RU2391517C2 - Steam-gas installation - Google Patents
Steam-gas installation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2391517C2 RU2391517C2 RU2008114100/06A RU2008114100A RU2391517C2 RU 2391517 C2 RU2391517 C2 RU 2391517C2 RU 2008114100/06 A RU2008114100/06 A RU 2008114100/06A RU 2008114100 A RU2008114100 A RU 2008114100A RU 2391517 C2 RU2391517 C2 RU 2391517C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- inlet
- outlet
- communicated
- turbine
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в энергетических парогазовых установках (ПГУ) бинарного типа, содержащих газотурбинные установки (ГТУ) с котлами-утилизаторами (КУ) и паровыми турбинами. Наибольший эффект может быть получен от внедрения изобретения в бинарных ПГУ с ГТУ средней мощности, а также с относительно небольшой температурой газов на выхлопе.The invention relates to a power system and can be used in binary combined cycle power plants (CCGT) containing gas turbine plants (GTU) with recovery boilers (KU) and steam turbines. The greatest effect can be obtained from the implementation of the invention in binary combined cycle gas turbines with medium-capacity gas turbines, as well as with a relatively low temperature of exhaust gases.
Повышение КПД паросиловой части высокотемпературных ПГУ стремятся обеспечить путем увеличения суммарного теплоперепада, срабатываемого в паровых турбинах, что достигается, в частности, путем повышения начального давления и применения промежуточного перегрева (промперегрева) пара после его расширения в паровой турбине до среднего давления.They strive to provide an increase in the efficiency of the steam-power part of high-temperature combined cycle units by increasing the total heat transfer triggered in steam turbines, which is achieved, in particular, by increasing the initial pressure and applying intermediate superheating (superheating) of the steam after its expansion in the steam turbine to medium pressure.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого изобретения является ПГУ [1] (c.25, Fig.5), содержащая газотурбинную установку (ГТУ), паровой котел-утилизатор (КУ) двух давлений с промежуточным перегревателем пара и паротурбинную установку с конденсатором и двумя паровыми турбинами, первая из которых - паровая турбина высокого давления (ПТВД) на входе по пару сообщена с выходом КУ по пару в.д., вторая паровая турбина - паровая турбина средненизкого давления (ПТСНД) на выходе по пару сообщена с входом по пару конденсатора, сообщенного на выходе по конденсату с входом КУ по конденсату, и промежуточный перегреватель пара (ППП), сообщенный на входе по пару с выходом ПТВД по пару, на выходе по пару - с входом ПТСНД по пару.The closest analogue (prototype) of the claimed invention is CCGT [1] (p.25, Fig.5), containing a gas turbine unit (GTU), a steam boiler-utilizer (KU) of two pressures with an intermediate steam superheater and a steam turbine unit with a condenser and two steam turbines, the first of which is a high-pressure steam turbine (ПТВД) at the steam inlet communicated with the output of KU for steam HP, the second steam turbine is the medium-low pressure steam turbine (PTSND) at the steam outlet communicated with the input of the condenser pair reported output by condensate with a condensate inlet KU input, and an intermediate steam superheater (ППП), communicated at the steam input with the output of the high-pressure turbojet engine for steam, at the steam output - with the PTSND input for steam.
Недостаток данного технического решения состоит в том, что оно является эффективным только применительно к мощным ПГУ с ГТУ с высокотемпературным выхлопом (в прототипе - выше 600°С). В таких ПГУ может быть использован достаточно высокий уровень начального давления (в прототипе - 16 МПа) и температуры пара перед турбинами.The disadvantage of this technical solution is that it is effective only in relation to powerful CCGT with gas turbines with high-temperature exhaust (in the prototype - above 600 ° C). In such combined cycle plants, a sufficiently high initial pressure level (16 MPa in the prototype) and steam temperature in front of the turbines can be used.
