RU2181163C1

RU2181163C1 - Gas-turbine plant

Info

Publication number: RU2181163C1
Application number: RU2001115862A
Authority: RU
Inventors: М.П. Симонов; М.О. Окроян; Р.А. Антонян; В.А. Белоусов; Н.Б. Демкин; А.Н. Наумов; Е.С. Артамонов; П.Г. Иванов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа Авиамоторный научно-технический комплекс "Союз"
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-04-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; turbine plants. SUBSTANCE: proposed gas-turbine plant has compressor, combustion chamber, gas generator turbine, free turbine with drive shaft, heat exchanger-boiler and three heat exchangers. First heat exchanger is made in form of hollow box-shaped outer housing of compressor. Second heat exchanger is installed in ring part of duct between compressor stages being made in form of hollow streamlined ribs uniformly spaced over circumference. Third heat exchanger is made in form of hollow box-shaped outer housing of combustion chamber. Heat exchanger-boiler consists of outer and inner ring heat exchangers, each being made in form of hollow duct, and interconnected by shaped hollow ribs uniformly spaced in passage part between exhaust duct housings. Inlet of first heat exchanger is connected with water supply manifold from pump and its outlet is connected to inlet manifold of second heat exchanger. Inner space of outlet part of second heat exchanger is connected with space of outlet manifold connected with inner space of inlet manifold of third heat exchanger. Space of outlet manifold of third heat exchanger is connected with inner space of inlet manifold of heat exchanger-boiler which is connected with manifold of inner ring heat exchanger. Outlet of outer ring heat exchanger is connected with outlet manifold of heat exchanger-boiler which is connected with manifold- steam distributor whose inner space is connected with cooled spaces of turbine and with manifold installed on inner surface of combustion chamber housing. EFFECT: increased power output and efficiency of plant. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к газотурбинным установкам, в частности к газотурбинным установкам для привода электрогенераторов или компрессоров и насосов для перекачки газа и нефти. The invention relates to gas turbine units, in particular to gas turbine units for driving electric generators or compressors and pumps for pumping gas and oil.

Известна газотурбинная установка, содержащая компрессор, камеру сгорания, турбину и теплообменники для выработки пара и подачу его на охлаждение турбины (см. патент США 4314442, кл. F 01 В 5/18, F 02 С 7/16, НКИ 60/39.05, заявл. 11.06.1979 г. , опубл. 09.02.1982 г.). В этой установке пар используется только для охлаждения турбины, что существенно ограничивает повышение мощности за счет использования пара. Known gas turbine installation containing a compressor, a combustion chamber, a turbine and heat exchangers for generating steam and supplying it to cool the turbine (see US patent 4314442, CL F 01 B 5/18, F 02 C 7/16, NKI 60 / 39.05, Declared June 11, 1979, published February 9, 1982). In this installation, steam is used only for cooling the turbine, which significantly limits the increase in power due to the use of steam.

Наиболее близкой к изобретению по своей технической сущности является установка, описанная в отчете 2226-01-99 Центрального научно-исследовательского института машиностроения "Сравнительная оценка различных схем газотурбинных электростанций, работающих по парогазовому циклу", стр. 10... 11, рис. 3, 1999 г. Однако в известной установке водяной пар подается только в камеру сгорания как дополнительное рабочее тело и практически не участвует в системе охлаждения камеры сгорания и турбины, а следовательно, и не позволяет улучшить тепловое состояние ее конструкции и, кроме того, получение пара производится только за счет нагрева теплом выхлопного газа без использования тепла рабочего тела, выделяемого по тракту установки. Closest to the invention in its technical essence is the installation described in report 2226-01-99 of the Central Research Institute of Mechanical Engineering "Comparative evaluation of various schemes of gas turbine power plants operating on a combined cycle", p. 10 ... 11, Fig. 3, 1999. However, in the known installation, water vapor is supplied only to the combustion chamber as an additional working fluid and practically does not participate in the cooling system of the combustion chamber and turbine, and therefore does not improve the thermal state of its structure and, in addition, steam production it is produced only by heating the exhaust gas with heat without using the heat of the working fluid released along the installation path.

