RU178331U1 - STEAM-GAS TURBINE INSTALLATION - Google Patents

STEAM-GAS TURBINE INSTALLATION Download PDF

Info

Publication number
RU178331U1
RU178331U1 RU2017100797U RU2017100797U RU178331U1 RU 178331 U1 RU178331 U1 RU 178331U1 RU 2017100797 U RU2017100797 U RU 2017100797U RU 2017100797 U RU2017100797 U RU 2017100797U RU 178331 U1 RU178331 U1 RU 178331U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water vapor
heat exchanger
fuel
condenser
input
Prior art date
Application number
RU2017100797U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Яковлевич Носырев
Мутай Аскандарович Мутаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС)
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
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС)
Priority to RU2017100797U priority Critical patent/RU178331U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU178331U1 publication Critical patent/RU178331U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00Steam engine plants not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к энергетике, в частности к парогазотурбинным установкам транспортных средств, работающих на легкокипящих жидкостях (метан, водород).Парогазотурбинная установка, содержащая входное устройство с теплообменником-пароперегревателем легкокипящей жидкости, компрессор, первую камеру сгорания с топливными коллекторами, турбину привода компрессора с охлаждаемыми сопловыми лопатками, вторую камеру сгорания с топливными коллекторами, свободную турбину с охлаждаемыми сопловыми лопатками, выходное устройство с теплообменником испарителем паров воды, теплообменником-конденсатором паров воды из отработавших газов, вход теплообменника-испарителя паров воды через насос высокого давления соединен с источником рабочего тела (вода), а выход соединен со входами охлаждаемых сопловых лопаток турбин, вход теплообменника-конденсатора через топливный насос соединен с системой подачи легкокипящей жидкости (водород, метан), под теплообменником-конденсатором паров воды расположен сборник конденсата паров воды, выход которого соединен со входом источника рабочего тела, выход теплообменника-конденсатора соединен со входом теплообменника-пароперегревателя легкокипящей жидкости, а выход теплообменника-пароперегревателя соединен с топливными коллекторами первой и второй камер сгорания, отличающаяся тем, что дополнительно введены два местных регулятора расхода топлива, которые установлены на входе в камеры сгорания, две камеры смешения, которые установлены за первой и второй камерами сгорания и в них выполнены два коллектора подачи паров воды, четыре местных регулятора расхода паров воды, два из которых установлены на входе в камерах смешения, и два регулятора расхода паров воды, которые установлены на входе в сопловые лопатки турбин, причем коллектора подачи паров воды первой и второй камер смешения соединены через местные регуляторы расхода паров воды с выходом теплообменника-испарителя.Предложенное техническое решение по сравнению с прототипом повышает мощность парогазотурбинной установки на 10-15%, снижает удельный расход топлива на 5-10%.The utility model relates to energy, in particular to steam and gas turbine units of vehicles operating on low boiling liquids (methane, hydrogen). A steam and gas turbine unit containing an input device with a heat exchanger-superheater of low boiling liquids, a compressor, a first combustion chamber with fuel manifolds, a compressor drive turbine with cooled nozzle vanes, a second combustion chamber with fuel manifolds, a free turbine with cooled nozzle vanes, an output device with heat the exchanger by the evaporator of water vapor, the heat exchanger-condenser of water vapor from the exhaust gas, the input of the heat exchanger-evaporator of water vapor through the high pressure pump is connected to the source of the working fluid (water), and the output is connected to the inlets of the cooled nozzle vanes of the turbines, the input of the heat exchanger-condenser through the fuel pump connected to a low-boiling liquid supply system (hydrogen, methane), a collector of water vapor condensate is located under the heat exchanger-condenser of water vapor, the outlet of which is connected to the input of the source of work of its body, the output of the heat exchanger-condenser is connected to the input of the heat exchanger-superheater of a low-boiling liquid, and the output of the heat exchanger-superheater is connected to the fuel collectors of the first and second combustion chambers, characterized in that two additional fuel flow regulators are installed, which are installed at the entrance to the combustion chambers , two mixing chambers, which are installed behind the first and second combustion chambers and they are made two collectors for supplying water vapor, four local regulators of flow of water vapor, two of which are installed at the inlet to the mixing chambers, and two regulators of the flow of water vapor, which are installed at the entrance to the nozzle blades of the turbines, the collectors of the water vapor supply of the first and second mixing chambers are connected through local regulators of the flow of water vapor to the outlet of the heat exchanger-evaporator. the solution compared with the prototype increases the capacity of a gas turbine unit by 10-15%, reduces specific fuel consumption by 5-10%.

