RU2029119C1 - Газотурбинная установка - Google Patents
Газотурбинная установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2029119C1 RU2029119C1 SU4421125A RU2029119C1 RU 2029119 C1 RU2029119 C1 RU 2029119C1 SU 4421125 A SU4421125 A SU 4421125A RU 2029119 C1 RU2029119 C1 RU 2029119C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- pressure
- steam
- outlet
- combustion chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Использование: газотурбостроение. Сущность изобретения: в газотурбинную установку, содержащую основной контур и вспомогательный контур, введена пароводяная система охлаждения, включающая топливопаровой конденсатор, вход горячей стороны которого соединен с паровой турбиной, а выход - с входом водяного насоса и водяным баллоном, причем вход холодной стороны конденсатора соединен с топливными баками, а выход - с системами подачи топлива в камеры сгорания основного и вспомогательного контуров. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области газотурбостроения и может быть применено в машиностроительной промышленности, в частности в энергомашиностроении при производстве стационарных ГТУ и ГТУ для пиковых электростанций, в транспортном машиностроении при производстве транспортных ГТУ, в частности судовых ГТУ и ГТУ для наземного транспорта, а также в авиадвигателестроении.
Известны ГТУ, содержащие пароводяной контур, предназначенный для охлаждения теплоносителя, циркулирующего в замкнутой системе охлаждения основного контура [1]. При этом все тепло, полученное в системе охлаждения промежуточным теплоносителем, передается пароводяному контуру. Другим недостатком указанных ГТУ является то, что при использовании в системе охлаждения основного контура теплоносителя, отличного от воздуха, надежность работы двигателя из-за неизбежных утечек из системы снижается.
Известны также ГТУ, в которых система охлаждения основного контура является составной частью пароводяного контура [1,2].
Этим ГТУ присущи недостатки, которые были отмечены выше.
Для обоих типов указанных ГТУ характерно то, что имеется возможность превратить в полезную работу только 30-40% тепла, полученного от охлаждения горячих частей основного контура (при наличии паровой турбины), остальные же 60-70% тепла необходимо либо рассеять, либо регенерировать каким-то образом (например, передав его топливу, направляемому в камеру сгорания). Однако в случае регенерации необходим значительный запас по хладоресурсу топлива, что ограничивает возможность регенерации. Таким образом, наличие потерь тепла снижает КПД цикла этих ГТУ.
Наиболее близким к изобретению техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является газотурбинная установка [3].
Недостатком прототипа является узкий диапазон работы.
Целью изобретения является расширение диапазона работы.
Поставленная цель достигается тем, что в ГТУ, содержащую основной контур, включающий основной ГТД, вспомогательный контур, состоящий из компрессора, камеры сгорания, турбины, системы охлаждения высокого давления основного ГТД, введена пароводяная система охлаждения, включающая топливопаровой конденсатор, вход горячей стороны которого соединен с конденсационной турбиной, а выход этой стороны соединен с входом водяного насоса и водяным баллоном, причем вход холодной стороны конденсатора соединен с топливными баками, а выход этой стороны соединен с системами подачи топлива в камеры сгорания основного и вспомогательного контуров, выход водяного насоса соединен с входом холодной стороны теплообменника, выход горячей стороны которого соединен с компрессором вспомогательного контура, а ее вход с компрессором основного ГТД, причем выход холодной стороны теплообменника соединен с входом холодной стороны теплообменника, своей горячей стороной связывающего выход компрессора вспомогательного контура с входом в систему охлаждения ротора турбины основного контура, причем выход холодной стороны теплообменника соединен с входом системы охлаждения камеры сгорания вспомогательного контура и с входом системы охлаждения турбины вспомогательного контура, а также с входом холодной стороны теплообменника, горячая сторона которого связывает выход системы охлаждения ротора и вход системы охлаждения статора турбины основного контура, причем выход холодной стороны теплообменника связан с входом паровой турбины, с которым связаны также выходы систем охлаждения камеры сгорания и турбины вспомогательного контура.
