вентиляторами. Кривой 372 на фиг. 8Б изображена внешняя характеристика одного вентилятора. При работающем одном вентиляторе турбина будет работать в режиме, определяемом положением точки 378 пересечения ее внешней характеристики с внешней характеристикой вентилятора. Кривой 374 на фиг. 8Б изображена внешняя характеристика системы наддува при двух работающих последовательно вентиляторах. При двух работающих последовательно вентиляторах турбина будет работать в режиме, определяемом положением точки 376.In FIG. 8B shows the external characteristics of a system with two identical fans operating in series. Curve 372 in FIG. 8B shows the external characteristic of one fan. With one fan running, the turbine will operate in a mode determined by the position of point 378 of the intersection of its external characteristic with the external characteristic of the fan. Curve 374 in FIG. 8B shows the external characteristic of the boost system with two fans operating in series. With two fans operating in series, the turbine will operate in the mode determined by the position of point 376.

На фиг. 9 в качестве примера показана зависимость между максимальным давлением, создаваемым системой наддува, и температурой воздуха на входе в турбину, которую можно использовать для регулирования нагнетательных вентиляторов. Регулирование давления, создаваемого вентиляторами, осуществляется с помощью устройства управления или регулятора, в который подается сигнал, пропорциональный температуре воздуха на входе в турбину. Такой способ регулирования давления вентиляторов позволяет достаточно просто увеличить рабочую мощность турбины до максимального уровня. Наибольший эффект от такого способа регулирования вентиляторов может быть получен при модернизации существующих турбогенераторов, поскольку при этом полностью или практически полностью отпадает необходимость внесения изменений в существующую систему регулирования турбогенератора.In FIG. Figure 9 shows, by way of example, the relationship between the maximum pressure generated by the boost system and the temperature of the air entering the turbine, which can be used to control the blower fans. The pressure generated by the fans is controlled by means of a control device or a regulator, which receives a signal proportional to the temperature of the air entering the turbine. This method of regulating the pressure of the fans allows you to simply increase the operating power of the turbine to a maximum level. The greatest effect of this method of regulating fans can be obtained by modernizing existing turbogenerators, since this completely or almost completely eliminates the need to make changes to the existing regulation system of the turbogenerator.

Изобретение предполагает возможность и более сложных способов регулирования турбогенератора. Так, в частности, другим предпочтительным вариантом предлагаемой в изобретении системы регулирования турбогенератора 421, показанного на фиг. 10, является система, в которой часть сжатого компрессором воздуха подается обратно на вход в компрессор. Показанный на фиг. 10 турбогенератор состоит из газовой турбины 432 и генератора 426. В свою очередь газовая турбина 432 состоит из камеры 422 сгорания, компрессора 420 и турбины 424, которая имеет с компрессором общий ротор 430. Поступающий в компрессор 420 воздух 440 сжимается в компрессоре, и сжатый в компрессоре воздух 442 попадает в камеру сгорания. Поступающий в камеру 422 сгорания воздух 442 нагревается в камере сгорания, а выходящий из камеры сгорания горячий воздух 444 попадает в турбину 424. Турбина 424 приводится во вращение потоком воздуха, отводимым из нее в виде потока 446 отработанного воздуха. Турбогенератор содержит также другие хорошо известные специалистам и поэтому не показанные на чертеже устройства, включая несущую раму (корпус), подшипники, устройства контроля и т.д. Для привода генератора помимо газовой турбины можно также использовать паровую турбину, а также различные многовальные турбины.The invention suggests the possibility of more complex ways of regulating a turbogenerator. Thus, in particular, another preferred embodiment of the inventive control system of the turbogenerator 421 shown in FIG. 10 is a system in which a portion of the compressor compressed air is fed back to the compressor inlet. Shown in FIG. 10, the turbine generator consists of a gas turbine 432 and a generator 426. In turn, the gas turbine 432 consists of a combustion chamber 422, a compressor 420 and a turbine 424, which has a common rotor 430 with the compressor. The air 440 entering the compressor 420 is compressed in the compressor, and compressed into compressor 442 air enters the combustion chamber. The air 442 entering the combustion chamber 422 is heated in the combustion chamber, and the hot air 444 leaving the combustion chamber enters the turbine 424. The turbine 424 is driven into rotation by an air stream discharged therefrom in the form of an exhaust air stream 446. The turbogenerator also contains other devices well known to those skilled in the art and therefore not shown in the drawing, including the supporting frame (housing), bearings, monitoring devices, etc. In addition to the gas turbine, a steam turbine, as well as various multi-shaft turbines, can also be used to drive the generator.

Турбина 424 приводит во вращение компрессор 420 и генератор 426, которые имеют с ней общий ротор 430. Вырабатываемая генератором электрическая мощность передается в электрическую сеть через трансформатор 428, соединенный с генератором проводами 436.The turbine 424 drives the compressor 420 and the generator 426, which have a common rotor 430 with it. The electric power generated by the generator is transmitted to the electric network through a transformer 428 connected to the generator by wires 436.

Нагнетательный вентилятор 423 сжимает поступающий в него воздух 453, и сжатый в вентиляторе воздух 455 попадает в первый испарительный охладитель 425. Основными элементами первого испарительного охладителя 425 являются насос 437 и покрытый изнутри соответствующим материалом испаритель 435. Поступающий в первый испарительный охладитель 425 сжатый воздух 455 выходит из него в виде холодного сжатого воздуха 440, который подается на вход в турбину.The blower fan 423 compresses the incoming air 453, and the compressed air 455 enters the first evaporative cooler 425. The main elements of the first evaporative cooler 425 are the pump 437 and the inside of the evaporator 435 coated with the corresponding material. The compressed air 455 entering the first evaporative cooler 425 leaves from it in the form of cold compressed air 440, which is fed to the turbine inlet.

Нагнетательный вентилятор, статическое давление на выходе из которого составляет около 60 дюймов вод.ст., выполнен предпочтительно в виде центробежного или осевого вентилятора. Сжатый вентилятором воздух 455 и охлажденный в охладителе сжатый воздух 440 проходят по воздуховодам, рассчитанным на такое высокое давление; предпочтительные варианты конструктивного выполнения таких воздуховодов показаны на фиг. 15, 16А, 16Б, 17А и 17Б и подробно рассмотрены ниже.The blower fan, the static pressure at the outlet of which is about 60 inches of water, is preferably made in the form of a centrifugal or axial fan. The air compressed by the fan 455 and the compressed air 440 cooled in the cooler pass through air ducts designed for such a high pressure; preferred embodiments of such ducts are shown in FIG. 15, 16A, 16B, 17A and 17B and are discussed in detail below.

На входе в нагнетательный вентилятор 423 установлен второй испарительный охладитель 434. Основными элементами этого охладителя являются также покрытый изнутри соответствующим материалом испаритель 434 и насос 436, прокачивающий воду через испаритель, в котором на смоченной водой поверхности происходит испарение воды, сопровождающееся охлаждением проходящего через испаритель наружного воздуха, охлажденный поток 453 которого поступает на вход нагнетательного вентилятора 423. Испарительные охладители имеют также отстойник с поплавковым клапаном, контролирующим уровень воды в отстойнике, и устройство, которое во избежание засоления воды в замкнутом контуре охлаждения периодически стравливает из него небольшое количество воды.A second evaporative cooler 434 is installed at the inlet of the blower fan 423. The main elements of this cooler are also the inside of the evaporator 434 coated with the appropriate material and the pump 436, which pumps water through the evaporator, in which water evaporates on the surface moistened with water, accompanied by cooling of the outside air passing through the evaporator , the cooled stream of which 453 enters the inlet of the blower fan 423. Evaporative coolers also have a sump with a float valve SG controlling the water level in the sump, and a device which avoid the salinity of water in a closed cooling circuit periodically bleeds out of it a small amount of water.

-10005393-10005393

В качестве охладителя в предлагаемой в изобретении системе можно использовать любые из выпускаемых в настоящее время промышленностью испарительных охладителей, которые хорошо известны и поэтому не требуют подробного описания. Кроме того, помимо показанных на чертежах охладителей с прямым испарительным охлаждением для работы предлагаемого в изобретении турбогенератора с системой наддува можно, как уже было отмечено выше, использовать охладители с косвенным испарительным охлаждением или испарители с комбинированным прямым и косвенным испарительным охлаждением.As a cooler in the system of the invention, any of the evaporative coolers currently available in the industry can be used, which are well known and therefore do not require a detailed description. In addition, in addition to the direct evaporative cooling chillers shown in the drawings, for operation of the turbogenerator proposed in the invention with a boost system, as already noted above, indirect evaporative cooling coolers or evaporators with combined direct and indirect evaporative cooling can be used.

Ключевой отличительной особенностью предлагаемого в настоящем изобретении турбогенератора является соотношение между размерами используемой в нем газовой турбины с наддувом и размерами генератора и связанного с ним вспомогательного оборудования. Так, в частности, в предлагаемом в изобретении турбогенераторе размеры генератора и турбины выбираются таким образом, чтобы при пиковых нагрузках в летнее время генератор работал практически на полную мощность. (В отличие от этого в существующих в настоящее время газотурбинных энергоблоках размеры генератора и вспомогательного оборудования выбираются из расчета того, что он должен развивать максимальную мощность при работающей с максимальной нагрузкой системе наддува в зимнее время, когда температура воздуха на входе не превышает 40°Р, с постепенным уменьшением мощности по мере увеличения температуры окружающего воздуха). Для этого в предлагаемом в настоящем изобретении турбогенераторе используется специальная система регулирования мощности турбины при низких температурах окружающего воздуха, которая защищает генератор от возможной перегрузки.A key distinguishing feature of the turbogenerator proposed in the present invention is the ratio between the dimensions of the supercharged gas turbine used in it and the dimensions of the generator and associated auxiliary equipment. So, in particular, in the turbogenerator proposed in the invention, the dimensions of the generator and turbine are selected so that, with peak loads in the summer, the generator runs at almost full power. (In contrast to the existing gas turbine power units, the dimensions of the generator and auxiliary equipment are selected on the basis that it should develop maximum power with a boost system operating at maximum load in winter, when the inlet air temperature does not exceed 40 ° P, with a gradual decrease in power with increasing ambient temperature). To this end, the turbogenerator proposed in the present invention uses a special turbine power control system at low ambient temperatures, which protects the generator from possible overload.

В предлагаемой в изобретении системе регулирования имеется устройство управления или регулятор 460, в который поступает сигнал 468 от датчика 462 тока, который измеряет ток генератора. В качестве такого регулятора 460 можно использовать как обычный регулятор турбогенератора, обеспечивающий безопасную работу турбогенератора при номинальной мощности, так и регулятор, выполненный в виде отдельного (автономного) блока. В качестве датчика тока предпочтительно использовать трансформатор тока, выдающий сигнал переменного тока. В качестве установленного на генераторе датчика можно использовать и другие типы датчиков, например датчики напряжения, оптические датчики или датчики с выходным радиочастотным сигналом.In the inventive control system, there is a control device or regulator 460, which receives a signal 468 from a current sensor 462, which measures the current of the generator. As such a regulator 460, one can use either a conventional turbogenerator regulator, which ensures safe operation of the turbogenerator at rated power, or a regulator made in the form of a separate (stand-alone) unit. As a current sensor, it is preferable to use a current transformer that produces an AC signal. Other types of sensors, such as voltage sensors, optical sensors, or sensors with an RF output signal, can be used as a sensor installed on the generator.

Регулятор 460 выдает сигнал 464 управления на привод заслонки 450, которая регулирует расход возвращаемого обратно на вход в компрессор теплого сжатого воздуха 452, отбираемого от воздуха 442, который из компрессора подается в камеру сгорания. Регулятор 460 выдает также сигналы управления 466 и 467 на насосы 436 и 437, соответственно, и сигнал 465 управления нагнетательным вентилятором 423. В данном варианте управление насосами и вентилятором может быть выполнено по самой простой схеме (включен/выключен), однако в принципе система регулирования может быть более сложной, основанной на регулировании оборотов насосов и вентилятора, их регулировании с помощью входных лопаток или на применении насосов и вентиляторов с поворотными лопатками.The controller 460 provides a control signal 464 to the damper actuator 450, which controls the flow of warm compressed air 452, which is returned to the compressor inlet, taken from the air 442, which is supplied from the compressor to the combustion chamber. The controller 460 also provides control signals 466 and 467 to the pumps 436 and 437, respectively, and the control signal 465 of the blower fan 423. In this embodiment, the pumps and the fan can be controlled according to the simplest scheme (on / off), however, in principle, the control system may be more complex, based on the regulation of the speed of the pumps and fan, their regulation with the help of inlet blades or on the use of pumps and fans with rotary blades.

Поскольку предлагаемая в изобретении система рассчитана на получение максимальной мощности турбогенератора при пиковых нагрузках в летнее время, при падении температуры окружающего воздуха и увеличении выходной мощности турбины вырабатываемая генератором мощность может превысить его максимальную расчетную мощность. При падении температуры окружающего воздуха возрастает уровень сигнала 468, поступающего в регулятор 460 от датчика 462 тока генератора. Регулятор в ответ на этот сигнал выключает насос 436, который прокачивает охлаждающую воду через второй испарительный охладитель 470, в результате чего увеличивается практически до окружающей температуры сухого термометра температура воздуха 453, поступающего в нагнетательный вентилятор. При дальнейшем падении температуры окружающего воздуха регулятор в оптимальном варианте приоткрывает заслонку 450, и часть выходящего из компрессора теплого воздуха 452 возвращается обратно на вход в компрессор, где этот теплый воздух смешивается с холодным воздухом 440, поступающим в компрессор из вентилятора. Дальнейшее падение температуры окружающего воздуха сопровождается дальнейшим открытием заслонки с соответствующим снижением тока генератора, который постепенно переходит на работу в номинальном режиме пиковых нагрузок в летнее время.Since the system proposed in the invention is designed to obtain maximum turbogenerator power at peak loads in summer, when the ambient temperature drops and the turbine output power increases, the power generated by the generator can exceed its maximum rated power. When the ambient temperature drops, the signal level 468 increases, which enters the controller 460 from the generator current sensor 462. The controller, in response to this signal, turns off the pump 436, which pumps cooling water through the second evaporative cooler 470, as a result of which the temperature of air 453 entering the discharge fan increases almost to the ambient temperature of the dry thermometer. With a further drop in ambient temperature, the regulator optimally opens the damper 450, and part of the warm air leaving the compressor 452 is returned to the compressor inlet, where this warm air is mixed with cold air 440, which enters the compressor from the fan. A further drop in ambient temperature is accompanied by a further opening of the damper with a corresponding decrease in the generator current, which gradually switches to work in the nominal peak load mode in summer.