Технический результат изобретения заключается в повышении мощности и коэффициента полезного действия, а также компактности газотурбинной установки. The technical result of the invention is to increase the power and efficiency, as well as the compactness of a gas turbine installation.

Технический результат достигается тем, что установка дополнительно содержит первый теплообменник, выполненный в виде пустотелого коробчатой формы внешнего корпуса компрессора, второй теплообменник, установленный в кольцевой части тракта между ступенями компрессора в виде пустотелых обтекаемых ребер, равномерно расположенных по окружности, во внутренней полости каждого ребра размещена поперечная перегородка-ступенька, закрепленная в верхней части ребра и разделяющая его полость на входную и выходную, соединенные между собой в нижней части, образуя петлеобразный канал, входная часть которого трубопроводами соединена с входным коллектором, а выходная - с выходным коллектором, третий теплообменник выполнен в виде пустотелого коробчатой формы внешнего корпуса камеры сгорания, вход которого трубопроводами соединен со своим входным коллектором, а выход - трубопроводами с выходным коллектором; теплообменник-кипятильник состоит из наружного и внутреннего кольцевых теплообменников, каждый из которых выполнен в виде пустотелого короба, соединенных между собой профилированными пустотелыми ребрами, равномерно расположенными в проточной части между корпусами выхлопного тракта, внутренний теплообменник размещен на наружной стенке внутреннего корпуса выхлопного тракта, а наружный теплообменник - на внешней стенке наружного корпуса выхлопного тракта; первый теплообменник своим входом связан трубопроводами с коллектором подачи воды от насоса, а выходом - с входным коллектором второго теплообменника, внутренняя полость выходной части которого соединена с полостью выходного коллектора, который трубопроводами соединен с внутренней полостью входного коллектора третьего теплообменника, а полость выходного коллектора третьего теплообменника соединена трубопроводами с внутренней полостью входного коллектора теплообменника-кипятильника, который равнорасположенными по окружности профилированными трубопроводами соединен с коллектором внутреннего кольцевого теплообменника, выход из внешнего кольцевого теплообменника соединен с выходным коллектором теплообменника-кипятильника, который трубопроводами соединен с коллектором-распределителем пара, внутренняя полость которого трубопроводами соединена с охлаждаемыми полостями турбины и коллектором, установленным на внутренней поверхности корпуса камеры сгорания, а также тем, что в наружном и внутреннем кольцевых каналах в конце камеры сгорания установлены коллекторы, вход каждого коллектора трубопроводами соединен с коллектором-распределителем пара, а выход из коллектора, установленного в наружном кольцевом канале, подключен к теплообменнику, расположенному на наружной стенке жаровой трубы, а выход из коллектора, установленного во внутреннем кольцевом канале, подключен к теплообменнику, расположенному на внутренней стенке жаровой трубы, каждый теплообменник выполнен в виде оболочки, прикрепленной к экрану, на котором выполнены продольные ребра, образующие прямоугольные каналы по всей длине стенки, оболочка заканчивается кольцевым коллектором с равномерно расположенными по окружности отверстиями на наружной поверхности, соединяющие внутреннюю полость теплообменников с кольцевым каналом вторичного воздуха камеры сгорания, в каждой оболочке установлены сквозные втулки, соединяющие внутреннюю полость жаровой трубы с полостями наружного и внутреннего кольцевых каналов и одновременно обеспечивающие герметичность каналов между экраном и оболочкой, полостью жаровой трубы и полостями наружного и внутреннего кольцевых каналов камеры сгорания. The technical result is achieved by the fact that the installation further comprises a first heat exchanger made in the form of a hollow box-shaped external compressor housing, a second heat exchanger installed in the annular part of the path between the compressor steps in the form of hollow streamlined ribs evenly spaced around the circumference, in the inner cavity of each rib is placed a transverse partition-step fixed in the upper part of the rib and dividing its cavity into the input and output, interconnected in the lower of the first part, forming a loop-shaped channel, the inlet of which is connected to the inlet manifold by pipelines and the outlet to the outlet manifold, the third heat exchanger is made in the form of a hollow box-shaped external housing of the combustion chamber, the inlet of which is connected by pipelines to its inlet manifold, and the outlet - by pipelines output collector; the heat exchanger-boiler consists of an outer and inner ring heat exchangers, each of which is made in the form of a hollow conduit, interconnected by profiled hollow ribs uniformly located in the flowing part between the bodies of the exhaust tract, the internal heat exchanger is placed on the outer wall of the inner housing of the exhaust tract, and the outer heat exchanger - on the outer wall of the outer housing of the exhaust tract; the first heat exchanger is connected by its inlet with pipelines to the water supply manifold from the pump, and by the output - with the inlet manifold of the second heat exchanger, the internal cavity of the output part of which is connected to the cavity of the output manifold, which is connected by pipelines to the internal cavity of the input manifold of the third heat exchanger, and the cavity of the output manifold of the third heat exchanger connected by pipelines to the inner cavity of the inlet manifold of the heat exchanger-boiler, which is equally spaced around the circumference of it is connected by pipelines to the collector of the internal ring heat exchanger, the output from the external ring heat exchanger is connected to the output collector of the heat exchanger-boiler, which is connected by pipelines to the steam distribution manifold, the internal cavity of which is connected by pipelines to the cooled cavities of the turbine and the collector mounted on the inner surface of the combustion chamber , as well as the fact that collectively installed collectively in the outer and inner annular channels at the end of the combustion chamber ry, the inlet of each collector is connected by pipelines to the steam distribution manifold, and the outlet from the collector installed in the outer annular channel is connected to a heat exchanger located on the outer wall of the flame tube, and the outlet from the collector installed in the inner annular channel is connected to the heat exchanger, located on the inner wall of the flame tube, each heat exchanger is made in the form of a shell attached to a screen on which longitudinal ribs are made, forming rectangular channels along the entire length of the The casing ends with an annular collector with openings evenly spaced around the circumference on the outer surface, connecting the inner cavity of the heat exchangers with the annular channel of the secondary air of the combustion chamber, through shells are installed in each shell, connecting the inner cavity of the flame tube with the cavities of the outer and inner annular channels and simultaneously providing tightness of the channels between the screen and the shell, the cavity of the flame tube and the cavities of the outer and inner annular channels combustion chamber.

