RU22507U1 - ENERGY INSTALLATION - Google Patents

ENERGY INSTALLATION

Info

Publication number
RU22507U1
RU22507U1 RU2001125633/20U RU2001125633U RU22507U1 RU 22507 U1 RU22507 U1 RU 22507U1 RU 2001125633/20 U RU2001125633/20 U RU 2001125633/20U RU 2001125633 U RU2001125633 U RU 2001125633U RU 22507 U1 RU22507 U1 RU 22507U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
gas turbine
compressor
turbine engine
valve
Prior art date
Application number
RU2001125633/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.А. Выходцев
В.И. Гуров
Павел Дмитриевич Жеманюк
В.Н. Насонов
К.К. Суворов
Павел Алексеевич Хомутов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения" им. П.И. Баранова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения" им. П.И. Баранова filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения" им. П.И. Баранова
Priority to RU2001125633/20U priority Critical patent/RU22507U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU22507U1 publication Critical patent/RU22507U1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Энергетическая установка, содержащая газотурбинный двигатель, совмещенный с турбодетандером, автономный воздушный компрессор и температуропонижающий теплообменник, отличающаяся тем, что установка снабжена резервуаром воздуха повышенного давления, соединенным через один отсечной клапан с турбодетандером, а через другой клапан - с промежуточной ступенью компрессора газотурбинного двигателя, при этом автономный воздушный компрессор соединен трубопроводом через отсечной клапан с резервуаром воздуха повышенного давления.A power plant comprising a gas turbine engine combined with a turboexpander, an autonomous air compressor and a temperature-reducing heat exchanger, characterized in that the plant is equipped with a pressurized air reservoir connected through one shut-off valve to the turbine expander, and through another valve with an intermediate stage of the gas turbine engine compressor, this autonomous air compressor is connected by a pipe through a shut-off valve with a tank of high pressure air.

Description

г МЮИ: F02C6/00   Mr. MUI: F02C6 / 00

Энергетическая установкаPower plant

Предполагаемая полезная модель относится к энергетическим установкам. Может быть использована при создании наземных установок по получению электроэнергии и тепла с высокой эффективностью и при высоких экологических показателях, особенно при их работе вблизи локальных нефтегазовых месторождений.The proposed utility model relates to power plants. It can be used to create ground-based installations for the production of electricity and heat with high efficiency and high environmental performance, especially when they work near local oil and gas fields.

Известна комплексная газотурбинная установка, совмещающая по валу турбодетандер с газотурбинным двигателем, теплом выхлопных газов которого нагревают природный газ на входе в тзфбодегандер, полезно использующий для получения мощности избыточное давление природного газа. Мощность турбодетандера вместе с мощностью газотурбинного двигателя повышают выработку электроэнергии на электрогенераторе. Это техническое решение принято за аналог и представлено в патенте РФ № 2103615 с приоритетом от 16 января 1992 года. Недостатком технического решения по аналогу является низкая надёжность работы и привязанность установки к ГРС, что приводит к узким пределам применимости.A comprehensive gas turbine installation is known that combines a turboexpander along a shaft with a gas turbine engine, the heat of the exhaust gases of which heat natural gas at the inlet of the tzfbodegander, which is useful to use excess pressure of natural gas to obtain power. The power of a turboexpander along with the power of a gas turbine engine increase the generation of electricity on an electric generator. This technical solution was taken as an analogue and is presented in the patent of the Russian Federation No. 2103615 with priority dated January 16, 1992. The disadvantage of the technical solution by analogy is the low reliability and attachment of the installation to the GDS, which leads to narrow limits of applicability.

Известна газотурбинная установка содержащая газотурбинный двигатель совмещённый с турбодетандером, воздушный компрессор и температуропонижающий теплообменник. Выход автономного воздушного компрессора через температуропонижающий теплообменник соединён со входом турбодетандера, выход которого, в свою очередь, соединён со входом воздущного компрессора газотурбинного двигателя. В результате снижается температура воздуха поступающего в компрессор газотурбинного двигателя, что позволяет увеличить его мощность и ресурс. Это техническое решение принято за прототип и представленов патенте РФ № 2145386 кл. F02C7/143 от 23.12.1997г. Однако, недостатком технического решения по прототипу является отсутствие многофункциональности и необходимость постоянной работы автономного воздушного компрессора.A known gas turbine installation comprising a gas turbine engine combined with a turboexpander, an air compressor and a temperature-reducing heat exchanger. The output of an autonomous air compressor through a temperature-reducing heat exchanger is connected to the inlet of the turboexpander, the output of which, in turn, is connected to the inlet of the air compressor of the gas turbine engine. As a result, the temperature of the air entering the compressor of the gas turbine engine decreases, which allows to increase its power and resource. This technical solution is taken as a prototype and is presented by the patent of the Russian Federation No. 2145386 class. F02C7 / 143 dated 12.23.1997 However, the disadvantage of the technical solution for the prototype is the lack of multifunctionality and the need for continuous operation of an autonomous air compressor.

