RU2409746C2 - Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine - Google Patents
Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2409746C2 RU2409746C2 RU2009109733/06A RU2009109733A RU2409746C2 RU 2409746 C2 RU2409746 C2 RU 2409746C2 RU 2009109733/06 A RU2009109733/06 A RU 2009109733/06A RU 2009109733 A RU2009109733 A RU 2009109733A RU 2409746 C2 RU2409746 C2 RU 2409746C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- water
- steam
- turbine
- compressor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора и регенеративной газовой турбиной относится к энергетике и может быть применена на тепловых электростанциях.A combined cycle gas turbine unit with a steam turbine drive and a regenerative gas turbine belongs to the energy sector and can be used in thermal power plants.
Известны парогазовые установки традиционной тепловой схемы. Среди них наиболее распространены ПТУ с паровым котлом-утилизатором. Теплота отработавших газов ГТУ используется в котле-утилизаторе для выработки пара, поступающего в паровую турбину. (Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. М.: Издательство МЭИ, 2002.)Known combined-cycle plants of the traditional thermal circuit. Among them, the most common vocational schools with a waste heat boiler. The heat of the GTU exhaust gas is used in a waste heat boiler to generate steam entering a steam turbine. (Tsanev S.V., Burov V.D., Remezov A.N. Gas-turbine and combined-cycle plants of thermal power plants. M .: MEI Publishing House, 2002.)
Большая часть мощности газовой турбины расходуется на привод компрессора, поэтому ГТУ имеют низкий коэффициент полезной работы. Предельная мощность парогазовых установок с одной газовой турбиной оказывается существенно меньше предельной мощности паротурбинных блоков.Most of the power of a gas turbine is spent on the compressor drive, so gas turbines have a low efficiency. The ultimate power of combined-cycle plants with one gas turbine is significantly less than the ultimate power of steam-turbine units.
Известны также парогазовые установки с паротурбинным приводом компрессора, в которых мощность ПТУ определяется не мощностью газотурбинной установки, а паропроизводительностью котла-утилизатора.Combined-cycle plants with a steam-turbine drive of a compressor are also known, in which the capacity of a technical and vocational school is determined not by the power of a gas-turbine installation, but by the steam capacity of the recovery boiler.
Воздух после компрессора подается в камеру сгорания газовой турбины. Продукты сгорания из газовой турбины поступают в паровой котел-утилизатор, где генерируется перегретый пар, подаваемый в паровую турбину. В отличие от традиционных схем ПТУ компрессор приводится паровой турбиной, а газовая турбина соединена валом с электрическим генератором. Конденсат пара подается питательным насосом в котел-утилизатор. (Зарянкин А.Е., Зарянкин В.А., Сторожук С.К., Арианов С.В. Сравнительный анализ схем ПГУ с газотурбинным и паротурбинным приводами компрессора. Газотурбинные технологии, №8, 2008.)Air after the compressor is supplied to the combustion chamber of a gas turbine. Combustion products from a gas turbine enter a waste heat boiler, where superheated steam is generated and fed to a steam turbine. Unlike traditional vocational schools, the compressor is driven by a steam turbine, and the gas turbine is connected by a shaft to an electric generator. Steam condensate is fed by a feed pump to the recovery boiler. (Zaryankin A.E., Zaryankin V.A., Storozhuk S.K., Arianov S.V. Comparative analysis of CCGT schemes with gas-turbine and steam-turbine compressor drives. Gas-turbine technologies, No. 8, 2008.)
Преимущества парогазовой установки с паротурбинным приводом компрессора связаны с тем, что:The advantages of a combined cycle plant with a steam turbine compressor drive are related to the fact that:
- мощность газовой турбины полностью используется для привода генератора;- the power of the gas turbine is fully used to drive the generator;
- в ПГУ используется один генератор;- CCPU uses one generator;
- при неизменном расходе через газовую турбину увеличивается мощность ПГУ;- at a constant flow rate through a gas turbine, the CCGT power increases;
- снижается степень повышения давления воздуха в компрессоре, поэтому уменьшается мощность компрессора относительно мощности газовой турбины,- decreases the degree of increase in air pressure in the compressor, therefore, the compressor power is reduced relative to the power of the gas turbine,
повышаются температура газа на выходе из газовой турбины иthe temperature of the gas leaving the gas turbine rises and
паропроизводительность котла-утилизатора.steam output of the recovery boiler.
Недостатком описанной парогазовой установки с паротурбинным приводом компрессора является ее недостаточно высокая экономичность.The disadvantage of the described combined-cycle plant with a steam-turbine drive of the compressor is its low efficiency.
Техническим результатом изобретения является повышение тепловой экономичности.The technical result of the invention is to increase thermal efficiency.