В ПГУ же, выполненной по данной схеме, укомплектованной ГТУ средней мощности или с умеренной температурой газа на выхлопе, повышение начального давления перед ПТВД оказывается неэффективным из-за чрезмерного снижения высот лопаток ПТВД и снижения КПД ее проточной части. С понижением начального давления растет температура пара за ПТВД. В этом случае, а также с понижением температуры пара за промежуточным перегревателем прирост температуры пара в нем уменьшается. Потери же давления в тракте промежуточного перегрева мало зависят от температуры и в приведенной схеме составляют порядка 15-20% от давления за ПТВД. Они складываются из потерь в линиях подачи пара с.д. из паровой турбины в ППП КУ и обратно, а также потерь давления в самом КУ: в узле раздачи пара по трубам поверхности теплообмена ППП, в самих трубах ППП и в коллекторе перегретого промежуточного пара (промпара) КУ.In CCGT, made according to this scheme, equipped with a gas turbine of medium power or with a moderate temperature of the gas at the exhaust, an increase in the initial pressure in front of the high-pressure turbine is ineffective due to an excessive decrease in the height of the high-pressure turbine blades and a decrease in the efficiency of its flow part. With a decrease in the initial pressure, the temperature of the vapor behind the high-pressure tube is increasing. In this case, as well as with a decrease in the temperature of the steam behind the intermediate superheater, the increase in the temperature of the steam in it decreases. The pressure losses in the intermediate overheating path are little dependent on temperature and in the above scheme are about 15-20% of the pressure behind the high-pressure turbine engine. They are the sum of the losses in the steam supply lines s.d. from a steam turbine to the substation KU and vice versa, as well as pressure losses in the KU itself: in the unit for distributing steam through the pipes of the heat transfer surface of the substation, in the pipes of the substation itself and in the collector of the overheated intermediate steam (industrial steam) of the KU.
В результате применение промежуточного перегрева пара в таких ПГУ оказывается неэффективным, приведенная схема при создании ПГУ с относительно невысокой температурой газов перед КУ также не применяется.As a result, the use of intermediate steam superheating in such CCGTs is ineffective; the above scheme is also not applied when creating CCGT with a relatively low temperature of gases in front of the CC.
Техническим результатом заявляемой ПГУ является увеличение суммарного теплоперепада, срабатываемого в паровых турбинах ПГУ средней мощности, за счет снижения потерь давления в тракте промежуточного перегрева и снижения температуры пара перед промежуточным перегревателем пара.The technical result of the inventive CCGT unit is to increase the total heat difference triggered in steam turbines of a CCGT of medium power by reducing pressure losses in the intermediate superheat path and lowering the temperature of the steam in front of the intermediate steam superheater.
Для достижения указанного технического результата в заявляемой ПГУ, содержащей ГТУ, паровой КУ с парогенерирующими контурами двух давлений, содержащими экономайзерные и испарительные поверхности двух давлений и перегреватель пара высокого давления, паротурбинную установку с конденсатором и двумя паровыми турбинами, первая из которых на входе по пару сообщена с выходом перегревателя пара в.д. по пару, вторая паровая турбина на выходе по пару сообщена с входом по пару конденсатора, сообщенного на выходе по конденсату с входом КУ по конденсату, и промежуточный перегреватель пара, сообщенный на входе по пару с выходом первой паровой турбины по пару, на выходе по пару - с входом второй паровой турбины по пару, в соответствии с изобретением промежуточный перегреватель пара выполнен в виде водяного пароперегревателя и сообщен на входе по пару также с выходом КУ по пару н.д., на входе и выходе по греющей воде - соответственно с выходом и входом экономайзера в.д. КУ по воде.To achieve the specified technical result in the inventive CCGT unit containing a gas turbine, steam boiler with steam generating circuits of two pressures, containing economizing and evaporating surfaces of two pressures and a superheater of high pressure steam, a steam turbine unit with a condenser and two steam turbines, the first of which is connected to the steam inlet with steam superheater output in steam, the second steam turbine in the steam output is connected to the steam input of the condenser communicated at the condensate output with the condensate inlet KU, and the intermediate steam superheater communicated at the steam input with the output of the first steam turbine in steam, at the steam output - with the inlet of the second steam turbine in steam, in accordance with the invention, the intermediate steam superheater is made in the form of a water superheater and communicated at the steam inlet also with the output of the boiler for a couple of s.a., at the inlet and outlet of heating water, respectively, with the output and at Odom economizer E KU on water.