Description

Полезная модель относится к энергетике, в частности к парогазотурбинным установкам транспортных средств, работающих на легкокипящих жидкостях на водорода или метана.The utility model relates to energy, in particular to steam and gas turbine units of vehicles operating on low-boiling liquids with hydrogen or methane.

Известна парогазотурбинная установка, содержащая входное устройство, компрессор, камеру сгорания, камеру смешения, турбину привода компрессора, свободную турбину, теплообменник, расположенный за свободной турбиной и соединенный с одной стороны с источником рабочего тела - жидкостью (вода), а с другой стороны - с камерой смешения, и выходное устройство, при этом теплообменник выполнен в виде теплообменника-испарителя, расход рабочего тела через который составляет не менее 15% от расхода воздуха, проходящего через компрессор, степень сжатия воздуха в установке не менее 25, а коэффициент избытка воздуха в камере сгорания не более 3,0, за теплообменником-испарителем установлен теплообменник-конденсатор паров воды, рабочими телами которого являются легкокипящие жидкости (метан, водород) [Патент РФ №2272916, МПК F01K 21/04, опубл. 27.03.2006. Б. №9, автор Письменный В.А. «Парогазотурбинная установка»].A steam-gas-turbine installation is known, comprising an input device, a compressor, a combustion chamber, a mixing chamber, a compressor drive turbine, a free turbine, a heat exchanger located behind a free turbine and connected on one side to a source of the working fluid — liquid (water), and on the other hand, to the mixing chamber, and the output device, while the heat exchanger is made in the form of a heat exchanger-evaporator, the flow rate of the working fluid through which is at least 15% of the flow rate of air passing through the compressor, the compression ratio air in the installation is not less than 25, and the coefficient of excess air in the combustion chamber is not more than 3.0, a heat exchanger-condenser of water vapor is installed behind the heat exchanger-evaporator, the working bodies of which are low-boiling liquids (methane, hydrogen) [RF Patent No. 2272916, IPC F01K 21/04, publ. 03/27/2006. B. No. 9, author Pismenny V.A. "Steam-gas-turbine installation"].

Недостатком данного технического устройства является недостаточная мощность, высокий удельный расход топлива, высокая температура на входе в турбину, кроме того, не используется хладоресурс легкокипящей жидкости для снижения температуры на входе в двигатель.The disadvantage of this technical device is insufficient power, high specific fuel consumption, high temperature at the turbine inlet, in addition, the coolant of low-boiling liquid is not used to reduce the temperature at the engine inlet.