Такое выполнение газотурбинной установки при установке последовательно по движению воды от насоса к теплообменнику-кипятильнику дополнительных теплообменников, соединенных между собой: на корпусе компрессора, между ступенями компрессора в пустотелых обтекаемых ребрах, размещенных в горячем потоке воздуха и на корпусе камеры сгорания, позволяет повысить температуру воды, подаваемой на вход в теплообменник-кипятильник, до 60...70^oС, а следовательно, и повысить количество выдаваемого им пара. Одновременно с подогревом воды в теплообменнике, установленном между ступенями компрессора, происходит и промежуточное охлаждение воздуха, сжимаемого в компрессоре, что позволяет за счет уменьшения работы сжатия повысить коэффициент полезного действия термодинамического цикла установки. Выполнение теплообменника-кипятильника в виде наружного и внутреннего теплообменников в виде пустотелых коробов, размещенных на наружном и внутреннем корпусах выхлопного тракта вокруг горячих поверхностей, соединенных между собой профилированными пустотелыми ребрами, расположенными в потоке выхлопных газов, а также соединение внутренних полостей входного коллектора-кипятильника с коллектором внутреннего кольцевого теплообменника профилированными пустотелыми трубопроводами, расположенными также в потоке выхлопных газов, позволяет увеличить поверхность теплообмена, повысить тем самым теплоотдачу и обеспечить большую компактность установки. Постановка теплообменников на наружной и внутренней стенках жаровой трубы камеры с подачей пара навстречу движению основного потока из зоны смешения, позволяет дополнительно повысить температуру подаваемого пара в камеру сгорания на 40...50^oС и тем самым уменьшить потребный расход топлива, а также улучшить охлаждение камеры сгорания при омывании ее стенок паром за счет его лучшей по сравнению с воздухом теплопроводности.Such a gas turbine installation, when installed sequentially along the movement of water from the pump to the heat exchanger-boiler, additional heat exchangers interconnected: on the compressor casing, between the compressor steps in hollow streamlined fins placed in the hot air stream and on the combustion chamber casing, can increase the water temperature supplied to the inlet of the heat exchanger-boiler, up to 60 ... 70 ^o C, and therefore, increase the amount of steam issued to them. Simultaneously with the heating of water in the heat exchanger installed between the compressor stages, there is an intermediate cooling of the air compressed in the compressor, which allows to increase the efficiency of the thermodynamic cycle of the installation by reducing the compression work. The implementation of the heat exchanger-boiler in the form of external and internal heat exchangers in the form of hollow boxes placed on the outer and inner cases of the exhaust duct around hot surfaces interconnected by profiled hollow fins located in the exhaust gas stream, as well as the connection of the internal cavities of the inlet-boiler with the collector of the inner ring heat exchanger with profiled hollow pipelines located also in the exhaust gas flow, allows is to increase the heat exchange surface, thereby to increase heat transfer and provide greater compactness of the plant. The installation of heat exchangers on the outer and inner walls of the chamber’s flame tube with steam supplying towards the movement of the main stream from the mixing zone allows to further increase the temperature of the steam supplied to the combustion chamber by 40 ... 50 ^o С and thereby reduce the required fuel consumption, as well as improve cooling the combustion chamber when washing its walls with steam due to its better thermal conductivity compared to air.

