RU138054U1 - Газотурбинная установка - Google Patents

Abstract

Газотурбинная установка, содержащая компрессоры низкого и высокого давлений, связанные между собой через воздухоохладитель, при этом компрессор высокого давления последовательно связан через камеру сгорания высокого давления с турбиной высокого давления и турбиной низкого давления, а компрессор низкого давления через камеру сгорания низкого давления связан с турбиной низкого давления, отличающаяся тем, что между компрессором высокого давления и камерой сгорания высокого давления дополнительно установлен регенератор высокого давления по холодной стороне, связанный по горячей стороне с турбиной низкого давления, а между компрессором низкого давления и камерой сгорания низкого давления дополнительно установлен регенератор низкого давления по холодной стороне, связанный по горячей стороне с регенератором высокого давления.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно к газотурбинным установкам и может быть применена для привода нагнетателей в компрессорных станциях магистральных газопроводов, электрогенераторов на тепловых электрических станциях.

Известна газопаровая установка, содержащая компрессоры низкого и высокого давлений, связанные между собой через воздухоохладитель, и через регенеративный подогреватель (по холодной стороне), камеру сгорания высокого давления с турбиной высокого давления, камеру сгорания низкого давления с турбиной низкого давления, а та в свою очередь с регенеративным подогревателем (по горячей стороне) и котлом-утилизатором, соединенным паропроводом с камерой сгорания высокого давления, отличающаяся тем, что камера сгорания низкого давления установлена на обводном воздуховоде после компрессора низкого давления и связана паропроводом с котлом-утилизатором и газопроводом с турбиной низкого давления [Андрющенко А.И. Термодинамические расчеты оптимальных параметров тепловых электростанций. - М.: Высшая школа, 1963, с. 201].

Недостатками данной установки являются снижение эффективности работы регенеративного подогревателя и котла утилизатора за счет разделения потоков, что уменьшает расход уходящих газов через каждый из этих элементов схемы; а также не полное использование потенциала впрыска из-за того, что он (впрыск) осуществляется только в одну камеру сгорания.

Известна парогазовая установка, содержащая компрессоры низкого и высокого давлений, связанные между собой через воздухоохладитель, и через камеру сгорания высокого давления с турбиной высокого давления, камеру сгорания низкого давления с турбиной низкого давления и котлом утилизатором, соединенным паропроводами с камерами сгорания высокого и низкого давлений, отличающаяся тем, что камера сгорания низкого давления установлена на обводном воздуховоде после компрессора низкого давления и связана паропроводом с котлом-утилизатором и газопроводом с турбиной низкого давления [Патент RU №60139 от 10.01.2007 г.].

Недостатком данной установки является снижение экономичности работы из-за повышенных затрат на химическую водоподготовку, возникающих при потере пара с уходящими продуктами сгорания.

Задачей полезной модели является повышение надежности и экономичности газотурбинной установки.

Технический результат заключается в исключении затрат на химическую водоподготовку, при сохранении высокой эффективности за счет внутрицикловой утилизации тепла.

Технический результат достигается тем, что газотурбинная установка, содержит компрессоры низкого и высокого давлений, связанные между собой через воздухоохладитель, при этом компрессор высокого давления последовательно связан через камеру сгорания высокого давления с турбиной высокого давления и турбиной низкого давления, а компрессор низкого давления через камеру сгорания низкого давления связан с турбиной низкого давления, между компрессором высокого давления и камерой сгорания высокого давления дополнительно установлен регенератор высокого давления по холодной стороне, связанный по горячей стороне с турбиной низкого давления, а между компрессором низкого давления и камерой сгорания низкого давления дополнительно установлен регенератор низкого давления по холодной стороне, связанный по горячей стороне с регенератором высокого давления.

В полезной модели применяется параллельный подвод теплоты, эффект которого заключается в более полном использовании основного принципа работы ГТУ (работа расширения продуктов сгорания в турбине выше работы, затрачиваемой на сжатие в компрессоре), а именно - в турбине низкого давления происходит расширение большего потока вещества, чем сжимается в компрессоре высокого давления. А так же, в рассматриваемой установке, при отказе от котла-утилизатора сохраняется внутри цикловая утилизация тепла за счет подогрева воздуха перед камерами сгорания низкого и высокого давлений уходящими газами после турбины низкого давления в регенераторах низкого и высокого давлений. Это позволяет повысить надежность, но сохранить экономичность, при незначительном ее снижении по сравнению с полным отказом от использования тепла уходящих газов.

На фигуре изображена газотурбинная установка, состоящая из: 1 - компрессора низкого давления; 2 - воздухоохладителя; 3 - компрессора высокого давления; 4 - камеры сгорания высокого давления; 5 - турбины высокого давления; 6 - камеры сгорания низкого давления; 7 - турбины низкого давления; 8 - электрогенератора; 9 - регенератора высокого давления; 10 - регенератора низкого давления; 11 - газоохладителя.

Газотурбинная установка работает следующим образом. Воздух, сжатый в компрессоре низкого давления 1, разделяется на два потока. Первый из них, пройдя воздухоохладитель 2, попадает в компрессор высокого давления 3, где его давление повышается еще больше. Затем воздух пропускается через регенератор высокого давления 9, который представляет собой теплообменный аппарат поверхностного типа. Туда же в регенератор высокого давления 9 после турбины низкого давления 7 направляются отработавшие газы, которые отдают часть своего тепла воздуху. Подогретый воздух подается в камеру сгорания высокого давления 4, в которой сжигается газообразное топливо. Из камеры сгорания высокого давления 4 продукты сгорания попадают в турбину высокого давления 5, являющуюся приводом для компрессоров низкого и высокого давлений 1, 3. Продукты сгорания из турбины высокого давления 5, смешиваясь со вторым потоком из камеры сгорания низкого давления 6, поступают в турбину низкого давления 7, которая является приводом для электрогенератора 8. Второй поток сжатого воздуха после компрессора низкого давления 1 направляется в регенератор низкого давления 10, который представляет собой теплообменный аппарат поверхностного типа. Туда же в регенератор низкого давления 10 после регенератора высокого давления 9 направляются отработавшие газы, которые отдают часть своего тепла воздуху. Подогретый воздух подается в камеру сгорания низкого давления 6, в которой сжигается газообразное топливо. Из камеры сгорания низкого давления 6 продукты сгорания, смешиваясь с первым потоком из турбины высокого давления 5, попадают в турбину низкого давления 7. Выхлопные газы, поступающие из турбины низкого давления 7, поочередно проходят регенератор высокого давления 9 и регенератор низкого давления 10, где подогревают воздух перед камерами сгорания высокого 4 и низкого давлений 6 соответственно. Из регенератора низкого давления 6 выхлопные газы поступают в газоохладитель 11, где окончательно охлаждаются. После газоохладителя 11 выхлопные газы направляются в атмосферу.

Claims (1)

1. Газотурбинная установка, содержащая компрессоры низкого и высокого давлений, связанные между собой через воздухоохладитель, при этом компрессор высокого давления последовательно связан через камеру сгорания высокого давления с турбиной высокого давления и турбиной низкого давления, а компрессор низкого давления через камеру сгорания низкого давления связан с турбиной низкого давления, отличающаяся тем, что между компрессором высокого давления и камерой сгорания высокого давления дополнительно установлен регенератор высокого давления по холодной стороне, связанный по горячей стороне с турбиной низкого давления, а между компрессором низкого давления и камерой сгорания низкого давления дополнительно установлен регенератор низкого давления по холодной стороне, связанный по горячей стороне с регенератором высокого давления.

Images