Известна парогазотурбинная установка, содержащая входное устройство, компрессор, первую камеру сгорания, камеру смешения, турбину привода компрессора, свободную турбину, теплообменник-испаритель, расположенный за свободной турбиной и соединенный с источником рабочего тела - жидкостью (вода), выходное устройство в котором установлен теплообменник-конденсатор паров воды соединенный с источником легкокипящей жидкости (водорода, метана), во входном устройстве дополнительно установлены теплообменник-пароперегреватель легкокипящей жидкости, турбина привода компрессора выполнена с охлаждаемыми сопловыми лопатками и размещена перед первой камерой сгорания, в камере смещения выполнена вторая камера сгорания, за которой размещена свободная турбина с охлаждаемыми сопловыми лопатками, топливные коллекторы первой и второй камер сгорания соединены с выходом теплообменника-пароперегревателя легкокипящей жидкости, вход которого соединен с теплообменником-конденсатором паров воды, вход которого через топливный насос соединен с системой подачи легкокипящей жидкости, под теплообменником-конденсатором паров воды выполнен сборник конденсата паров воды, который соединен источником рабочего тела, выход которого через насос высокого давления соединен со входом теплообменника-испарителя, выход которого соединен с охлаждаемыми сопловыми лопатками турбин. [Патент РФ №150661, МПК F01K 21/04, опубл. 20.02.2015., авторы Носырев Д.Я., Мутаев М.А, «Парогазотурбинная установка»].Known steam-gas turbine installation containing an input device, a compressor, a first combustion chamber, a mixing chamber, a compressor drive turbine, a free turbine, a heat exchanger-evaporator located behind a free turbine and connected to a source of working fluid - liquid (water), the output device in which the heat exchanger is installed -condenser of water vapor connected to a source of low-boiling liquid (hydrogen, methane), in the input device an additional heat exchanger-superheater of low-boiling liquid is additionally installed The compressor drive turbine is made with cooled nozzle blades and placed in front of the first combustion chamber, the second combustion chamber is made in the displacement chamber, behind which there is a free turbine with cooled nozzle blades, the fuel collectors of the first and second combustion chambers are connected to the output of the low-boiling liquid heat exchanger-superheater the inlet of which is connected to a heat exchanger-condenser of water vapor, the inlet of which through the fuel pump is connected to the low-boiling liquid supply system, under heat A water vapor condensate collector is made up of a water vapor condenser, which is connected by a source of the working fluid, the outlet of which through the high pressure pump is connected to the inlet of the heat exchanger-evaporator, the outlet of which is connected to cooled nozzle vanes of the turbines. [RF patent No. 150661, IPC F01K 21/04, publ. 02/20/2015., Authors Nosyrev D.Ya., Mutaev M.A., "Combined Cycle Turbine Unit"].

Недостатком данного технического устройства является ограниченная мощность, высокий удельный расход топлива, высокая температура на входе в турбину привода компрессора и в свободную турбину.The disadvantage of this technical device is limited power, high specific fuel consumption, high temperature at the inlet to the compressor drive turbine and to a free turbine.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.

Техническим результатом является повышение мощности парогазотурбинной установки, снижение удельного расхода топлива, снижение температуры на входе в турбину привода компрессора и в свободную турбину, за счет рекуперации теплоты отработавших газов.The technical result is an increase in the power of a steam-gas-turbine installation, a decrease in specific fuel consumption, a decrease in temperature at the inlet to the compressor drive turbine and into a free turbine, due to the recovery of the heat of the exhaust gases.

Технический результат достигается тем, что в парогазотурбинной установке, содержащее входное устройство с теплообменником-пароперегревателем легкокипящей жидкости, компрессор, первую камеру сгорания с топливными коллекторами, турбину привода компрессора с охлаждаемыми сопловыми лопатками, вторую камеру сгорания с топливными коллекторами, свободную турбину с охлаждаемыми сопловыми лопатками, выходное устройство с теплообменником испарителем паров воды, теплообменником-конденсатором паров воды из отработавших газов, вход теплообменника-испарителя паров воды через насос высокого давления соединен с источником рабочего тела водой, а выход соединен со входами охлаждаемых сопловых лопаток турбин, вход теплообменника-конденсатора через топливный насос соединен с системой подачи легкокипящей жидкости водорода или метана, под теплообменником-конденсатором паров воды расположен сборник конденсата паров воды, выход которого соединен со входом источника рабочего тела - водой, выход теплообменника-конденсатора соединен со входом теплообменника-пароперегревателя легкокипящей жидкости, а выход теплообменника-пароперегревателя легкокипящей жидкости соединен с топливными коллекторами первой и второй камер сгорания, согласно полезной модели дополнительно введены два местных регулятора расхода топлива, которые установлены на входах в камеры сгорания, две камеры смешения, которые установлены за первой и второй камерами сгорания и в них выполнены два коллектора подачи паров воды, четыре местных регулятора расхода паров воды, два из которых установлены на входах в камеры смешения, и два регулятора расхода паров воды, которые установлены на входах в сопловые лопатки турбин, причем коллектора подачи паров воды первой и второй камер смешения соединены через местные регуляторы расхода паров воды с выходом теплообменника-испарителя паров воды.The technical result is achieved by the fact that in a steam-gas turbine installation containing an input device with a heat exchanger-superheater of boiling liquid, a compressor, a first combustion chamber with fuel manifolds, a compressor drive turbine with cooled nozzle blades, a second combustion chamber with fuel manifolds, a free turbine with cooled nozzle blades , output device with a heat exchanger, an evaporator of water vapor, a heat exchanger-condenser of water vapor from exhaust gases, an input of heat exchange a water vapor evaporator through a high-pressure pump is connected to the source of the working fluid with water, and the outlet is connected to the inlets of the cooled nozzle blades of the turbines, the inlet of the heat exchanger-condenser through the fuel pump is connected to the supply system of a low-boiling liquid of hydrogen or methane, under the heat exchanger-condenser of water vapor condensate collector of water vapor, the output of which is connected to the input of the source of the working fluid - water, the output of the heat exchanger-condenser is connected to the input of the heat exchanger-superheater easily boiling liquid, and the output of the heat exchanger-superheater of low boiling liquid is connected to the fuel collectors of the first and second combustion chambers, according to the utility model, two local fuel flow regulators are installed that are installed at the entrances to the combustion chambers, two mixing chambers, which are installed behind the first and second chambers combustion and they are made two collectors of water vapor supply, four local regulators of the flow of water vapor, two of which are installed at the entrances to the mixing chamber, and two flow regulators water vapor, which are mounted on the turbine inlet nozzle blades, wherein the water vapor supplying first and second mixing chambers collector connected through local controls flow of water vapor in a yield exchanger-evaporator water vapors.