Технический результат достигается тем, что парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора, содержащая паровую турбину, компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, котел-утилизатор с пароперегревателем, испарителем и газоводяным подогревателем питательной воды, газопровод, электрогенератор, конденсатор, паропровод острого пара, трубопровод питательной воды; пароперегреватель котла-утилизатора связан паропроводом острого пара с входом паровой турбины, конденсатор трубопроводом питательной воды соединен с входом газоводяного подогревателя питательной воды, причем она дополнительно содержит регенератор, вакуумный деаэратор, трубопровод низкого давления, трубопровод греющей воды, впрыскивающий трубопровод с расширительным соплом, трубопровод подогретой воды, газоохладитель с первой ступенью газоводяного подогревателя питательной воды и газоводяным подогревателем низкого давления, трубопровод горячей питательной воды; выход компрессора связан с газовой турбиной через последовательно включенные по ходу воздуха воздушную сторону регенератора и камеру сгорания, выход газовой турбины связан с атмосферой через последовательно включенные по ходу отработавших газов котел-утилизатор с пароперегревателем, испарителем, второй ступенью газоводяного подогревателя питательной воды, газопровод, газовую сторону регенератора и газоохладитель с первой ступенью газоводяного подогревателя питательной воды и газоводяным подогревателем низкого давления; конденсатор соединен с входом вакуумного деаэратора, выход вакуумного деаэратора связан трубопроводом низкого давления с входом газоводяного подогревателя низкого давления, выход газоводяного подогревателя низкого давления соединен первым трубопроводом греющей воды с входом вакуумного деаэратора, вторым впрыскивающим трубопроводом с промежуточными ступенями компрессора и третьим трубопроводом подогретой воды с выходом компрессора; выход вакуумного деаэратора через трубопровод питательной воды с питательным насосом и первую ступень газоводяного подогревателя питательной воды связан трубопроводом горячей питательной воды с второй ступенью газоводяного подогревателя питательной воды котла-утилизатора; паровая турбина соединена с валом компрессора, вал газовой турбины соединен с валом электрогенератора.The technical result is achieved by the fact that a gas-vapor installation with a steam-turbine compressor drive comprising a steam turbine, a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, a waste heat boiler with a superheater, an evaporator and a gas-water feed water heater, a gas pipeline, an electric generator, a condenser, a hot steam pipeline, a feed pipe water; the superheater of the recovery boiler is connected by a steam line of hot steam to the inlet of the steam turbine, the condenser is connected to the feed water inlet of the feed water heater, and it further comprises a regenerator, a vacuum deaerator, a low pressure pipe, a heating water pipe, an injection pipe with an expansion nozzle, a heated pipe water, gas cooler with the first stage of a gas-water heater of feed water and a gas-water heater of low pressure, oprovod hot feedwater; the compressor outlet is connected to the gas turbine through the air side of the regenerator sequentially connected in the air direction and the combustion chamber, the gas turbine outlet is connected to the atmosphere through the exhaust-gas boiler with the superheater, evaporator, the second stage of the gas-water feed water heater, the gas pipeline, gas a regenerator side and a gas cooler with a first stage of a gas-water feed water heater and a low-pressure gas-water heater; the condenser is connected to the inlet of the vacuum deaerator, the outlet of the vacuum deaerator is connected by a low pressure pipe to the inlet of the gas-water low-pressure heater, the outlet of the gas-water low-pressure heater is connected by the first heating water pipe to the vacuum deaerator inlet, the second injection pipe to the compressor intermediate stages and the third heated water pipe to compressor; the outlet of the vacuum deaerator through the feed water pipe with the feed pump and the first stage of the gas-water feed water heater is connected by the hot feed water pipe to the second step of the gas-water feed water heater of the recovery boiler; the steam turbine is connected to the compressor shaft, the gas turbine shaft is connected to the generator shaft.
Парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора и регенеративной газовой турбиной согласно изобретению позволяет:Combined-cycle plant with a steam-turbine compressor drive and a regenerative gas turbine according to the invention allows:
- уменьшить мощность компрессора за счет впрыска в промежуточные ступени через расширительное сопло перегретой деаэрированной воды;- reduce the compressor power by injection into the intermediate stages through an expansion nozzle of superheated deaerated water;
- повысить интенсивность испарения в ступенях компрессора мелкодисперсных капель вводимой перегретой воды;- increase the evaporation rate in the compressor stages of fine droplets of the introduced superheated water;
- за счет впрыска в сжатый воздух после компрессора подогретой воды снизить температуру перед регенератором и увеличить его степень регенерации;- due to injection into the compressed air after the heated water compressor, reduce the temperature in front of the regenerator and increase its degree of regeneration;
- за счет расширения в газовой турбине газопаровой смеси повысить температуру за газовой турбиной и обеспечить генерацию в котле-утилизаторе перегретого пара стандартных параметров;- by expanding the gas-steam mixture in the gas turbine, increase the temperature behind the gas turbine and ensure that superheated steam of standard parameters is generated in the recovery boiler;
- повысить электрическую мощность парогазовой установки за счет расширения в газовой турбине газопаровой смеси;- increase the electric power of the combined cycle plant by expanding the gas-vapor mixture in the gas turbine;
- понизить температуру газопаровой смеси, уходящей из газоохладителя установки;- lower the temperature of the gas-vapor mixture leaving the gas cooler of the installation;
- повысить КПД парогазовой установки за счет уменьшения мощности компрессора и более полной утилизации теплоты отработавшей газопаровой смеси в регенераторе и газоохладителе.- increase the efficiency of the combined cycle plant by reducing the compressor capacity and more complete utilization of the heat of the spent gas-vapor mixture in the regenerator and gas cooler.