Изобретение поясняется примером его реализации, схематически изображенном на чертеже.The invention is illustrated by an example of its implementation, schematically depicted in the drawing.
Приведенная на чертеже ПГУ содержит ГТУ 1 с турбогенератором 2, паровой КУ 3 с паровыми контурами двух давлений, содержащими экономайзер низкого давления (н.д.) 4, испаритель н.д. 5 с барабаном-сепаратором н.д. 6, экономайзер высокого давления (в.д.) 7, испаритель в.д. 8 и перегреватель пара в.д. 9, паротурбинную установку с конденсатором 10 и двумя паровыми турбинами 11 и 12, первая из которых - паровая турбина в.д. (ПТВД) 11 - на входе по пару сообщена с выходом перегревателя пара в.д. 9 по пару, вторая паровая турбина - паровая турбина н.д. (ПТНД) 12 - на выходе по пару сообщена с входом по пару конденсатора 10, сообщенного на выходе по конденсату через конденсатный насос 13 с входом КУ 3 по конденсату, и промежуточный перегреватель пара (ППП) 14, сообщенный на входе по пару с выходом первой паровой турбины ПТВД 11 по пару, на выходе по пару - с входом ПТНД 12 по пару. Экономайзер в.д. 7 на входе по воде в.д. сообщен с выходом экономайзера н.д. 4 по воде через питательный насос в.д. 15. ППП 14 выполнен в виде водяного пароперегревателя и сообщен на входе по пару также с выходом КУ (в данном примере - барабана-сепаратора н.д.6) по пару н.д., на входе и выходе по греющей воде - соответственно с выходом и входом экономайзера в.д. 7 по воде. В данном примере ППП 14 на выходе по воде сообщен с входом экономайзера в.д. 7 через питательный насос в.д. 15.The CCGT shown in the drawing contains GTU 1 with a turbogenerator 2, steam KU 3 with two-pressure steam circuits containing an economizer of low pressure (n.d.) 4, an evaporator n.d. 5 with a drum separator n.d. 6, economizer high pressure (r.d.) 7, evaporator r.d. 8 and r.h. steam superheater 9, a steam turbine installation with a
В приведенном примере ПГУ содержит также водяной перегреватель пара н.д. (ВПНД) 16, при этом ППП 14 сообщен на входе по пару с выходом КУ (в данном случае - барабана-сепаратора н.д. 6) по пару н.д. через тракт ВПНД 16 по пару, на выходе по греющей воде с входом экономайзера в.д. КУ по воде - через тракт ВПНД 16 по греющей воде и - в данном примере - через питательный насос в.д. 15.In the above example, the CCGT unit also contains a water heater of steam n.d. (VPND) 16, while PPP 14 is communicated at the inlet in pairs with the output of the KU (in this case, the drum-separator n.d. 6) for a couple of n.d. through the
Назначение ВПНД 16 состоит в предварительном подогреве насыщенного пара н.д. перед ППП 14 примерно на 2-3 градуса во избежание образования конденсата в паропроводе н.д. между барабаном н.д. 6 и ППП 14.The purpose of VPND 16 is to preheat saturated steam n.d. in front of BCP 14 by approximately 2–3 degrees to avoid condensation in the steam line between drum n.a. 6 and IFR 14.
ПГУ работает следующим образом.CCP works as follows.