На фиг. приведена схема парогазотурбинной установки.In FIG. The scheme of a steam-gas-turbine installation is given.

Парогазотурбинная установка состоит из входного устройства 1, теплообменника-пароперегревателя легкокипящей жидкости 2, компрессора 3, первой камеры сгорания 4, топливного коллектора 5, регулятора расхода топлива 6, первой камеры смешения 7, коллектора подачи паров воды 8, регулятора расхода паров воды 9, сопловых лопаток 10, регулятора расхода паров воды 11, турбины привода компрессора 12, второй камеры сгорания 13, топливного коллектора 14, регулятора расхода топлива 15, второй камеры смешения 16, коллектора подачи паров воды 17, регулятора расхода паров воды 18, сопловых лопаток 19, регулятора расхода паров воды 20, свободной турбины 21, выходного устройства 22, теплообменника-испарителя 23, насоса высокого давления 24, источника рабочего тела воды 25, сборника конденсата паров воды 26, теплообменника-конденсатора паров воды 27, топливного насоса 28, источника легкокипящей жидкости водорода или метана 29.A steam-gas turbine installation consists of an input device 1, a low-boiling liquid heat exchanger-superheater 2, a compressor 3, a first combustion chamber 4, a fuel manifold 5, a fuel flow regulator 6, a first mixing chamber 7, a water vapor supply manifold 8, a water vapor flow regulator 9, and nozzle blades 10, a regulator of flow of water vapor 11, a turbine drive a compressor 12, a second combustion chamber 13, a fuel manifold 14, a regulator of fuel consumption 15, a second mixing chamber 16, a collector for supplying water vapor 17, a flow regulator water arches 18, nozzle blades 19, water vapor flow regulator 20, free turbine 21, output device 22, heat exchanger-evaporator 23, high pressure pump 24, water working fluid source 25, water vapor condensate collector 26, water vapor heat exchanger-condenser 27 fuel pump 28; a source of low boiling liquid hydrogen or methane 29.