На чертеже изображена тепловая схема парогазовой установки с паротурбинным приводом компрессора и регенеративной газовой турбиной. Она включает паровую турбину 1, компрессор 2, регенератор 3, камеру сгорания 4, газовую турбину 5, газопровод 6, паропровод 7, котел-утилизатор 8 с второй ступенью газоводяного подогревателя питательной воды 9, испарителем и пароперегревателем 10, вакуумный деаэратор 11, трубопровод питательной воды 12, трубопровод низкого давления 13, трубопровод греющей воды 14, впрыскивающий трубопровод 15 с расширительным соплом, трубопровод подогретой воды 16, газоохладитель 17 с газоводяным подогревателем низкого давления 18 и первой ступенью газоводяного подогревателя питательной воды 19, трубопровод горячей питательной воды 20, электрогенератор 21. Конденсатор паровой турбины 1 соединен с входом вакуумного деаэратора 11, выход вакуумного деаэратора через трубопровод питательной воды 12 и первую ступень газоводяного подогревателя питательной воды 19 связан трубопроводом горячей питательной воды 20 с второй ступенью газоводяного подогревателя питательной воды 9 котла-утилизатора 8, кроме того, выход вакуумного деаэратора 11 связан трубопроводом низкого давления 13 с входом газоводяного подогревателя низкого давления 18, выход газоводяного подогревателя низкого давления соединен первым трубопроводом греющей воды 14 с входом вакуумного деаэратора 11, вторым впрыскивающим трубопроводом 15 с расширительным соплом соединен с промежуточными ступенями компрессора и третьим трубопроводом подогретой воды 16 - с выходом компрессора 2. Паровая турбина 1 соединена с валом компрессора 2, вал газовой турбины 5 соединен с валом электрогенератора 21.The drawing shows a thermal diagram of a combined cycle plant with a steam-turbine compressor drive and a regenerative gas turbine. It includes a
Парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора и регенеративной газовой турбиной работает следующим образом. Атмосферный воздух сжимается в компрессоре 2, поступает в воздушную сторону регенератора 3, где нагревается за счет теплоты отработавших газов, подаваемых в его газовую сторону по газопроводу 6. В камере сгорания 4 сжигается топливо и повышается температура газов перед газовой турбиной 5. При расширении газов в газовой турбине 5 совершается полезная работа, используемая для привода электрогенератора 21. Отработавшие в газовой турбине 5 газы поступают в котел-утилизатор 8, где за счет их теплоты во второй ступени газоводяного подогревателя питательной воды 9, испарителе и пароперегревателе 10 генерируется перегретый пар, подаваемый в паровую турбину 1 по паропроводу 7. Полезная работа паровой турбины 1 используется для привода компрессора 2. Частично охлажденные в котле-утилизаторе 8 газы по газопроводу 6 поступают в газовую сторону регенератора 3, где отдают часть своей теплоты сжатому воздуху, подогреваемому в воздушной части регенератора 3. Из регенератора 3 частично охлажденные газы поступают в газоохладитель 17, где отдают часть своей теплоты, нагревая воду низкого давления в газоводяном подогревателе низкого давления 18 и питательную воду в первой ступени газоводяного подогревателя питательной воды 19, после чего они сбрасываются в атмосферу. Часть подогретой в газоводяном подогревателе низкого давления 18 воды низкого давления по первому трубопроводу греющей воды 14 подается на вход вакуумного деаэратора 11 и обеспечивает в нем термическую деаэрацию конденсата пара паровой турбины 1. По второму впрыскивающему трубопроводу 15 эта вода поступает через расширительное сопло в проточную часть компрессора 2, к его промежуточным ступеням. При входе в проточную часть компрессора 2 предварительно подогретая указанная вода оказывается перегретой относительно воздуха в этих ступенях компрессора. При расширении в сопле эта вода дробится на мелкодисперсные капли и интенсивно испаряется, понижая температуру сжимаемого воздуха. За счет этого уменьшается мощность, затрачиваемая на сжатие воздуха, и понижается его температура на выходе из компрессора 2. Третий поток воды низкого давления по трубопроводу подогретой воды 16 поступает, распыленный на мелкие капли, в поток сжатого воздуха, выходящего из компрессора 2. В результате указанных впрысков подогретой воды в воздух, сжимаемый в компрессоре 2 и на выходе из него, в регенератор 3 поступает смесь сжатого воздуха пониженной температуры и влажного пара. За счет этого интенсифицируется процесс теплообмена в регенераторе 3. В газовой турбине 5 расширяется газопаровая смесь, за счет чего увеличивается полезная работа газовой турбины 5 и электрическая мощность электрогенератора 21.Combined-cycle plant with a steam turbine compressor drive and a regenerative gas turbine operates as follows. Atmospheric air is compressed in the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009109733/06A RU2409746C2 (en) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009109733/06A RU2409746C2 (en) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009109733A RU2009109733A (en) | 2010-09-27 |