Сущность изобретения поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена принципиальная схема продольного разреза газотурбинной установки с поясняющими сечениями конструктивных элементов, а также стрелками указано направление движения воды и пара по тракту последовательно подключенных трубопроводами и коллекторами теплообменников установки. Figure 1 presents a schematic diagram of a longitudinal section of a gas turbine installation with explanatory sections of structural elements, as well as arrows indicate the direction of movement of water and steam along the path of series-connected pipelines and collectors of the heat exchangers of the installation.

На фиг. 2 представлены элементы "А" и "Г" в увеличенном масштабе, поясняющие конструктивные элементы второго теплообменника, установленного в кольцевой части тракта между ступенями компрессора, и конструктивные элементы пустотелых профилированных ребер, соединяющих наружные и внутренние кольцевые теплообменные поверхности теплообменника-кипятильника соответственно. In FIG. Figure 2 shows the elements "A" and "G" on an enlarged scale, explaining the structural elements of the second heat exchanger installed in the annular part of the path between the compressor steps, and the structural elements of the hollow profiled ribs connecting the outer and inner annular heat exchange surfaces of the heat exchanger-boiler, respectively.

На фиг.3 представлена принципиальная схема узла камеры сгорания с элементами турбины газогенератора с поясняющими поперечным сечением конструкции оболочки теплообменника жаровой трубы камеры сгорания и продольным сечением по сквозным втулкам, соединяющим внутреннюю полость жаровой трубы с полостями наружного и внутреннего кольцевых каналов камеры сгорания, а также коллектор подвода пара, размещенный на корпусе камеры сгорания. На чертеже стрелками условно указано направление движения пара в камере сгорания и в охлаждаемых полостях турбины газогенератора. Figure 3 presents a schematic diagram of the site of the combustion chamber with elements of the turbine of the gas generator with explanatory cross-section of the shell structure of the heat exchanger of the combustion tube of the combustion chamber and a longitudinal section through the bushings connecting the internal cavity of the flame tube with the cavities of the outer and inner annular channels of the combustion chamber, as well as the collector steam supply placed on the housing of the combustion chamber. In the drawing, arrows conventionally indicate the direction of steam movement in the combustion chamber and in the cooled cavities of the gas generator turbine.

