RU2393358C1 - Power insatallation (versions) - Google Patents

Power insatallation (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2393358C1
RU2393358C1 RU2009102132/06A RU2009102132A RU2393358C1 RU 2393358 C1 RU2393358 C1 RU 2393358C1 RU 2009102132/06 A RU2009102132/06 A RU 2009102132/06A RU 2009102132 A RU2009102132 A RU 2009102132A RU 2393358 C1 RU2393358 C1 RU 2393358C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
steam
pump
water pump
gas generator
Prior art date
Application number
RU2009102132/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Васильевич Демьяненко (RU)
Юрий Васильевич Демьяненко
Виталий Александрович Ильичев (RU)
Виталий Александрович Ильичев
Станислав Петрович Малышенко (RU)
Станислав Петрович Малышенко
Виктор Иванович Пригожин (RU)
Виктор Иванович Пригожин
Юрий Васильевич Пичугин (RU)
Юрий Васильевич Пичугин
Анатолий Романович Савич (RU)
Анатолий Романович Савич
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
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 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" filed Critical Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
Priority to RU2009102132/06A priority Critical patent/RU2393358C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2393358C1 publication Critical patent/RU2393358C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: power installation consists of steam engine kinematically coupled with electric generator. The steam engine corresponds to a high temperature steam-gas generator, for example oxygen-hydrogen, at the output of which there is installed a turbo-pump aggregate. An output shaft of the turbo-pump aggregate is kinematically ties with the electric generator and water and oil pumps. Also the input of the water pump is connected with the output of a heat exchanger installed at the output of turbine of the turbo-pump aggregate. The output of the water pump is docked to a steam-gas generator cooling circuit, notably, the oil pump is included into a lubricating system of power installation.
EFFECT: raised efficiency of installation and improved ecological compatibility of operation.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, а именно к парогазовым энергоустановкам.The invention relates to the field of energy, namely to combined cycle power plants.

В настоящее время важными проблемами в создании и эксплуатации энергетических установок являются проблемы повышения их КПД и улучшения условий экологичности, особенно при эксплуатации в специфических условиях ограниченного и/или замкнутого пространства.Currently, important problems in the creation and operation of power plants are the problems of increasing their efficiency and improving environmental conditions, especially when operating in specific conditions of limited and / or enclosed space.

Известна парогазовая установка (см. патент РФ №2142565, МПК F01K 23/10 по заявке №96108097 от 18.04.1996 г.), включающая газотурбинную установку с электрогенератором и источником пара.Known combined-cycle plant (see RF patent No. 2142565, IPC F01K 23/10 according to the application No. 96108097 dated 04/18/1996), including a gas turbine unit with an electric generator and a steam source.

Известна паровая энергетическая установка, содержащая паровую машину выходной вал, который связан с электрической машиной, систему управления (см. патент РФ №2144984, МПК F01C 1/16 по заявке №97122296/06 от 30.12.1997 г. - прототип).Known steam power plant containing a steam engine output shaft, which is connected to an electric machine, control system (see RF patent No. 2144984, IPC F01C 1/16 by application No. 97122296/06 dated 12/30/1997 - prototype).

Недостатком известных устройств является низкий КПД и недостаточная экологичность установок, что не позволяет использовать их в ограниченных и/или замкнутых пространствах.A disadvantage of the known devices is the low efficiency and insufficient environmental friendliness of the installations, which does not allow their use in confined and / or confined spaces.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение КПД установки и улучшение экологичности ее эксплуатации.The aim of the invention is to remedy these disadvantages, namely increasing the efficiency of the installation and improving the environmental friendliness of its operation.

Указанная цель достигается тем, что в известной паровой энергетической установке, содержащей паровую машину, кинематически связанную с электрогенератором, систему управления, согласно изобретению паровая машина выполнена в виде высокотемпературного парогазогенератора, например кислородо-водородного, на выходе которого установлен турбонасосный агрегат, выходной вал которого кинематически связан с водяным и масляным насосами, причем вход водяного насоса соединен с выходом теплообменника, установленного на выходе турбины турбонасосного агрегата, а выход водяного насоса подстыкован к тракту охлаждения парогазогенератора, при этом масляный насос включен в систему смазки энергоустановки.This goal is achieved by the fact that in a known steam power plant containing a steam engine kinematically connected with an electric generator, the control system according to the invention, the steam engine is made in the form of a high-temperature steam and gas generator, for example oxygen-hydrogen, at the output of which a turbopump unit is installed, the output shaft of which is kinematically connected to the water and oil pumps, and the inlet of the water pump is connected to the output of the heat exchanger installed at the turbine pump outlet th unit and the water pump outlet docked to the steam-gas generator cooling path, wherein the oil pump included in a power plant lubrication.

Вторым вариантом достижения поставленной цели может быть вариант, в котором масляная система смазки заменена водяной.The second option to achieve this goal may be one in which the oil lubrication system is replaced by a water system.

