RU2174614C1 - Способ работы газотурбинного двигателя солнечного тепла - Google Patents
Способ работы газотурбинного двигателя солнечного тепла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2174614C1 RU2174614C1 RU2000107373/06A RU2000107373A RU2174614C1 RU 2174614 C1 RU2174614 C1 RU 2174614C1 RU 2000107373/06 A RU2000107373/06 A RU 2000107373/06A RU 2000107373 A RU2000107373 A RU 2000107373A RU 2174614 C1 RU2174614 C1 RU 2174614C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- gas
- turbine engine
- gas turbine
- efficiency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для производства электричества и тепла. Способ работы газотурбинного двигателя заключается в сжатии воздуха в компрессоре, сгорании вместе с топливом в камере сгорания, расширении в газовой турбине и выработке электроэнергии генератором. При этом количество тепла, подаваемого форсункой подачи топлива в камеру сгорания (Qсм), равно количеству тепла, поступающего в газоводяной теплообменник (Q4); КПД сжатия воздуха ηc = 0,85, КПД расширения газа ηp = 0,92; Тн = 288 К, ε = 7; Т3 = 1090 К; Qэ = Qн = 69 ккал/кг, Qсм = Q3 - Q2 = Q4 = 171 ккал/кг; QТ = Q4 - Q5 = 171 - 79 = 92 ккал/кг. С пересчетом на КПД тепловых электростанций ηпсч = 0,4 тепловая эффективность ГТД солнечного тепла
1 ил.
1 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для производства электричества и тепла. Аналогом изобретения являются существующие (ТВД) турбовинтовые двигатели (источник информации "Теория реактивных двигателей", авторы: Б.С. Стечкин П.Н. Казаджан и др. Изд. 1985 г., Москва, Оборонгиз, стр. 345, фиг. 12.1. Принципиальная схема ТВД), в которых привод воздушного винта заменен на привод генератора электрического тока. В действующих ТВД солнечное тепло, аккумулированное в воздухе и поступающее в воздушный компрессор ТВД выбрасывается в атмосферу с температурой воздуха T4 после газовой турбины ТВД. Недостатком ТВД является так же то, что, с целью повышения экономичности ТВД, температура газов на входе в сопловой аппарат газовой турбины относительно высокая, что снижает технический ресурс работы ВТД и удорожает стоимость ТВД.
Известен способ работы газотурбинного двигателя путем сжатия воздуха в компрессоре, сгорания вместе с топливом в камере сгорания, расширения в газовой турбине и выработки электроэнергии генератором (SU 1388570 A1, F 02 C 3/00, 15.04.88). Недостатком данного способа является невысокая экономичность и неполное использование получаемого тепла.
Сущность изобретения заключается в том, что параметры работы ГТД, режим работы ГТД рассчитаны таким образом, чтобы тепло, эквивалентное вырабатываемой электроэнергии, равнялось (Qн) - атмосферному теплу, а тепло, сбрасываемое в газоводяной теплообменник подогрева воды (Q4), равнялось теплу топливовоздушной смеси.
То есть Q3 - Q2 = Q4 = Qсм. (1)
При таком способе работы ГТД Qт = Qсм - Q5; Q5 - тепло, сбрасываемое в атмосферу с угарными газами,
Qт - тепло поглощаемое теплообменником Qт = Q4 - Q5.
При таком способе работы ГТД Qт = Qсм - Q5; Q5 - тепло, сбрасываемое в атмосферу с угарными газами,
Qт - тепло поглощаемое теплообменником Qт = Q4 - Q5.
На чертеже изображена кинематическая схема ГТД солнечного тепла и способ его работы, где:
1 - воздушный компрессор ГТД;
2 - камера сгорания ГТД;
3 - форсунка подачи топлива в камеру сгорания;
4 - газовая турбина ГТД;
5 - генератор электрического тока;
6 - водяной насос;
7 - газоводяной теплообменник;
8 - водяной радиатор;
9 - потребитель электричества и горячей воды.
