RU2395695C1 - Operating method of combined cycle plant - Google Patents

Operating method of combined cycle plant Download PDF

Info

Publication number
RU2395695C1
RU2395695C1 RU2008152158/06A RU2008152158A RU2395695C1 RU 2395695 C1 RU2395695 C1 RU 2395695C1 RU 2008152158/06 A RU2008152158/06 A RU 2008152158/06A RU 2008152158 A RU2008152158 A RU 2008152158A RU 2395695 C1 RU2395695 C1 RU 2395695C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
combustion
turbine
combustion chamber
vapor
Prior art date
Application number
RU2008152158/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Альбертович Агеев (RU)
Владимир Альбертович Агеев
Александр Альбертович Агеев (RU)
Александр Альбертович Агеев
Original Assignee
Владимир Альбертович Агеев
Александр Альбертович Агеев
Агеев Константин Александрович
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 Владимир Альбертович Агеев, Александр Альбертович Агеев, Агеев Константин Александрович filed Critical Владимир Альбертович Агеев
Priority to RU2008152158/06A priority Critical patent/RU2395695C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2395695C1 publication Critical patent/RU2395695C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: operating method of combined cycle plant consists in the fact that ambient air is compressed with compressor and supplied to combustion zone of combustion chamber to which there also supplied is fuel; in that chamber the fuel is mixed with compressed air and the obtained combustible mixture is burnt; combustion products obtained in the form of gas mixture are mixed with water vapour so that working steam-gaseous body is obtained at the chamber outlet as steam-gas mixture, which is supplied to turbine in which the flow energy of steam-gas mixture is converted to mechanical energy of turbine rotor rotation, by means of which rotor of compressor and rotor of electric generator are brought into rotation for generation with the latter of electric energy; at that, plant is equipped with additional compressor, heat exchanger, condenser, feed pump, separation unit of non-condensed gaseous combustion products and reserve capacity.
EFFECT: increasing useful capacity of turbine and reducing combustion products emissions to atmosphere with the appropriate increase of environmental safe operation of combined cycle plant.
2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к парогазовым установкам, работающим на смеси пара и продуктов сгорания топлива.The invention relates to a power system, in particular to combined-cycle plants operating on a mixture of steam and fuel combustion products.

Известен способ работы газотурбинной установки, заключающийся в сжатии воздуха, сжигании в нем топлива, смешивании полученных продуктов сгорания с дополнительным сжатым воздухом и отбором части продуктов сгорания после их расширения в турбине и совместном их сжатии с дополнительно сжимаемым воздухом при одновременном уменьшении расхода последнего (см. авторское свидетельство SU №1744290, кл. F02С 3/34, 30.06.1992).There is a known method of operation of a gas turbine installation, which consists in compressing air, burning fuel in it, mixing the resulting combustion products with additional compressed air and taking part of the combustion products after their expansion in the turbine and their joint compression with additional compressible air while reducing the flow rate of the latter (see copyright certificate SU No. 1744290, class F02C 3/34, 06/30/1992).

Данный способ, хотя и осуществляет рациональный процесс сгорания, но требует дополнительной энергии для дополнительно сжимаемого воздуха, что снижает КПД процесса.This method, although it implements a rational combustion process, but requires additional energy for additionally compressed air, which reduces the efficiency of the process.

Известен способ работы парогазовой установки, включающий образование рабочей парогазовой смеси, расширение последней в турбине с совершением работы, осушение потока парогазовой смеси путем введения в него воды с температурой ниже температуры конденсации воды в парогазовой смеси, удаление осушенных газов и отвод конденсата (см. авторское свидетельство SU №547121, кл. F01К 21/04, 07.12.1982).There is a known method of operation of a combined cycle plant, including the formation of a working combined cycle gas, expanding the latter in a turbine to do work, draining the combined gas and steam stream by introducing water at a temperature below the condensation temperature of the combined gas, removing the dried gases and draining the condensate (see copyright certificate SU No. 547121, class F01K 21/04, 12/07/1982).