На чертеже изображена заявляемая газотурбинная установка со вспомогательным контуром.
Заявляемая ГТУ со вспомогательным контуром включает основной контур, состоящий из компрессора 1, камеры сгорания 2, турбины 3, соединенной с потребителем механической энергии 4, а также вспомогательный контур, состоящий из компрессора 5, камеры сгорания 6, турбины 7, теплообменников 8, 9, 10 и системы охлаждения 11 основного контура. Помимо основного и вспомогательного контуров ГТУ имеет пароводяной контур, включающий паровую турбину 12, соединенную с потребителем механической энергии 13, конденсатор 14, баллон с дистиллированной водой 15, водяной насос 16. К пароводяному контуру относятся также холодные стороны теплообменников 8, 9, 10, а также горячая сторона теплообменника 17. Пароводяной контур включает также системы охлаждения горячих частей вспомогательного контура, например систему охлаждения 18 камеры сгорания вспомогательного контура и систему охлаждения 19 турбины вспомогательного контура.
Заявляемая ГТУ со вспомогательным контуром работает следующим образом.
Воздух из атмосферы поступает в компрессор 1 основного контура, после чего большая его часть направляется в камеру сгорания 2 основного контура, где подогревается за счет сжигания топлива, и направляется в турбину 3, где рабочий газ совершает полезную работу, отдаваемую потребителю механической энергии 4. Часть воздуха из-за компрессора 1 направляется в паровоздушный теплообменник 8, где охлаждается, и затем направляется в компрессор 5 вспомогательного контура. Воздух из-за компрессора после охлаждения в теплообменнике 9 поступает на вход системы охлаждения 11 основного контура для охлаждения подвижных деталей (ротора) турбины. Затем этот воздух направляется в теплообменник 10, а из него поступает на охлаждение неподвижных деталей (статора) турбины. После этого воздух, получивший тепло от деталей статора турбины, направляется в камеру сгорания 6 вспомогательного контура, и затем в турбину 7, после которой продукты сгорания возвращают в основной контур, направляя их в камеру сгорания 2.
Работа пароводяного контура, предназначенного для охлаждения воздуха во вспомогательном контуре, происходит следующим образом. Вода из топливопарового конденсатора 14 и в случае необходимости из водяного баллона 15 поступает в водяной насос 16 и под давлением направляется в теплообменник 8, где нагревается, охлаждая воздух, отобранный из-за компрессора 1. Затем пароводяная смесь направляется в теплообменник 9 для охлаждения воздуха после сжатия последнего в компрессоре 5. Из теплообменника 9 пароводяная смесь поступает в теплообменник 10, а также в системы охлаждения 18 и 19 камеры сгорания и турбины вспомогательного контура, охлаждая их, нагреваясь до высокой температуры и превращаясь в пар. Перегретый пар поступает в паровую турбину 12, где совершает механическую работу, отдаваемую потребителю механической энергии 13. Затем паровая смесь поступает в топливопаровой конденсатор 14, где окончательно завершается конденсация пара.