ГТУ 1 совершает работу по приводу турбогенератора 2. В КУ 3 теплом выхлопных газов ГТУ 1 вырабатывают пар двух давлений. Пар в.д. подают из перегревателя пара в.д. 9 в ПТВД 11, где он расширяется до давления в контуре н.д., совершая работу по приводу турбогенератора 2. Далее, отработанный пар ПТВД 11 вместе с паром, поступающим из контура н.д. КУ 3 (в данном примере - из ВПНД 16), подают на вход ППП 14 по пару, где его перегревают водой в.д., подаваемой из экономайзера в.д. 7. Из ППП 14 перегретый пар поступает в ПТНД 12, где пар расширяется до давления в конденсаторе 10, совершая при этом работу по приводу турбогенератора 2.GTU 1 does the work of driving a turbogenerator 2. In KU 3, the heat of the exhaust gases of GTU 1 produces a pair of two pressures. Vp fed from the superheater steam 9 in the high-
Поскольку пар в ПТВД 11 расширяется до давления в контуре н.д., температура пара при расширении в ПТВД 11 снижается примерно до уровня температуры насыщения, т.е. до значительно более низкого уровня, чем в прототипе и чем температура воды за экономайзером в.д.. Благодаря этому вода в.д. используется в качестве греющего теплоносителя в ППП 14, при этом расход тепла на промежуточный перегрев пара производится за счет снижения паропроизводительности контура н.д., а не производительности контура в.д., как в прототипе.Since the steam in the high-
Поскольку ППП 14 является водяным пароперегревателем, в его трубах течет не пар, а греющая вода. Потери давления в тракте промежуточного перегрева заявляемой ПГУ - это, в основном, потери давления пара в корпусе водяного ППП 14 при поперечном обтекании паром водяных труб, причем со значительно более высоким коэффициентом теплопередачи, чем в прототипе. Вследствие этого водяной ППП 14 оказывается значительно более компактным по сравнению с газовым ППП КУ прототипа и может быть размещен вблизи ПТВД 11 и ПТНД 12 либо непосредственно в переходном участке между ПТВД и ПТНД по пару (т.е. потери давления в линиях подачи пара из паровой турбины в ППП и обратно также незначительны либо отсутствуют). Коллектор промпара и узел раздачи промпара по трубам ППП отсутствуют. В результате суммарные потери давления в тракте промперегрева оказываются примерно на порядок меньше, чем в прототипе.Since PPP 14 is a water superheater, it is not steam that flows in its pipes, but heating water. The pressure loss in the path of the intermediate overheating of the claimed CCGT unit is mainly the loss of steam pressure in the body of the water SPP 14 during transverse steam flow around water pipes, and with a significantly higher heat transfer coefficient than in the prototype. As a result, the water SPP 14 turns out to be much more compact than the gas KPP KU of the prototype and can be placed near the high-
В результате эффективность промежуточного перегрева в условиях ПГУ с ГТУ средней мощности или с относительно небольшой температурой газов перед КУ повышается, суммарный теплоперепад, срабатываемый в ПТВД и ПТНД, увеличивается.As a result, the efficiency of intermediate overheating under CCGT conditions with a gas turbine with medium power or with a relatively low temperature of gases in front of a gas compressor increases, and the total heat drop triggered by the high-pressure heat pump and high pressure heat pump increases.
В итоге заявляемое устройство обеспечивает повышение КПД паросиловой части ПГУ при использовании его в ПГУ с ГТУ указанного типа.As a result, the claimed device provides an increase in the efficiency of the steam power part of the CCGT unit when used in a CCGT unit with a gas turbine of the indicated type.
Приведенный на чертеже пример предназначен лишь для иллюстрации изобретения в соответствии с формулой и не исчерпывают всего многообразия возможных технических решений по реализации заявляемого изобретения.The example shown in the drawing is intended only to illustrate the invention in accordance with the formula and do not exhaust the entire variety of possible technical solutions for the implementation of the claimed invention.