Однако при данном способе работы установки имеют место большие потери теплоты (скрытая теплота парообразования), так как не вся вода удаляется из парогазовой смеси и воды из-за недоохлаждения парогазовой смеси, поскольку необходимо подать значительно большое количество холодной воды, что, в свою очередь, приводит к тому, что сливаемая вода из конденсатора будет также холодной, а значит теплота, возвращаемая через утилизационный контур, будет уменьшена, т.е. больше тепла будет потеряно в окружающую среду и еще больше энергии необходимо будет затратить для получения холодной воды.However, with this method of operation of the installation, there are large heat losses (latent heat of vaporization), since not all water is removed from the gas-vapor mixture and water due to undercooling of the gas-vapor mixture, since it is necessary to supply a significantly large amount of cold water, which, in turn, leads to the fact that the drained water from the condenser will also be cold, which means that the heat returned through the recycling circuit will be reduced, i.e. more heat will be lost to the environment and more energy will need to be spent to produce cold water.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы парогазовой установки, заключающийся в том, что компрессором сжимают окружающий воздух, который подают в зону горения камеры сгорания, в которую одновременно подают топливо, в последней топливо смешивают со сжатым воздухом и полученную горючую смесь сжигают, полученные в виде газовой смеси продукты сгорания смешивают с водяным паром с получением на выходе из камеры сгорания в качестве парогазовой смеси - рабочего парогазообразного тела, которое направляют в турбину, в которой энергию потока парогазовой смеси преобразуют в механическую энергию вращения ротора турбины, посредством которого приводят во вращение ротор компрессора и ротор электрогенератора для выработки последним электрической энергии (см. патент RU №2208684, кл. F01К 21/04, 20.07.2003).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is the method of operation of a combined cycle plant, which consists in compressing ambient air, which is supplied to the combustion zone of the combustion chamber, which simultaneously supplies fuel, in the latter the fuel is mixed with compressed air and the resulting fuel the mixture is burned; the combustion products obtained in the form of a gas mixture are mixed with water vapor to obtain, as the vapor-gas mixture, a working vapor-gas mixture at the outlet of the combustion chamber ate, which is sent to a turbine, in which the energy of the vapor-gas mixture flow is converted into mechanical energy of rotation of the turbine rotor, by means of which the compressor rotor and the electric generator rotor are rotated to generate electric energy (see patent RU No. 2208684, class F01K 21/04 , 07.20.2003).

Данный способ, хотя и осуществляет подачу воды в камеру сгорания, но не обеспечивает в полной мере использование энергии парогазовой смеси за его выходом из турбины, что сужает возможности известного способа работы парогазовой установки.This method, although it delivers water to the combustion chamber, but does not fully utilize the energy of the gas-vapor mixture at its exit from the turbine, which narrows the possibilities of the known method of operation of a gas-vapor plant.

Задача изобретения - уменьшение потерь энергии парогазового потока.The objective of the invention is to reduce the energy loss of the gas-vapor stream.