В тот момент, когда температура окружающего воздуха снижается до минимального расчетного уровня, по сигналам 465 и 467, поступающим из регулятора 460 в вентилятор и насос, происходит выключение вентилятора 423 и насоса 437 первого испарительного охладителя 425 и, как следствие этого, полное отключение системы наддува. После отключения системы наддува регулятор 460 может по сигналу 464 полностью перекрыть заслонку 450.At that moment, when the ambient temperature drops to the minimum design level, according to the signals 465 and 467 coming from the controller 460 to the fan and pump, the fan 423 and pump 437 of the first evaporative cooler 425 are turned off and, as a result, the pressurization system is completely turned off . After the boost system is turned off, controller 460 may, at signal 464, completely shut off the damper 450.

Схема другого варианта предлагаемого в настоящем изобретении газотурбинного энергоблока (турбогенератора) показана на фиг. 11. Аналогично варианту, показанному на фиг. 10, в регулятор 474 поступает сигнал 468 от датчика 462 тока генератора и в ответ на этот сигнал регулятор выдает сигнал 466 управления на насос 436. В этом варианте, однако, контроллер 474 не только управляет заслонкой, которая регулирует расход теплого сжатого воздуха, поступающего с выхода компрессора обратно на вход в компрессор, но и выдает сигнал 472 управления в камеру 422 сгорания, от режима работы которой зависит выходная мощность турбины. Предпочтительно регулятор 474 встроить в обычную систему реA diagram of another embodiment of a gas turbine power unit (turbogenerator) of the present invention is shown in FIG. 11. Similar to the embodiment shown in FIG. 10, a signal 468 from the generator current sensor 462 is supplied to the controller 474, and in response to this signal, the controller provides a control signal 466 to the pump 436. In this embodiment, however, the controller 474 not only controls the damper that controls the flow of warm compressed air from compressor output back to the compressor inlet, but also gives a control signal 472 to the combustion chamber 422, the turbine output depends on the operation mode of which. It is preferable to integrate 474 into a conventional re

-11005393 гулирования, обеспечивающую безопасную работу турбогенератора в нормальном режиме, хотя в принципе его можно выполнить и в виде отдельного блока.-11005393 of walking, ensuring the safe operation of the turbogenerator in normal mode, although in principle it can also be performed as a separate unit.

Система регулирования в варианте, показанном на фиг. 11, работает так же, как и система регулирования в варианте, показанном на фиг. 10. При падении температуры окружающего воздуха и соответственном увеличении тока генератора регулятор 474 по сигналу от датчика тока выключает насос 436, прекращая тем самым работу второго испарительного охладителя 470. Если при этом ток генератора не снижается до величины, соответствующей мощности генератора при пиковом потреблении электроэнергии в летнее время, то регулятор 474 по выдаваемому им в камеру сгорания сигналу 472 управления снижает температуру горячих газов, поступающих в турбину из камеры 422 сгорания. При дальнейшем снижении температуры окружающего воздуха регулятор, одновременно выключая нагнетательный вентилятор 423 и первый испарительный охладитель 425, полностью отключает от турбогенератора всю систему наддува.The control system in the embodiment shown in FIG. 11 operates in the same way as the control system in the embodiment shown in FIG. 10. If the ambient temperature drops and the generator current increases correspondingly, the controller 474 switches off the pump 436 by a signal from the current sensor, thereby stopping the operation of the second evaporative cooler 470. If, however, the generator current does not decrease to a value corresponding to the generator power at peak power consumption in summer time, the controller 474 on the control signal 472 issued by it to the combustion chamber reduces the temperature of the hot gases entering the turbine from the combustion chamber 422. With a further decrease in ambient temperature, the controller, while turning off the blower fan 423 and the first evaporative cooler 425, completely disconnects the entire charge system from the turbogenerator.

На фиг. 12 показана схема еще одного варианта выполнения предлагаемого в изобретении газотурбинного энергоблока (турбогенератора), в котором выходная мощность турбины регулируется с помощью нагревателя путем изменения температуры воздуха на входе в компрессор. В этом варианте в регулятор 484 поступает сигнал 490 от датчика 488 температуры, который измеряет температуру воздуха 440 на входе в компрессор. Регулятор 484 выдает сигнал 482 управления в установленный до компрессора нагреватель 480, выходящий из которого нагретый воздух 486 затем поступает в компрессор 420. (Расположенный в предпочтительном варианте перед испарительным охладителем нагреватель можно также установить и между испарительным охладителем 470 и компрессором 420 при условии, что он изготовлен из материалов, которые не подвергаются интенсивной коррозии при воздействии на них имеющего высокую температуру влажного воздуха).In FIG. 12 is a diagram of yet another embodiment of a gas turbine power unit (turbogenerator) according to the invention, in which the output of the turbine is controlled by a heater by changing the temperature of the air entering the compressor. In this embodiment, a signal 490 is supplied to the controller 484 from a temperature sensor 488, which measures the temperature of the air 440 at the compressor inlet. The controller 484 provides a control signal 482 to a heater 480 installed prior to the compressor, from which the heated air 486 then flows to the compressor 420. (A heater located in front of the evaporative cooler can also be installed between the evaporative cooler 470 and compressor 420, provided that it made of materials that are not subject to intense corrosion when exposed to high temperature moist air).

Существует много различных вариантов выполнения такого нагревателя. В самом простом варианте его можно выполнить в виде газовой горелки. В качестве нагревателя можно также использовать котел с теплообменником типа жидкость-воздух, в котором воздух нагревается нагретой в котле водой. Третьим вариантом является использование теплообменника, в котором подаваемый в компрессор воздух нагревается отходящими из турбины газами 446. (Этот вариант является наиболее экономичным и поэтому, при небольшой стоимости теплообменника, наиболее предпочтительным). Для нагревания воздуха можно также использовать электрические нагреватели, что в принципе нежелательно из-за их низкой экономичности. Наиболее дешевым способом нагрева подаваемого в компрессор воздуха 440 является подача в компрессор части отходящих из турбины газов 446, хотя во многих случаях такое решение может оказаться неприемлемым из-за проблем, связанных с коррозией компрессора 420 или других узлов турбогенератора. Нагреватель независимо от его типа должен быть регулируемым и должен поддерживать температуру выходящего из него нагретого воздуха 486 приблизительно на постоянном уровне.There are many different embodiments of such a heater. In the simplest version, it can be made in the form of a gas burner. As a heater, you can also use a boiler with a liquid-air heat exchanger, in which air is heated by the water heated in the boiler. The third option is the use of a heat exchanger, in which the air supplied to the compressor is heated by exhaust gases from the turbine 446. (This option is the most economical and therefore, at a low cost of the heat exchanger, the most preferred). To heat the air, you can also use electric heaters, which in principle is undesirable due to their low efficiency. The cheapest way to heat the air 440 supplied to the compressor is to supply part of the exhaust gas 446 to the compressor, although in many cases this solution may not be acceptable due to problems associated with corrosion of the compressor 420 or other components of the turbogenerator. The heater, irrespective of its type, must be adjustable and must maintain the temperature of the heated air 486 leaving it at approximately constant level.

В варианте, показанном на фиг. 12, система регулирования предназначена для поддержания на минимальном уровне температуры воздуха 453 на входе в нагнетательный вентилятор. При падении температуры окружающего воздуха регулятор 484 выключает насос 436, прокачивающий воду через испарительный охладитель 470, который прекращает охлаждать проходящий через него воздух. При дальнейшем снижении температуры окружающего воздуха регулятор 484 выдает сигнал 482 управления в нагреватель 480, который, получив этот сигнал, включается и поддерживает температуру воздуха 453 на входе в вентилятор на требуемом уровне.In the embodiment shown in FIG. 12, the control system is designed to maintain at a minimum level of air temperature 453 at the inlet to the discharge fan. When the ambient temperature drops, the controller 484 turns off the pump 436, which pumps water through the evaporative cooler 470, which stops cooling the air passing through it. With a further decrease in the ambient temperature, the controller 484 provides a control signal 482 to the heater 480, which, having received this signal, turns on and maintains the air temperature 453 at the inlet to the fan at the required level.

В показанном на фиг. 13 варианте предлагаемый в изобретении энергоблок работает по комбинированному циклу с использованием одновременно двух турбин - газовой и паровой. В этом энергоблоке 506 имеется дополнительная паротурбинная установка 498, в которой для выработки дополнительной электрической энергии используется тепло отходящих газов газовой турбины 424. В состав паротурбинной установки 498 входят соединенные последовательно в замкнутый контур паровой котел 504, паровая турбина 500, конденсатор 502 и конденсатно-питательный водяной насос 503. На энергоблоке имеется еще один замкнутый контур, в котором установлен теплообменник 491 типа жидкость-воздух, соединенный водяным насосом 492 с теплообменником 496, предназначенным для нагревания воды, циркулирующей в этом контуре, за счет тепла выходящих из турбины газов. Насос 492 прокачивает воду 512 (жидкость) через теплообменник 496, в котором вода отбирает тепло от потока 508 газов, прошедших через котел 508 паровой турбины. Насос, в который поступает сигнал 494 управления от регулятора 484, регулирует расход воды 512 в замкнутом контуре, регулируя тем самым температуру воздуха 486, который поступает из нагревателя на выход испарительного охладителя 470. Как и в варианте, показанном на фиг. 12, регулятор может на первом этапе регулирования температуры воздуха на входе в турбину отключить второй испарительный охладитель 470, а затем при необходимости вообще отключить от газовой турбины всю систему наддува.As shown in FIG. In the 13th embodiment, the power unit proposed in the invention operates in a combined cycle using two turbines simultaneously - gas and steam. This power unit 506 has an additional steam turbine installation 498, in which the heat of the exhaust gases of a gas turbine 424 is used to generate additional electric energy. The steam turbine installation 498 includes a steam boiler 504, a steam turbine 500, a condenser 502, and a condensate feed water pump 503. At the power unit there is another closed loop in which a liquid-air heat exchanger 491 is installed, connected by a water pump 492 to a heat exchanger 496, which Values for heating the water circulating in the circuit due to the heat emerging from the gas turbine. A pump 492 pumps water 512 (liquid) through a heat exchanger 496, in which water draws heat from a stream of 508 gases passing through a steam turbine boiler 508. The pump into which the control signal 494 from the controller 484 enters regulates the flow of water 512 in a closed circuit, thereby regulating the temperature of the air 486, which enters from the heater to the outlet of the evaporative cooler 470. As in the embodiment shown in FIG. 12, the controller can, at the first stage of regulating the temperature of the air entering the turbine, turn off the second evaporative cooler 470, and then, if necessary, completely disconnect the entire charge system from the gas turbine.

(В описанном выше варианте в качестве тепла для нагревания поступающего в систему наддува воздуха использовалось тепло прошедших через котел паровой турбины отходящих газов 508 газовой турбины, при этом, однако, отдельные элементы установки приходится изготавливать из коррозионностойких материалов, которые могли бы выдерживать воздействие на них азотной и возможно серной кислоты. Одним из решений этой проблемы могло бы быть использование пластмассовых труб, которые,(In the embodiment described above, the heat of the exhaust gas 508 of the gas turbine passing through the steam turbine boiler was used as heat to heat the air entering the charging system, however, however, some elements of the installation must be made of corrosion-resistant materials that could withstand exposure to nitrogen and possibly sulfuric acid. One solution to this problem would be to use plastic pipes, which,

-12005393 однако, не выдерживают высоких температур. Для уменьшения температуры проходящих через такие трубы газов отходящие из газовой турбины газы можно смешивать с окружающим воздухом, снижая их температуру до температуры, которую могли бы выдержать трубы из пластмассы. Для нагревания воды, которая используется для нагревания окружающего воздуха, можно также использовать теплообменник типа газ-жидкость, в котором тепло передается от газа к жидкости. Во избежание проблем, связанных с образованием кислотного конденсата, в жидкость (воду) можно добавлять некоторое количество соответствующего нейтрализующего кислоту агента (например бикарбонат натрия). В этом случае для уменьшения рабочей температуры отходящие из газовой турбины газы также целесообразно смешивать с определенным количеством окружающего воздуха.)-12005393 however, does not withstand high temperatures. To reduce the temperature of the gases passing through such pipes, the gases leaving the gas turbine can be mixed with the ambient air, reducing their temperature to the temperature that the plastic pipes could withstand. To heat water, which is used to heat the surrounding air, a gas-liquid type heat exchanger can also be used, in which heat is transferred from gas to liquid. In order to avoid problems associated with the formation of acid condensate, a certain amount of an appropriate acid neutralizing agent (e.g. sodium bicarbonate) can be added to the liquid (water). In this case, it is also advisable to mix the exhaust gases from the gas turbine with a certain amount of ambient air.)

Турбинный энергоблок, схема которого показана на фиг. 13, не только позволяет повысить выработку электроэнергии при высоких температурах окружающего воздуха, но и обладает повышенной эффективностью, которая, как известно, в работающих по комбинированному циклу турбогенераторах несколько возрастает с повышением температуры воздуха на входе в компрессор. В этом отношении следует отметить, что показанный на фиг. 13 вариант с замкнутым контуром, в котором используется тепло отходящих газов турбины, не является единственно возможным вариантом выполнения предлагаемого в изобретении турбинного энергоблока, работающего по комбинированному циклу. При этом, в частности, для подогрева поступающего в систему наддува воздуха можно использовать конденсатор 502 паровой турбины. Еще одним возможным решением является использование теплообменника типа воздухвоздух, в котором поступающий в систему наддува воздух нагревается выходящими из газовой турбины газами.A turbine power unit, the circuit of which is shown in FIG. 13, not only allows to increase the generation of electricity at high ambient temperatures, but also has increased efficiency, which, as is known, in turbine generators operating in the combined cycle increases slightly with increasing air temperature at the compressor inlet. In this regard, it should be noted that shown in FIG. 13, the closed-loop variant, in which the heat of the exhaust gases of the turbine is used, is not the only possible embodiment of the proposed turbine power unit operating in a combined cycle. In this case, in particular, to heat the air entering the pressurization system, a steam turbine condenser 502 can be used. Another possible solution is to use an air-air heat exchanger in which the air entering the pressurization system is heated by the gases leaving the gas turbine.