Газотурбинная установка 1 содержит компрессор 2, камеру сгорания 3, турбину 4 газогенератора, свободную турбину 5 с приводным валом 6, наружный и внутренний корпуса 7 и 8 выхлопного тракта 9, первый теплообменник 10, второй теплообменник 11, третий теплообменник 12, теплообменник-кипятильник 13, теплообменники 14 и 15 на наружной и внутренней стенках 16 и 17 жаровой трубы 18, трубопроводы 19-34, кольцевые коллекторы 35-49 водяной насос 50, водяной бак 51, пустотелые обтекаемые ребра 52 с поперечной перегородкой-ступенькой 53, пустотелые обтекаемые ребра 54, внутренний и наружный кольцевые теплообменники 55 и 56, наружный и внутренний кольцевые каналы 57 и 58, наружная стенка 59 корпуса 60 камеры сгорания, наружную и внутреннюю стенки 61 и 62 жаровой трубы, экраны 63 и 64 с прямоугольными каналам 65 и 66, оболочками 67 и 68, отверстия 69 и 70 в коллекторах, втулки 71 и 72 со сквозными отверстиями 73 и 74. The gas turbine unit 1 contains a compressor 2, a combustion chamber 3, a gas generator turbine 4, a free turbine 5 with a drive shaft 6, an outer and inner body 7 and 8 of the exhaust tract 9, a first heat exchanger 10, a second heat exchanger 11, a third heat exchanger 12, a heat exchanger-boiler 13 , heat exchangers 14 and 15 on the outer and inner walls 16 and 17 of the flame tube 18, pipelines 19-34, ring collectors 35-49 water pump 50, water tank 51, hollow streamlined fins 52 with a transverse baffle-step 53, hollow streamlined fins 54 internal outer and outer ring heat exchangers 55 and 56, outer and inner annular channels 57 and 58, outer wall 59 of the combustion chamber housing 60, outer and inner walls 61 and 62 of the flame tube, screens 63 and 64 with rectangular channels 65 and 66, shells 67 and 68, holes 69 and 70 in the manifolds, bushings 71 and 72 with through holes 73 and 74.

Газотурбинная установка работает следующим образом. После запуска газотурбинной установки 1 воздух из атмосферы поступает в компрессор 2, сжимается и направляется в камеру сгорания 3, куда одновременно поступает топливо, и после сгорания газ направляется в турбину 4 газогенератора и свободную турбину 5, которая вращает приводной вал 6, далее газ поступает через выхлопной тракт 9 и, пройдя между профилированными трубопроводами 19 теплообменника-кипятильника 13, попадает в атмосферу или (на схеме не показано) поступает в газоотводящее устройство, которое направляет выхлопной газ в теплообменник-конденсатор пара и далее в атмосферу. Gas turbine installation operates as follows. After starting the gas turbine unit 1, air from the atmosphere enters the compressor 2, is compressed and sent to the combustion chamber 3, where fuel is simultaneously supplied, and after combustion, the gas is sent to the gas generator turbine 4 and a free turbine 5, which rotates the drive shaft 6, then the gas enters through the exhaust tract 9 and, passing between the profiled pipelines 19 of the heat exchanger-boiler 13, it enters the atmosphere or (not shown in the diagram) enters a gas exhaust device that directs the exhaust gas to the heat exchanger - steam condenser and further to the atmosphere.