Источник легкокипящей жидкости водорода или метана 29 через топливный насос 28 соединен со входом теплообменника-конденсатора паров воды 27, который расположен в выходном устройстве 22. Под теплообменником-конденсатором паров воды 27 выполнен сборник конденсата паров воды 26. Выход теплообменника-конденсатора паров воды 27 соединен со входом теплообменника-пароперегревателя легкокипящей жидкости 2, который расположен во входном устройстве 1. Выход теплообменника-пароперегревателя легкокипящей жидкости 2 через регуляторы расходов топлива 6 и 15 соединен с топливными коллекторами 5 и 14 первой 4 и второй 13 камер сгорания. Сборник конденсата паров воды 26 соединен с источником рабочего тела водой 25, выход которого через насос высокого давления 24 соединен со входом теплообменника-испарителя 23. Выход теплообменника-испарителя 23 через регуляторы 9, 11, 18, 20 расхода паров воды соединен с охлаждаемыми сопловыми лопатками 9, 17 турбин 11, 19, а также с коллекторами 8, 17 подачи паров воды камерами смешения 7, 15.A source of low-boiling liquid of hydrogen or methane 29 through a fuel pump 28 is connected to the input of the heat exchanger-condenser of water vapor 27, which is located in the output device 22. Under the heat exchanger-condenser of water vapor 27, a condensate of water vapor 26 is made. The output of the heat exchanger-condenser of water vapor 27 is connected with the input of the heat exchanger-superheater of low-boiling liquid 2, which is located in the input device 1. The output of the heat exchanger-superheater of low-boiling liquid 2 through the fuel flow regulators 6 15 is connected to the fuel manifold 5 and 14 of the first 4 and second combustion chambers 13. The condensate collector of water vapor 26 is connected to the source of the working fluid with water 25, the output of which through the high pressure pump 24 is connected to the input of the heat exchanger-evaporator 23. The output of the heat exchanger-evaporator 23 is connected to cooled nozzle blades through the regulators 9, 11, 18, 20 9, 17 turbines 11, 19, as well as collectors 8, 17 for supplying water vapor with mixing chambers 7, 15.

Работа установки осуществляется следующим образом.The installation is as follows.