Технический результат заключается в увеличении полезной мощности турбины и снижении выбросов продуктов сгорания в окружающую среду с соответствующим увеличением экологической безопасности работы парогазовой установки.The technical result consists in increasing the useful power of the turbine and reducing emissions of combustion products into the environment with a corresponding increase in the environmental safety of the combined cycle plant.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ работы парогазовой установки заключается в том, что компрессором сжимают окружающий воздух, который подают в зону горения камеры сгорания, в которую одновременно подают топливо, в последней топливо смешивают со сжатым воздухом и полученную горючую смесь сжигают, полученные в виде газовой смеси продукты сгорания смешивают с водяным паром с получением на выходе камеры в качестве парогазовой смеси - рабочего парогазообразного тела, которое направляют в турбину, в которой энергию потока парогазовой смеси преобразуют в механическую энергию вращения ротора турбины, посредством которого приводят во вращение ротор компрессора и ротор электрогенератора для выработки последним электрической энергии, при этом установку снабжают дополнительным компрессором, теплообменником, конденсатором, питательным насосом, блоком разделения несконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания и емкостью-накопителем, при этом в компрессоре сжимают только достаточное для полного сгорания топлива количество воздуха, на охлаждение стенок камеры сгорания и далее в зону смешения камеры сгорания подают воду, предварительно нагретую в теплообменнике теплом сжатых в дополнительном компрессоре несконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания, или воду, нагретую теплом сжатых несконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания совместно с теплом воды, нагретой в охлаждаемых ею лопатках турбины, если последнее конструктивно предусмотрено, образованный в камере сгорания водяной пар смешивают с продуктами сгорания с формированием на выходе из камеры сгорания потока парогазовой смеси с заданной температурой перед сопловым аппаратом первой ступени турбины, причем давление на выходе турбины поддерживают не выше 0,04-0,07 бар, а температуру на выходе из турбины поддерживают близкой к температуре насыщения водяного пара, из турбины отработавшую в ней парогазовую смесь направляют в конденсатор, выполненный с выходом для воды, полученной из сконденсированного пара парогазовой смеси, и выходом для несконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания, которые из конденсатора направляют на вход дополнительного компрессора для сжатия их до атмосферного давления, часть воды из конденсатора направляют в емкость-накопитель, а остальную часть воды направляют в теплообменник для ее нагрева теплом сжатых в дополнительном компрессоре несконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания, откуда нагретую воду вновь подают на охлаждение стенок камеры сгорания и далее в зону смешения камеры сгорания, при этом, если это предусмотрено, часть воды из теплообменника подают для охлаждения лопаток турбины, а затем нагретую в лопатках турбины воду смешивают в смесителе с водой, не подаваемой на охлаждение лопаток, и полученную нагретую воду подают на охлаждение стенок камеры сгорания и далее в зону смешения камеры сгорания, из теплообменника сжатые и нагретые в дополнительном компрессоре газообразные продукты сгорания подают в блок разделения несконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания с выделением из них азота, кислорода и углекислого газа, которые подают по назначению потребителю этих газов или выбрасывают в атмосферу.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of operation of a combined-cycle plant consists in compressing ambient air, which is supplied to the combustion zone of the combustion chamber, which simultaneously supplies fuel, in the latter the fuel is mixed with compressed air and the resulting the combustible mixture is burned; the combustion products obtained in the form of a gas mixture are mixed with water vapor to obtain, at the outlet of the chamber, a gas-vapor mixture, a working vapor-gas body, which is sent to a turbine in which the energy of the vapor-gas mixture flow is converted into mechanical energy of rotation of the turbine rotor, by means of which the compressor rotor and the electric generator rotor are rotated to generate the last electric energy, the installation is equipped with an additional compressor, heat exchanger, condenser, feed pump, non-condensable gaseous separation unit the combustion products and the storage tank, while the compressor compresses only enough to completely burn the fuel In order to cool the walls of the combustion chamber and then to the mixing zone of the combustion chamber, water is preliminarily heated in the heat exchanger by heat of non-condensed gaseous products of compression compressed in an additional compressor, or water heated by heat of compressed non-condensed gaseous products of combustion together with the heat of water heated in the cooled the turbine blades, if the latter is structurally provided, the water vapor formed in the combustion chamber is mixed with the combustion products to form m at the outlet of the combustion chamber of the gas-vapor mixture stream with a predetermined temperature in front of the nozzle apparatus of the first stage of the turbine, the pressure at the outlet of the turbine being maintained no higher than 0.04-0.07 bar, and the temperature at the outlet of the turbine being kept close to the saturation temperature of water vapor, from the turbine the steam-gas mixture spent in it is directed to a condenser made with an outlet for water obtained from the condensed steam of the gas-vapor mixture and an outlet for non-condensed gaseous products of combustion, which are from the condensate the ator is directed to the inlet of the additional compressor to compress them to atmospheric pressure, part of the water from the condenser is sent to the storage tank, and the rest of the water is sent to the heat exchanger to heat it with the non-condensed gaseous products of combustion compressed in the additional compressor, from which the heated water is again fed for cooling walls of the combustion chamber and further into the mixing zone of the combustion chamber, while, if provided, part of the water from the heat exchanger is fed to cool the turbine blades, and then water heated in the turbine blades is mixed in a mixer with water not supplied for cooling the blades, and the heated water obtained is fed to cool the walls of the combustion chamber and then to the combustion chamber mixing zone, gaseous combustion products compressed and heated in an additional compressor are fed to the separation unit non-condensing gaseous products of combustion with the release of nitrogen, oxygen and carbon dioxide from them, which are supplied to the consumer for these gases or emitted into the atmosphere.