Claims (1)
- ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА, содержащая компрессор низкого давления, выход из которого подключен к камере сгорания низкого давления и к компрессору высокого давления, установленный между компрессорами промежуточный холодильник, турбину высокого давления, камеру сгорания высокого давления, турбину низкого давления и электрогенератор, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона работы, функциональных возможностей, уменьшения отрицательного воздействия на окружающую среду, установка дополнительно снабжена топливным баком, пароводяным контуром, содержащим емкость воды, водяной насос, теплообменники, паровую турбину, конденсатор, дополнительный электрогенератор, турбины низкого и высокого давления снабжены системами охлаждения ротора и статора, камера сгорания высокого давления - рубашкой охлаждения, причем вход в конденсатор подключен по охлаждаемой среде к паровой турбине, а выход - к водяному насосу и емкости воды, вход по нагреваемой среде - к топливному баку, а выход - к камерам сгорания высокого и низкого давления, водяной насос на выходе подключен к промежуточному холодильнику, выход из холодильника по охлаждаемой среде подключен к входу первого теплообменника, по нагреваемой среде - к рубашке охлаждения камеры сгорания высокого давления и к системе охлаждения турбины высокого давления, вход по охлаждаемой среде второго теплообменника подключен к выходу из системы охлаждения ротора турбины низкого давления, а выход - к входу системы охлаждения статора этой турбины, а его выход по нагреваемой среде и выходы из системы охлаждения турбины высокого давления и рубашки охлаждения камеры сгорания высокого давления подключены к входу в паровую турбину, топливный бак через конденсатор подсоединен к камерам сгорания высокого и низкого давления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4421125 RU2029119C1 (ru) | 1988-05-04 | 1988-05-04 | Газотурбинная установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4421125 RU2029119C1 (ru) | 1988-05-04 | 1988-05-04 | Газотурбинная установка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2029119C1 true RU2029119C1 (ru) | 1995-02-20 |
Family
ID=21373207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4421125 RU2029119C1 (ru) | 1988-05-04 | 1988-05-04 | Газотурбинная установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2029119C1 (ru) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7389644B1 (en) | 2007-01-19 | 2008-06-24 | Michael Nakhamkin | Power augmentation of combustion turbines by injection of cold air upstream of compressor |
US7406828B1 (en) | 2007-01-25 | 2008-08-05 | Michael Nakhamkin | Power augmentation of combustion turbines with compressed air energy storage and additional expander with airflow extraction and injection thereof upstream of combustors |
US7614237B2 (en) | 2007-01-25 | 2009-11-10 | Michael Nakhamkin | CAES system with synchronous reserve power requirements |
US7640643B2 (en) | 2007-01-25 | 2010-01-05 | Michael Nakhamkin | Conversion of combined cycle power plant to compressed air energy storage power plant |
US8011189B2 (en) | 2007-01-25 | 2011-09-06 | Michael Nakhamkin | Retrofit of simple cycle gas turbine for compressed air energy storage application having expander for additional power generation |
US8261552B2 (en) | 2007-01-25 | 2012-09-11 | Dresser Rand Company | Advanced adiabatic compressed air energy storage system |
US8978380B2 (en) | 2010-08-10 | 2015-03-17 | Dresser-Rand Company | Adiabatic compressed air energy storage process |
US9938895B2 (en) | 2012-11-20 | 2018-04-10 | Dresser-Rand Company | Dual reheat topping cycle for improved energy efficiency for compressed air energy storage plants with high air storage pressure |
RU2749081C1 (ru) * | 2020-11-23 | 2021-06-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Кислородно-топливная энергоустановка |
RU2814174C1 (ru) * | 2023-08-30 | 2024-02-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Кислородно-топливная энергоустановка для совместного производства электроэнергии и водорода |
-
1988
- 1988-05-04 RU SU4421125 patent/RU2029119C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Манушин Э.А. Газовые турбины: проблемы и перспективы. М.: Энергоатомиздат, 1986, с.130, рис.5.4. * |