Воздух из окружающей среды через входное устройство 1 поступает в теплообменник-пароперегреватель легкокипящей жидкости 2, где пар легкокипящей жидкости перегревается, а температура воздуха понижается. Далее охлажденный воздух поступает в компрессор 3. Сжатый до заданного давления воздух непрерывным потоком подается в первую камеру сгорания 4, куда одновременно через регулятор расхода топлива 6 и топливный коллектор 5 поступают пары легкокипящей жидкости, поступающие из холодного контура теплообменника-конденсатора паров воды 27. Легкокипящая жидкость водород или метан поступает в холодный контур теплообменника-конденсатора паров воды 27 из источника легкокипящей жидкости водорода или метана 29 с помощью насоса высокого давления 28. В камере сгорания 4 образуется топливовоздушная смесь. Состав топливовоздушной смеси в первой камере сгорания 6 приближается к стехиометрическому (αкс менее 3,0), что при сгорании смеси ведет к росту температуры продуктов сгорания. Продукты сгорания из первой камеры сгорания 4 поступают в первую камеру смешения 7, куда одновременно из теплообменника-испарителя 23 через регулятор расхода паров воды 9 и коллектор подачи паров воды 8 подается водяной пар, который перемешивается с продуктами сгорания, образуя при этом смесь паров с продуктами сгорания с пониженной температурой. Из первой камеры смешения 7 смесь паров с продуктами сгорания с пониженной температурой проходит через сопловые лопатки 10. Сопловые лопатки 10 охлаждаются водяным паром, который подается из теплообменника-испарителя 23 через регуляторы расхода паров воды 11. В результате температура смеси продуктов сгорания и паров воды понижается до значений, допустимых по условиям прочности лопаток турбины 12, а энтальпия рабочего тела увеличивается. Смесь паров воды и продуктов сгорания поступает в рабочие лопатки турбины привода компрессора 12, где расширяется и совершает полезную работу. Отработавшие газы из турбины привода компрессора 12 поступают во вторую камеру сгорания 13, куда одновременно через регулятор расхода топлива 15 и топливный коллектор 14 поступают пары легкокипящей жидкости, которые перемешиваются с отработавшими газами и образуют продукты сгорания. Далее продукты сгорания поступают во вторую камеру смешения 16, куда одновременно из теплообменника-испарителя 23 через регулятор расхода паров воды 18 и коллектор подачи паров воды 17 подается водяной пар и смешивается с продуктами сгорания, в результате чего образуется смесь паров воды с продуктами сгорания, что приводит к понижению температуры. Из второй камеры смешения 16 смесь паров воды и продуктов сгорания с пониженной температурой проходит через сопловые лопатки 19. Сопловые лопатки 19 охлаждаются водяным паром, который подается из теплообменника-испарителя 23 через регуляторы расхода паров воды 20. В результате температура смеси продуктов сгорания и паров воды понижается до значений, допустимых по условиям прочности лопаток турбины 12, а энтальпия рабочего тела увеличивается. Смесь паров воды и продуктов сгорания поступает в свободную турбину 21, где расширяется и совершает полезную работу. При этом температура смеси паров воды и продуктов сгорания дополнительно понижается, но остается достаточно высокой. Смесь паров воды и продуктов сгорания с этой температурой проходит через теплообменник-испаритель 23, где нагревает и испаряет воду и частично охлаждается. Далее смесь паров воды и продуктов сгорания поступает в теплообменник-конденсатор 27, где часть паров воды из смеси конденсируется на наружной поверхности теплообменника-конденсатора 27. В результате конденсации паров воды в теплообменнике-конденсаторе 27 часть легкокипящей жидкости нагревается и испаряется, а температура смеси понижается. Это обеспечивает рекуперацию теплоты смеси. Конденсат паров воды поступает в сборник конденсата паров воды 26, выход которого соединен с источником рабочего тела водой 25. Из источника рабочего тела 25 вода с помощью насоса высокого давления 24 поступает в теплообменник-испаритель 23, где вода нагревается и испаряется.Air from the environment through the inlet 1 enters the heat exchanger-superheater of the boiling liquid 2, where the vapor of the boiling liquid overheats, and the air temperature decreases. Further, the cooled air enters the compressor 3. The compressed air to a predetermined pressure is fed continuously into the first combustion chamber 4, where simultaneously low-boiling liquid vapors coming from the cold circuit of the heat exchanger-condenser of water vapor 27 pass through the fuel flow regulator 6 and low. hydrogen or methane liquid enters the cold circuit of a water vapor heat exchanger-condenser 27 from a source of low-boiling liquid hydrogen or methane 29 using a high-pressure pump 28. In as combustion 4, an air-fuel mixture is formed. The composition of the air-fuel mixture in the first combustion chamber 6 approaches stoichiometric (α kc less than 3.0), which, when the mixture is burned, leads to an increase in the temperature of the combustion products. The combustion products from the first combustion chamber 4 enter the first mixing chamber 7, where at the same time from the heat exchanger-evaporator 23 through the regulator of flow of water vapor 9 and the collector for supplying water vapor 8 is supplied water vapor, which is mixed with the combustion products, forming a mixture of vapors with products low temperature combustion. From the first mixing chamber 7, the mixture of vapors with combustion products with a reduced temperature passes through the nozzle blades 10. The nozzle blades 10 are cooled by water vapor, which is supplied from the heat exchanger-evaporator 23 through the flow regulators of water vapor 11. As a result, the temperature of the mixture of combustion products and water vapor decreases to values acceptable according to the strength conditions of the turbine blades 12, and the enthalpy of the working fluid increases. A mixture of water vapor and combustion products enters the working blades of the turbine of the compressor drive 12, where it expands and performs useful work. The exhaust gases from the compressor drive turbine 12 enter the second combustion chamber 13, where at the same time through the fuel consumption regulator 15 and the fuel manifold 14 low-boiling liquid vapors are fed, which mix with the exhaust gases and form combustion products. Next, the combustion products enter the second mixing chamber 16, where simultaneously from the heat exchanger-evaporator 23 through the regulator of flow of water vapor 18 and the collector for supplying water vapor 17 water vapor is fed and mixed with the combustion products, resulting in a mixture of water vapor with combustion products, which leads to lower temperatures. From the second mixing chamber 16, the mixture of water vapor and low temperature combustion products passes through the nozzle vanes 19. The nozzle vanes 19 are cooled by water vapor, which is supplied from the heat exchanger-evaporator 23 through the flow regulators of water vapor 20. As a result, the temperature of the mixture of combustion products and water vapor decreases to values acceptable according to the strength conditions of the blades of the turbine 12, and the enthalpy of the working fluid increases. The mixture of water vapor and combustion products enters the free turbine 21, where it expands and performs useful work. In this case, the temperature of the mixture of water vapor and combustion products is further reduced, but remains quite high. A mixture of water vapor and combustion products with this temperature passes through a heat exchanger-evaporator 23, where it heats and evaporates water and partially cools. Next, the mixture of water vapor and combustion products enters the heat exchanger-condenser 27, where part of the water vapor from the mixture condenses on the outer surface of the heat exchanger-condenser 27. As a result of condensation of water vapor in the heat exchanger-condenser 27, part of the boiling liquid is heated and evaporates, and the temperature of the mixture decreases . This ensures the recovery of the heat of the mixture. The water vapor condensate enters the water vapor condensate collector 26, the outlet of which is connected to the source of the working fluid by water 25. From the source of the working fluid 25, water is supplied via a high pressure pump 24 to the heat exchanger-evaporator 23, where the water is heated and evaporated.