После запуска газотурбинной установки включается водяной насос 50 подачи воды из бака 51 с водой или из сети, который по трубопроводу 20, подает воду в коллектор 35, далее вода по трубопроводам 21 поступает на вход первого теплообменника 10, где подогревается за счет тепла, исходящего от нагретого при сжатии воздуха в первых ступенях компрессора 2. Из первого теплообменника 10 подогретая вода по трубопроводам 22 поступает во входной коллектор 36 второго теплообменника 11 и по трубопроводам 23 поступает в его внутреннюю полость, где подогревается за счет тепла, исходящего от нагретого при сжатии воздуха в ступенях до пустотелых обтекаемых ребер 52, установленных в кольцевой части тракта между ступенями компрессора 2 и, обогнув поперечную перегородку-ступеньку 53, по трубопроводам 24 поступает в выходной коллектор 37. Из коллектора 37 горячая вода по трубопроводам 25 поступает во внутреннюю полость входного коллектора 38, откуда по трубопроводам 26 поступает в третий теплообменник 12, где подогревается за счет тепла, исходящего от нагретого газа в камере сгорания, и из теплообменника 12 по трубопроводам 27 поступает во внутреннюю полость выходного коллектора 39, и далее по трубопроводам 28 горячая вода поступает во внутреннюю полость входного коллектора 40 теплообменника-кипятильника 13. Из коллектора 40 горячая вода проходит по профилированным трубам 19, где подогревается выхлопным газом и поступает в коллектор 41 внутреннего кольцевого теплообменника 55. Из коллектора 41 в парообразном состоянии вода поступает в пустотелый короб внутреннего кольцевого теплообменника 55, через пустотелые профилированные ребра 54 попадает в пустотелый короб наружного кольцевого теплообменника 56, дополнительно нагревается выхлопным газом и в виде пара поступает в выходной коллектор 42 теплообменника-кипятильника 13. Из коллектора 42 по трубопроводам 29 пар поступает в коллектор-распределитель 43 пара, откуда по трубопроводам 30 подается к охлаждаемым полостям турбины 4 газогенератора и свободной турбины 5, а также по трубопроводам 31 поступает в коллектор 44, установленный на наружной стенке 59 внутренней поверхности корпуса 60 камеры сгорания 3 и далее из отверстий в коллекторе 44 поступает в полости наружного кольцевого канала 57 и жаровой трубы 18. Кроме того, из коллектора-распределителя 43 пар по трубопроводам 32 и 33 поступает в коллекторы 46 и 47, установленные в наружном и внутреннем кольцевых каналах 57 и 58 в конце камеры сгорания 3, и далее в теплообменники 14 и 15, расположенные на наружной 61 и внутренней 62 стенках жаровой трубы. Из коллекторов 46 и 47 пар поступает в теплообменники 14 и 15 и далее по прямоугольным каналам 65 и 66 экранов 63 и 64 между оболочками 67 и 68 поступает в коллекторы 48 и 49, расположенные в зоне горения. Из коллекторов 48 и 49 пар по отверстиям 69 и 70, равномерно расположенным по окружности, поступает в полости наружного и внутреннего кольцевого канала 57 и 58 и через отверстия 73 и 74 в сквозных втулках 71 и 72 - в полость жаровой трубы 18 камеры сгорания 3. Далее одна часть пара вместе со вторичным воздухом камеры сгорания 3 поступает в полости на охлаждение конструктивных элементов турбины 4 и выбрасывается в проточный тракт установки, а другая - из полости жаровой трубы 18 вместе с газом непосредственно поступает в проточный тракт установки и вместе с выхлопным газом выбрасывается в атмосферу или (на схеме не показано) поступает в газоотводящее устройство, которое направляет выхлопной газ в теплообменник-конденсатор пара и далее в атмосферу. After the start of the gas turbine installation, the water pump 50 for supplying water from the tank 51 with water or from the network, which