2. Райс. Пароохлаждаемые корпуса, стойки и диски газовой турбины бинарного цикла с промподогревом газа. 4.1, 4.П. - Энергетические машины и установки, 1983, т.105, N 4, с.111-127. * |
3. Арсеньев Л.В. и Тырышкин В.Г. Комбинированные установки с газовыми турбинами. М.: Машиностроение, 1982, с.149, рис.IV-23. * |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7389644B1 (en) | 2007-01-19 | 2008-06-24 | Michael Nakhamkin | Power augmentation of combustion turbines by injection of cold air upstream of compressor |
EA010252B1 (ru) * | 2007-01-19 | 2008-06-30 | Майкл Накхамкин | Повышение мощности турбин внутреннего сгорания посредством введения холодного воздуха выше по потоку компрессора |
US7406828B1 (en) | 2007-01-25 | 2008-08-05 | Michael Nakhamkin | Power augmentation of combustion turbines with compressed air energy storage and additional expander with airflow extraction and injection thereof upstream of combustors |
EA010271B1 (ru) * | 2007-01-25 | 2008-08-29 | Майкл Накхамкин | Повышение мощности турбин внутреннего сгорания посредством накапливания энергии сжатого воздуха и дополнительного детандера, с отводом воздушного потока и его впуском выше по потоку камер сгорания |
US7614237B2 (en) | 2007-01-25 | 2009-11-10 | Michael Nakhamkin | CAES system with synchronous reserve power requirements |
US7640643B2 (en) | 2007-01-25 | 2010-01-05 | Michael Nakhamkin | Conversion of combined cycle power plant to compressed air energy storage power plant |
US8011189B2 (en) | 2007-01-25 | 2011-09-06 | Michael Nakhamkin | Retrofit of simple cycle gas turbine for compressed air energy storage application having expander for additional power generation |
US8261552B2 (en) | 2007-01-25 | 2012-09-11 | Dresser Rand Company | Advanced adiabatic compressed air energy storage system |
US8978380B2 (en) | 2010-08-10 | 2015-03-17 | Dresser-Rand Company | Adiabatic compressed air energy storage process |
US9938895B2 (en) | 2012-11-20 | 2018-04-10 | Dresser-Rand Company | Dual reheat topping cycle for improved energy efficiency for compressed air energy storage plants with high air storage pressure |
RU2749081C1 (ru) * | 2020-11-23 | 2021-06-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Кислородно-топливная энергоустановка |
RU2814174C1 (ru) * | 2023-08-30 | 2024-02-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Кислородно-топливная энергоустановка для совместного производства электроэнергии и водорода |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4991391A (en) | System for cooling in a gas turbine | |
US5613356A (en) | Method of cooling thermally loaded components of a gas turbine group | |
US5255505A (en) | System for capturing heat transferred from compressed cooling air in a gas turbine | |
US4334409A (en) | Device for recovering heat energy in a supercharged internal-combustion engine | |
US3350876A (en) | Internal combustion engine plant | |
RU2215165C2 (ru) | Способ регенерации тепла выхлопных газов в преобразователе органической энергии с помощью промежуточного жидкостного цикла (варианты) и система регенерации тепла выхлопных газов | |
US5609029A (en) | Thermal power engine and its operating method | |
US5428950A (en) | Steam cycle for combined cycle with steam cooled gas turbine | |
US4093868A (en) | Method and system utilizing steam turbine and heat pump | |
US4271665A (en) | Installation for generating pressure gas or mechanical energy | |
RU2029119C1 (ru) | Газотурбинная установка | |
WO2019238268A1 (en) | System for recovering waste heat and method thereof | |
US3043763A (en) | Heat transfer system for nuclear power plant | |
US4087974A (en) | Method and apparatus for generating steam | |
RU2013615C1 (ru) | Газотурбодетандерная установка для работы на природном газе | |
US6588196B1 (en) | Gas and steam turbine system | |
US5267288A (en) | Power station installation | |
US3289402A (en) | Thermal power installation | |
RU2003102313A (ru) | Способ эксплуатации атомной паротурбинной установки и установка для его осуществления | |
RU2144994C1 (ru) | Парогазовая установка | |
KR20170138267A (ko) | 선박의 폐열회수 시스템 | |
RU2037055C1 (ru) | Комбинированная парогазовая установка | |
SU373442A1 (ru) | Би5лио"1'д''а | |
IL107530A (en) | Method and device for increasing the power produced by gas turbines | |
RU2673948C1 (ru) | Энергоустановка |