На рассмотренных выше схемах показаны различные варианты возможного выполнения предлагаемого в настоящем изобретении газотурбинного энергоблока (турбогенератора). В этой связи необходимо отметить, что в качестве сигналов обратной связи в описанной выше системе регулирования можно использовать не только сигнал от датчика тока генератора или сигнал от датчика температуры воздуха на входе в компрессор, но и сигналы, характеризующие другие параметры работы турбогенератора. К таким параметрам, характеризующим работу турбогенератора, которые можно использовать в системе регулирования, относятся, в частности, мощность генератора, температура сухого окружающего воздуха, температура влажного окружающего воздуха, крутящий момент и ряд других параметров.The above diagrams show various options for a possible implementation of the proposed in the present invention gas turbine power unit (turbogenerator). In this regard, it should be noted that as feedback signals in the control system described above, it is possible to use not only the signal from the generator current sensor or the signal from the air temperature sensor at the compressor inlet, but also signals characterizing other parameters of the turbogenerator operation. Such parameters that characterize the operation of the turbogenerator that can be used in the control system include, in particular, generator power, dry ambient temperature, humid ambient temperature, torque, and a number of other parameters.

Использование в схемах, показанных на фиг. 10-13, второго испарительного охладителя, расположенного до нагнетательного вентилятора, не обязательно, и от него можно отказаться без заметного изменения характеристик энергоблока. При этом, однако, следует иметь в виду, что использование второго испарительного охладителя, позволяющего увеличить давление, создаваемое нагнетательным вентилятором при высокой температуре окружающего воздуха, обеспечивает возможность некоторого увеличения выходной мощности энергоблока.Use in the circuits shown in FIG. 10-13, the second evaporative cooler, located before the discharge fan, is not necessary, and it can be abandoned without a noticeable change in the characteristics of the power unit. In this case, however, it should be borne in mind that the use of a second evaporative cooler, which allows increasing the pressure created by the discharge fan at high ambient temperature, provides the possibility of some increase in the output power of the power unit.

Следует также отметить, что в некоторых случаях можно отказаться и от использования первого испарительного охладителя, что, однако, приведет к более заметному изменению характеристик энергоблока. Поэтому делать это целесообразно только при особой необходимости, например при нехватке воды и/или при отсутствии свободного места для размещения этого охладителя.It should also be noted that in some cases you can refuse to use the first evaporative cooler, which, however, will lead to a more noticeable change in the characteristics of the power unit. Therefore, it is advisable to do this only if there is a special need, for example, with a lack of water and / or in the absence of free space to accommodate this cooler.

Необходимо далее отметить, что во всех рассмотренных выше вариантах оптимальным способом регулирования нагнетательного вентилятора является его простое включение-выключение. Регулировать нагнетательный вентилятор можно и более сложными способами, например с помощью привода с регулируемой скоростью или путем использования вентиляторов с поворотными лопатками, которые хотя и позволяют добиться некоторого снижения потребляемой вентилятором мощности, тем не менее не являются предпочтительными, поскольку для изменения выходной мощности турбины целесообразно регулировать режим работы камеры сгорания или температуры воздуха на входе в компрессор.It should be further noted that in all the options considered above, the optimal way to control the blower fan is to simply turn it on and off. The blower fan can also be controlled in more complex ways, for example, by using a variable-speed drive or by using fans with rotary blades, which, although they allow a certain decrease in the power consumed by the fan, are nevertheless not preferred, since it is advisable to regulate the turbine output operating mode of the combustion chamber or air temperature at the inlet to the compressor.

На фиг. 14 показан еще один предпочтительный вариант предлагаемого в настоящем изобретении газотурбинного энергоблока с системой косвенного (непрямого) испарительного охлаждения и регулируемым по скорости вращения приводом нагнетательного вентилятора системы наддува турбины. Показанный на фиг. 14 регулируемый привод 550 вентилятора питается от внешней сети переменного тока и выдает переменное напряжение с регулируемой частотой на асинхронный электродвигатель 552. Выходной вал 554 электродвигателя 552 соединен с нагнетательным вентилятором 556. Нагнетательный вентилятор всасывает окружающий воздух и подает сжатый воздух 558 в охлаждающий змеевик 560. Охлаждающий змеевик, который представляет собой теплообменник типа вода-воздух, охлаждает воздух, не увлажняя его при этом. Выходящий из змеевика холодный воздух 570 попадает в испарительный охладитель 425, конструкция которого описана выше.In FIG. 14 shows another preferred embodiment of a gas turbine power unit of the present invention with an indirect (indirect) evaporative cooling system and a speed-controlled drive of a blower fan of a turbine pressurization system. Shown in FIG. 14, the variable-speed drive 550 of the fan is powered by an external AC network and supplies variable voltage with an adjustable frequency to the induction motor 552. The output shaft 554 of the motor 552 is connected to the discharge fan 556. The discharge fan draws in ambient air and supplies compressed air 558 to the cooling coil 560. The cooling coil the coil, which is a water-air heat exchanger, cools the air without humidifying it. The cold air exiting the coil 570 enters the evaporative cooler 425, the construction of which is described above.

Охлаждающий змеевик 560 соединен трубопроводом 562 с насосом 564 и градирней 566 и образует вместе с ними замкнутый контур, который работает как охладитель с косвенным испарительным охлаждением. Градирню предпочтительно выполнить в виде градирни с нагнетательным вентилятором, в которой воду можно охладить до температуры, близкой к окружающей температуре смоченного термометра.The cooling coil 560 is connected by a pipe 562 to the pump 564 and the cooling tower 566 and forms a closed circuit with them, which acts as a cooler with indirect evaporative cooling. The cooling tower is preferably made in the form of a cooling tower with an injection fan, in which water can be cooled to a temperature close to the ambient temperature of the wetted thermometer.

(В районах с дефицитом воды вместо обычной мокрой градирни можно использовать так называемую сухую градирню и вообще отказаться от испарительного охлаждения. В этом случае сухая градирня(In areas with water shortages, instead of the usual wet cooling tower, you can use the so-called dry cooling tower and generally abandon evaporative cooling. In this case, a dry cooling tower

-13005393 и змеевик будут работать как обычный теплообменник, в котором происходит теплообмен между окружающим воздухом и воздухом, выходящим из нагнетательного вентилятора.)-13005393 and the coil will operate as a normal heat exchanger, in which heat is exchanged between the ambient air and the air leaving the discharge fan.)

Кроме рассмотренных выше, возможны и другие конструктивные решения системы охлаждения и использование других теплообменников. Так, в частности, градирню и охлаждающий змеевик можно заменить теплообменником типа воздух-воздух, пропуская через него окружающий воздух и воздух, выходящий из нагнетательного вентилятора. В этом случае охладитель воздуха с прямым испарительным охлаждением следует установить до этого теплообменника в магистрали, по которой проходит окружающий воздух, обеспечив тем самым его дополнительное охлаждение. Хотя такие схемы и возможны, они тем не менее не являются предпочтительными, поскольку требуют создания крупного дорогостоящего теплообменника с большой поверхностью теплообмена и большой разницей давлений проходящих через него потоков воздуха.In addition to the above, other structural solutions of the cooling system and the use of other heat exchangers are possible. So, in particular, the cooling tower and cooling coil can be replaced with an air-to-air heat exchanger, passing ambient air and air leaving the discharge fan through it. In this case, the air cooler with direct evaporative cooling should be installed before this heat exchanger in the line through which the surrounding air passes, thereby ensuring its additional cooling. Although such schemes are possible, they are nevertheless not preferred, since they require the creation of a large, expensive heat exchanger with a large heat exchange surface and a large pressure difference of the air flows passing through it.

В местах возможного замерзания воды приходится принимать специальные меры по защите трубопроводов, охлаждающего змеевика и градирни. Для этого можно использовать различную теплоизоляцию и нагреватели, системы слива воды из контура охлаждения и соляной раствор в теплообменнике типа вода-соляной раствор. (Использование теплообменника типа вода-соляной раствор решает одновременно и другую проблему, связанную с образованием в трубах охлаждающего змеевика отложений грязи, попадающей в воду при ее охлаждении в градирне, и необходимостью использования в одноконтурных системах соответствующих фильтров.)In places of possible freezing of water, special measures have to be taken to protect pipelines, a cooling coil and a cooling tower. To do this, you can use various thermal insulation and heaters, systems for draining water from the cooling circuit and brine in a water-brine type heat exchanger. (The use of a water-salt solution type heat exchanger simultaneously solves another problem related to the formation of dirt deposits in the pipes of the cooling coil that enter the water when it is cooled in the cooling tower and the need to use appropriate filters in single-circuit systems.)

В этом варианте регулятор 568 защищает турбогенератор от перегрузки при низких температурах окружающего воздуха. В регулятор 568 поступает сигнал 572 от датчика температуры 573, установленного на входе в компрессор и измеряющего температуру поступающего в компрессор воздуха 440. В регулятор поступает также сигнал 574 от датчика 575 давления, измеряющего давление сжатого воздуха 558 на выходе из вентилятора. Датчик 575 давления можно установить в любом месте установки между нагнетательным вентилятором 556 и газовой турбиной 432, поскольку падение давления воздуха в соединяющей их воздушной магистрали достаточно мало.In this embodiment, regulator 568 protects the turbogenerator from overload at low ambient temperatures. The controller 568 receives a signal 572 from a temperature sensor 573 installed at the compressor inlet and measures the temperature of the air 440 entering the compressor. The controller also receives a signal 574 from a pressure sensor 575 that measures the pressure of the compressed air 558 at the outlet of the fan. A pressure sensor 575 can be installed anywhere in the installation between the blower fan 556 and the gas turbine 432, since the drop in air pressure in the air line connecting them is quite small.

Регулятор 568 выдает сигнал 578 регулирования скорости в регулируемый привод 550 работающего с переменной скоростью приводного двигателя вентилятора. В результате соответствующего изменения скорости вращения вентилятора в системе наддува постоянно поддерживается оптимальное давление воздуха. Регулятор также выдает сигнал 576 управления в насос 564, установленный в замкнутом включающем градирню контуре охлаждения воды и сигнал 580 управления в насос 437, установленный в испарительном охладителе.The controller 568 provides a speed control signal 578 to the variable speed drive 550 of the variable speed drive fan motor. As a result of a corresponding change in the fan speed in the pressurization system, the optimum air pressure is constantly maintained. The controller also provides a control signal 576 to a pump 564 installed in a closed cooling water circuit including a cooling tower and a control signal 580 to a pump 437 installed in an evaporative cooler.

Обычно по этим сигналам происходит просто включение или выключение насоса.Usually these signals simply turn the pump on or off.

Для изменения расхода воздуха нагнетательного вентилятора можно, помимо описанного выше частотно-регулируемого привода, использовать и другие различные способы. К таким способам относятся, в частности, способ, предложенный в патенте И8 5947854 и в предварительной заявке на патент США 60/164590 и основанный на использовании электромеханического регулируемого привода, а также способы, основанные на использовании токовихревых муфт, электродвигателей постоянного тока, вентиляторов с поворотными лопатками, регулируемых входных направляющих аппаратов и т.д. и т.п.In addition to the variable frequency drive described above, other various methods can be used to change the air flow rate of the discharge fan. Such methods include, in particular, the method proposed in I8 patent 5947854 and in provisional patent application US 60/164590 and based on the use of an electromechanical variable drive, as well as methods based on the use of eddy current couplings, DC motors, rotary fans blades, adjustable inlet guide vanes, etc. etc.

Существенное преимущество этого варианта состоит в возможности подавать в газовую турбину сравнительно холодный воздух. Сжатие воздуха в нагнетательном вентиляторе не оказывает никакого влияния на измеренную по смоченному термометру температуру воздуха на входе в систему охлаждения. Поэтому поступающий в охлаждающий змеевик воздух 558 можно охладить в нем до температуры, близкой к окружающей температуре по смоченному термометру, не повышая при этом влажность воздуха. В расположенном за змеевиком испарительном охладителе 425 воздух еще больше охлаждается и одновременно увлажняется. В итоге воздух, поступающий в газовую турбину, может иметь температуру, которая приблизительно на 10°Р меньше температуры воздуха при его простом охлаждении в охладителе с прямым испарительным охлаждением. Такое снижение температуры поступающего в турбину воздуха позволяет приблизительно на 2,5% увеличить количество электроэнергии, вырабатываемой турбогенератором. Поскольку обычно около 10% от полученной дополнительно электроэнергии расходуется на работу вентилятора градирни и работу насоса, чистое увеличение вырабатываемой турбогенератором электроэнергии в этом варианте составляет как минимум 2%.A significant advantage of this option is the ability to deliver relatively cold air to the gas turbine. The compression of the air in the discharge fan does not have any effect on the air temperature measured by the wetted thermometer at the inlet to the cooling system. Therefore, the air 558 entering the cooling coil can be cooled in it to a temperature close to the ambient temperature using a wet thermometer without increasing air humidity. In the evaporative cooler 425 behind the coil, the air is further cooled and humidified. As a result, the air entering the gas turbine may have a temperature that is approximately 10 ° P lower than the temperature of the air when it is simply cooled in a cooler with direct evaporative cooling. Such a decrease in the temperature of the air entering the turbine makes it possible to increase the amount of electricity generated by the turbogenerator by approximately 2.5%. Since usually about 10% of the additional electricity received is spent on cooling tower fan operation and pump operation, the net increase in the electricity generated by the turbo-generator in this embodiment is at least 2%.

Система охлаждения нагнетаемого в газовую турбину воздуха может быть и более сложной. Так, в частности, вместо охладителя с прямым испарительным охлаждением можно использовать механические, сиккативные (поглощающие влагу) или абсорбционные системы охлаждения. Другим возможным вариантом является использование в системе охлаждения подземных вод или холодной воды из озера или океана. Такие системы позволяют использовать для наддува турбины воздух с существенно более низкими температурами, повысив за счет этого полезную мощность турбогенератора. Недостатком подобных систем является их сложность и необходимость дополнительных капиталовложений.The cooling system of the air injected into the gas turbine can be more complex. So, in particular, instead of a cooler with direct evaporative cooling, mechanical, desiccant (moisture absorbing) or absorption cooling systems can be used. Another possible option is to use groundwater or cold water from a lake or ocean in a cooling system. Such systems make it possible to use air with significantly lower temperatures for boosting the turbine, thereby increasing the useful power of the turbogenerator. The disadvantage of such systems is their complexity and the need for additional investment.