В таком случае масляный насос отсутствует, вход водяного насоса соединен с выходом теплообменника, установленного на выходе турбины, а выход водяного насоса подстыкован к тракту охлаждения энергоустановки, в т.ч. и парогазогенератора.In this case, there is no oil pump, the inlet of the water pump is connected to the outlet of the heat exchanger installed at the turbine outlet, and the outlet of the water pump is docked to the cooling circuit of the power plant, including and steam and gas generator.

Указанная совокупность признаков проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что появляется возможность использовать энергетическую установку в ограниченном и/или закрытом пространстве, т.к. в результате горения водорода в кислороде получается только вода - экологически абсолютно чистый продукт.The specified set of features exhibits new properties, namely, that it becomes possible to use the power plant in a limited and / or closed space, because as a result of the combustion of hydrogen in oxygen, only water is obtained - an environmentally friendly product.

Кроме того, использование теплообменника возвращает существенную часть энергии пара, повышая тем самым КПД установки в целом.In addition, the use of a heat exchanger returns a substantial part of the steam energy, thereby increasing the efficiency of the installation as a whole.

Принципиальная схема установки показана на чертежах: фиг.1 - (первый вариант) и фиг.2 - (второй вариант), где:Schematic diagram of the installation shown in the drawings: figure 1 - (first option) and figure 2 - (second option), where:

1 - парогазогенератор;1 - steam and gas generator;

2 - турбонасосный агрегат;2 - turbopump unit;

3 - турбина;3 - turbine;

4 - водяной насос;4 - water pump;

5 - электрогенератор;5 - electric generator;

6 - масляный насос;6 - oil pump;

7 - теплообменник;7 - heat exchanger;

8 - трубопроводы системы смазки;8 - pipelines of the lubrication system;

9 - вентиль.9 - valve.

Энергоустановка (первый вариант, фиг.1) включает в себя высокотемпературный кислородо-водородный парогазогенератор 1, на выходе которого установлен турбонасосный агрегат 2, включающий турбину 3 и блок водяного насоса 4. Валы турбины 3, водяного насоса 4, электрогенератора 5 и масляного насоса 6 кинематически связаны между собой. Вход водяного насоса 4 соединен с выходом теплообменника 7, установленного на выходе турбины 3. Выход водяного насоса 4 подстыкован к тракту охлаждения парогазогенератора 1, а масляный насос 6 включен в систему смазки энергоустановки посредством трубопроводов 8.The power plant (first option, FIG. 1) includes a high-temperature oxygen-hydrogen steam and gas generator 1, at the output of which a turbopump unit 2 is installed, including a turbine 3 and a block of a water pump 4. Shafts of a turbine 3, a water pump 4, an electric generator 5, and an oil pump 6 kinematically connected. The inlet of the water pump 4 is connected to the outlet of the heat exchanger 7 installed at the outlet of the turbine 3. The outlet of the water pump 4 is connected to the cooling path of the steam and gas generator 1, and the oil pump 6 is included in the lubrication system of the power plant through pipelines 8.

Работа установки начинается с подачи компонентов топлива (кислорода и водорода) в парогазогенератор 1, где они сгорают с образованием высокотемпературного (~900°) водяного пара.The installation begins with the supply of fuel components (oxygen and hydrogen) to the gas generator 1, where they burn with the formation of high-temperature (~ 900 °) water vapor.

Обладая высокой энергетикой, высокотемпературный пар приводит в действие турбину 3 турбонасосного агрегата 2 и кинематически связанные с ней водяной насос 4 и электрогенератор 5. Отработанный пар поступает в теплообменник 7 и далее (после конденсации в жидкую фазу) на вход водяного насоса 4, а с его выхода - на тракт охлаждения парогазогенератора 1. Цикл, таким образом, повторяется. Поскольку масляный насос 6 кинематически связан с валом турбины 3, то он также начинает вращаться, создавая необходимую циркуляцию масла в системе смазки энергоустановки. Вращающийся электрогенератор 5 вырабатывает электроэнергию. При необходимости получения горячей воды это легко достигается ее отбором посредством вентиля 9.Possessing high energy, high-temperature steam drives the turbine 3 of the turbopump unit 2 and kinematically connected to it a water pump 4 and an electric generator 5. The spent steam enters the heat exchanger 7 and then (after condensation into the liquid phase) to the inlet of the water pump 4, and from it output - to the cooling path of the steam and gas generator 1. The cycle is thus repeated. Since the oil pump 6 is kinematically connected with the shaft of the turbine 3, it also starts to rotate, creating the necessary oil circulation in the lubrication system of the power plant. A rotating electric generator 5 generates electricity. If it is necessary to obtain hot water, this is easily achieved by its selection through valve 9.

Второй вариант электроустановки (фиг.2) отличается отсутствием масляного насоса, т.к. электрогенератор имеет водяную систему смазки. Трубопроводы системы смазки 8 соединены с входом и выходом водяного насоса 4.The second embodiment of the electrical installation (figure 2) is characterized by the absence of an oil pump, because The electric generator has a water lubrication system. The pipelines of the lubrication system 8 are connected to the inlet and outlet of the water pump 4.