RU2409746C2 true RU2409746C2 (en) | 2011-01-20 |
Family
ID=42939812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009109733/06A RU2409746C2 (en) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2409746C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2533601C2 (en) * | 2012-12-04 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Power plant with combined-cycle plant |
RU2549743C1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Cogeneration gas-turbine plant |
RU2700320C2 (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-16 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Thermal vapor installation with a steam turbine drive of a compressor |
WO2021034221A1 (en) * | 2019-08-22 | 2021-02-25 | Владимир Николаевич КОСТЮКОВ | Antoni cycle gas-steam power plant |
-
2009
- 2009-03-17 RU RU2009109733/06A patent/RU2409746C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ЗАРЯНКИН А.Е. и др. Сравнительный анализ схем ПГУ с газотурбинным и паротурбинным приводом компрессора. - Газотурбинные технологии, №3, 2008, с.46. * |
ЦАНЕВ С.В. и др. Эффективность использования дожигания топлива в схемах ПГУ-КЭС с одноконтурными котлами-утилизаторами. Газотурбинные технологии, №1, 2003, с.2. ДЛУГОСЕЛЬСКИЙ В.И. и др. Техническое перевооружение ТЭЦ на базе парогазовых технологий с использованием параллельной схемы. - Теплоэнергетика, №12, 2006, c.11. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2533601C2 (en) * | 2012-12-04 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Power plant with combined-cycle plant |
RU2549743C1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Cogeneration gas-turbine plant |
RU2700320C2 (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-16 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Thermal vapor installation with a steam turbine drive of a compressor |
WO2021034221A1 (en) * | 2019-08-22 | 2021-02-25 | Владимир Николаевич КОСТЮКОВ | Antoni cycle gas-steam power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009109733A (en) | 2010-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2324162A1 (en) | Gas turbine combined cycle system | |
RU2273741C1 (en) | Gas-steam plant | |
RU2409746C2 (en) | Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine | |
RU2525569C2 (en) | Combined-cycle topping plant for steam power plant with subcritical steam parameters | |
RU2335641C2 (en) | Method of enhancing efficiency and output of two-loop nuclear power station | |
RU2728312C1 (en) | Method of operation and device of manoeuvrable gas-steam cogeneration plant with steam drive of compressor | |
RU2616148C2 (en) | Electric power generation device with high temperature vapour-gas condensing turbine | |
RU2611138C1 (en) | Method of operating combined-cycle power plant | |
RU2230921C2 (en) | Method of operation and steam-gas plant of power station operating on combination fuel (solid and gaseous or liquid fuel) | |
RU126373U1 (en) | STEAM GAS INSTALLATION | |
RU2533601C2 (en) | Power plant with combined-cycle plant | |
RU2693567C1 (en) | Method of operation of steam-gas plant of power plant | |
RU2174615C2 (en) | Gas-steam plant operation method | |
RU2272914C1 (en) | Gas-steam thermoelectric plant | |
RU2555609C2 (en) | Combined cycle cooling unit operating method and device for its implementation | |
RU167924U1 (en) | Binary Combined Cycle Plant | |
RU2272915C1 (en) | Method of operation of gas-steam plant | |
RU2309264C1 (en) | Method of power generation in steam-gas power plant | |
RU2775732C1 (en) | Oxygen-fuel power plant | |
RU2791066C1 (en) | Method for operation of the power gas turbine expander installation of the heat power plant | |
RU2791638C1 (en) | Gas-steam power plant | |
RU2273740C1 (en) | Method of operation of gas-steam thermoelectric plant | |
RU2777999C1 (en) | Combined-cycle power plant | |
RU2783424C1 (en) | Combined-cycle plant with a steam turbine compressor drive, a regenerative air heater and a high-pressure steam generator | |
RU2769044C1 (en) | Steam-gas plant with compressor steam turbine drive and high-pressure steam generator with intermediate steam superheater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110318 |