Как уже было отмечено выше, воздуховоды для сжатого нагнетательным вентилятором воздуха и воздуха, поступающего на вход в турбину, должны выдерживать относительно высокое давление и поэтому должны иметь соответствующую конструкцию, предпочтительный вариант которой показан на фиг. 15. В выполненном по этому варианту воздуховоде, который состоит из внутренней трубы 610 иAs already noted above, air ducts for compressed air and air entering the turbine must be able to withstand a relatively high pressure and must therefore have a suitable design, a preferred embodiment of which is shown in FIG. 15. In the made according to this option duct, which consists of an inner pipe 610 and

-14005393 круглой наружной трубы 611, имеется канал 612, предназначенный для выравнивания давления жидкости, протекающей по внутренней трубе и заполняющей свободное пространство 615 между внутренней и наружной трубами. (В предлагаемой в настоящем изобретении системе по такому трубопроводу проходит сжатый воздух, однако такую же конструкцию трубопровода можно использовать и для перекачки любых жидкостей под высоким давлением.) Свободное пространство 615 между трубами предпочтительно заполнить жидкостью или пористым материалом, например стекловолокном, пенопластом с открытыми порами или другим подобным материалом. Пористый материал не только снижает шум, создаваемый проходящим по трубопроводу воздухом, но и повышает несущую способность всего трубопровода.-14005393 round outer pipe 611, there is a channel 612, designed to equalize the pressure of the fluid flowing through the inner pipe and filling the free space 615 between the inner and outer pipes. (In the system of the present invention, compressed air passes through such a pipeline, however, the same pipeline design can also be used to pump any liquids under high pressure.) It is preferable to fill the free space 615 between the pipes with a liquid or porous material, such as fiberglass, open cell foam or other similar material. The porous material not only reduces the noise created by the air passing through the pipeline, but also increases the bearing capacity of the entire pipeline.

Канал 612, предназначенный для выравнивания давления, действующего на стенки внутренней трубы, можно выполнить в виде одного или нескольких простых отверстий или в виде пор в материале, из которого изготовлена внутренняя труба. Канал 612 можно также выполнить в виде трещин или щелей или небольших отверстий, которые часто используются для прохода жидкости в негерметичных трубопроводах. Основным требованием, которому должен отвечать канал 612, является его большая пропускная способность, которая могла бы ограничить рост давления во внутренней трубе при утечке жидкости из наружной цилиндрической трубы в окружающее пространство. В канале, соединяющем внутреннюю трубу с расположенным между ней и наружной трубой пространством, целесообразно установить предохранительный клапан, срабатывающий при определенном давлении во внутренней трубе и защищающий ее от разрушения при появлении утечки в наружной трубе.Channel 612, designed to equalize the pressure acting on the walls of the inner pipe, can be made in the form of one or more simple holes or in the form of pores in the material of which the inner pipe is made. Channel 612 can also be made in the form of cracks or crevices or small holes, which are often used for the passage of fluid in leaking pipelines. The main requirement that channel 612 must meet is its large throughput, which could limit the increase in pressure in the inner pipe when fluid leaks from the outer cylindrical pipe into the surrounding space. In the channel connecting the inner pipe with the space located between it and the outer pipe, it is advisable to install a safety valve that operates at a certain pressure in the inner pipe and protects it from destruction when a leak occurs in the outer pipe.

Внутренняя труба, которая не должна обладать высокой прочностью, может иметь в поперечном сечении не только показанную на фиг. 15 прямоугольную форму, но и любую другую форму, отличающуюся от окружности и образованную, например, большими плоскими поверхностями. Требования к прочности внутренней трубы ограничены небольшой разностью давлений, действующих на ее внутреннюю и внешнюю поверхности, скоростным напором, турбулентностью и другими факторами, так или иначе связанными с протекающей по ней жидкостью.The inner pipe, which should not have high strength, can have in cross section not only the one shown in FIG. 15 is a rectangular shape, but also any other shape different from a circle and formed, for example, by large flat surfaces. The strength requirements of the inner pipe are limited by a small pressure difference acting on its inner and outer surfaces, high-speed pressure, turbulence and other factors, one way or another connected with the fluid flowing through it.

С целью экономии материала наружная труба предпочтительно должна иметь круглое поперечное сечение. Использование трубы с другим поперечным сечением, в частности овальным или эллиптическим, возможно, но не желательно, поскольку при этом существенно возрастают проблемы, связанные с прочностью трубы. Большие по диаметру трубы можно выполнить с кольцевыми ребрами жесткости или другими упрочняющими элементами, позволяющими повысить жесткость трубы и ее прочность к воздействию ветровых или других случайных нагрузок.In order to save material, the outer pipe should preferably have a circular cross section. The use of a pipe with a different cross-section, in particular oval or elliptical, is possible, but not desirable, since the problems associated with the strength of the pipe increase significantly. Larger pipes can be made with ring stiffeners or other reinforcing elements, which can increase the stiffness of the pipe and its strength against wind or other random loads.

Обычно трубы изготавливают из металла, в частности из стали или алюминия. К другим материалам, которые можно использовать для изготовления труб описанного выше воздуховода, относятся пластмассы, дерево, керамика и т. д. Выбор конкретного материала зависит от целого ряда факторов, таких как прочность трубы, ее стоимость и совместимость материала с протекающей по трубам жидкостью.Typically, pipes are made of metal, in particular steel or aluminum. Other materials that can be used to make the pipes of the duct described above include plastics, wood, ceramics, etc. The choice of a particular material depends on a number of factors, such as the strength of the pipe, its cost, and the compatibility of the material with the fluid flowing through the pipes.

На фиг. 16А и 16Б показаны соответственно вид спереди и поперечное сечение переходной трубы, которую можно использовать для соединения труб различного размера. Эта труба состоит из наружной трубы 620, выполненной в виде конуса с круглым поперечным сечением, и расположенной в ней внутренней трубы 621, выполненной в виде четырехгранника или пирамиды. В стенке внутренней трубы 621 выполнен канал 622 для прохода жидкости, который предназначен для выравнивания давления жидкости, протекающей по внутренней трубе, и давления в свободном пространстве 623 между внутренней и наружной трубами. Такую переходную трубу в зависимости от направления течения жидкости можно использовать либо в качестве диффузора, либо в качестве конфузора, повышающего скорость протекающей по трубе жидкости. Необходимо отметить, что настоящее изобретение не ограничено показанными на фиг. 15, 16А и 16Б основными вариантами выполнения предлагаемого в нем воздуховода высокого давления и распространяется на трубы любой геометрии, включая колена, тройники, переходники и т. п.In FIG. 16A and 16B respectively show a front view and a cross section of a transition pipe that can be used to connect pipes of various sizes. This pipe consists of an outer pipe 620, made in the form of a cone with a round cross section, and an inner pipe 621 located in it, made in the form of a tetrahedron or pyramid. In the wall of the inner pipe 621, a channel 622 is made for the passage of fluid, which is designed to equalize the pressure of the fluid flowing through the inner pipe and the pressure in the free space 623 between the inner and outer pipes. Depending on the direction of fluid flow, such a transition pipe can be used either as a diffuser or as a confuser increasing the speed of the fluid flowing through the pipe. It should be noted that the present invention is not limited to those shown in FIG. 15, 16A and 16B, the main options for the implementation of the high pressure duct proposed in it are extended to pipes of any geometry, including elbows, tees, adapters, etc.

На фиг. 17А и 17Б показана конструкция воздуховода, разработанная специально для системы наддува газовой турбины. На фиг. 17А показан один охладитель 630 без нагнетательного вентилятора, выполненный в виде охладителя 630 прямого испарительного охлаждения, который расположен на конце прямоугольного воздуховода 631, по которому воздух поступает на вход в газовую турбину. Прямоугольный воздуховод 631 рассчитан на перепад давлений (разница между давлением воздуха внутри воздуховода и атмосферным давлением), не превышающий нескольких дюймов вод.ст.In FIG. 17A and 17B show a duct structure designed specifically for a gas turbine pressurization system. In FIG. 17A shows one cooler 630 without a blower fan, made in the form of a direct evaporative cooling cooler 630, which is located at the end of a rectangular duct 631, through which air enters the gas turbine inlet. Rectangular duct 631 is designed for differential pressure (the difference between the air pressure inside the duct and atmospheric pressure) not exceeding a few inches of water.

На фиг. 17Б показан воздуховод, соединяющий нагнетательный вентилятор с газовой турбиной. Вентилятор 635 повышает статическое давление воздуха до очень высокого уровня, превышающего обычно 60 дюймов вод.ст. Вентилятор 635 соединен с одним из концов 639 диффузора 636. Другой конец диффузора прямой трубой 637, внутри которой расположен испарительный охладитель, соединен с конфузором 638. Каждый из этих участков воздуховода состоит из круглой в поперечном сечении наружной трубы и расположенной внутри нее трубы с прямоугольным поперечным сечением.In FIG. 17B shows a duct connecting a discharge fan to a gas turbine. Fan 635 increases the static air pressure to a very high level, typically exceeding 60 inches of water. A fan 635 is connected to one of the ends 639 of the diffuser 636. The other end of the diffuser is connected by a straight pipe 637, inside which an evaporative cooler is located, to the confuser 638. Each of these sections of the duct consists of an outer pipe round in cross section and a pipe with a rectangular transverse inside section.

Предлагаемый в изобретении воздуховод обладает по сравнению с обычными воздуховодами рядом перечисленных ниже существенных преимуществ:The duct proposed in the invention has, in comparison with conventional ducts, a number of significant advantages listed below:

-15005393-15005393

- меньший вес и меньшая стоимость (по сравнению с обычными воздуховодами с прямоугольным поперечным сечением),- less weight and lower cost (compared to conventional ducts with a rectangular cross section),

- меньший перепад давлений по сравнению с обычными воздуховодами с круглым поперечным сечением и элементами с прямоугольным поперечным сечением,- less pressure drop compared to conventional ducts with a circular cross section and elements with a rectangular cross section,

- простота геометрии и простота в проектировании и изготовлении и- simplicity of geometry and simplicity in the design and manufacture and

- возможность модернизации существующих воздуховодов с целью повышения давления проходящего через них воздуха.- the possibility of modernizing existing ducts in order to increase the pressure of the air passing through them.

Такие преимущества предлагаемого в изобретении воздуховода проявляются прежде всего при его использовании в системе наддува газовой турбины. Высокие давления (около 60 дюймов вод.ст.) и большие размеры (свыше 30 футов в диметре) требуют использования в системе наддува газовой турбины обладающих высокой прочностью прямоугольных воздуховодов, изготовление которых связано с очень высоким расходом материалов. Предлагаемая в изобретении конструкция исключает необходимость в использовании прямоугольных воздуховодов, выдерживающих высокое давление газа, и позволяет значительно уменьшить расход и стоимость материалов, необходимых для изготовления воздуховода, а также его вес. Решение, предлагаемое в настоящем изобретении, позволяет также при модернизации существующих газотурбинных энергетических установок использовать имеющиеся в них охладители и трубы и создает предпосылки для значительного сокращения затрат на оборудование газовой турбины системой наддува. Помимо систем наддува для газотурбинных установок предлагаемая в изобретении конструкция воздуховода может найти применение в системах кондиционирования воздуха, а также в других системах промышленного или коммерческого назначения, требующих перекачки газов иди жидкостей.Such advantages of the inventive duct are manifested primarily when it is used in a gas turbine pressurization system. High pressures (about 60 inches of water) and large sizes (over 30 feet in diameter) require the use of rectangular ducts with high strength in a gas turbine pressurization system, the manufacture of which is associated with a very high consumption of materials. The design proposed in the invention eliminates the need for rectangular ducts that withstand high gas pressure, and can significantly reduce the consumption and cost of materials necessary for the manufacture of the duct, as well as its weight. The solution proposed in the present invention also allows for the modernization of existing gas turbine power plants to use their coolers and pipes and creates the prerequisites for a significant reduction in the cost of equipping a gas turbine with a boost system. In addition to pressurization systems for gas turbine plants, the air duct design proposed in the invention can be used in air conditioning systems, as well as in other industrial or commercial systems that require pumping gases or liquids.

На фиг. 18 показан еще один вариант выполнения предлагаемого в изобретении газотурбинного энергоблока, в котором предусмотрено использование туманообразователей, в которых образуется водяной туман, увлажняющий поступающий на вход в газовую турбину воздух. Являющийся основным элементом энергоблока турбогенератор 121 состоит из компрессора 120 и турборасширителя 124, которые жестко соединены валом 130 с генератором 126. Компрессор сжимает поступающий в него воздух 191 и подает его в камеру 122 сгорания. Образующиеся в камере сгорания горячие газы поступают в турборасширитель 124. Энергия поступающих в турборасширитель газов преобразуется в нем в механическую энергию, которая расходуется на привод компрессора и генератора.In FIG. 18 shows yet another embodiment of a gas turbine power unit according to the invention, which provides for the use of foggers, in which a water fog is formed moistening the air entering the gas turbine. The turbogenerator 121, which is the main element of the power unit, consists of a compressor 120 and a turbo expander 124, which are rigidly connected by a shaft 130 to a generator 126. The compressor compresses the air entering it 191 and delivers it to the combustion chamber 122. Hot gases generated in the combustion chamber enter the turbo expander 124. The energy of the gases entering the turbo expander is converted into mechanical energy, which is expended on the drive of the compressor and generator.

На входе в турбогенератор расположена система 190 наддува турбины. Система 190 наддува турбины состоит из нагнетательного вентилятора 140, первого увлажнителя воздуха или туманообразователя 149 и второго туманообразователя 169, которые расположены внутри воздуховода 147. Первый туманообразователь расположен на входе в вентилятор, а второй - между вентилятором и турбиной.At the inlet of the turbogenerator, a turbine pressurization system 190 is located. The turbine pressurization system 190 consists of a blower fan 140, a first humidifier or fogger 149 and a second fogger 169, which are located inside the duct 147. The first fogger is located at the inlet to the fan, and the second between the fan and the turbine.

Вентилятор 140 имеет вал 141 со ступицей и лопатки 142. Вал вентилятора жестко соединен с валом 144 приводного двигателя 146. Двигатель 146 вращает вал 144 и приводит во вращение вал вентилятора с закрепленными на его ступице лопатками. В качестве вентилятора предпочтительно использовать осевой вентилятор с поворотными лопатками. Механизм поворота лопаток 142, который предназначен для регулирования напора и расхода вентилятора, обычно размещается внутри ступицы вала 141.The fan 140 has a shaft 141 with a hub and blades 142. The fan shaft is rigidly connected to the shaft 144 of the drive motor 146. The motor 146 rotates the shaft 144 and drives the fan shaft with blades fixed on its hub. As a fan, it is preferable to use an axial fan with rotary blades. The rotation mechanism of the blades 142, which is designed to control the pressure and flow rate of the fan, is usually located inside the hub of the shaft 141.