В ходе проведенного исследования работы различного вида парогазовых установок была выявлена возможность работы парогазовой установки, при которой компрессор сжимает только то количество воздуха, которое достаточно для полного сгорания топлива в камере сгорания, при этом расширение в турбине производят до давления 0,04-0,07 бар, а температуру на выходе из турбины поддерживают близкой к температуре насыщения водяного пара, при этом вместо вторичного воздуха в зону смешения камеры сгорания подают воду с получением насыщенного пара с давлением, равным давлению воздуха за компрессором, при этом работа по увеличению напора воды до необходимого давления более чем на порядок ниже работы по сжатию эквивалентного количества вторичного воздуха, тепло несконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания используется для подогрева воды, поступающей в камеру сгорания, а вода из конденсатора в схеме с охлаждаемым лопаточным аппаратом турбины является охладителем лопаток, углекислый газ, образовавшийся при сгорании топлива, азот и кислород сжимаются в дополнительном компрессоре до атмосферного давления и при необходимости могут быть разделены в дальнейшем для подачи потребителю этих газов. Поскольку количество водяного пара, требуемое для понижения температуры продуктов сгорания, меньше, чем количество вторичного воздуха из-за того, что теплоемкость водяного пара в диапазоне температур 900-2000°С почти в два раза выше теплоемкости воздуха, достигнуто уменьшение более чем в 3 раза расхода сжатого воздуха, полученного в компрессоре, что соответственно позволило снизить затраты энергии на привод компрессора.In the course of the study of the operation of various types of combined-cycle plants, the possibility of a combined-cycle plant, in which the compressor only compresses the amount of air that is sufficient for complete combustion of the fuel in the combustion chamber, was revealed, while the expansion in the turbine is carried out to a pressure of 0.04-0.07 bar, and the temperature at the outlet of the turbine is maintained close to the saturation temperature of water vapor, while instead of secondary air, water is fed into the mixing zone of the combustion chamber to obtain saturated steam with pressure equal to the air pressure behind the compressor, while the work to increase the water pressure to the required pressure is more than an order of magnitude lower than the work to compress the equivalent amount of secondary air, the heat of non-condensing gaseous products of combustion is used to heat the water entering the combustion chamber, and the water from the condenser in the circuit with a cooled turbine blade apparatus, it is a blade cooler, carbon dioxide formed during fuel combustion, nitrogen and oxygen are compressed in an additional compressor for about atmospheric pressure and, if necessary, can be further divided for supplying these gases to the consumer. Since the amount of water vapor required to lower the temperature of the combustion products is less than the amount of secondary air due to the fact that the heat capacity of water vapor in the temperature range 900-2000 ° C is almost two times higher than the heat capacity of air, a decrease of more than 3 times is achieved the flow of compressed air received in the compressor, which accordingly allowed to reduce energy costs for the compressor drive.

На фиг.1 представлена схема парогазовой установки без охлаждения водой лопаток турбины.Figure 1 presents a diagram of a combined cycle plant without cooling the turbine blades with water.

На фиг.2 представлена схема парогазовой установки с охлаждением водой лопаток турбины.Figure 2 presents a diagram of a combined-cycle plant with water cooling of the turbine blades.