В частности, ВПНД 16 может отсутствовать, а КУ может содержать газовый подогреватель пара н.д.; контур греющей воды в.д. для ППП 14 может быть снабжен циркуляционным насосом, и греющая вода из ВПНД 16 (или в отсутствие последнего из ППП 14) может подаваться в экономайзер в.д. 7 не через питательный насос 15, а циркуляционным насосом непосредственно на вход экономайзера в.д. 7 по воде в.д.; водяной ППП 14 в силу своих небольших габаритов может быть выполнен не выносным, как показано на чертеже, а, как было указано выше, встроенным в переходной участок между ПТВД 11 и ПТНД 12 по пару; ротор ПТВД 11 может быть выполнен не установленным на одном валу с ротором ПТНД 12, а соединенным с ним через редуктор (как в прототипе); паровая турбина может быть установлена на валу не общего с ГТУ 1 турбогенератора 2, а отдельного турбогенератора; в составе одной ПГУ на одну паровую турбину может приходиться не одна, а две или более ГТУ с КУ, и т.п.In particular, VPND 16 may be absent, and KU may contain a gas steam heater n.d .; east heating water circuit for PPP 14, it can be equipped with a circulation pump, and heating water from VPND 16 (or in the absence of the latter from PPP 14) can be supplied to the economizer. 7 not through the
Источники информацииInformation sources
1. Texas GT24: High Availability and Flexibility / E.Jeffs // Turbomachinery, January/February 2003. p.23.1. Texas GT24: High Availability and Flexibility / E. Jeffs // Turbomachinery, January / February 2003. p.23.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008114100/06A RU2391517C2 (en) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Steam-gas installation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008114100/06A RU2391517C2 (en) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Steam-gas installation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008114100A RU2008114100A (en) | 2009-12-20 |
RU2391517C2 true RU2391517C2 (en) | 2010-06-10 |
Family
ID=41625249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008114100/06A RU2391517C2 (en) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Steam-gas installation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2391517C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553477C2 (en) * | 2013-01-23 | 2015-06-20 | Аркадий Ефимович Зарянкин | Combined-cycle plant |
RU2715073C1 (en) * | 2019-07-18 | 2020-02-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Combined cycle gas turbine with cooled diffuser |
-
2008
- 2008-04-09 RU RU2008114100/06A patent/RU2391517C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Е. JEFFS Texas GT24: High Availability and Flexibility, Turbomachinery International, January/February 2003, p.23, p.25, fig.5. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553477C2 (en) * | 2013-01-23 | 2015-06-20 | Аркадий Ефимович Зарянкин | Combined-cycle plant |
RU2715073C1 (en) * | 2019-07-18 | 2020-02-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Combined cycle gas turbine with cooled diffuser |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008114100A (en) | 2009-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100341646B1 (en) | Method of cooling thermally loaded components of a gas turbine group | |
US20070017207A1 (en) | Combined Cycle Power Plant | |
CA2679811C (en) | High efficiency feedwater heater | |
US8539750B2 (en) | Energy recovery and steam supply for power augmentation in a combined cycle power generation system | |
RU2542725C2 (en) | Steam-turbine plant with steam turbine assembly and process steam user and its operation method | |
RU2691881C1 (en) | Thermal power plant | |
CN103062744A (en) | Heat recovery steam generator and methods of coupling same to combined cycle power plant | |
RU2425987C1 (en) | Method of power plant operation | |
US10287922B2 (en) | Steam turbine plant, combined cycle plant provided with same, and method of operating steam turbine plant | |
RU2335641C2 (en) | Method of enhancing efficiency and output of two-loop nuclear power station | |
RU2153080C2 (en) | Combined-cycle power generation process and combined-cycle plant | |
JP6243700B2 (en) | Combined cycle power plant with absorption heat converter | |
RU2391517C2 (en) | Steam-gas installation | |
CN102588019B (en) | Saturated vapor thermodynamic cycle for turbine and relevant apparatus | |
JP2015068314A (en) | Fuel gas heating facility and combined cycle power generation plant | |
JPH09209714A (en) | Composite power generating device with reactor coolant heating steam generator | |
KR101935637B1 (en) | Combined cycle power generation system | |
RU2561776C2 (en) | Combined-cycle plant | |
RU97122121A (en) | METHOD FOR OPERATION OF STEAM POWER ENGINEERING INSTALLATION AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2078229C1 (en) | Steam-and-gas plant | |
RU2768325C1 (en) | Thermal power plant | |
RU2686541C1 (en) | Steam-gas plant | |
JP2001214758A (en) | Gas turbine combined power generation plant facility | |
RU2781322C1 (en) | Combined-cycle gas turbine on three working bodies | |
RU2749800C1 (en) | Thermal power station |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140410 |