В качестве приводного двигателя вентилятора предпочтительно использовать трехфазный асинхронный электродвигатель или какой-либо иной электродвигатель. В качестве привода вентилятора можно также использовать и саму газовую турбину, непосредственно соединив ее ротор с валом вентилятора (очевидно, что такое решение позволяет отказаться от использования для привода вентилятора отдельного электродвигателя). Возможны (хотя и менее предпочтительны) и другие варианты выполнения привода вентилятора, в частности использование для привода вентилятора отдельной газовой турбины, паровой турбины или двигателя внутреннего сгорания. Наиболее оптимальным из всех возможных вариантов является вариант с отдельным электродвигателем, который может быть сравнительно просто установлен на существующей газовой турбине.As the drive motor of the fan, it is preferable to use a three-phase asynchronous electric motor or some other electric motor. The gas turbine itself can also be used as a fan drive, by directly connecting its rotor to the fan shaft (it is obvious that this solution eliminates the need to use a separate electric motor for the fan drive). Other embodiments of the fan drive are possible (although less preferred), in particular the use of a separate gas turbine, steam turbine or internal combustion engine to drive the fan. The most optimal of all possible options is the option with a separate electric motor, which can be relatively simply installed on an existing gas turbine.

Статическое давление воздуха на выходе из вентилятора составляет обычно около 60 дюймов вод.ст. Величина оптимального давления зависит от характеристик вентилятора, мощности генератора, мощности турбины и ряда других факторов.The static air pressure at the fan outlet is typically about 60 inches of water. The optimal pressure value depends on the characteristics of the fan, generator power, turbine power, and a number of other factors.

Такое статическое давление в системе наддува может создать показанный на фиг. 18 многоступенчатый осевой вентилятор. Для создания необходимого давления можно использовать также центробежные и одноступенчатые осевые вентиляторы. В центробежных вентиляторах обычно не используют поворотные лопатки, и поэтому их производительность обычно регулируют изменением скорости вращения с помощью регулируемого привода. Для регулирования производительности вентилятора можно также использовать и другие, однако менее эффективные способы, связанные с применением входных направляющих аппаратов с поворотными лопатками или обычных заслонок. Привод с регулируемой скоростью вращения можно также использовать и для регулирования осевых вентиляторов.Such static pressure in the boost system can create the one shown in FIG. 18 multi-stage axial fan. Centrifugal and single-stage axial fans can also be used to create the required pressure. Centrifugal fans usually do not use rotary blades, and therefore their performance is usually controlled by changing the speed of rotation using an adjustable drive. Other, however less effective, methods associated with the use of inlet guide vanes with rotary blades or conventional dampers can also be used to control fan performance. A variable speed drive can also be used to control axial fans.

Первый туманообразователь 149 состоит из первого, второго и третьего коллекторов 156, 158 и 160 соответственно. Каждый коллектор имеет распылительные форсунки, образующие водяную пыль (туман) 162. В первый коллектор вода под избыточным давлением подается первым насосом 150.The first fogger 149 consists of the first, second and third collectors 156, 158 and 160, respectively. Each collector has spray nozzles generating water dust (fog) 162. Water is supplied to the first collector under excessive pressure by the first pump 150.

-16005393-16005393

Аналогичным образом второй насос 152 и третий насос 154 подают под избыточным давлением воду во второй и третий коллекторы 158 и 160 соответственно. Давление воды на выходе из насоса должно составлять предпочтительно от 1000 до 3000 фунтов на кв.дюйм. Вода, подаваемая на вход каждого из насосов, обозначена на схеме позицией 164. Обычно насосы туманообразователей работают на профильтрованной не содержащей солей воде. В данном варианте воздух 148, который всасывается вентилятором в воздуховод 147, проходит сначала через первый туманообразователь 149.Similarly, the second pump 152 and the third pump 154 supply pressurized water to the second and third collectors 158 and 160, respectively. The water pressure at the pump outlet should preferably be from 1000 to 3000 psi. The water supplied to the inlet of each pump is indicated on the diagram by 164. Typically, the fogging pumps operate on filtered, salt-free water. In this embodiment, the air 148, which is sucked by the fan into the duct 147, first passes through the first fogger 149.

Второй туманообразователь 169 расположен за вентилятором. Аналогично первому туманообразователю второй туманообразователь состоит из нескольких коллекторов и насосов. Имеющиеся в этом туманообразователе четвертый, пятый и шестой коллекторы 176, 178 и 180 соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым насосами 170, 172 и 174. Подача насосами в имеющиеся в коллекторах распылительные форсунки воды под избыточным давлением сопровождается образованием в коллекторах водяной пыли (тумана) 182.A second fogger 169 is located behind the fan. Like the first fogger, the second fogger consists of several headers and pumps. The fourth, fifth, and sixth collectors 176, 178, and 180 available in this fogger are connected to the fourth, fifth, and sixth pumps 170, 172, and 174, respectively. The pumps supplying the spray nozzles of water available in the manifolds under excessive pressure are accompanied by the formation of water dust (fog ) 182.

Конструктивно туманообразователи можно выполнить по-разному. Так, в частности, каждый туманообразователь может иметь любое выбранное произвольно количество коллекторов. Большое количество коллекторов позволяет проще регулировать количество образующегося тумана и иметь в системе определенное количество запасных коллекторов. С другой стороны, при меньшем количестве коллекторов проще решаются проблемы их монтажа и, как очевидно, снижается стоимость системы. Следует также отметить, что коллекторы не обязательно должны иметь одинаковую (по количеству образующегося в них тумана) производительность.Structurally, foggers can be performed in different ways. So, in particular, each fogger can have any arbitrarily selected number of collectors. A large number of collectors makes it easier to control the amount of fog generated and to have a certain number of spare collectors in the system. On the other hand, with fewer collectors, the problems of their installation are easier to solve and, as is obvious, the cost of the system is reduced. It should also be noted that the collectors do not have to have the same (in terms of the amount of fog generated in them) performance.

Если говорить о производительности туманообразователей, то первый туманообразователь должен обеспечивать близкое к полному насыщение влагой воздуха на выходе из вентилятора. В прошедшем через второй туманообразователь полностью насыщенном влагой воздухе должно содержаться некоторое избыточное количество влаги, способствующее охлаждению воздуха в компрессоре 120. Общее количество воды, добавляемой к воздуху, должно быть несколько больше (до 2% к массовому расходу воздуха) количества воды, необходимого для полного насыщения воздуха влагой на входе в компрессор.If we talk about the performance of foggers, the first fogger should provide close to full saturation with moisture of air at the outlet of the fan. In the air passed through the second fogger, completely saturated with moisture should contain some excess moisture to help cool the air in the compressor 120. The total amount of water added to the air should be slightly larger (up to 2% of the mass air flow) of the amount of water needed to completely saturation of air with moisture at the inlet to the compressor.

Работой системы 190 наддува управляет регулятор 161. Регулятор снижает давление воздуха и количество содержащегося в нем тумана при низких температурах окружающего воздуха и защищает от перегрузки генератор и другие элементы газотурбинного энергоблока. В этот регулятор поступают сигналы от датчика 182, измеряющего температуру на входе в вентилятор, и датчика 184, измеряющего температуры воздуха на выходе из вентилятора. При падении окружающей температуры по смоченному термометру датчик, установленный на входе в вентилятор, выдает соответствующий сигнал на регулятор, который в свою очередь выдает сигнал в механизм поворота лопаток на уменьшение шага между лопатками и снижение производительности вентилятора. Чем меньше окружающая температура по смоченному термометру, тем меньше требуется воды для полного насыщения воздуха влагой, и поэтому при снижении температуры окружающего воздуха регулятор 160 отключает часть насосов туманообразователей.The operation of the boost system 190 is controlled by a regulator 161. The regulator reduces air pressure and the amount of fog contained therein at low ambient temperatures and protects the generator and other elements of the gas turbine power unit from overload. This controller receives signals from a sensor 182, which measures the temperature at the inlet to the fan, and a sensor 184, which measures the temperature of the air at the outlet of the fan. When the ambient temperature drops along the wetted thermometer, the sensor installed at the fan inlet gives a corresponding signal to the controller, which in turn gives a signal to the rotation mechanism of the blades to reduce the pitch between the blades and reduce the fan performance. The lower the ambient temperature by the wetted thermometer, the less water is required to completely saturate the air with moisture, and therefore, when the ambient temperature decreases, the controller 160 turns off some of the fogging pumps.

При приближении температуры окружающего воздуха к температуре замерзания воды все насосы первого туманообразователя во избежание образования льда отключаются. Второй туманообразователь может в этих условиях продолжать работать, если только его работа не приводит к перегрузке генератора и другого связанного с ним оборудования энергоблока.When the ambient temperature approaches the freezing temperature of the water, all the pumps of the first fogger turn off in order to avoid ice formation. The second fogger can continue to work under these conditions, unless its operation leads to an overload of the generator and other associated power unit equipment.

При очень низких температурах окружающего воздуха, когда газовая турбина может работать нормально без всякого наддува, вентилятор и туманообразователи необходимо выключить (при этом вентилятор может продолжать вращаться в потоке проходящего через него воздуха). Во избежание слишком большого падения давления воздуха на входе в турбину в системе можно установить заслонку, направляющую окружающий воздух в турбину в обход неработающего вентилятора.At very low ambient temperatures, when the gas turbine can operate normally without any boost, the fan and foggers must be turned off (while the fan can continue to rotate in the flow of air passing through it). In order to avoid a too large drop in air pressure at the turbine inlet, a damper can be installed in the system to direct ambient air to the turbine bypassing the idle fan.

В рассмотренный выше основной вариант можно внести различные изменения. Так, в частности, в тех случаях, когда работа компрессора турбины существенным образом зависит от содержащихся в воздухе капель воды, второй туманообразователь вообще можно исключить из состава имеющегося в системе наддува оборудования. В этом случае с помощью регулятора количество водяной пыли, попадающей в воздух в первом туманообразователе, можно поддерживать на таком уровне, чтобы до попадания воздуха в газовую турбину все содержащиеся в нем капли воды могли полностью испариться.Various changes can be made to the main option discussed above. So, in particular, in cases where the operation of the turbine compressor substantially depends on the droplets of water contained in the air, the second fogger can generally be excluded from the equipment available in the pressurization system. In this case, with the help of the regulator, the amount of water dust entering the air in the first fogger can be maintained at such a level that all water droplets contained in it can completely evaporate before air enters the gas turbine.

Другим возможным, хотя и менее предпочтительным, вариантом выполнения описанной выше системы наддува является вариант, в котором отсутствует первый туманообразователь. С целью исключить заметное ухудшение характеристик турбогенератора из-за отсутствия первого туманообразователя производительность второго туманообразователя должна быть соответствующим образом увеличена.Another possible, although less preferable, embodiment of the pressurization system described above is one in which the first fogger is missing. In order to avoid a noticeable deterioration in the characteristics of the turbogenerator due to the absence of the first fogger, the productivity of the second fogger should be accordingly increased.

Выбор вентилятора для описанной выше системы также не ограничен каким-либо одним конкретным вариантом. В некоторых случаях можно, например, установить в системе наддува несколько вентиляторов. Наличие в системе наддува большого количества вентиляторов создает определенный резерв и повышает надежность системы. Наличие в системе с большим количеством вентиляторов общих деталей позволяет снизить стоимость системы и использовать в ней более сложную и более эффективную систему регулирования.The choice of fan for the system described above is also not limited to any one particular option. In some cases, you can, for example, install several fans in the boost system. The presence of a large number of fans in the pressurization system creates a certain reserve and increases the reliability of the system. The presence of common parts in a system with a large number of fans can reduce the cost of the system and use a more complex and more efficient control system in it.

-17005393-17005393

Возможно также создание системы наддува с фиксированной производительностью вентилятора. Такое решение может оказаться оптимальным в тех случаях, когда генератор рассчитан на полную мощность турбины при нормальных условиях работы. Такое решение может оказаться также возможным в турбогенераторах с другой системой регулирования мощности турбины, защищающей генератор и другое оборудование энергоблока от перегрузки и основанной, например, на регулировании режима работы камеры сгорания или нагреве поступающего в турбину воздуха.It is also possible to create a boost system with a fixed fan capacity. Such a solution may be optimal in cases where the generator is designed for the full power of the turbine under normal operating conditions. Such a solution may also be possible in turbine generators with another turbine power control system that protects the generator and other equipment of the power unit from overload and based, for example, on regulating the operation of the combustion chamber or heating the air entering the turbine.

В системе наддува существующих газотурбинных энергетических установок (турбогенераторов) обычно используются различные фильтры и шумоглушители. Работа вентилятора и туманообразователей по существу не зависит от количества содержащейся в воздухе пыли, и поэтому при выборе места установки фильтра следует руководствоваться в первую очередь таким фактором, как удобство доступа к нему. Фильтр предпочтительно установить непосредственно на входе в туманообразователь, поскольку содержащиеся в воздухе капли воды несколько увеличивают падение давления на фильтре. Для снижения уровня шума до вентилятора целесообразно установить шумоглушитель.In the pressurization system of existing gas turbine power plants (turbogenerators), various filters and silencers are usually used. The operation of the fan and foggers is essentially independent of the amount of dust contained in the air, and therefore, when choosing a filter installation location, you should be guided in the first place by such factors as ease of access to it. It is preferable to install the filter directly at the inlet of the fogger, since the water droplets contained in the air slightly increase the pressure drop across the filter. To reduce the noise level to the fan, it is advisable to install a muffler.

Предлагаемая система наддува позволяет существенно увеличить мощность газовой турбины. При использовании в системе наддува обычного нагнетательного вентилятора с давлением около 60 дюймов вод.ст. и обычного испарительного охладителя с коэффициентом полезного действия около 90% прирост мощности турбогенератора может составить от 20 до 30%. Использование туманообразователей для охлаждения воздуха дает дополнительное увеличение мощности еще как минимум на 10%. Образование тумана позволяет повысить коэффициент полезного действия испарительного охладителя до 100% и теоретически на несколько процентов снижает мощность, потребляемую вентилятором. В зависимости от климатических условий и конкретной конструкции турбогенератора (газотурбинного энергоблока) предлагаемая в изобретении система наддува позволяет увеличить полезную мощность турбины на 20-40% или даже больше.The proposed boost system can significantly increase the power of the gas turbine. When using in the system of pressurization a conventional discharge fan with a pressure of about 60 inches of water. and a conventional evaporative cooler with a coefficient of efficiency of about 90%, the increase in turbogenerator power can be from 20 to 30%. The use of foggers for air cooling provides an additional increase in power by at least another 10%. The formation of fog allows you to increase the efficiency of the evaporative cooler to 100% and theoretically reduces the power consumed by the fan by several percent. Depending on the climatic conditions and the specific design of the turbogenerator (gas turbine power unit), the pressurization system proposed in the invention allows to increase the useful power of the turbine by 20-40% or even more.

