RU197736U1

RU197736U1 - Газотурбинная установка

Info

Publication number: RU197736U1
Application number: RU2019145537U
Authority: RU
Inventors: Ахмет Аллакулыевич Бегендиков; Борис Михайлович Осипов; Владимир Иванович Панченко
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-05-25

Abstract

Полезная модель относится к области газотурбостроения и может быть использована в энергетике, в судостроении, в химической промышленности. Газотурбинная установка (ГТУ) включает: входное устройство (1), компрессор (2), камеру сгорания (3), турбину (4), новым является то, что за турбиной (4) установлены теплообменник-аэротермопрессор (6), внутри которого установлен нагревательный элемент в виде змеевика (7), сообщенного с питательным насосом (5), а на выходе теплообменника-аэротермопрессора (6) установлен эжектор, состоящий из сопла активного потока (пара) (8), камеры смещения (9) и выходного устройства в виде диффузора (10). Техническим результатом, на решение которого направлен данная газотурбинная установка, является высокий эффективный КПД.

Description

Полезная модель относится к области газотурбостроения и может быть использована в энергетике, в судостроении, в химической промышленности.

Известна газотурбинная установка (Цанев С.В. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций / С.В. Цанев, В.Д. Буров, А.Н. Ремезов. - М.: Изд-во МЭИ, 2002), содержащая соединенные по ходу рабочего тела цикла Брайтона компрессор, камеру сгорания и турбину, выходной вал которой соединен с электрогенератором со статорными обмотками, соединенными с энергосистемой. Однако, известное устройство не обеспечивает соответствия вырабатываемой электрической мощности внешней переменной нагрузке согласно графику нагрузки энергосистемы из-за термической инертности первичного источника энергии - ГТУ, и пониженного КПД.

Известна газотурбинная установка (патент USA №5185997, от 16.02.1993), содержащая компрессор, камеру сгорания, турбину с электрогенератором, причем компрессор механически связан с турбиной. Однако, температура выхлопных газов за турбиной в этой системе достаточно велика, что не позволяет достичь высокой эффективности установки.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели и принятой за прототип является газотурбинная установка (патент РФ №2278286, МПК F02C 3/30, F02C 7/143, публикация 20.06.2006), работающая на угольном топливе и содержащая газификатор, камеру сгорания, газовую турбину, воздушный компрессор, рекуперативный теплообменник и систему подачи воды в газовый тракт компрессора. Однако, известная ГТУ не обеспечивает высокий эффективный КПД.

Технической проблемой, на решения которой направлена предлагаемая полезная модель заявляется в создание ГТУ с высоким эффективным КПД.

Техническим результатом, на достижения которого направлена данная газотурбинная установка, является повышение эффективного КПД ГТУ.

Технический результат достигается тем, что в ГТУ, включающей входное устройство, компрессор, камеру сгорания, турбину, новым является то, что за турбиной установлены теплообменник-аэротермопрессор, внутри которого расположен нагревательный элемент в виде змеевика, сообщенный с питательным насосом, а на выходе теплообменника-аэротермопрессора установлен эжектор. Перепад давлений на турбине увеличивается с помощью эжектора, где активным потоком является пар, полученный путем испарения воды выхлопными газами ГТУ.

На фигуре представлена схема предлагаемой газотурбинной установки.

Газотурбинная установка (ГТУ) состоит из следующих основных частей: 1-входное устройство, 2-компрессор, 3-камера сгорания, 4-турбина, 5-питательный насос, 6-теплообменник-аэротермопрессор, расположенный за турбиной 4 на выходе ГТУ, внутри которого расположен змеевик 7, за теплообменником-аэротермопрессором 6 установлен эжектор включающий сопло 8, камеру смещения 9 с выходным диффузором 10.

Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.

Рабочие тело из турбины 4 ГТУ попадает в теплообменник-аэротермопрессор 6, который представляет собой цилиндрическую трубу, внутри которой расположен змеевик 7, сообщенный с питательным насосом 5. Через змеевик 7 протекает вода, при этом она нагревается, а газ текущий по цилиндрической трубе охлаждается, в этом случае охлаждение сопровождается повышением давление торможения (см. в книге Прикладная газовая динамика / Б.С. Виноградов - Москва - 1996), вода в результате поглашение теплоты превращается в пар, который из сопла эжектора 8 истекает с большой скоростью и является активным потоком в эжекторе 8, а пассивным потоком являются выхлопные газы ГТУ. В итоге, пассивный поток (выхлопные газы), имея на входе в теплообменник-аэротермопрессор 6 давление ниже атмосферного, на выходе из эжектора 8 это давление становится равным атмосферному. Давление пара на входе в эжектор 8 создает питательный насос 5.

Заявленная полезная модель позволяет получить высокий эффективный КПД (43-44%) ГТУ за счет перерасширенной турбины. Таким образом предлагаемая ГТУ является конкурентной ДВС аналогичной мощности.

Claims

Газотурбинная установка (ГТУ), включающая входное устройство, компрессор, камеру сгорания, турбину, отличающаяся тем, что за турбиной установлен теплообменник-аэротермопрессор, внутри которого расположен нагревательный элемент в виде змеевика, сообщенный с питательным насосом, а на выходе теплообменника-аэротермопрессора установлен эжектор, состоящий из сопла активного потока, камеры смешения и выходного устройства в виде диффузора.