Парогазовая установка содержит компрессор 1, камеру сгорания 2, турбину 3 с лопатками 4, электрогенератор 5, конденсатор 6, дополнительный компрессор 7, теплообменник 8, блок разделения несконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания 9, смеситель 10, емкость-накопитель 11 и питательный насос 12. Блоки очистки и подготовки питательной воды на чертежах не показаны. Компрессор 1 выходом сжатого воздуха подключен к камере сгорания 2, которая подключена к выходу воды из теплообменника 8. Выходом парогазовой смеси камера сгорания 2 подключена к турбине 3. Конденсатор 6 входом подключен к выходу из турбины 3, выходом для несконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания к входу дополнительного компрессора 7 и выходом для воды - к питательному насосу 12, выходом из питательного насоса ко входу в теплообменник 8 и емкости-накопителю 11.The combined-cycle plant contains a compressor 1, a combustion chamber 2, a turbine 3 with blades 4, an electric generator 5, a condenser 6, an additional compressor 7, a heat exchanger 8, a separation unit for non-condensed gaseous products of combustion 9, a mixer 10, a storage tank 11 and a feed pump 12. Blocks purification and preparation of feed water are not shown in the drawings. The compressor 1 is connected to the combustion chamber 2 by the outlet of compressed air, which is connected to the water outlet from the heat exchanger 8. By the output of the gas-vapor mixture, the combustion chamber 2 is connected to the turbine 3. The condenser 6 is connected to the outlet of the turbine 3 by the output, and the output for non-condensed gaseous products of combustion to the input of the additional compressor 7 and an outlet for water - to the feed pump 12, exit from the feed pump to the entrance to the heat exchanger 8 and the storage tank 11.

Парогазовая установка работает следующим образом.Combined-cycle plant operates as follows.

Компрессором 1 сжимают достаточное для полного сгорания топлива количество воздуха, который подают в зону горения камеры сгорания 2, в которую одновременно подают топливо и воду для охлаждения стенок камеры сгорания 2. В камере сгорания 2 топливо смешивают со сжатым воздухом и полученную горючая смесь сжигают. Одновременно в камеру сгорания 2 вводят поданную в нее для охлаждения ее стенок воду. Последняя при контакте с продуктами сгорания испаряется и в виде водяного пара смешивается с продуктами сгорания с образованием парогазовой смеси, которую в качестве рабочего парогазообразного тела направляют в турбину 3. Энергию потока парогазовой смеси в турбине 3 преобразуют в механическую энергию вращения ротора турбины 3, посредством которого приводят во вращение ротор компрессора 1, ротор электрогенератора 5 для выработки последним электрической энергии. В зону смешения камеры сгорания 2 подают воду, предварительно нагретую в теплообменнике 8 теплом сжатых в дополнительном компрессоре 7 газообразных продуктов сгорания (см. фиг.1) или теплом воды, нагретой продуктами сгорания совместно с теплом воды, нагретой в охлаждаемых ею лопатках 4 турбины 3, если последнее конструктивно предусмотрено (см. фиг.2).A sufficient amount of air is compressed by compressor 1 to completely burn the fuel, which is supplied to the combustion zone of the combustion chamber 2, into which fuel and water are simultaneously supplied to cool the walls of the combustion chamber 2. In the combustion chamber 2, the fuel is mixed with compressed air and the resulting combustible mixture is burned. At the same time, water introduced into the combustion chamber 2 is introduced into it to cool its walls. The latter, upon contact with the combustion products, evaporates and is mixed with the combustion products in the form of water vapor to form a gas-vapor mixture, which is sent to the turbine 3 as a working vapor-gas body. The energy of the gas-vapor mixture flow in turbine 3 is converted into mechanical rotational energy of the turbine rotor 3, by means of which rotate the compressor rotor 1, the rotor of the electric generator 5 to generate the last electrical energy. In the mixing zone of the combustion chamber 2, water is preliminarily heated in the heat exchanger 8 by heat of gaseous products of compression compressed in an additional compressor 7 (see FIG. 1) or by the heat of water heated by the products of combustion together with the heat of water heated in the blades 4 of the turbine 3 cooled by it if the latter is structurally provided (see figure 2).

На выходе из камеры сгорания 2 путем смешения водяного пара с продуктами сгорания горючей смеси потока формируют путем регулировки количества подаваемой в камеру сгорания 2 воды, парогазовую смесь с заданной и определяемой конструктивными особенностями выполнения лопаток лопаточного аппарата турбины 3, температурой перед сопловым аппаратом первой ступени турбины 3, причем давление на выходе турбины 3 поддерживается не выше 0,04-0,07 бар, а температуру на выходе из турбины 3 поддерживают близкой к температуре насыщения водяного пара.At the outlet of the combustion chamber 2 by mixing water vapor with the combustion products of the combustible mixture, the flow is formed by adjusting the amount of water supplied to the combustion chamber 2, a gas-vapor mixture with a predetermined and determined design features of the blades of the turbine blade device 3, the temperature in front of the nozzle device of the first stage of the turbine 3 moreover, the pressure at the outlet of the turbine 3 is maintained no higher than 0.04-0.07 bar, and the temperature at the outlet of the turbine 3 is maintained close to the saturation temperature of water vapor.

