RU2098648C1

RU2098648C1 - Marine steam-gas turbine plant

Info

Publication number: RU2098648C1
Application number: RU94009903A
Authority: RU
Inventors: И.М. Киргичев; Ю.А. Убранцев; А.А. Глазунов
Original assignee: Войсковая часть 27177
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 1997-12-10
Also published as: RU94009903A

Abstract

FIELD: shipbuilding. SUBSTANCE: high-pressure boiler generates steam for steam propulsion turbine and steam turbine of gas-steam turbine drive of boiler supercharging compressor connected with last supercharging pipe line. Inner volume of header built in furnace chamber of boiler is connected at inlet with waste-heat gas duct of turbine of self-contained gas-turbine plant, fuel burner of boiler being fitted at outlet. Supercharging pipe line is connected with inter- casing space. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к паротурбинным установкам (ПТУ) с парогазотурбинным приводом компрессора наддува котла. Оно может быть использовано в пропульсивном комплексе судна. The invention relates to steam turbine units (PTU) with a steam-gas turbine drive of a compressor for boosting a boiler. It can be used in the propulsive complex of the vessel.

Известна судовая паротурбинная установка, содержащая пропульсивную паровую турбину, высоконапорный котел, генерирующий пар для турбины, систему котельной питательной воды, компрессор наддува котла с газопаротурбинным приводом, системы утилизации отработавших газов в топке котла и наддува, причем паропроводы отработавшего пара обеих турбин подключены к конденсатору установки [1]
Недостатком известной ПТУ является его низкая топливная экономичность.Known ship steam turbine installation containing a propulsive steam turbine, a high-pressure boiler, generating steam for the turbine, boiler feed water system, a pressurization compressor of a boiler with a gas-steam turbine, exhaust gas utilization systems in the boiler furnace and pressurization, and the exhaust steam pipelines of both turbines are connected to the installation condenser [1]
A disadvantage of the known vocational schools is its low fuel efficiency.

Задача изобретения повышение топливной экономичности установки. The objective of the invention is to increase the fuel economy of the installation.

Задача достигается за счет уменьшения охлаждения утилизируемых газов ГТУ на их пути в топочное устройство. Для этого они подаются к форсункам через малоразмерный коллектор, препятствующий их охлаждению в межкожуховом пространстве котла и повышающий полноту сгорания топлива. Кроме того, котельное топливо экономится при прогреве и пуске котла с помощью автономной ГТУ. The task is achieved by reducing the cooling of utilized gas turbine engines on their way to the combustion device. To do this, they are fed to the nozzles through a small-sized manifold, which prevents their cooling in the inter-shell space of the boiler and increases the completeness of fuel combustion. In addition, boiler fuel is saved during heating and start-up of the boiler using an autonomous gas turbine.

На чертеже схематично изображена установка. The drawing schematically shows the installation.

