RU2482286C2

RU2482286C2 - Gas-steam plant

Info

Publication number: RU2482286C2
Application number: RU2011131162/06A
Authority: RU
Inventors: Андрей Михайлович Весенгириев
Original assignee: Андрей Михайлович Весенгириев
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-05-20
Also published as: RU2011131162A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: gas-steam plant comprises a high-discharge combustion chamber separated into a steam gas cavity with partitions forming a row of chambers and a liquid cavity with a regenerator, an economiser, an effluent gas heat recovery unit, a turbine and a power generator. The high-discharge combustion chamber is made as combined with a gas turbine unit /GTU/, as capable of its discharge into its steam-gas cavity of GTU exhaust gases, via a heat exchanger made in the liquid cavity and via a device for afterburning of fuel made in the steam-gas cavity. Besides, the combustion chamber body is made of cylindrical shape and with spherical cover and bottom. At the same time the bottom is arranged as installed on shock absorbers and with a stand with a compensator connected with the cover.

EFFECT: invention makes it possible to increase efficiency and reliability of a plant in operation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и в качестве автономных генераторов электроэнергии на предприятиях.The invention relates to the field of energy and can be used to generate electricity in thermal power plants and as stand-alone generators of electricity in enterprises.

Известна парогазовая установка с котлом полного горения, содержащая газотурбинный агрегат, паровой котел, паровую турбину и газоводяные теплообменники, где выхлопные газы газотурбинной установки /ГТУ/ подают к горелкам парового котла, куда также подают топливо. Полученный в котле пар вращает паровую турбину. Уходящие газы из котла подогревают питательную водуKnown gas-gas plant with a boiler full combustion, containing a gas turbine unit, a steam boiler, a steam turbine and gas-water heat exchangers, where the exhaust gases of a gas turbine installation / gas turbine / are fed to the burners of a steam boiler, which also serves fuel. The steam produced in the boiler rotates the steam turbine. The flue gases from the boiler heat the feed water

/В.П.Безлепкин "Парогазовые и паротурбинные установки электростанций". СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997 г., стр.27-30/ [1]./ V.P. Bezlepkin "Combined-cycle and steam-turbine installations of power plants". SPb .: Publishing house of SPbSTU, 1997, pp. 27-30 / [1].

Недостатком известной установки является наличие большого состава оборудования, необходимого для реализации двух термодинамических циклов, что увеличивает ее размеры и снижает эффективность работы.A disadvantage of the known installation is the presence of a large composition of equipment necessary for the implementation of two thermodynamic cycles, which increases its size and reduces work efficiency.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является энергетический агрегат, содержащий высоконапорную камеру сгорания, разделенную на парогазовую с камерами и жидкостную с регенератором полости, где продукты горения очищаются и охлаждаются в камерах над зеркалом жидкости, устройство топливоподачи, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, компрессор, электрогенератор и турбину, выхлопные газы которой поступают в регенератор и затем в экономайзерClosest to the proposed invention is an energy unit containing a high-pressure combustion chamber, divided into a gas-vapor chamber with chambers and a liquid chamber with a cavity regenerator, where the combustion products are cleaned and cooled in chambers above the liquid mirror, a fuel supply device, an economizer, a waste gas heat utilizer, a compressor, an electric generator and a turbine, the exhaust gases of which enter the regenerator and then to the economizer

/Патент РФ №2170827, F01K 11/00, 13/00, 20.07.2001 г./ [2]./ RF patent No. 2170827, F01K 11/00, 13/00, 07/20/2001, / [2].

Недостатком ближайшего аналога является низкая производительность и низкая устойчивость ее камеры сгорания против разрушения от помпажей, колебаний газов, гидроударов и вибраций.The disadvantage of the closest analogue is the low productivity and low stability of its combustion chamber against destruction from surging, gas vibrations, water hammer and vibration.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении производительности и надежности установки в эксплуатации.The technical problem solved by the invention is to increase the productivity and reliability of the installation in operation.