Из турбины 3 отработавшую в ней парогазовую смесь направляют в конденсатор 6. Несконденсировавшиеся газообразные продукты сгорания из конденсатора 6 направляют на вход дополнительного компрессора 7 для сжатия продуктов сгорания до атмосферного давления. Часть воды из конденсатора 6 направляют в емкость-накопитель 11, а остальную часть воды направляют в теплообменник 8 для ее нагрева теплом сжатых в дополнительном компрессоре 7 несконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания, откуда нагретую воду вновь подают на охлаждение стенок камеры сгорания 2 и далее в зону смешения камеры сгорания 2. Как отмечалось выше (см. фиг.2), если это предусмотрено, часть воды из теплообменника 8 подают для охлаждения лопаток 4 турбины 3, а затем нагретую в лопатках 4 турбины 3 воду смешивают в смесителе 10 с водой, не подаваемой на охлаждение лопаток 4. Полученную нагретую воду подают из теплообменника 8 на охлаждение стенок камеры сгорания 2 и далее в зону смешения камеры сгорания 2, замыкая таким образом контур циркуляции воды в парогазовой установке. Конденсатор 6 охлаждают от внешнего источника, например, подаваемой насосом водой или нагнетаемым вентилятором воздухом (на чертеже не показано). Из теплообменника 8 сжатые и нагретые в дополнительном компрессоре 7 несконденсировавшиеся газообразные продукты сгорания подают в блок разделения несконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания 9 с выделением из них азота, кислорода и углекислого газа, которые подаются по назначению потребителю этих газов или, если нет потребности в этих газах, выбрасывают в атмосферу. Полученную в виде побочного продукта воду, накопленную в емкости-накопителе 11, можно использовать по назначению в районах с дефицитом воды.From the turbine 3, the vapor-gas mixture that has been spent in it is sent to the condenser 6. Non-condensed gaseous products of combustion from the condenser 6 are sent to the inlet of the additional compressor 7 to compress the combustion products to atmospheric pressure. Part of the water from the condenser 6 is sent to the storage tank 11, and the rest of the water is sent to the heat exchanger 8 for heating it with heat of non-condensing gaseous products of combustion compressed in the additional compressor 7, from which the heated water is again supplied to cool the walls of the combustion chamber 2 and then to the mixing zone combustion chamber 2. As noted above (see figure 2), if provided, part of the water from the heat exchanger 8 is fed to cool the blades 4 of the turbine 3, and then the water heated in the blades 4 of the turbine 3 is mixed in a mixer 10 with water nd, not fed for cooling the blades 4. The resulting heated water is passed from heat exchanger 8 for cooling the walls of the combustion chamber 2 and into the mixing zone of the combustion chamber 2, thereby closing the water circuit in the combined cycle plant. The condenser 6 is cooled from an external source, for example, water supplied by a pump or air pumped by a fan (not shown in the drawing). From the heat exchanger 8, non-condensable gaseous products of combustion compressed and heated in an additional compressor 7 are fed to a separation unit for non-condensable gaseous products of combustion 9 with the release of nitrogen, oxygen and carbon dioxide from them, which are supplied to the consumer for these gases or, if there is no need for these gases, emitted into the atmosphere. The water obtained as a by-product stored in the storage tank 11 can be used for its intended purpose in areas with water shortages.

Настоящее изобретение может быть использовано в энергетике и других отраслях промышленности, где используют газотурбинные установки с парогазовым циклом.The present invention can be used in energy and other industries where gas-turbine units with a combined cycle are used.