through the pipe 20, supplies water to the collector 35, then the water through the pipelines 21 enters the inlet of the first heat exchanger 10, where it is heated by heat from heated during compression of the air in the first stages of the compressor 2. From the first heat exchanger 10, the heated water through pipelines 22 enters the inlet manifold 36 of the second heat exchanger 11 and through pipelines 23 enters its internal cavity, where it is heated after it emits heat coming from the heated air during compression in the steps to the hollow streamlined ribs 52 installed in the annular part of the path between the steps of compressor 2 and, rounding the transverse partition-step 53, passes through pipelines 24 to the output manifold 37. From the collector 37, hot water passes through pipelines 25 enters the internal cavity of the inlet manifold 38, from where it enters the third heat exchanger 12 through pipelines 26, where it is heated by the heat coming from the heated gas in the combustion chamber, and from the heat exchanger 12 through the pipe wires 27 enters the internal cavity of the outlet manifold 39, and then hot water enters the inner cavity of the inlet manifold 40 of the heat exchanger-boiler 13 through pipelines 28. From the collector 40, hot water passes through the profiled pipes 19, where it is heated by the exhaust gas and enters the collector 41 of the internal ring heat exchanger 55. From the manifold 41 in the vapor state, water enters the hollow box of the inner ring heat exchanger 55, through the hollow profiled ribs 54 it enters the hollow The outer ring heat exchanger 56 is additionally heated by exhaust gas and enters the output collector 42 of the heat exchanger-boiler 13 in the form of steam. From the collector 42, steam is supplied through the pipelines 29 to the manifold distributor 43, from where it is fed through the pipelines 30 to the cooled cavities of the gas generator turbine 4 and a free turbine 5, as well as through pipelines 31, enters the collector 44 mounted on the outer wall 59 of the inner surface of the housing 60 of the combustion chamber 3 and then from the holes in the manifold 44 enters the floor the spine of the outer annular channel 57 and the flame tube 18. In addition, from the manifold-distributor 43 pairs through pipelines 32 and 33 enter the collectors 46 and 47 installed in the outer and inner annular channels 57 and 58 at the end of the combustion chamber 3, and then to heat exchangers 14 and 15 located on the outer 61 and inner 62 walls of the flame tube. From the collectors 46 and 47, the steam enters the heat exchangers 14 and 15 and then through the rectangular channels 65 and 66 of the screens 63 and 64 between the shells 67 and 68 it enters the collectors 48 and 49 located in the combustion zone. From the collectors 48 and 49, the pairs through openings 69 and 70, evenly spaced around the circumference, enter the cavities of the outer and inner annular channel 57 and 58 and through the openings 73 and 74 in the through bushings 71 and 72 into the cavity of the flame tube 18 of combustion chamber 3. Next, one part of the steam, together with the secondary air of the combustion chamber 3, enters the cavity for cooling the structural elements of the turbine 4 and is discharged into the flow path of the installation, and the other from the cavity of the flame tube 18 together with the gas directly enters the flow path of the installation and together with exhaust gas is emitted into the atmosphere or (not shown in the diagram) enters a gas exhaust device that directs the exhaust gas to a steam heat exchanger-condenser and then to the atmosphere.