1 - воздушный компрессор ГТД;
2 - камера сгорания ГТД;
3 - форсунка подачи топлива в камеру сгорания;
4 - газовая турбина ГТД;
5 - генератор электрического тока;
6 - водяной насос;
7 - газоводяной теплообменник;
8 - водяной радиатор;
9 - потребитель электричества и горячей воды.
Возможность осуществления изобретения с реализацией указанного способа подтверждается наличием и использованием в авиации и морском флоте ТВД.
Результат, указанный в сущности изобретения, получаем в случае работы ГТД в режиме, когда: Qсм = Q4 = Q3 - Q2, где Qсм - тепло, полученное при сгорании топливовоздушной смеси (кк), Q3 - абсолютное тепло 1 кг газа на входе в сопловой аппарат турбины ГТД, Q2 - абсолютное тепло 1 кг воздуха после сжатия его в компрессоре ГТД, Q4 - абсолютное тепло газа после срабатывания перепада давления и температуры газа в газовой турбине ГТД (технологическое тепло).
Qэ - тепло, эквивалентное вырабатываемой электроэнергии.
Qэ = Q3 - Q4 - (Q2 - Qн); где Qн - тепло одного кг атмосферного воздуха, или из условия Qэ = Q3 - Q4 - Q2 + Qн = Q4 - Q4 + Qн = Qн.
То есть выработка электроэнергии при этом режиме работы ГТД полностью происходит за счет атмосферного тепла.
Принимаем известные соотношения:
l - степень повышения давления воздуха в ГТД,
P2 - давление воздуха на выходе из компрессора,
Pн - давление воздуха на входе в компрессор,
K - показатель адиабаты сжатия (расширения) воздуха,
- удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении является функцией абсолютной температуры (T (в K)),
Tн - абсолютная температура атмосферного воздуха,
T2 - абсолютная температура воздуха после сжатия его в воздушном компрессоре ГТД,
T3 - абсолютная температура газов на входе их в сопловой аппарат газовой турбины ГТД,
T5 - абсолютная температура газов на выходе из газоводяного теплообменника,
Q5 - тепло одного кг газа, сбрасываемого в атмосферу.
Решаем уравнение (1) относительно "l".
Согласно уравнению (1) T3Cp3 - T2Cp2 = T4Cp4;
ηc - КПД сжатия воздуха в ГТД;
ηp - КПД расширения газа в ГТД;
умножаем уравнение на
al2 - bl + c = 0
Принимаем:
ηc = 0,85; ηp = 0,92; Tн = 288 К;
1,125l2 - 2,03l + 0,15 = 0.
ηc - КПД сжатия воздуха в ГТД;
ηp - КПД расширения газа в ГТД;
умножаем уравнение на
al2 - bl + c = 0
Принимаем:
ηc = 0,85; ηp = 0,92; Tн = 288 К;
1,125l2 - 2,03l + 0,15 = 0.
С учетом КПД получение электроэнергии на тепловых паро-силовых установках ηпсу = 0,4, тепловая эффективность ГТД солнечного тепла (ηЭ)
.
.
Экологически более чистый способ получения электричества и тепла. Экономия 80% топлива.