Предложенное техническое решение по сравнению с прототипом повышает мощность парогазотурбинной установки на 10-15%, снижает удельный расход топлива на 5-10%.The proposed technical solution in comparison with the prototype increases the capacity of a gas turbine unit by 10-15%, reduces the specific fuel consumption by 5-10%.

Claims (1)

Парогазотурбинная установка, содержащая входное устройство с теплообменником-пароперегревателем легкокипящей жидкости, компрессор, первую камеру сгорания с топливными коллекторами, турбину привода компрессора с охлаждаемыми сопловыми лопатками, вторую камеру сгорания с топливными коллекторами, свободную турбину с охлаждаемыми сопловыми лопатками, выходное устройство с теплообменником-испарителем паров воды, теплообменником-конденсатором паров воды из отработавших газов, вход теплообменника-испарителя паров воды через насос высокого давления соединен с источником рабочего тела водой, а выход соединен со входами охлаждаемых сопловых лопаток турбин, вход теплообменника-конденсатора через топливный насос соединен с системой подачи легкокипящей жидкости водорода или метана, под теплообменником-конденсатором паров воды расположен сборник конденсата паров воды, выход которого соединен со входом источника рабочего тела, выход теплообменника-конденсатора соединен со входом теплообменника-пароперегревателя легкокипящей жидкости, а выход теплообменника-пароперегревателя соединен с топливными коллекторами первой и второй камер сгорания, отличающаяся тем, что дополнительно введены два местных регулятора расхода топлива, которые установлены на входах в камеры сгорания, две камеры смешения, которые установлены за первой и второй камерами сгорания и в них выполнены два коллектора подачи паров воды, четыре местных регулятора расхода паров воды, два из которых установлены на входах в камеры смешения, и два регулятора расхода паров воды, которые установлены на входах в сопловые лопатки турбин, причем коллектора подачи паров воды первой и второй камер смешения соединены через местные регуляторы расхода паров воды с выходом теплообменника-испарителя паров воды.A steam-gas-turbine installation containing an input device with a low-boiling liquid heat exchanger-superheater, a compressor, a first combustion chamber with fuel nozzles, a compressor turbine with cooled nozzle blades, a second combustion chamber with fuel manifolds, a free turbine with cooled nozzle vanes, an outlet device with a heat exchanger-evaporator water vapor, heat exchanger-condenser water vapor from the exhaust gas, the input of the heat exchanger-evaporator water vapor through a high pressure is connected to the source of the working fluid with water, and the outlet is connected to the inlets of the cooled nozzle blades of the turbines, the inlet of the heat exchanger-condenser through the fuel pump is connected to the supply system of low-boiling liquid of hydrogen or methane, under the heat exchanger-condenser of water vapor there is a condensate collector of water vapor connected to the input of the source of the working fluid, the output of the heat exchanger-condenser is connected to the input of the heat exchanger-superheater of low boiling liquid, and the output of the heat exchanger-steam The evacuator is connected to the fuel collectors of the first and second combustion chambers, characterized in that two local fuel flow regulators are installed, which are installed at the entrances to the combustion chambers, two mixing chambers, which are installed behind the first and second combustion chambers and have two feed manifolds water vapor, four local regulators of the flow of water vapor, two of which are installed at the entrances to the mixing chambers, and two regulators of the flow of water vapor, which are installed at the entrances to the nozzle blades of the turbines, and the water vapor supply manifold of the first and second mixing chambers are connected through local regulators of the flow of water vapor to the outlet of the heat exchanger-evaporator of water vapor.
RU2017100797U 2017-01-10 2017-01-10 STEAM-GAS TURBINE INSTALLATION RU178331U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100797U RU178331U1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 STEAM-GAS TURBINE INSTALLATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100797U RU178331U1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 STEAM-GAS TURBINE INSTALLATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU178331U1 true RU178331U1 (en) 2018-03-30