Заявленная установка содержит высоконапорный паровой котел 1, в межкожуховом пространстве которого размещены топочное устройство с форсунками 3, 4, 5, и малоразмерный, глухой с одного торца и открытый в сторону форсунок трубчатый коллектор 6, пропульсивную паровую турбину 7, работающую на гребной винт, паровую 8 и газовую 9 турбины приводы компрессора 10 наддува котла, автономную газотрубинную установку с компрессором 11, газовой турбиной 12 и камерой сгорания 13, конденсатно-насосное устройство 14, соединенное паропроводом 15 с паровыми турбинами и водяным трубопроводом 16 с парогенерирующим трубным пучком 17 котла, наддувочный трубопровод 18, соединяющий компрессор наддува с межкожуховым пространством котла, и выпускной газоход 19, соединяющий газосборник 20 котла с входом приводной газовой турбины 9, при этом вход компрессора 11 через многопозиционный клапан 21 подключен к наддувочному трубопроводу 18, газовая турбина 12 автономной ГТУ снабжена на выходе утилизационным газоходом 22, подключенным через глухой торец коллектора на вход внутреннего объема последнего, на выходе из коллектора размещена топливная форсунка котла. The claimed installation contains a high-pressure steam boiler 1, in the inter-shell space of which there is a combustion device with nozzles 3, 4, 5, and a small, blind from one end and open to the side of the nozzles tubular manifold 6, a propulsion steam turbine 7 operating on a propeller, steam 8 and a gas turbine 9 drives the compressor 10 of the boiler pressurization, an autonomous gas-tube installation with a compressor 11, a gas turbine 12 and a combustion chamber 13, a condensate-pumping device 14 connected by a steam line 15 to steam turbines and a water pipe 16 with a steam generating tube bundle 17 of the boiler, a charge line 18 connecting the boost compressor to the boiler’s inter-shell space, and an exhaust duct 19 connecting the gas collector 20 of the boiler to the inlet of the gas turbine 9, while the inlet of the compressor 11 is connected to the multi-position valve 21 to charging pipe 18, a gas turbine 12 autonomous gas turbine equipped with an exhaust gas duct 22 connected through a blank end face of the collector to the input of the internal volume of the latter, at the exit of the collector The boiler fuel nozzle is located.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Перед пуском клапан 21 соединяет вход компрессора 11 и наддувочный трубопровод 18 с атмосферой, турбины 7 и 9 отключены от котла. Запускается автономная ГТУ. Газ из ее турбины 12 по утилизационному газоходу 22 подается к "коллекторной" форсунке 4. Ограниченные размеры коллектора концентрируют имеющийся в газе свободный кислород вблизи топливного факела форсунки, что повышает полноту сгорания топлива и уменьшает теплопотери газа в пространстве 2. Образовавшийся за форсункой топочный газ нагревает трубный пучок 17, пар из которого поступает на паровую турбину 8, вращающую компрессор наддува 10. При достижении компрессором расчетной частоты вращения сжатый в ней воздух через клапан 21 направляется по трубопроводу 18 в котел и компрессор 11 автономной ГТУ, что обеспечивает проникновение утилизируемых газов в котел на любых режимах его работы, при этом включаются в работу остальные форсунки топочного устройства, к котлу подключаются пропульсивная турбина 7 и приводная газовая турбина 9, происходит дальнейший наддув котла и компрессора 11. Избыточная энергия автономной ГТУ передается на приводимый ею электрический генератор. Before starting the valve 21 connects the inlet of the compressor 11 and the boost pipe 18 to the atmosphere, the turbines 7 and 9 are disconnected from the boiler. Autonomous gas turbine is launched. Gas from its turbine 12 through a waste gas duct 22 is supplied to the “collector” nozzle 4. The limited size of the collector concentrates the available oxygen in the gas near the fuel jet of the nozzle, which increases the completeness of fuel combustion and reduces gas heat loss in space 2. The flue gas generated behind the nozzle heats tube bundle 17, the steam from which enters the steam turbine 8, which rotates the boost compressor 10. When the compressor reaches the rated speed, the compressed air in it through the valve 21 is directed the pipeline 18 into the boiler and the compressor 11 of the autonomous gas turbine, which ensures the penetration of the utilized gases into the boiler at any modes of its operation, while the remaining nozzles of the combustion device are switched on, the propulsion turbine 7 and the driving gas turbine 9 are connected to the boiler, and the boiler is further pressurized and compressor 11. The excess energy of the autonomous gas turbine is transmitted to the electric generator it drives.

Claims

1. A ship steam-gas-turbine installation comprising a high-pressure boiler generating steam for a steam propulsion turbine and a steam turbine of a gas-steam turbine drive of a boiler pressurization compressor connected to the last charge pipe, a condensate-pump device connected by a steam pipe to steam turbines and a water pipe to the boiler, characterized in that it is equipped with an autonomous gas turbine installation, including a compressor, installed with the possibility of connecting at the inlet to the boost pipe, and a turbine with a exhaust gas duct at the outlet, a collector integrated inside the boiler combustion space, while the internal volume of the collector at the inlet is connected to the exhaust gas duct, the fuel nozzle of the boiler is located at the outlet of the collector, and the charging pipe is connected to the inter-shell space of the boiler.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the collector is made tubular, blind from one end, installed inside the inter-shell space with an open end to the side of the combustion device.