Claims (2)

1. Способ работы парогазовой установки, заключающийся в том, что компрессором сжимают окружающий воздух, который подают в зону горения камеры сгорания, в которую одновременно подают топливо, в последней топливо смешивают со сжатым воздухом и полученную горючую смесь сжигают, полученные в виде газовой смеси продукты сгорания смешивают с водяным паром с получением на выходе камеры в качестве парогазовой смеси - рабочего парогазообразного тела, которое направляют в турбину, в которой энергию потока парогазовой смеси преобразуют в механическую энергию вращения ротора турбины, посредством которого приводят во вращение ротор компрессора и ротор электрогенератора для выработки последним электрической энергии, отличающийся тем, что установку снабжают дополнительным компрессором, теплообменником, конденсатором, питательным насосом, блоком разделения не сконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания и емкостью-накопителем, при этом в компрессоре сжимают только достаточное для полного сгорания топлива количество воздуха, на охлаждение стенок камеры сгорания и далее в зону смешения камеры сгорания подают воду, предварительно нагретую в теплообменнике теплом сжатых в дополнительном компрессоре газообразных продуктов сгорания, образованный в камере сгорания водяной пар смешивают с продуктами сгорания с формированием на выходе из камеры сгорания потока парогазовой смеси с заданной температурой перед сопловым аппаратом первой ступени турбины, причем давление на выходе турбины поддерживают не выше 0,04-0,07 бар, а температуру на выходе из турбины поддерживают близкой к температуре насыщения водяного пара, из турбины отработавшую в ней парогазовую смесь направляют в конденсатор, выполненный с выходом для воды, полученной из сконденсированного водяного пара парогазовой смеси, и выходом для не сконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания, которые из конденсатора направляют на вход дополнительного компрессора для сжатия до атмосферного давления, часть воды из конденсатора направляют в емкость-накопитель, а остальную часть воды направляют в теплообменник для ее нагрева теплом сжатых в дополнительном компрессоре не сконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания, откуда нагретую воду вновь подают на охлаждение стенок камеры сгорания и далее в зону смешения камеры сгорания, из теплообменника сжатые и нагретые в дополнительном компрессоре не сконденсировавшиеся газообразные продукты сгорания подают в блок разделения не сконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания с выделением из них азота, кислорода и углекислого газа, которые подают по назначению потребителю этих газов или выбрасывают в атмосферу.1. The method of operation of a combined cycle plant, which consists in compressing the ambient air with a compressor, which is supplied to the combustion zone of the combustion chamber, which simultaneously supplies fuel, in the latter the fuel is mixed with compressed air and the resulting combustible mixture is burned, products obtained in the form of a gas mixture combustion is mixed with water vapor to obtain at the outlet of the chamber as a vapor-gas mixture - a working vapor-gas body, which is sent to a turbine in which the energy of the vapor-gas mixture flow is converted into mechanical the rotational energy of the turbine rotor, by means of which the compressor rotor and the generator rotor are rotated to generate the last electric energy, characterized in that the installation is equipped with an additional compressor, heat exchanger, condenser, feed pump, a unit for the separation of non-condensed gaseous products of combustion and a storage tank, at the same time, only enough air is compressed in the compressor to completely burn the fuel, to cool the walls of the combustion chamber and then to the mixing zone of the combustion chamber is supplied with water preheated in the heat exchanger by the gaseous products of combustion compressed in the additional compressor, the water vapor formed in the combustion chamber is mixed with the combustion products with the formation of a vapor-gas mixture stream with a predetermined temperature in front of the nozzle apparatus of the first turbine stage, moreover, the pressure at the outlet of the turbine is maintained no higher than 0.04-0.07 bar, and the temperature at the outlet of the turbine is maintained close to the saturation temperature of water vapor , the steam-gas mixture spent in it is sent from the turbine to the condenser, which is made with an outlet for water obtained from the condensed water vapor of the gas-vapor mixture, and an outlet for non-condensed gaseous products of combustion, which are sent from the condenser to the input of an additional compressor for compression to atmospheric pressure, part water from the condenser is sent to a storage tank, and the rest of the water is sent to a heat exchanger to heat it with heat compressed in an additional compressor without condensing flue gas, from which heated water is again fed to cool the walls of the combustion chamber and then to the mixing zone of the combustion chamber, the non-condensed combustion gases compressed and heated in an additional compressor from the heat exchanger are fed to the separation unit for non-condensed combustion gases with the release of nitrogen from them , oxygen and carbon dioxide, which are supplied to the consumer by the designation of these gases or emitted into the atmosphere. 2. Способ работы парогазовой установки по п.1, отличающийся тем, что часть воды из теплообменника подают для охлаждения лопаток турбины, и нагретую в лопатках турбины воду смешивают в смесителе с водой, не подаваемой на охлаждение лопаток, и затем на охлаждение стенок камеры сгорания и далее в зону смешения камеры сгорания подают воду, нагретую теплом сжатых не сконденсировавшихся газообразных продуктов сгорания совместно с теплом воды, нагретой в охлаждаемых ею лопатках турбины. 2. The method of operation of a combined-cycle plant according to claim 1, characterized in that part of the water from the heat exchanger is fed to cool the turbine blades, and the water heated in the turbine blades is mixed in a mixer with water not supplied to cool the blades, and then to cool the walls of the combustion chamber and further, water heated by the heat of the compressed, non-condensed gaseous products of combustion together with the heat of the water heated in the turbine blades cooled by it is supplied to the mixing zone of the combustion chamber.
RU2008152158/06A 2008-12-29 2008-12-29 Operating method of combined cycle plant RU2395695C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152158/06A RU2395695C1 (en) 2008-12-29 2008-12-29 Operating method of combined cycle plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152158/06A RU2395695C1 (en) 2008-12-29 2008-12-29 Operating method of combined cycle plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2395695C1 true RU2395695C1 (en) 2010-07-27