Claims (1)
- Способ работы газотурбинного двигателя (ГТД) путем сжатия воздуха в компрессоре, сгорания вместе с топливом в камере сгорания, расширения в газовой турбине и выработки электроэнергии генератором, отличающийся тем, что количество тепла, подаваемого форсункой подачи топлива в камеру сгорания (Qсм), равно количеству тепла, поступающего в газоводяной теплообменник (Q4), и при условии когда КПД сжатия воздуха ηc = 0,85, КПД расширения газа ηp = 0,92; Тн = 288 К получим ε = 7; T3 = 1090 К; Qэ = Qн = 69 ккал/кг, Qсм = Q3 - Q2 = Q4 = 171 ккал/кг; QТ = Q4 - Q5 = 171-79 = 92 ккал/кг с пересчетом на КПД тепловых электростанций ηпсч = 0,4 тепловая эффективность ГТД солнечного тепла
где l - степень повышения давления в ГТД;
P2 - давление воздуха на выходе из компрессора;
Pн - давление воздуха на входе в компрессор;
К - показатель адиабаты сжатия (расширения) воздуха;
ε - степень сжатия;
T3 - абсолютная температура газов на входе их в сопловой аппарат газовой турбины ГТД;
Qэ - тепло, эквивалентное вырабатываемой электроэнергии;
Qн - атмосферное тепло;
Qсм - количество тепла, подаваемое форсункой подачи топлива в камеру сгорания;
Q3 - абсолютное тепло 1 кг газа на входе в сопловой аппарат турбины ГТД;
Q2 - абсолютное тепло 1 кг воздуха после сжатия его в компрессоре ГТД;
Q4 - абсолютное тепло газа после срабатывания перепада давления и температуры газа в газовой турбине ГТД (технологическое тепло);
Qт - тепло, поглощаемое теплообменником;
Q5 - тепло 1 кг газа, сбрасываемого в атмосферу.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000107373/06A RU2174614C1 (ru) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | Способ работы газотурбинного двигателя солнечного тепла |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000107373/06A RU2174614C1 (ru) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | Способ работы газотурбинного двигателя солнечного тепла |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2174614C1 true RU2174614C1 (ru) | 2001-10-10 |
Family
ID=20232345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000107373/06A RU2174614C1 (ru) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | Способ работы газотурбинного двигателя солнечного тепла |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2174614C1 (ru) |
-
2000
- 2000-03-28 RU RU2000107373/06A patent/RU2174614C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПРЕДТЕЧЕНСКИЙ Г.А. Газотурбинные установки, Государственное энергетическое издание, 1957, с.54-55. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE8602461L (sv) | System for energiomvandling | |
US9140181B2 (en) | Power-producing apparatus and method | |
RU2066777C1 (ru) | Двигатель | |
RU2174614C1 (ru) | Способ работы газотурбинного двигателя солнечного тепла | |
EA200200959A1 (ru) | Способ и установка для производства электроэнергии | |
RU135000U1 (ru) | Углеродно-водородный прямоточный двигатель | |
US20010025478A1 (en) | Hot air power system with heated multi process expansion | |
RU2529987C2 (ru) | Камера сгорания и способ эксплуатации камеры сгорания | |
RU2747704C1 (ru) | Когенерационная газотурбинная энергетическая установка | |
RU2076929C1 (ru) | Способ получения пиковой мощности на парогазовой газотурбинной установке и парогазовая установка для осуществления способа | |
RU2057960C1 (ru) | Способ преобразования тепловой энергии в работу в газотурбинной установке и газотурбинная установка | |
US20100300099A1 (en) | Air-medium power system | |
RU2099553C1 (ru) | Способ получения и использования генераторного газа и установка для его осуществления | |
RU139806U1 (ru) | Газотурбинная установка | |
RU2176026C2 (ru) | Способ работы газовой электростанции | |
US20180080375A1 (en) | Steam Micro Turbine Engine | |
RU124080U1 (ru) | Устройство генерирования электроэнергии | |
CA2450485A1 (en) | Pulse combustor system for gas flare stack replacement | |
RU2224900C2 (ru) | Газотурбинная установка | |
RU2113609C1 (ru) | Способ работы топочного устройства | |
RU2670856C9 (ru) | Эжекторный газовый теплоэлектрогенератор | |
RU2279558C2 (ru) | Установка для преобразования низкопотенциального тепла в электрическую энергию | |
KR960003240B1 (ko) | 증기분사 가스터빈 시스템 | |
RU2259485C1 (ru) | Теплоэлектроцентраль с закрытой теплофикационной системой | |
RU179513U1 (ru) | Парогазогенератор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050329 |
|
HK4A | Changes in a published invention | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100329 |