Работа электроустановки варианта 2 аналогична варианту 1, с той лишь разницей, что при вращении водяного насоса 4 вода под давлением поступает в систему смазки, чем и обеспечивается смазка установки.The electrical installation of option 2 is similar to option 1, with the only difference being that when the water pump 4 rotates, water under pressure enters the lubrication system, which ensures lubrication of the installation.

Таким образом, предлагаемая энергоустановка обеспечивает выработку электроэнергии (а при необходимости и горячей воды) практически без выброса экологически вредных веществ при повышенном коэффициенте полезного действия.Thus, the proposed power plant provides the generation of electricity (and, if necessary, hot water) with virtually no emission of environmentally harmful substances with an increased efficiency.

Claims (2)

1. Энергетическая установка, содержащая паровую машину, кинематически связанную с электрогенератором, отличающаяся тем, что паровая машина выполнена в виде высокотемпературного парогазогенератора, например, кислородо-водородного, на выходе которого установлен турбонасосный агрегат, выходной вал которого кинематически связан электрогенератором, водяным и масляным насосами, причем вход водяного насоса соединен с выходом теплообменника, установленного на выходе турбины турбонасосного агрегата, а выход водяного насоса подстыкован к тракту охлаждения парогазогенератора, при этом масляный насос включен в систему смазки энергоустановки.1. Power plant containing a steam engine kinematically connected with an electric generator, characterized in that the steam engine is made in the form of a high-temperature steam and gas generator, for example, an oxygen-hydrogen, at the output of which a turbopump unit is installed, the output shaft of which is kinematically connected by an electric generator, water and oil pumps moreover, the input of the water pump is connected to the output of the heat exchanger installed at the output of the turbine of the turbopump unit, and the output of the water pump is connected to KTU cooling steam-gas generator, the oil pump is included in the power plant lubrication. 2. Энергетическая установка, содержащая паровую машину, отличающаяся тем, что паровая машина выполнена в виде высокотемпературного парогазогенератора, например, кислородо-водородного, на выходе которого установлен турбонасосный агрегат, выходной вал которого кинематически связан с водяным насосом, причем вход водяного насоса соединен с выходом теплообменника, установленного на выходе турбины турбонасосного агрегата, а выход водяного насоса подстыкован к тракту охлаждения энергоустановки. 2. Power plant containing a steam engine, characterized in that the steam engine is made in the form of a high-temperature steam and gas generator, for example, oxygen-hydrogen, the output of which is installed a turbopump unit, the output shaft of which is kinematically connected to the water pump, and the input of the water pump is connected to the output a heat exchanger installed at the turbine pump turbine outlet, and the water pump outlet is docked to the cooling circuit of the power plant.
RU2009102132/06A 2009-01-22 2009-01-22 Power insatallation (versions) RU2393358C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009102132/06A RU2393358C1 (en) 2009-01-22 2009-01-22 Power insatallation (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009102132/06A RU2393358C1 (en) 2009-01-22 2009-01-22 Power insatallation (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2393358C1 true RU2393358C1 (en) 2010-06-27

Family

ID=42683696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009102132/06A RU2393358C1 (en) 2009-01-22 2009-01-22 Power insatallation (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2393358C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476688C1 (en) * 2011-08-24 2013-02-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Power plant
RU2499896C1 (en) * 2012-04-10 2013-11-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Method for start-up of hydrogen steam turbine power plant and device for its realisation (versions)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476688C1 (en) * 2011-08-24 2013-02-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Power plant
RU2499896C1 (en) * 2012-04-10 2013-11-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Method for start-up of hydrogen steam turbine power plant and device for its realisation (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7173245B2 (en) power generation system
Algieri et al. Techno-economic analysis of biomass-fired ORC systems for single-family combined heat and power (CHP) applications
EA015616B1 (en) Organic working fluids for use in organic rankine cycle power plant
JP2011106459A (en) Combined cycle power plant with integrated organic rankine cycle device
Wajs et al. Experimental investigation of domestic micro-CHP based on the gas boiler fitted with ORC module
Durante et al. Thermodynamic simulation of a multi-step externally fired gas turbine powered by biomass
JP2005291112A (en) Temperature difference power generation device
US20140013749A1 (en) Waste-heat recovery system
RU2393358C1 (en) Power insatallation (versions)
Amelio et al. Residential cogeneration and trigeneration
RU2596293C2 (en) Method of recycling energy of geothermal water
RU2343368C1 (en) Geothermal power plant
RU117512U1 (en) ELECTRIC POWER AND HEAT INSTALLATION
RU2300636C1 (en) Combination heat and power generating plant
RU2573541C1 (en) Power system based on organic rankine cycle for combustion of associated petroleum gas
CN208688023U (en) A kind of afterheat utilizing system of biomass water-cooled grate cooling water
RU2523087C1 (en) Steam and gas turbine plant
RU140802U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU140801U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU2564195C1 (en) Power system for utilisation of heat of exhaust gases of gas-distributing station
RU2435042C1 (en) Closed-cycle gas-turbine hydraulic plant
RU140797U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU2463468C1 (en) Gas-turbine-hydraulic plant of closed cycle
RU128660U1 (en) UNIT FOR RECEIVING ELECTRIC POWER IN HOME
RU140791U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190123