Количество трубопроводов, коллекторов и габариты теплообменников выбираются расчетным или экспериментальным путем. The number of pipelines, collectors and dimensions of heat exchangers are selected by calculation or experimentally.

Газотурбинная установка, используя тепло, выделяемое рабочим телом в окружающую среду по всему тракту установки и на выходе из нее, обеспечивает существенное повышение мощности на приводном валу за счет подачи пара в камеру сгорания, ресурса - за счет охлаждения паром турбинных лопаток и стенок камеры сгорания, коэффициента полезного действия - за счет снижения работы на сжатие путем промежуточного охлаждения сжимаемого воздуха, увеличения газовой постоянной поступающего в турбину рабочего тела - смеси воздуха и водяного пара, то есть увеличения работы расширения, и за счет утилизации тепла для производства пара, а также упрощает обеспечение требуемой температуры воздуха в зоне обслуживания за счет в значительной степени утилизации выделяемой установкой тепла. A gas turbine installation, using the heat released by the working fluid into the environment throughout the installation path and at the exit from it, provides a significant increase in power on the drive shaft by supplying steam to the combustion chamber, and the resource by steam cooling of the turbine blades and walls of the combustion chamber, efficiency - by reducing the compression work by intermediate cooling of the compressed air, increasing the gas constant of the working fluid entering the turbine - a mixture of air and water vapor, i.e. increase the work of expansion, and due to the utilization of heat for steam production, and also simplifies the provision of the required air temperature in the service area due to a significant degree of utilization of the heat generated by the installation.

Claims

1. A gas turbine installation comprising a compressor, a combustion chamber, a gas generator turbine, a free turbine with a drive shaft of the exhaust duct housing, a heat exchanger-boiler, a water pump, pipelines, characterized in that the installation further comprises a first heat exchanger made in the form of a hollow box-shaped external housing compressor, a second heat exchanger installed in the annular part of the path between the compressor steps in the form of hollow streamlined ribs uniformly spaced around the inside The front cavity of each rib has a transverse partition-step fixed in the upper part of the rib and dividing its cavity into the inlet and outlet, interconnected in the lower part, forming a loop-shaped channel, the inlet of which is connected by an inlet to the inlet manifold, and the outlet - with the outlet manifold , the third heat exchanger, made in the form of a hollow box-shaped external housing of the combustion chamber, the input of which is connected by pipelines to its input manifold, and the output - by pipelines with the output m collector, the heat exchanger-boiler consists of an outer and inner ring heat exchangers, each of which is made in the form of a hollow duct, interconnected by profiled hollow ribs evenly located in the flowing part between the exhaust duct housings, the internal heat exchanger is placed on the outer wall of the inner exhaust duct housing and the outer heat exchanger is on the outer wall of the outer casing of the exhaust tract, while the first heat exchanger is connected by a pipe inlet and with a collector for supplying water from the pump, and an outlet with an input manifold of a second heat exchanger, the internal cavity of the output part of which is connected to the cavity of the output manifold, which is connected by pipelines to the internal cavity of the input manifold of the third heat exchanger, and the cavity of the output manifold of the third heat exchanger is connected by pipelines to the internal cavity the input collector of the heat exchanger-boiler, which is equally spaced around the circumference by profiled pipelines connected to the collector the morning ring heat exchanger, and the output from the external ring heat exchanger is connected to the output collector of the heat exchanger-boiler, which is connected by pipelines to the steam manifold-distributor, the inner cavity of which is connected by pipelines to the cooled cavities of the turbine and the collector mounted on the inner surface of the combustion chamber body.

2. A gas turbine installation according to claim 1, characterized in that collectors are installed in the outer and inner annular channels at the end of the combustion chamber, the inlet of each collector is connected by pipelines to the steam distribution manifold, and the outlet from the collector installed in the outer annular channel is connected to a heat exchanger located on the outer wall of the flame tube, and the outlet from the collector installed in the inner annular channel is connected to a heat exchanger located on the inner wall of the flame tube, each heat exchange the nickname is made in the form of a shell attached to a screen on which longitudinal ribs are made that form rectangular channels along the entire length of the wall, the shell ends with an annular collector with holes evenly spaced on the outer surface, connecting the inner cavity of the heat exchangers with the annular channel of the secondary air of the combustion chamber, through shells are installed in each shell connecting the internal cavity of the flame tube with the cavities of the outer and inner annular channels and at the same time ensuring the tightness of the channels between the screen and the shell, the cavity of the flame tube and the cavities of the outer and inner annular channels of the combustion chamber.