Предлагаемое техническое решение отличается от известного тем, что установка снабжена резервуаром воздуха повышенного давления, соединённым через один отсечной клапан с турбодетандером, а через другой клапан - с промежуточной ступенью компрессора газотурбинного двигателя, при этом автономный воздушный компрессор соединён трубопроводом через отсечной клапан с резервуаром воздуха повышенного давления.The proposed technical solution differs from the known one in that the installation is equipped with a pressurized air reservoir connected through one shut-off valve to a turbo-expander, and through another valve to an intermediate stage of a gas turbine engine compressor, while an autonomous air compressor is connected by a pipeline through a shut-off valve to the increased air reservoir pressure.

Предложенное устройство с отмеченными отличиями обеспечивает повышение надёжности работы установки, расширяет её потребительские свойства, в частности, позволяет осуществлять запуск газотурбинно б двигателя с использованием воздуха из резервуара без включения в работу автономного воздушного компрессора и использования штатных систем запуска.The proposed device with the noted differences provides increased reliability of the installation, expands its consumer properties, in particular, allows you to start the gas turbine engine using air from the tank without the inclusion of an autonomous air compressor and the use of standard starting systems.

Конструктивная схема установки, реализующая предложенную полезную модель, представлена на фигуре. Она включает газотурбинный двигатель 1 со входной частью 2 воздушного компрессора и с электрогенератором 3, турбодетандер 4, автономный воздушный компрессор 5, температуропонижающий теплообменник 6, систему 7 подачи природного газа в газотурбинный двигатель 1, систему 8 потребления тепла, резервуар 9 воздуха повышенного давления, отсечные клапаны 10, 11, 12и13.The structural diagram of the installation that implements the proposed utility model is shown in the figure. It includes a gas turbine engine 1 with an inlet part 2 of an air compressor and with an electric generator 3, a turboexpander 4, an autonomous air compressor 5, a temperature-reducing heat exchanger 6, a system 7 for supplying natural gas to a gas turbine engine 1, a heat consumption system 8, a pressure tank 9, shut-off valves 10, 11, 12 and 13.

Работа энергетической установки, схематично представленной на фигуре, осуществляется следующим образом. Из резервуара 9 через отсечной клапан 10 на вход турбодетандера 4 подаётся сжатый возцук. Начинается холодная прокрутка ротора газотурбинного двигателя 1. После завершения холодной прокрутки через систему 7 в газотурбинный двигатель 1 подаётся природный газ и осуществляется его запуск. В ходе работы энергетической установки за промежуточной ступенью компрессора двигателя 1 осуществляется отбор сжатого воздз а, который через отсечной клапан 11 направляют в резервуар сжатого воздуха 9 до достижения в нём требуемого уровня давления. Автономный воздушный компрессор 5 соединён с резервуаром 9 через отсечной клапан 13 и может дополнительно аккумулировать в нём воздух повышенного давления. Воздух, поступивший в резервуар 9, по истечению некоторого времени охлаждается до температуры, близкой к температуре окружающей среды.The operation of the power plant, schematically represented in the figure, is as follows. From the tank 9 through the shut-off valve 10 to the inlet of the turboexpander 4 is fed compressed wozuk. The cold rolling of the rotor of the gas turbine engine 1 begins. After the cold rolling through the system 7, the natural gas is fed into the gas turbine engine 1 and started. During the operation of the power plant, an intermediate stage of the compressor 1 is selected for compressed air, which is sent through the shut-off valve 11 to the compressed air tank 9 until the required pressure level is reached in it. A stand-alone air compressor 5 is connected to the reservoir 9 through a shut-off valve 13 and can additionally accumulate high pressure air in it. The air entering the reservoir 9, after some time, is cooled to a temperature close to the ambient temperature.