Family

ID=61867732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017100797U RU178331U1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 STEAM-GAS TURBINE INSTALLATION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU178331U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758644C1 (en) * 2021-04-29 2021-11-01 Артём Николаевич Байрамов System of combustion of hydrogen in oxygen in circulated flow of increased safety using ultra high-temperature ceramic materials for superheating working body in steam turbine electric cycle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5317877A (en) * 1992-08-03 1994-06-07 General Electric Company Intercooled turbine blade cooling air feed system
RU2272916C2 (en) * 2004-03-22 2006-03-27 Владимир Леонидович Письменный Steam-gas turbine plant
US20090071156A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Denso Corporation Waste heat recovery apparatus
RU2354838C2 (en) * 2007-11-19 2009-05-10 Валерий Игнатьевич Гуров Gas turbine power plant
RU2463463C2 (en) * 2010-12-24 2012-10-10 Валерий Игнатьевич Гуров Combined power system
RU150661U1 (en) * 2014-07-30 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) STEAM-GAS TURBINE INSTALLATION

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5317877A (en) * 1992-08-03 1994-06-07 General Electric Company Intercooled turbine blade cooling air feed system
RU2272916C2 (en) * 2004-03-22 2006-03-27 Владимир Леонидович Письменный Steam-gas turbine plant
US20090071156A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Denso Corporation Waste heat recovery apparatus
RU2354838C2 (en) * 2007-11-19 2009-05-10 Валерий Игнатьевич Гуров Gas turbine power plant
RU2463463C2 (en) * 2010-12-24 2012-10-10 Валерий Игнатьевич Гуров Combined power system
RU150661U1 (en) * 2014-07-30 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) STEAM-GAS TURBINE INSTALLATION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758644C1 (en) * 2021-04-29 2021-11-01 Артём Николаевич Байрамов System of combustion of hydrogen in oxygen in circulated flow of increased safety using ultra high-temperature ceramic materials for superheating working body in steam turbine electric cycle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2623741B1 (en) Combined cycle power generation plant utilzing solar heat
CN103470379B (en) Combined energy-saving type Inlet Air Cooling System of Gas Turbine
RU2467187C2 (en) Method of operating gas turbine unit
US11199361B2 (en) Method and apparatus for net zero-water power plant cooling and heat recovery
CN101666250A (en) System for improving low-temperature heat source power generation capacity by using injection pump
RU2013149403A (en) METHOD OF WORK AND DEVICE OF GAS-TURBINE INSTALLATION
CN107939548A (en) Internal combustion engine UTILIZATION OF VESIDUAL HEAT IN cooling heating and power generation system and its method of work
CN103047044A (en) Low temperature cold source heat engine
CN104061706A (en) Combined cooling, heating and power system of ammonia power/refrigerating cycle based on fractionation and condensation and SOFC/GT
CN108362026A (en) A kind of carbon dioxide trans-critical cycle cool and thermal power combined system
RU178331U1 (en) STEAM-GAS TURBINE INSTALLATION
RU2009148393A (en) METHOD FOR PRODUCING NITRIC ACID (OPTIONS) AND UNIT FOR PRODUCING NITRIC ACID
CN206889110U (en) It is a kind of to integrate efficient, economize on water, the controllable co-generation system of gas turbine four
RU150661U1 (en) STEAM-GAS TURBINE INSTALLATION
RU2008147392A (en) METHOD FOR OPERATING A POWER UNIT WITH A GAS TURBINE UNIT
RU2272916C2 (en) Steam-gas turbine plant
RU2528214C2 (en) Gas turbine co-generation power plant
RU2666271C1 (en) Gas turbine co-generation plant
RU121863U1 (en) STEAM GAS INSTALLATION
RU2520762C1 (en) Combined cycle plant
RU2013157317A (en) METHOD OF OPERATION OF STEAM-GAS INSTALLATION
Gureev et al. Processing feasibilities of enhancing the GTE-based electric power plant efficiency
RU2791380C1 (en) Method for operation of gas turbine gas pumping unit and device for its implementation
EP2210050A1 (en) An absorption refrigerator for low temperatures
RU83544U1 (en) GAS TURBINE INSTALLATION

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190111