Преимущества изобретенияAdvantages of the Invention

Настоящее изобретение в предпочтительном варианте его выполнения обладает следующими существенными преимуществами:The present invention in a preferred embodiment has the following significant advantages:

1) большое увеличение мощности турбогенератора: предлагаемая в изобретении система позволяет увеличить мощность большинства газовых турбин на 20-40%;1) a large increase in the power of the turbogenerator: the system proposed in the invention allows to increase the power of most gas turbines by 20-40%;

2) низкая стоимость: стоимость вентилятора и системы увлажнения (туманообразования) намного меньше затрат на создание новой турбины;2) low cost: the cost of a fan and a humidification system (fogging) is much less than the cost of creating a new turbine;

3) компактность: отказ от использования крупного испарительного охладителя, необходимого для систем с обычными нагнетательными вентиляторами, позволяет уменьшить габариты и стоимость испарительного охладителя и соединенного с ним воздуховода;3) compactness: the refusal to use the large evaporative cooler required for systems with conventional pressure fans allows reducing the size and cost of the evaporative cooler and the duct connected to it;

4) простота модернизации существующих энергоблоков (турбогенераторов): небольшие размеры предлагаемой системы наддува и возможность использования существующего генератора позволяют достаточно просто встроить предлагаемую систему наддува в существующие турбины;4) ease of modernization of existing power units (turbogenerators): the small size of the proposed boost system and the ability to use an existing generator make it easy to integrate the proposed boost system into existing turbines;

5) более совершенная система регулирования: предлагаемая в изобретении система регулирования обеспечивает возможность работы турбогенератора с максимальной выработкой электроэнергии в широком диапазоне температур окружающего воздуха;5) a more advanced control system: the control system proposed in the invention enables the turbogenerator to operate with maximum power generation in a wide range of ambient temperatures;

6) снижение мощности вентилятора: наличие в системе первого туманообразователя, образующего водяную пыль, которая охлаждает проходящий через вентилятор воздух, позволяет при заданном напоре и заданной производительности вентилятора теоретически снизить его мощность;6) reduction of fan power: the presence in the system of the first fogger, which generates water dust, which cools the air passing through the fan, allows theoretically reducing its power at a given pressure and given fan performance;

7) простота системы: предлагаемая в изобретении система наддува состоит всего из нескольких простых компонентов;7) the simplicity of the system: the supercharging system proposed in the invention consists of only a few simple components;

8) высокая надежность: в предлагаемой системе используются только проверенные, обладающие высокой надежностью агрегаты; кроме того, при выходе из строя тех или иных элементов системы или по каким-либо иным причинам газотурбинная энергетическая установка (энергоблок или турбогенератор) может продолжать работать и без всякой системы наддува.8) high reliability: in the proposed system only proven, highly reliable units are used; in addition, in the event of failure of certain elements of the system or for any other reason, a gas turbine power plant (power unit or turbogenerator) can continue to operate without any pressurization system.

Предлагаемая в изобретении система наддува для газовых турбин сама обладает существенными и многочисленными преимуществами, наиболее важными из них являются следующие:The pressurization system for gas turbines proposed in the invention itself has significant and numerous advantages, the most important of which are the following:

- большое увеличение мощности турбины при высоких температурах окружающего воздуха,- a large increase in turbine power at high ambient temperatures,

- способность обеспечить большое увеличение мощности турбины даже в районах с влажным климатом,- the ability to provide a large increase in turbine power even in areas with a humid climate,

- низкие капиталовложения,- low investment

- простота конструкции,- simplicity of design,

- компактность,- compactness,

- возможность гибкого регулирования,- the possibility of flexible regulation,

- возможность использования для модернизации существующих газовых турбин,- the possibility of using to modernize existing gas turbines,

- возможность работы без нагнетательного вентилятора (за счет использования перепускной заслонки),- the ability to work without a blower fan (due to the use of a bypass damper),

- высокая надежность, достигаемая за счет использования большого количества вентиляторов и заслонок, позволяющих создать в системе определенный запас по ее возможностям, и- high reliability achieved through the use of a large number of fans and dampers, allowing you to create a certain margin in the system for its capabilities, and

-18005393-18005393

- большая экономия мощности за счет совместной работы воздуходувки и системы охлаждения.- Big power savings due to the combined operation of the blower and the cooling system.

На основании всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что решение, предлагаемое в настоящем изобретении, является серьезным усовершенствованием в технологии газовых турбин. Благодаря своей простоте и низкой стоимости предлагаемая в настоящем изобретении система может найти очень широкое применение в предназначенных для получения электроэнергии установках, которые в настоящее время не обладают необходимыми характеристиками при повышенных температурах окружающего воздуха. Для специалистов в данной области очевидно, что приведенное выше описание не ограничивает объем настоящего изобретения, которое может быть реализовано на базе приведенного выше описания в самым различных и многочисленных вариантах. При этом, однако, следует отметить, что все эти возможные изменения и усовершенствования рассмотренных выше вариантов должны оставаться в рамках приведенной ниже формулы изобретения.Based on the foregoing, it can be concluded that the solution proposed in the present invention is a major improvement in the technology of gas turbines. Due to its simplicity and low cost, the system proposed in the present invention can find very wide application in plants designed to produce electricity, which currently do not have the necessary characteristics at elevated ambient temperatures. For specialists in this field it is obvious that the above description does not limit the scope of the present invention, which can be implemented on the basis of the above description in a variety of and numerous variations. However, it should be noted that all these possible changes and improvements to the above options should remain within the scope of the claims below.