В случае необходимости повышения мощностной отдачи и эффективности газотурбинного двигателя 1 (что может потребоваться при температуре окружающей среды ъыше нормальной температуры - 288 К) включается в работу автономный воздушный компрессор 5 при закрытом клапане 10 и открытом 12. Воздух повышенного давления и температуры после компрессора 5, пройдя температуропонижающий теплообменник 6, передающий тепло системе 8, поступает в турбодетандер 4 и после него с температзфой ниже температуры окружающей среды поступает на вход 2 воздущного компрессора газотурбинного двигателя 1, где он смещивается со всасываемым воздухом окружающей среды. С той же целью в турбодетандер 4 может подаваться сжатый воздух из резервуара 9 при открытом клапане 10 и отключённом компрессоре 5 (клапан 12 закрьгг). Возможна и одновременная подача воздуха в Турбодетандер 4 из компрессора 5 и резервуара 9If it is necessary to increase the power output and efficiency of the gas turbine engine 1 (which may be required at an ambient temperature higher than normal temperature - 288 K), an autonomous air compressor 5 is activated when the valve 10 and the open 12 are open. High pressure and temperature air after the compressor 5, Having passed the temperature-reducing heat exchanger 6, which transfers heat to the system 8, it enters the turbine expander 4 and after it with a temperature lower than the ambient temperature enters the air inlet 2 1 litter turbomachine where it smeschivaetsya with ambient air by suction. For the same purpose, compressed air can be supplied to the turboexpander 4 from the tank 9 with the valve 10 open and the compressor 5 turned off (valve 12 closed). Simultaneous air supply to Turbo expander 4 from compressor 5 and reservoir 9 is also possible

(клапаны 10 и 12 открьпы). В турбодегандере в результате снижения давления и температуры воздуха вырабатывается полезная мощность, которая суммируется с мощностью газотурбинного двигателя 1 и передаётся на электрогенератор 3. В результате смешения поступающего на вход 2 воздушного компрессора газотурбинного двигателя 1 атмосферного воздуха и воздушного потока после турбодетандера 4 происходит снижение средней температуры воздуха, поступающего в воздушный компрессор газотурбинного двигателя 1, против температуры окружающей среды. Турбодетандер 4 может иметь регулируемый сопловой аппарат, с помощью которого может регулироваться давление и температура воздуха после турбодетандера.(valves 10 and 12 open). In a turbo-expander, as a result of a decrease in pressure and air temperature, useful power is generated, which is summed up with the power of the gas turbine engine 1 and transferred to the electric generator 3. As a result of mixing the atmospheric air and air flow entering the input 2 of the air compressor of the gas turbine engine 1, the average temperature decreases after the turbine expander 4 the air entering the air compressor of the gas turbine engine 1, against the ambient temperature. The turboexpander 4 may have an adjustable nozzle apparatus with which pressure and air temperature after the turboexpander can be adjusted.

Повышение эффективности и надёжности работы энергетической установки, представленной на фигуре, происходит за счёт использования в её составе резервуара 9 воздуха повышенного давления. Воздух из этого резервуара используется для повышения мощности энергетической установки, а так же для её запуска с применением турбодетандера 4. Так, например, возможно проведение запуска газотурбинной установки ПАЭС2500 (мощностью 2500 кВт) при следующих параметрах:Improving the efficiency and reliability of the power plant shown in the figure is due to the use of high pressure air tank 9 in its composition. The air from this tank is used to increase the power of the power plant, as well as to start it using a turboexpander 4. For example, it is possible to start the PAES2500 gas turbine unit (2500 kW) with the following parameters:

-объём резервуара 9 - -volume of the tank 9 -

-давление воздуха в резервуаре 9 - кг/см ;- air pressure in the tank 9 - kg / cm;

-температура в резервуаре 9 - .... 300 К;-temperature in the tank 9 - .... 300 K;

Пополнение резервуара 9 воздухом повышенного давления осуществляется воздухом, отбираемым за промежуточной ступенью компрессора газотурбинной установки либо от автономного воздушного компрессора 5 с параметрами:The reservoir 9 is replenished with high-pressure air by air taken after the intermediate stage of the compressor of a gas turbine installation or from a stand-alone air compressor 5 with the parameters:

-давление воздуха за компрессором - кг/см ;- air pressure behind the compressor - kg / cm;

-температура воздуха за компрессором - К- air temperature behind the compressor - K

-Расход воздуха через компрессор - ,35 кг/с. Пепосредственно в ходе запуска пополнения резервуара 9 не требуется. Использование предлагаемой полезной модели позволяет з еличить надёжность и-Air flow through the compressor -, 35 kg / s. Directly during the start of the replenishment of the tank 9 is not required. Using the proposed utility model makes it possible to increase the reliability and

качество запуска газотурбинного двигателя (установки), отказаться от применения вспомогательного газотурбинного двигателя и электрического стартёра (необходимых для штатного запуска), а так же повысить мощностную отдачу энергетической установки как с использованием так и без использования автономного воздушного компрессора.the quality of starting a gas turbine engine (installation), abandoning the use of an auxiliary gas turbine engine and an electric starter (necessary for a regular start), as well as increasing the power output of a power plant with or without an autonomous air compressor.