Family

ID=42698107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008152158/06A RU2395695C1 (en) 2008-12-29 2008-12-29 Operating method of combined cycle plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2395695C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115333329A (en) * 2022-06-23 2022-11-11 北京航天试验技术研究所 Double-evaporation condensation circulating cooling device and method for high-temperature superconducting motor of hydrogen energy airplane

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115333329A (en) * 2022-06-23 2022-11-11 北京航天试验技术研究所 Double-evaporation condensation circulating cooling device and method for high-temperature superconducting motor of hydrogen energy airplane
CN115333329B (en) * 2022-06-23 2023-04-07 北京航天试验技术研究所 Double-evaporation condensation circulating hydrogen energy aircraft high-temperature superconducting motor cooling device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101287893A (en) Method for increasing the efficiency of a combined gas/steam power station with integrated gasification combined cycle
RU2009139900A (en) METHOD FOR ENERGY PRODUCTION USING A GAS TURBINE OPERATING ON SOLID FUEL AND USING FUEL GAS HEAT, AND EQUIPMENT FOR IMPLEMENTING THIS METHOD
RU2273741C1 (en) Gas-steam plant
RU2412359C1 (en) Operating method of combined cycle plant
RU2409746C2 (en) Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine
RU2395695C1 (en) Operating method of combined cycle plant
RU2411368C2 (en) Operating method of power plant with gas turbine unit
RU2611138C1 (en) Method of operating combined-cycle power plant
RU2405943C1 (en) Operating method of combined cycle plant
RU2561770C2 (en) Operating method of combined-cycle plant
RU2693567C1 (en) Method of operation of steam-gas plant of power plant
RU2476690C2 (en) Method of combined cycle plant operation
RU2620610C1 (en) Work method of combined cycle gas turbine power plant
WO2012162922A1 (en) Gas and steam turbine system
RU2625892C1 (en) Method of operation of steam gas plant operating with use of steam cooling
RU2555609C2 (en) Combined cycle cooling unit operating method and device for its implementation
RU2740670C1 (en) Method of operation of steam-gas plant of power plant
RU2791066C1 (en) Method for operation of the power gas turbine expander installation of the heat power plant
RU2791380C1 (en) Method for operation of gas turbine gas pumping unit and device for its implementation
RU2814174C1 (en) Oxygen-fuel power plant for co-production of electricity and hydrogen
RU2709587C1 (en) Operating method of combined-cycle plant operating with steam cooling
RU2756880C1 (en) Combined gas and steam unit of a power plant with parallel operation
RU2775732C1 (en) Oxygen-fuel power plant
RU2791638C1 (en) Gas-steam power plant
RU2783424C1 (en) Combined-cycle plant with a steam turbine compressor drive, a regenerative air heater and a high-pressure steam generator

Legal Events

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

Effective date: 20191230