Поставленная задача решается тем, что в установке газопаровой, содержащей высоконапорную камеру сгорания, разделенную на жидкостную, например, водяную полость с регенератором и парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, турбину и электрогенератор, высоконапорная камера сгорания выполнена объединенной с газотурбинной установкой /ГТУ/, с возможностью сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник, выполненный в жидкостной полости, и через устройство для дожигания топлива, выполненное в парогазовой полости. Причем корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и со сферическими крышкой и днищем. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы, например, резиновые, и стойкой с компенсатором, например, тоже резиновым, связанным с крышкой, что делает установку надежной в работе.The problem is solved in that in a gas-vapor installation containing a high-pressure combustion chamber divided into a liquid, for example, a water cavity with a regenerator and a gas-vapor cavity with partitions forming a series of chambers, an economizer, a heat exchanger of exhaust gases, a turbine and an electric generator, a high-pressure combustion chamber is made combined with a gas turbine installation / gas turbine /, with the possibility of discharge into its gas-vapor cavity of gas turbine exhaust through a heat exchanger made in the liquid cavity, and through the device in for afterburning fuel, made in the gas-vapor cavity. Moreover, the housing of the combustion chamber is made of a cylindrical shape and with a spherical lid and bottom. At the same time, the bottom is mounted on shock absorbers, for example rubber, and with a strut with a compensator, for example, also rubber, connected to the cover, which makes the installation reliable.

Сущность изобретения показана на чертеже.The invention is shown in the drawing.

Пример выполнения предлагаемого решения.An example of the implementation of the proposed solution.

Установка газопаровая содержит высоконапорную камеру сгорания 1, условно разделенную на парогазовую полость 2 с перегородками, образующими ряд камер 3, и жидкостную полость 4, например, заполненную простой водой, с регенератором 5, турбину 6, электрогенератор 7, экономайзер 8, утилизатор теплоты уходящих газов 9, камеру сгорания, выполненную объединенной с ГТУ 10, с возможностью сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник 11, выполненный в жидкостной полости, и через устройство 12 для дожигания топлива 13, выполненное в парогазовой полости. При этом корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и со сферическими крышкой 14 и днищем 15, что делает его прочным и надежным в работе. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы 16, например, резиновые, и стойкой 17 с компенсатором 18, например, тоже резиновым, связанным с крышкой камеры сгорания, что также дает прочность и надежность в эксплуатации. Пусковые моменты установки обеспечиваются с помощью выхлопной трубы 19 и отключающей арматуры 20.The gas-steam installation contains a high-pressure combustion chamber 1, conditionally divided into a gas-vapor cavity 2 with partitions forming a series of chambers 3, and a liquid cavity 4, for example, filled with plain water, with a regenerator 5, a turbine 6, an electric generator 7, an economizer 8, a waste gas heat utilizer 9, a combustion chamber made in conjunction with a gas turbine 10, with the possibility of dumping gas turbine exhaust gas into its vapor-gas cavity through a heat exchanger 11 made in a liquid cavity, and through a device 12 for afterburning fuel 13, made in gas-vapor cavity. Moreover, the housing of the combustion chamber is made of a cylindrical shape and with a spherical cover 14 and a bottom 15, which makes it durable and reliable in operation. The bottom is made mounted on the shock absorbers 16, for example, rubber, and the stand 17 with a compensator 18, for example, also rubber, associated with the cover of the combustion chamber, which also gives strength and reliability in operation. Starting moments of the installation are provided using the exhaust pipe 19 and shutoff valves 20.

Установка газопаровая работает следующим образом.The gas-vapor installation works as follows.