Claims (44)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Газотурбинная установка с наддувом для выработки электрической энергии, имеющая генератор электрической энергии и газовую турбину, которая содержит компрессор, камеру сгорания и турбину и в которой компрессор сжимает поступающий в газовую турбину воздух, который нагревается в камере сгорания и расширяется в турбине, которая под действием энергии поступающего в нее сжатого воздуха приводится во вращение и приводит во вращение генератор, который вырабатывает электрическую энергию, систему наддува по крайней мере с одним нагнетательным вентилятором, который увеличивает давление воздуха, поступающего в газовую турбину, и позволяет увеличить мощность турбины и тем самым количество вырабатываемой генератором электрической энергии, и регулятор, при этом при пиковом потреблении электроэнергии в летнее время расчетная величина увеличения давления в системе наддува соответствует выходной мощности турбины, которая приблизительно совпадает с номинальной мощностью генератора и в которой регулятор контролирует по крайней мере один из параметров установки и управляет работой по крайней мере одного из элементов системы таким образом, чтобы при уменьшении температуры окружающего воздуха выходная мощность турбины при работающей системе наддува, которая в отсутствие такого регулирования возрастает с уменьшением температуры окружающего воздуха, не превышала уровня, соответствующего максимальной расчетной величине электрической энергии, вырабатываемой генератором.1. A supercharged gas turbine for generating electric energy, having an electric energy generator and a gas turbine that contains a compressor, a combustion chamber and a turbine and in which the compressor compresses the air entering the gas turbine, which heats up in the combustion chamber and expands in the turbine, which the energy of the compressed air entering it is brought into rotation and drives the generator, which generates electrical energy, a boost system with at least one discharge m fan, which increases the pressure of the air entering the gas turbine, and allows you to increase the power of the turbine and thereby the amount of electric energy generated by the generator, and a regulator, while the peak power consumption in the summer, the calculated pressure increase in the boost system corresponds to the output power of the turbine , which approximately coincides with the rated power of the generator and in which the regulator controls at least one of the installation parameters and controls the slave at least one of the elements of the system in such a way that, when the ambient temperature decreases, the turbine output with a working boost system, which in the absence of such regulation increases with decreasing ambient temperature, does not exceed the level corresponding to the maximum calculated value of the electric energy generated by the generator . 2. Газотурбинная установка по п.1, в которой регулятор контролирует температуру воздуха на входе в газовую турбину.2. The gas turbine installation according to claim 1, in which the regulator controls the temperature of the air at the entrance to the gas turbine. 3. Газотурбинная установка по п.2, в которой регулятор управляет работой по крайней мере одного нагнетательного вентилятора в зависимости от температуры воздуха на входе в газовую турбину.3. The gas turbine installation according to claim 2, in which the regulator controls the operation of at least one discharge fan, depending on the temperature of the air entering the gas turbine. 4. Газотурбинная установка по п.1, в которой регулятор контролирует давление воздуха на входе в газовую турбину.4. The gas turbine installation according to claim 1, in which the regulator controls the air pressure at the entrance to the gas turbine. 5. Газотурбинная установка по п.4, в которой регулятор управляет работой по крайней мере одного нагнетательного вентилятора в зависимости от давления воздуха на входе в газовую турбину.5. The gas turbine installation according to claim 4, in which the regulator controls the operation of at least one discharge fan, depending on the air pressure at the inlet of the gas turbine. 6. Газотурбинная установка по п.1, в которой система наддува содержит два или несколько работающих параллельно нагнетательных вентиляторов, которые нагнетают воздух в ресивер, из которого он поступает на вход в газовую турбину, при этом ресивер имеет перепускную заслонку, которая обеспечивает возможность работы установки без наддува в турбину сжатого вентиляторами воздуха.6. The gas turbine installation according to claim 1, in which the pressurization system comprises two or more parallel blowing fans that pump air into the receiver, from which it enters the gas turbine inlet, while the receiver has a bypass damper that allows the installation to operate naturally aspirated into a turbine compressed by air fans. 7. Газотурбинная установка по п.1, в которой система наддува содержит два или несколько работающих последовательно вентиляторов.7. The gas turbine installation according to claim 1, in which the boost system comprises two or more fans operating in series. 8. Газотурбинная установка по п.1, в которой система наддува содержит первый охладитель воздуха, который расположен между по крайней мере одним имеющимся в ней нагнетательным вентилятором и газовой турбиной и предназначен для охлаждения воздуха, поступающего на вход в газовую турбину.8. The gas turbine installation according to claim 1, in which the pressurization system comprises a first air cooler, which is located between at least one discharge fan and a gas turbine, and is designed to cool the air entering the gas turbine. 9. Газотурбинная установка по п.8, в которой в качестве охладителя воздуха используется охладитель прямого испарительного охлаждения.9. The gas turbine installation of claim 8, in which a direct evaporative cooling cooler is used as an air cooler. 10. Газотурбинная установка по п.1, содержащая также туманообразователь, который расположен до входа в компрессор турбины и образует состоящую из мелких капель водяную пыль, наличие которой в поступающем в турбину воздухе снижет его температуру.10. The gas turbine installation according to claim 1, also containing a fogger, which is located before entering the turbine compressor and forms water dust consisting of small droplets, the presence of which in the air entering the turbine will reduce its temperature. 11. Газотурбинная установка по п.8, в которой регулятор управляет работой первого охладителя воздуха в зависимости по крайней мере от одного контролируемого им параметра установки.11. The gas turbine installation of claim 8, in which the regulator controls the operation of the first air cooler, depending on at least one installation parameter controlled by it. 12. Газотурбинная установка по п.11, в которой в качестве первого охладителя воздуха используется охладитель косвенного испарительного охлаждения, который установлен в замкнутом контуре охлаждения, включающем насос и градирню.12. The gas turbine installation according to claim 11, in which an indirect evaporative cooling cooler is used as the first air cooler, which is installed in a closed cooling circuit including a pump and a cooling tower. 13. Газотурбинная установка по п.12, в которой в качестве градирни используется градирня с нагнетательным вентилятором.13. The gas turbine installation according to item 12, in which a cooling tower with a discharge fan is used as a cooling tower. -19005393-19005393 14. Газотурбинная установка по п.11, содержащая также второй охладитель воздуха, расположенный по крайней мере до одного имеющегося в ней нагнетательного вентилятора, при этом регулятор управляет работой второго охладителя воздуха в зависимости по крайней мере от одного контролируемого им параметра установки.14. The gas turbine installation according to claim 11, further comprising a second air cooler located at least to one blower fan therein, the controller controlling the operation of the second air cooler depending on at least one parameter of the installation controlled by it. 15 Газотурбинная установка по п.1, в которой регулятор контролирует температуру окружающего воздуха.15 Gas turbine installation according to claim 1, in which the controller controls the temperature of the ambient air. 16. Газотурбинная установка по п.15, в которой регулятор управляет работой по крайней мере одного нагнетательного вентилятора в зависимости от температуры окружающего воздуха.16. The gas turbine installation according to clause 15, in which the regulator controls the operation of at least one discharge fan, depending on the ambient temperature. 17. Газотурбинная установка по п.1, в которой регулятор контролирует электрическую энергию, вырабатываемую генератором, и в зависимости от нее управляет работой по крайней мере одного из элементов установки.17. The gas turbine installation according to claim 1, in which the regulator controls the electrical energy generated by the generator, and depending on it controls the operation of at least one of the elements of the installation. 18. Газотурбинная установка по п.1, в которой имеется система циркуляции воздуха, по которой часть сжатого компрессором воздуха поступает обратно на вход в газовую турбину, а регулятор управляет работой этой системы циркуляции в зависимости по крайней мере от одного контролируемого им параметра установки.18. The gas turbine installation according to claim 1, in which there is an air circulation system, through which part of the air compressed by the compressor enters the gas turbine inlet, and the regulator controls the operation of this circulation system depending on at least one installation parameter controlled by it. 19. Газотурбинная установка по п.1, в которой регулятор управляет работой камеры сгорания в зависимости по крайней мере от одного контролируемого им параметра установки.19. The gas turbine installation according to claim 1, in which the regulator controls the operation of the combustion chamber depending on at least one parameter of the installation controlled by it. 20. Газотурбинная установка по п.1, содержащая также расположенный до компрессора нагреватель воздуха, при этом регулятор управляет работой нагревателя воздуха в зависимости по крайней мере от одного контролируемого им параметра установки.20. The gas turbine installation according to claim 1, further comprising an air heater located upstream of the compressor, wherein the controller controls the operation of the air heater depending on at least one installation parameter controlled by it. 21. Газотурбинная установка по п.20, в которой регулятор контролирует температуру воздуха на входе в турбину и в зависимости от нее управляет работой нагревателя.21. The gas turbine installation according to claim 20, in which the regulator controls the temperature of the air entering the turbine and, depending on it, controls the operation of the heater. 22. Газотурбинная установка по п.20, в которой нагреватель воздуха содержит первый теплообменник, через который проходит осуществляющая теплообмен жидкость, которая также проходит через второй теплообменник, в котором она нагревается, отбирая тепло от отходящих газов турбины.22. The gas turbine installation according to claim 20, in which the air heater comprises a first heat exchanger through which a heat transfer fluid passes, which also passes through a second heat exchanger in which it is heated, taking heat from the exhaust gases of the turbine. 23. Газотурбинная установка по п.22, которая представляет собой установку, работающую по комбинированному циклу, и содержит дополнительно установку с паротурбинным генератором, который вырабатывает дополнительную электрическую энергию за счет использования тепла отходящих газов газовой турбины.23. The gas turbine installation according to claim 22, which is a combined cycle installation and further comprises a unit with a steam turbine generator that generates additional electric energy through the use of heat from the exhaust gases of a gas turbine. 24. Газотурбинная установка по п.1, содержащая также устройство для изменения давления на выходе из системы наддува, которое соединено с регулятором, который снижает давление на выходе из системы наддува таким образом, чтобы при снижении температуры окружающего воздуха выходная мощность турбины, которая в отсутствие такого регулирования возрастает с уменьшением температуры окружающего воздуха, не превышала уровня, соответствующего максимальной расчетной величине электрической энергии, вырабатываемой генератором.24. The gas turbine installation according to claim 1, further comprising a device for changing the pressure at the outlet of the boost system, which is connected to a regulator, which reduces the pressure at the outlet of the boost system so that when the ambient temperature decreases, the output power of the turbine, which in the absence of such regulation increases with decreasing ambient temperature, does not exceed the level corresponding to the maximum calculated value of the electric energy generated by the generator. 25. Газотурбинная установка по п.24, в которой устройство для изменения давления на выходе из системы наддува содержит регулируемый привод, который приводит во вращение по крайней мере один имеющийся в системе наддува нагнетательный вентилятор.25. The gas turbine installation according to paragraph 24, in which the device for changing the pressure at the outlet of the pressurization system contains an adjustable drive that drives at least one blower fan present in the pressurization system. 26. Газотурбинная установка по п.24, в которой в качестве нагнетательного вентилятора используется осевой вентилятор с поворотными лопатками.26. The gas turbine installation according to paragraph 24, in which an axial fan with rotary blades is used as a blower fan. 27. Газотурбинная установка по п.1, содержащая также перепускную заслонку, которая при неработающем нагнетательном вентиляторе направляет поступающий в турбину воздух в обход вентилятора.27. The gas turbine installation according to claim 1, further comprising a bypass damper, which, when the discharge fan is idle, directs the air entering the turbine to bypass the fan. 28. Газотурбинная установка по п.1, содержащая также электродвигатель, который приводит во вращение нагнетательный вентилятор.28. The gas turbine installation according to claim 1, also containing an electric motor that drives the discharge fan. 29. Газотурбинная установка с наддувом для выработки электрической энергии, имеющая генератор электрической энергии и газовую турбину, которая содержит компрессор, камеру сгорания и турбину и в которой компрессор сжимает поступающий в газовую турбину воздух, который нагревается в камере сгорания и расширяется в турбине, которая под действием энергии поступающего в нее сжатого воздуха приводится во вращение и приводит во вращение генератор, который вырабатывает электрическую энергию, систему наддува по крайней мере с одним нагнетательным вентилятором, который увеличивает давление воздуха, поступающего в газовую турбину, и туманообразователем, который образует пыль из мелких капель воды, которые испаряются и снижают температуру воздуха, поступающего в газовую турбину, что позволяет увеличить выходную мощность турбины и тем самым количество вырабатываемой генератором электрической энергии, и регулятор, который управляет работой туманообразователя и регулирует количество добавляемой к воздуху воды таким образом, чтобы при изменении внешних условий содержание влаги в поступающем в компрессор воздухе оставалось таким, чтобы максимальная выходная мощность турбины не превышала ее максимальной расчетной мощности.29. A supercharged gas turbine for generating electric energy, having an electric energy generator and a gas turbine that contains a compressor, a combustion chamber and a turbine and in which the compressor compresses the air entering the gas turbine, which is heated in the combustion chamber and expands in the turbine, which the energy of the compressed air entering it is brought into rotation and drives the generator, which generates electrical energy, a boost system with at least one discharge fan, which increases the pressure of the air entering the gas turbine, and a fogger, which forms dust from small droplets of water that evaporate and reduce the temperature of the air entering the gas turbine, which allows to increase the output power of the turbine and thereby the amount of electric energy generated by the generator , and a regulator that controls the operation of the fogger and regulates the amount of water added to the air so that when the external conditions change, the moisture content entering the compressor air was such that the maximum output power of the turbine does not exceed its maximum rated capacity. 30. Газотурбинная установка по п.29, содержащая также устройство для изменения величины повышения давления в системе наддува, которым управляет регулятор таким образом, чтобы при измене30. The gas turbine installation according to clause 29, containing also a device for changing the magnitude of the increase in pressure in the boost system, which is controlled by the regulator so that when changing -20005393 нии внешних условий содержание влаги в поступающем в компрессор воздухе оставалось таким, чтобы максимальная выходная мощность турбины не превышала ее максимальной расчетной мощности.According to external conditions, the moisture content in the air entering the compressor remained such that the maximum output power of the turbine did not exceed its maximum rated power. 31. Газотурбинная установка по п.30, в которой в качестве нагнетательного вентилятора используется осевой вентилятор, а устройство для изменения величины повышения давления в системе наддува представляет собой устройство, которое регулирует угол наклона (шаг) поворотных лопаток вентилятора.31. The gas turbine installation according to claim 30, wherein the axial fan is used as the blower, and the device for changing the pressure increase in the boost system is a device that adjusts the angle (pitch) of the rotor blades of the fan. 32. Газотурбинная установка по п.29, содержащая также перепускную заслонку, которая позволяет направлять воздух в обход нагнетательного вентилятора и подавать воздух на вход в газовую турбину при неработающем нагнетательном вентиляторе.32. The gas turbine installation according to clause 29, also containing a bypass damper that allows you to direct air bypassing the discharge fan and supply air to the inlet of the gas turbine when the discharge fan is idle. 33. Газотурбинная установка по п.29, в которой туманообразователь расположен до нагнетательного вентилятора.33. The gas turbine installation according to clause 29, in which the fogger is located before the discharge fan. 34. Газотурбинная установка по п.33, в которой количество воды, добавляемой в воздух туманообразователем, больше необходимого для насыщения влагой воздуха, выходящего из нагнетательного вентилятора.34. The gas turbine installation according to claim 33, wherein the amount of water added to the air by the fogging agent is greater than that necessary to saturate the air leaving the discharge fan with moisture. 35. Газотурбинная установка по п.34, в которой количество воды, добавляемой в воздух туманообразователем, меньше необходимого для насыщения влагой воздуха, выходящего из нагнетательного вентилятора.35. The gas turbine installation according to clause 34, in which the amount of water added to the air by the fogger is less than that necessary to saturate the air leaving the discharge fan. 36. Газотурбинная установка по п.34, содержащая также второй туманообразователь, расположенный за нагнетательным вентилятором.36. The gas turbine installation according to clause 34, also containing a second fogger, located behind the discharge fan. 37. Газотурбинная установка по п.36, в которой регулятор выключает туманообразователь, расположенный до нагнетательного вентилятора, и включает туманообразователь, расположенный за нагнетательным вентилятором, обеспечивая возможность работы установки в условиях, когда температура окружающего воздуха становится близкой к температуре замерзания, и препятствуя образованию льда на входе в нагнетательный вентилятор, при одновременном охлаждении воздуха, поступающего в турбину, до температуры, при которой на входе в компрессор не образуется льда.37. The gas turbine installation according to clause 36, in which the regulator turns off the fogger, located before the blower fan, and includes a fogger, located behind the blower fan, allowing the installation to work in conditions when the ambient temperature becomes close to the freezing temperature, and preventing the formation of ice at the inlet to the discharge fan, while cooling the air entering the turbine to a temperature at which at the inlet to the compressor is not formed I am ice. 38. Газотурбинная установка с наддувом для выработки электрической энергии, имеющая генератор электрической энергии и газовую турбину, которая содержит компрессор, камеру сгорания и турбину и в которой компрессор сжимает поступающий в газовую турбину воздух, который нагревается в камере сгорания и расширяется в турбине, которая под действием энергии поступающего в нее сжатого воздуха приводится во вращение и приводит во вращение генератор, который вырабатывает электрическую энергию, систему наддува с осевым нагнетательным вентилятором с поворотными лопатками, который увеличивает давление воздуха, поступающего в газовую турбину, и позволяет увеличить выходную мощность турбины и тем самым количество вырабатываемой генератором электрической энергии, и регулятор, который управляет работой осевого нагнетательного вентилятора с поворотными лопатками, изменяя давление, создаваемое системой наддува, таким образом, чтобы при изменении температуры окружающего воздуха выходная мощность турбины, которая в отсутствие такого регулирования возрастает с уменьшением температуры окружающего воздуха, не превышала величины, соответствующей максимальной расчетной мощности газовой турбины.38. A supercharged gas turbine for generating electric energy, having an electric energy generator and a gas turbine that contains a compressor, a combustion chamber and a turbine and in which the compressor compresses the air entering the gas turbine, which is heated in the combustion chamber and expands in the turbine, which the energy of the compressed air entering it is driven into rotation and drives the generator, which generates electrical energy, a pressurization system with an axial discharge fan m with rotary blades, which increases the pressure of the air entering the gas turbine, and allows you to increase the output power of the turbine and thereby the amount of electric energy generated by the generator, and a regulator that controls the operation of the axial discharge fan with rotary blades, changing the pressure created by the boost system, so that when the ambient temperature changes, the output power of the turbine, which in the absence of such regulation increases with decreasing temperature ry ambient air does not exceed a value corresponding to the maximum rated power of the gas turbine. 39. Газотурбинная установка с наддувом для выработки электрической энергии, имеющая генератор электрической энергии и газовую турбину, которая содержит компрессор, камеру сгорания и турбину и в которой компрессор сжимает поступающий в газовую турбину воздух, который нагревается в камере сгорания и расширяется в турбине, которая под действием энергии поступающего в нее сжатого воздуха приводится во вращение и приводит во вращение генератор, который вырабатывает электрическую энергию, систему наддува, содержащую по крайней мере два работающих последовательно осевых нагнетательных вентилятора с поворотными лопатками, туманообразователь, который образует в потоке воздуха водяную пыль из мелких капель воды, которые испаряются и охлаждают воздух, поступающий в газовую турбину, и регулятор, который управляет работой туманообразователя, регулируя количество в воздухе водяной пыли, и регулирует шаг поворотных лопаток вентиляторов, при этом система наддува увеличивает давление воздуха на входе в турбину и увеличивает мощность турбины и тем самым количество вырабатываемой генератором электрической энергии, а регулятор управляет работой туманообразователя и регулирует шаг поворотных лопаток вентиляторов таким образом, чтобы при изменении внешних условий содержание влаги в поступающем в компрессор воздухе и максимальная выходная мощность турбины не превышала пределов, соответствующих максимальной расчетной мощности турбины.39. A supercharged gas turbine for generating electric energy, having an electric energy generator and a gas turbine that contains a compressor, a combustion chamber and a turbine and in which the compressor compresses the air entering the gas turbine, which is heated in the combustion chamber and expands in the turbine, which the energy of the compressed air entering it is driven into rotation and drives the generator, which generates electrical energy, a boost system containing at least two working sequentially axial discharge fans with rotary blades, a fogger that generates water dust from small droplets of water in the air stream that evaporates and cools the air entering the gas turbine, and a regulator that controls the fogger to control the amount of water dust in the air, and controls the pitch of the rotor blades of the fans, while the pressurization system increases the air pressure at the inlet to the turbine and increases the power of the turbine and thereby the amount of generated for generators of electrical energy, and the controller controls the fogger and regulates step fan variable vanes so that at changing ambient conditions the moisture content of the air entering the compressor and the turbine maximum power output does not exceed the limits corresponding to the maximum rated power of the turbine. 40. Система наддува турбины газотурбинной установки для выработки электрической энергии, имеющей генератор электрической энергии и газовую турбину, которая содержит компрессор, камеру сгорания и турбину и в которой компрессор сжимает поступающий в газовую турбину воздух, который нагревается в камере сгорания и расширяется в турбине, которая под действием энергии поступающего в нее сжатого воздуха приводится во вращение и приводит во вращение генератор, который вырабатывает электрическую энергию, при этом такая система наддува имеет по крайней мере один осевой нагнетательный вентилятор с поворотными лопатками, который увеличивает давление воздуха, поступающего в 40. A turbine pressurization system of a gas turbine installation for generating electric energy, having an electric energy generator and a gas turbine that contains a compressor, a combustion chamber and a turbine and in which the compressor compresses the air entering the gas turbine, which is heated in the combustion chamber and expands in the turbine, which Under the action of the energy of the compressed air entering it, it is rotated and the generator, which generates electrical energy, is rotated, and such a pressurization system has at least one rotary vane axial discharge fan that increases the pressure of the air entering -21005393 газовую турбину, и позволяет увеличить выходную мощность турбины и тем самым количество вырабатываемой генератором электрической энергии, и регулятор, который управляет работой осевого нагнетательного вентилятора с поворотными лопатками, изменяя давление, создаваемое системой наддува, таким образом, чтобы при изменении температуры окружающего воздуха выходная мощность турбины, которая в отсутствие такого регулирования возрастает с уменьшением температуры окружающего воздуха, не превышала величины, соответствующей максимальной расчетной мощности газовой турбины.-21005393 gas turbine, and allows you to increase the output power of the turbine and thereby the amount of electric energy generated by the generator, and a regulator that controls the operation of the axial discharge fan with rotary blades, changing the pressure created by the boost system, so that when the ambient temperature changes, the output the power of the turbine, which in the absence of such regulation increases with decreasing ambient temperature, did not exceed the value corresponding to the maximum oh the estimated power of the gas turbine. 41. Система наддува по п.40, содержащая также электродвигатель, который приводит во вращение осевой нагнетательный вентилятор с поворотными лопатками.41. The pressurization system according to claim 40, further comprising an electric motor that drives an axial discharge fan with rotary blades. 42. Система наддува турбины газотурбинной установки для выработки электрической энергии, имеющей генератор электрической энергии и газовую турбину, которая содержит компрессор, камеру сгорания и турбину и в которой компрессор сжимает поступающий в газовую турбину воздух, который нагревается в камере сгорания и расширяется в турбине, которая под действием энергии поступающего в нее сжатого воздуха приводится во вращение и приводит во вращение генератор, который вырабатывает электрическую энергию, при этом такая система наддува имеет по крайней мере один нагнетательный вентилятор, который увеличивает давление воздуха, поступающего в газовую турбину, туманообразователь, который образует пыль из мелких капелек воды, которые испаряются и снижают температуру воздуха, поступающего в газовую турбину, что позволяет увеличить выходную мощность турбины и тем самым количество вырабатываемой генератором электрической энергии, и регулятор, который управляет работой туманообразователя и регулирует количество добавляемой к воздуху воды таким образом, чтобы при изменении внешних условий содержание влаги в поступающем в компрессор воздухе оставалось таким, чтобы максимальная выходная мощность турбины не превышала ее максимальной расчетной мощности.42. A turbine pressurization system of a gas turbine installation for generating electric energy, having an electric energy generator and a gas turbine that contains a compressor, a combustion chamber and a turbine and in which the compressor compresses the air entering the gas turbine, which is heated in the combustion chamber and expands in the turbine, which Under the action of the energy of the compressed air entering it, it is rotated and the generator, which generates electrical energy, is rotated, and such a pressurization system has at least one discharge fan, which increases the pressure of the air entering the gas turbine, a fogger, which forms dust from small droplets of water that evaporate and lower the temperature of the air entering the gas turbine, which allows to increase the output power of the turbine and thereby the amount of generator electrical energy, and a regulator that controls the operation of the fogger and regulates the amount of water added to the air so that when the external Under the conditions, the moisture content in the air entering the compressor remained such that the maximum output power of the turbine did not exceed its maximum rated power. 43. Система наддува турбины газотурбинной установки для выработки электрической энергии, имеющей генератор электрической энергии и газовую турбину, которая содержит компрессор, камеру сгорания и турбину и в которой компрессор сжимает поступающий в газовую турбину воздух, который нагревается в камере сгорания и расширяется в турбине, которая под действием энергии поступающего в нее сжатого воздуха приводится во вращение и приводит во вращение генератор, который вырабатывает электрическую энергию, при этом такая система наддува имеет по крайней мере один нагнетательный вентилятор с регулируемой скоростью вращения, который увеличивает давление воздуха, поступающего в газовую турбину, и регулятор, который регулирует скорость вращения нагнетательного вентилятора и изменяет создаваемое системой наддува давление таким образом, чтобы при падении температуры окружающего воздуха выходная мощность турбины, которая в отсутствии такого регулирования возрастает с уменьшением температуры окружающего воздуха, не превышала величины, соответствующей максимальной расчетной мощности газовой турбины.43. The turbine pressurization system of a gas turbine installation for generating electric energy, having an electric energy generator and a gas turbine, which contains a compressor, a combustion chamber and a turbine and in which the compressor compresses the air entering the gas turbine, which is heated in the combustion chamber and expands in the turbine, which Under the action of the energy of the compressed air entering it, it is rotated and the generator, which generates electrical energy, is rotated, and such a pressurization system has at least one variable speed blower that increases the pressure of the air entering the gas turbine, and a regulator that controls the speed of the blower and changes the pressure created by the boost system so that when the ambient temperature drops, the turbine output the absence of such regulation increases with decreasing ambient temperature, did not exceed the value corresponding to the maximum rated power gas turbine features. 44. Система наддува по п.43, содержащая также электродвигатель, который соединен с приводимым им во вращение нагнетательным вентилятором с регулируемой скоростью вращения.44. The pressurization system according to claim 43, further comprising an electric motor that is connected to a rotationally controlled blower driven by it.
EA200200007A 1999-06-10 2000-06-09 Gas turbine unit for generating power and a supercharging system therefor EA005393B1 (en)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13884899P 1999-06-10 1999-06-10
US13989499P 1999-06-22 1999-06-22
US09/388,927 US6308512B1 (en) 1999-06-10 1999-09-02 Supercharging system for gas turbines
US15227799P 1999-09-03 1999-09-03
US15920799P 1999-10-13 1999-10-13
US09/475,154 US6442942B1 (en) 1999-06-10 1999-12-30 Supercharging system for gas turbines
US19530200P 2000-04-10 2000-04-10
PCT/US2000/015821 WO2001000975A1 (en) 1999-06-10 2000-06-09 Supercharging system for gas turbines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200200007A1 EA200200007A1 (en) 2002-06-27
EA005393B1 true EA005393B1 (en) 2005-02-24