Предлагаемую полезную модель предполагается использовать в НИЦ ЦИАМ на базе электростанции ПАЭС-2500.The proposed utility model is supposed to be used in the SIC CIAM on the basis of the PAES-2500 power plant.

Claims (1)

Энергетическая установка, содержащая газотурбинный двигатель, совмещенный с турбодетандером, автономный воздушный компрессор и температуропонижающий теплообменник, отличающаяся тем, что установка снабжена резервуаром воздуха повышенного давления, соединенным через один отсечной клапан с турбодетандером, а через другой клапан - с промежуточной ступенью компрессора газотурбинного двигателя, при этом автономный воздушный компрессор соединен трубопроводом через отсечной клапан с резервуаром воздуха повышенного давления.
Figure 00000001
A power plant comprising a gas turbine engine combined with a turboexpander, an autonomous air compressor and a temperature-reducing heat exchanger, characterized in that the plant is equipped with a pressurized air reservoir connected through one shut-off valve to the turbine expander, and through another valve with an intermediate stage of the gas turbine engine compressor, this autonomous air compressor is connected by a pipe through a shut-off valve with a tank of high pressure air.
Figure 00000001
RU2001125633/20U 2001-10-01 2001-10-01 ENERGY INSTALLATION RU22507U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125633/20U RU22507U1 (en) 2001-10-01 2001-10-01 ENERGY INSTALLATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125633/20U RU22507U1 (en) 2001-10-01 2001-10-01 ENERGY INSTALLATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU22507U1 true RU22507U1 (en) 2002-04-10

Family

ID=48283621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001125633/20U RU22507U1 (en) 2001-10-01 2001-10-01 ENERGY INSTALLATION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU22507U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6644011B2 (en) Advanced Cheng Combined Cycle
EP1040252A4 (en) Clean air engines for transportation and other power applications
EP1701006A3 (en) Electric power-generating and desalination combined plant and operation method of the same
ATE292267T1 (en) METHOD AND DEVICE FOR AIR SEPARATION WITH GAS TURBINES
RU22507U1 (en) ENERGY INSTALLATION
RU2199020C2 (en) Method of operation and design of combination gas turbine plant of gas distributing system
DE10343192A1 (en) Small fuel power plant and use of one or more of these small fuel power plants in a composite system and opposed piston engine for such a small fuel power plant
RU2557834C2 (en) Gas turbine expansion power plant of gas-distributing station
RU117504U1 (en) NATURAL GAS PRESSURE RECOVERY SYSTEM
CA1091044A (en) Combined cycle electric power generating system with improvement
RU2599082C1 (en) Gas turbine expander power plant of compressor station of main gas line
RU2008108083A (en) METHOD AND DEVICE FOR STARTING A GAS-TURBINE UNIT
PT1123823E (en) Power generator for a wheeled or tracked vehicle to be used in arctic climatic areas
RU176799U1 (en) GAS DISTRIBUTION STATION WITH A DETANDER-COMPRESSOR GAS TURBINE POWER INSTALLATION
EP1178195A3 (en) Gas turbine system
US7036313B1 (en) Co-generation turbocharged turbine system
Mukolyants et al. Analysis of the joint operation of the expander-generator unit and air heat pump
RU72048U1 (en) DETANDER-GENERATOR UNIT
RU112279U1 (en) INTEGRATED ENERGY SYSTEM
RU117511U1 (en) SYSTEM FOR PRODUCING ELECTRICITY, COLD AND WARM AIR
RU15119U1 (en) COMBINED WIND GAS-TURBINE INSTALLATION
RU2003109161A (en) METHOD FOR STARTING A GAS TURBINE ENGINE
RU2145386C1 (en) Method for operation of gas-turbine plant
RU2330977C1 (en) Gas turbine plant output control method
RU2384720C1 (en) Gas-espansion machine-electric power station generator plant