Для начала работы установки арматуру 20 переводят на выхлоп газа через выхлопную трубу 19 в атмосферу. После пуска ГТУ 10 арматуру 20 переводят опять в рабочее положение. Высокотемпературные выхлопные газы /с температурой 450-550°C/ из ГТУ 10 с содержанием в них 14-16% кислорода по объему поступают в теплообменник 11, где их теплота частично передается, например, простой воде, жидкостной полости 4 камеры сгорания 1. Затем газы из теплообменника 11 в смеси с топливом 13 подают на горелки устройства 12 для дожигания топлива, где дожиганием топлива 13 температуру газов поднимают, например, до 900-1100°C и сбрасывают в парогазовую полость 2 камеры сгорания 1, чем повышается производительность установки.To start the installation, the fittings 20 are transferred to the exhaust gas through the exhaust pipe 19 into the atmosphere. After starting the gas turbine 10, the valve 20 is again transferred to the working position. High-temperature exhaust gases / with a temperature of 450-550 ° C / from a gas turbine 10 with a content of 14-16% oxygen in volume enter the heat exchanger 11, where their heat is partially transferred, for example, to plain water, to the liquid cavity 4 of combustion chamber 1. Then the gases from the heat exchanger 11 in a mixture with the fuel 13 are fed to the burners of the device for afterburning fuel, where after burning the fuel 13 the temperature of the gases is raised, for example, to 900-1100 ° C and dumped into the gas-vapor cavity 2 of the combustion chamber 1, which increases the productivity of the installation.

В парогазовой полости 2 газы перемещаются по камерам 3, образованным перегородками, к турбине 6, контактируют с жидкостью жидкостной полости 4, смешиваются с ее парами и охлаждаются до необходимого для лопаток турбины 6 значения. Затем смесь поступает на турбину 6, которая вращает электрогенератор 7.In the vapor-gas cavity 2, gases move through the chambers 3 formed by the partitions to the turbine 6, contact the liquid of the liquid cavity 4, mix with its vapor and cool to the value required for the turbine blades 6. Then the mixture enters the turbine 6, which rotates the generator 7.

При этом все помпажные, гидравлические, вибрационные, ударные нагрузки на проточную часть и в целом на камеру сгорания 1 ослабляются и погашаются ее цилиндрической формы корпусом со сферическими крышкой 14 и днищем 15, и амортизаторами 16, например, резиновыми, на которые камера сгорания 1 установлена своим днищем 15, и которая стойкой 17 с компенсатором 18, например, тоже резиновым, связана с крышкой 14, чем и достигается безаварийная и эффективная работа установим в эксплуатации. Из турбины 6 отработанная смесь, через регенератор 5, в жидкостной полости 4 камеры сгорания 1 поступает на экономайзер 8 и греет там подпиточную воду. Затем выхлопные газы вместе с парогазовой смесью поступают в утилизатор теплоты уходящих газов 9, промываются там водой и через выхлопную трубу выкидываются в атмосферу.Moreover, all surging, hydraulic, vibrational, shock loads on the flow part and on the combustion chamber 1 as a whole are weakened and canceled by its cylindrical shape with a body with a spherical cover 14 and bottom 15, and shock absorbers 16, for example, rubber, on which the combustion chamber 1 is installed its bottom 15, and which is resistant 17 with a compensator 18, for example, also rubber, is connected to the cover 14, which ensures trouble-free and efficient operation will be installed in operation. From the turbine 6, the spent mixture, through the regenerator 5, in the liquid cavity 4 of the combustion chamber 1 enters the economizer 8 and heats the make-up water there. Then the exhaust gases, together with the gas-vapor mixture, enter the exhaust gas heat recovery unit 9, are washed there with water and are thrown out into the atmosphere through the exhaust pipe.

Предлагаемая установка проста, компактна, экологически безвредна, в эксплуатации высоконадежна, экономична и высокоэффективна. Найдет широкое применение в энергетике и для автономного применения на предприятиях.The proposed installation is simple, compact, environmentally friendly, highly reliable in operation, economical and highly efficient. It will be widely used in the energy sector and for autonomous use in enterprises.

Claims

Gas-vapor installation, containing a high-pressure combustion chamber, divided into a liquid cavity with a regenerator and a gas-vapor cavity with partitions forming a series of chambers, an economizer, a heat exchanger of exhaust gases, a turbine and an electric generator, characterized in that the high-pressure combustion chamber is made combined with a gas turbine unit (GTU) , with the possibility of dumping in its vapor-gas cavity of the exhaust gas turbine through a heat exchanger made in the liquid cavity, and through a device for afterburning fuel e in the vapor-gas cavity, and the housing of the combustion chamber is made of a cylindrical shape and with a spherical cover and a bottom, the bottom being made mounted on shock absorbers and a rack with a compensator associated with the cover.