Family

ID=27568921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200200007A EA005393B1 (en) 1999-06-10 2000-06-09 Gas turbine unit for generating power and a supercharging system therefor

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP1206634A4 (en)
JP (1) JP2003529701A (en)
KR (1) KR100874508B1 (en)
CN (1) CN1304740C (en)
AU (1) AU775318B2 (en)
BR (1) BR0011468B1 (en)
CA (1) CA2376788A1 (en)
EA (1) EA005393B1 (en)
MX (1) MXPA01012754A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474714C2 (en) * 2008-09-08 2013-02-10 Вольво Ластвагнар Аб Method and system of on-board diagnostics
RU2621448C2 (en) * 2015-10-06 2017-06-06 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Method for combined-cycle steam-and-gas plant operation
RU2628851C1 (en) * 2016-10-25 2017-08-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Gas turbine plant
RU2637345C1 (en) * 2017-03-16 2017-12-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Control device for thermal power plant
RU2651390C2 (en) * 2014-02-20 2018-04-19 Сименс Акциенгезелльшафт Method for connecting a steam turbine and a gas turbine with the required error angle

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8584464B2 (en) 2005-12-20 2013-11-19 General Electric Company Gas turbine engine assembly and method of assembling same
JP4929004B2 (en) * 2007-03-23 2012-05-09 三菱重工業株式会社 Gas turbine power generation system
KR101011335B1 (en) * 2009-01-15 2011-01-28 김한기 Steam generating apparatus
JP5558592B2 (en) * 2011-01-21 2014-07-23 三菱重工業株式会社 Power plant
TWI563164B (en) * 2011-03-22 2016-12-21 Exxonmobil Upstream Res Co Integrated systems incorporating inlet compressor oxidant control apparatus and related methods of generating power
JP6211006B2 (en) * 2012-01-30 2017-10-11 パワーフェイズ・エルエルシー Gas turbine energy storage and energy supply system and method for manufacturing and using the same
US20130318941A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 General Electric Company Supercharged Combined Cycle System With Air Flow Bypass
US9771864B2 (en) * 2012-05-31 2017-09-26 General Electric Company Gas turbine compressor inlet pressurization and flow control system
US9239007B2 (en) * 2012-05-31 2016-01-19 General Electric Company Gas turbine compressor inlet pressurization having a torque converter system
CN102797833A (en) * 2012-08-31 2012-11-28 长城汽车股份有限公司 Cooling and energy-saving device for vehicle heat-generating member
JP6291245B2 (en) * 2012-12-20 2018-03-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Supercharged combined cycle system with airflow bypass to HRSG and fan
US9567913B2 (en) * 2013-01-28 2017-02-14 General Electric Company Systems and methods to extend gas turbine hot gas path parts with supercharged air flow bypass
US9581089B2 (en) * 2013-05-10 2017-02-28 General Electric Company Gas dosage control for gas engine
US10030558B2 (en) * 2015-06-29 2018-07-24 General Electric Company Power generation system exhaust cooling
CN106499666A (en) * 2016-11-28 2017-03-15 沈阳透平机械股份有限公司 0.0242 pipeline compressor model level of discharge coefficient and method for designing impeller
US20180171877A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 General Electric Company Power Generation System and Method for Operating Same
JP6947608B2 (en) * 2017-11-07 2021-10-13 株式会社クボタ How to operate waste treatment equipment and waste treatment equipment
CN108593323A (en) * 2018-04-26 2018-09-28 上海交通大学 A kind of combustion drive compressor group Performance Test System
CN108915871B (en) * 2018-07-04 2021-05-25 智腾机械设备(上海)有限公司 Power generation type gas turbine
CN108915872B (en) * 2018-07-04 2021-04-13 贵溪发电有限责任公司 Method for improving power generation efficiency of thermal power plant
KR102038071B1 (en) * 2019-06-06 2019-10-29 (주)케이알터빈에너지 Power generation system using steam turbine
KR20210064481A (en) * 2019-11-25 2021-06-03 현대자동차주식회사 Apparatus for controlling of hybrid vehicle and method using the same
CN111927627B (en) * 2020-07-15 2021-09-07 龙游新奥智慧能源有限公司 Cooling and effect improving device for gas inlet system of gas turbine
CN114810231B (en) * 2021-01-28 2023-08-01 华能北京热电有限责任公司 Variable frequency control method for gas booster of gas-steam combined cycle unit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3796045A (en) * 1971-07-15 1974-03-12 Turbo Dev Inc Method and apparatus for increasing power output and/or thermal efficiency of a gas turbine power plant
US4027407A (en) * 1975-11-24 1977-06-07 Kiss Sandor G Jet flow alternator
US4702074A (en) * 1985-07-30 1987-10-27 Michael Munk Internal combustion engine system with fog injection and heat exchange

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB676008A (en) * 1948-10-11 1952-07-23 Rateau Soc Improvements in or relating to gas turbine plants
US2705865A (en) * 1950-02-16 1955-04-12 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Method of operating gas turbines
FR1029635A (en) * 1950-11-14 1953-06-04 Snecma Development of two-flow turbo-reactors
GB1168081A (en) * 1966-02-18 1969-10-22 Ass Elect Ind Improvements relating to Gas Turbine Plants
DE3425115A1 (en) * 1984-07-04 1986-01-16 Nebojsa Prof Dr Ing Gasparovic Gas turbine plant with supercharged, partially closed cycle with direct combustion in the operating gas flow
JPS63208624A (en) * 1987-02-26 1988-08-30 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Output control device for gas turbine
JP2971082B2 (en) * 1989-12-15 1999-11-02 三菱重工業株式会社 Gas turbine equipment and operation method thereof
US5191767A (en) * 1990-11-07 1993-03-09 Mistop, Inc. Gas turbine air handling system
US5193352A (en) * 1991-05-03 1993-03-16 Amsted Industries, Inc. Air pre-cooler method and apparatus
JP2954456B2 (en) * 1993-07-14 1999-09-27 株式会社日立製作所 Exhaust recirculation combined plant
IL110361A (en) * 1993-07-22 2003-03-12 Ormat Ind Ltd Method of and apparatus for augmenting power produced by gas turbines
JP3706424B2 (en) * 1996-01-19 2005-10-12 三菱重工業株式会社 Gas turbine intake air cooling system
US5937633A (en) * 1996-05-31 1999-08-17 Wang; Lin-Shu High-pressure intercooled gas turbine
EP0990780B1 (en) * 1997-04-22 2007-01-17 Hitachi, Ltd. Gas turbine equipment
JP3794168B2 (en) * 1997-06-27 2006-07-05 株式会社日立製作所 Exhaust gas recirculation combined plant
JPH1172029A (en) * 1997-06-30 1999-03-16 Hitachi Ltd Gas turbine having output increasing mechanism by water atomization
US6003298A (en) * 1997-10-22 1999-12-21 General Electric Company Steam driven variable speed booster compressor for gas turbine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3796045A (en) * 1971-07-15 1974-03-12 Turbo Dev Inc Method and apparatus for increasing power output and/or thermal efficiency of a gas turbine power plant
US4027407A (en) * 1975-11-24 1977-06-07 Kiss Sandor G Jet flow alternator
US4702074A (en) * 1985-07-30 1987-10-27 Michael Munk Internal combustion engine system with fog injection and heat exchange

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FOSTER - PEGG. R. W. Supercharging of Gas Turbines by Forced Draft Fans With Evaporative Intercooling, ASME Publication, February 1965, note especially page 4 *
KOLP et al. Advantages of Air Conditioning and Supercharging an LM6000 Gas Turbine Inlet, International Gas Turbine Institute, Paper No 94-GT-425, 11 February 1994, see especially page 516 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474714C2 (en) * 2008-09-08 2013-02-10 Вольво Ластвагнар Аб Method and system of on-board diagnostics
RU2651390C2 (en) * 2014-02-20 2018-04-19 Сименс Акциенгезелльшафт Method for connecting a steam turbine and a gas turbine with the required error angle
RU2621448C2 (en) * 2015-10-06 2017-06-06 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Method for combined-cycle steam-and-gas plant operation
RU2628851C1 (en) * 2016-10-25 2017-08-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Gas turbine plant
RU2637345C1 (en) * 2017-03-16 2017-12-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Control device for thermal power plant

Also Published As

Publication number Publication date
CN1355869A (en) 2002-06-26
CA2376788A1 (en) 2001-01-04
AU7823200A (en) 2001-01-31
JP2003529701A (en) 2003-10-07
CN1304740C (en) 2007-03-14
MXPA01012754A (en) 2003-09-04
KR100874508B1 (en) 2008-12-18
BR0011468A (en) 2002-03-19
EP1206634A1 (en) 2002-05-22
EA200200007A1 (en) 2002-06-27
EP1206634A4 (en) 2005-10-12
AU775318B2 (en) 2004-07-29
KR20020038921A (en) 2002-05-24
BR0011468B1 (en) 2010-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA005393B1 (en) Gas turbine unit for generating power and a supercharging system therefor
US6442942B1 (en) Supercharging system for gas turbines
US7065953B1 (en) Supercharging system for gas turbines
US20030182944A1 (en) Highly supercharged gas-turbine generating system
USRE44815E1 (en) System and method for chilling inlet air for gas turbines
KR960010276B1 (en) Indirect contact chiller air-precooler system
US6718771B1 (en) Gas turbine operative at high ambient temperatures
US5622044A (en) Apparatus for augmenting power produced from gas turbines
KR940011341B1 (en) Air-pre-cooler method and apparatus
US6308512B1 (en) Supercharging system for gas turbines
US20070189905A1 (en) Multi-stage compression system and method of operating the same
JPWO2007069308A1 (en) Micro gas turbine system
CN201417014Y (en) Air source heat pump water heater
US20020050134A1 (en) Method of and apparatus for augmenting power produced from gas turbines
JPH07166888A (en) Method and equipment for increasing power generated from gas turbine
JPH11510578A (en) Gas turbine combustion air cooling method and equipment
US20200018495A1 (en) Temperature modulated desiccant evaporative cooler and indirect and direct evaporative air conditioning systems, methods, and apparatus
CN104676780A (en) Central air conditioner fresh air handling unit structure and operating method thereof
CN201522101U (en) Air source heat pump water heater
US20130139517A1 (en) Solar Assisted Gas Turbine System
JP2004020143A (en) Heat pump equipment using wind force
JP2971082B2 (en) Gas turbine equipment and operation method thereof
RU2123610C1 (en) Process increasing energy produced by gas turbine
JP2000282895A (en) Intake air cooling device and method for gas turbine
ZA200200197B (en) Supercharging system for gas turbines.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU