RU2482291C2 - Steam-gas power plant - Google Patents

Steam-gas power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2482291C2
RU2482291C2 RU2011134439/06A RU2011134439A RU2482291C2 RU 2482291 C2 RU2482291 C2 RU 2482291C2 RU 2011134439/06 A RU2011134439/06 A RU 2011134439/06A RU 2011134439 A RU2011134439 A RU 2011134439A RU 2482291 C2 RU2482291 C2 RU 2482291C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
combustion chamber
cavity
steam
cover
Prior art date
Application number
RU2011134439/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011134439A (en
Inventor
Андрей Михайлович Весенгириев
Original Assignee
Андрей Михайлович Весенгириев
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 Андрей Михайлович Весенгириев filed Critical Андрей Михайлович Весенгириев
Priority to RU2011134439/06A priority Critical patent/RU2482291C2/en
Publication of RU2011134439A publication Critical patent/RU2011134439A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2482291C2 publication Critical patent/RU2482291C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: steam-gas power plant comprises a high-discharge combustion chamber separated into a liquid cavity with a regenerator and a steam-gas cavity with partitions creating a row of chambers, an economiser, a turbine and a 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 damper cavities made between its double-wall walls of the cover and the bottom spherically convex outside. At the same time the bottom is arranged as installed on shock absorbers and a hollow stand with a compensator connected with the cover. The hollow stand at the same time is arranged as capable of communicating damper cavities between each other and via a compensating hole in an inner cover wall with the steam-gas cavity of the combustion chamber.
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 генераторов электроэнергии на предприятиях с автономным электроснабжением.The invention relates to the field of energy and can be used to generate electricity in thermal power plants and as generators of electricity in enterprises with autonomous power supply.

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 воду.Known combined-cycle 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 supplies fuel. The steam received in the boiler rotates the steam turbine, the flue gases from the boiler heat the feed water.

/В.П.Безлепкин "Паротурбинные и парогазовые установки электростанций". СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997 г., стр.27-30./ [1]./ V.P. Bezlepkin "Steam-turbine and combined-cycle plants of power plants". SPb .: Publishing house of SPbSTU, 1997, p. 27-30. / [1].

Недостатком известной установки является наличие большого состава оборудования, необходимого для реализации двух термодинамических циклов, что увеличивает ее размеры и снижает экономическую эффективность в работе.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 economic efficiency in operation.

Найболее близким к прелагаемому 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 экономайзер.Closest 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 ближайщего аналога является низкая производительность и низкая устойчивость ее камеры сгорания против разрушения от помпажей, колебаний газов и жидкости в ее проточной части, гидроударов и вибраций.The disadvantage of the closest analogue is the low productivity and low stability of its combustion chamber against destruction from surges, gas and liquid vibrations in its flow part, water hammer and vibration.

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

Поставленная задача решается тем, что в парогазовой энергетической установке, содержащей высоконапорную камеру сгорания, разделенную на жидкостную, например водяную полость с регенератором, и парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер, экономайзер, 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 для прочности, надежности в работе и устойчивости против помпажей, вибраций, гидроударов выполнен цилиндрической формы и с демпферными полостями, выполненными между ее двухстенными с сферически наружу выгнутыми стенками крышки и днища. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы, например, резиновые, и полой стойкой, например, из трубчатой стали, с компенсатором, например, в виде пружины из той же трубчатой стали, соединенным с крышкой. Полая стойка при этом выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей между собой и через компенсирующее отверстие, выполненное во внутренней стенке крышки с парогазовой полостью камеры сгорания, что также делает установку надежной в работе.The problem is solved in that in a combined cycle gas turbine 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 turbine and an electric generator, a high-pressure combustion chamber is made in conjunction with a gas turbine installation / GTU /, with the possibility of dumping in its steam-gas cavity of the exhaust gas GTU through a heat exchanger made in the liquid cavity, and through a device for afterburning Lib provided in the gas-vapor cavity. Moreover, the housing of the combustion chamber for strength, reliability and stability against surging, vibration, water hammer is made of a cylindrical shape and with damper cavities made between its double-walled with spherically outwardly curved walls of the cover and bottom. The bottom is made mounted on shock absorbers, for example rubber, and a hollow stand, for example, of tubular steel, with a compensator, for example, in the form of a spring of the same tubular steel, connected to the cover. In this case, the hollow strut is configured to communicate damper cavities with each other and through a compensating hole made in the inner wall of the lid with the gas-vapor cavity of the combustion chamber, which also 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.

Парогазовая энергетическая установка 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 для сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ, через теплообменник 11, выполненный в жидкостной полости, и через устройство 12, например, горелки, для дожигания топлива 13, выполненное в парогазовой полости. При этом корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и с демпферными полостями 14, выполненными между ее двухстенными с сферически наружу корпуса выгнутыми 15 и 16 стенками крышки 17 и днища 18. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы 19, например, резиновые, и полой стойкой 20, например, из трубчатой стали, с компенсатором 21, например, в виде пружины из той же стали, связанным с крышкой, что делает камеру сгорания надежной и безотказной в работе. Полая стойка при этом выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей камеры сгорания между собой и через компенсирующее отверстие 22 во внутренней стенке крышки с парогазовой полостью, что дает устойчивость против помпажей, вибраций и надежность в работе. Пусковые режимы установки обеспечиваются с помощью выхлопной трубы 23 и отключающей арматуры 24.Combined-cycle power plant contains a high-pressure combustion chamber 1, conventionally divided into a combined-cycle 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 heat utilizer gases 9, a combustion chamber made in conjunction with a gas turbine 10 for discharging 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 example, a burner, for afterburning fuel 13, made in the gas-vapor cavity. The housing of the combustion chamber is cylindrical in shape and with damper cavities 14 made between its double-walled and spherically curved 15 and 16 walls of the cover 17 and bottom 18. The bottom is made mounted on shock absorbers 19, for example, rubber, and a hollow strut 20 , for example, of tubular steel, with a compensator 21, for example, in the form of a spring of the same steel, connected with the cover, which makes the combustion chamber reliable and trouble-free in operation. In this case, the hollow strut is configured to communicate the damper cavities of the combustion chamber with each other and through the compensating hole 22 in the inner wall of the lid with a gas-vapor cavity, which provides stability against surges, vibrations, and operational reliability. Starting modes of installation are provided using the exhaust pipe 23 and shutoff valves 24.

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

Для начала работы установки арматуру 24 переводят на выхлоп газа через выхлопную трубу 23 в атмосферу. После пуска ГТУ 10 арматуру 24 переводят опять в рабочее положение. Высокотемпературные выхлопные газы /например, с температурой 450-550°C/ из ГТУ 10 c содержанием в них 14-16% кислорода по объему подают в теплообменник 11, где их теплота передается жидкости, например 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 и эффективность установки. 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. При этом все помпажные, гидравлические, вибрационные, разного рода ударные нагрузки на проточную часть и в целом на камеру сгорания 1 ослабляются и погашаются ее цилиндрической формы корпусом и демпферными полостями 14, выполненными между ее двухстенными с сферически наружу корпуса выгнутыми 15 и 16 стенками крышки 17 и днища 18. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы 19 и полой стойкой 20, например, из трубчатой стали с компенсатором 21, в виде полой пружины из той же трубчатой стали, связанным с крышкой, что также делает камеру сгорания 1 надежной и прочной. При этом все изменения давления газов в камере сгорания при ее работе через компенсирующее отверстие 22 во внутренней сферически выгнутой стенке 15 крышки 17 и затем через полость в стойке 20 и в его компенсаторе 21 передаются на демпферные газовые полости 14 в крышке 17 и днище 18, и там гасятся за счет сжимаемости газов и рассеяния энергии. Из турбины 6 отработанная смесь поступает в регенератор 5 в жидкостной полости 4 камеры сгорания 1. Из регенератора 5 парогазовая смесь 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.To start the installation, the fittings 24 are transferred to the exhaust gas through the exhaust pipe 23 into the atmosphere. After starting the gas turbine 10, the valve 24 is again transferred to the working position. High-temperature exhaust gases / for example, with a temperature of 450-550 ° C / from a gas turbine 10 with a content of 14-16% oxygen in volume are fed to a heat exchanger 11, where their heat is transferred to a liquid, for example water, a liquid cavity 4 of combustion chamber 1. Then the gases from the heat exchanger 11 mixed 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 and efficiency of the installation . 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 electric generator 7. Moreover, all surge, hydraulic, vibrational, various kinds of shock loads on the flow part and on the combustion chamber 1 as a whole are weakened and extinguished by its cylindrical shape by the casing and damper cavities 14 made between it double-walled with spherically curved 15 and 16 walls of the cover 17 and bottom 18. The bottom is made mounted on shock absorbers 19 and a hollow strut 20, for example, of tubular steel with a compensator 21, in the form of a hollow spring made of t the same tubular steel associated with the lid, which also makes the combustion chamber 1 reliable and durable. Moreover, all changes in the gas pressure in the combustion chamber during its operation through the compensating hole 22 in the inner spherically curved wall 15 of the cover 17 and then through the cavity in the rack 20 and in its compensator 21 are transmitted to the damper gas cavities 14 in the cover 17 and the bottom 18, and they are extinguished due to the compressibility of gases and energy dissipation. From the turbine 6, the spent mixture enters the regenerator 5 in the liquid cavity 4 of the combustion chamber 1. From the regenerator 5, the gas-vapor mixture 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 высокоэкономична и надежна. Найдет широкое применение в энергетике и для автономного электроснабжения различных предприятий и объектов.The proposed installation is simple, compact, environmentally friendly, highly efficient and reliable in operation. It will be widely used in the energy sector and for autonomous power supply of various enterprises and facilities.

Claims (1)

Парогазовая энергетическая установка, содержащая высоконапорную камеру сгорания, разделенную на жидкостную полость с регенератором и парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер, экономайзер, турбину, электрогенератор и утилизатор теплоты уходящих газов, отличающаяся тем, что 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 с демпферными полостями, выполненными между ее двухстенными со сферически наружу выгнутыми стенками крышки и днища, днище при этом выполнено установленным на амортизаторы и полой стойкой с компенсатором, связанным с крышкой, полая стойка при этом выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей между собой и через компенсирующее отверстие, выполненное во внутренней стенке крышки с парогазовой полостью камеры сгорания. Combined-cycle power plant 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 turbine, an electric generator and a waste gas heat utilizer, characterized in that the high-pressure combustion chamber is made combined with a gas turbine installation (GTU ), with the possibility of discharging GTU exhaust gases into its vapor-gas cavity through a heat exchanger made in the liquid cavity, and through the top-burner a willow made in a gas-vapor cavity, the combustion chamber body made of cylindrical shape and with damper cavities made between its double-walled and spherically curved walls of the cover and bottom, the bottom being made mounted on shock absorbers and a hollow rack with a compensator associated with the cover, hollow the rack is made with the possibility of communication of the damper cavities with each other and through a compensating hole made in the inner wall of the lid with the gas-vapor cavity of the combustion chamber.
RU2011134439/06A 2011-08-18 2011-08-18 Steam-gas power plant RU2482291C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011134439/06A RU2482291C2 (en) 2011-08-18 2011-08-18 Steam-gas power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011134439/06A RU2482291C2 (en) 2011-08-18 2011-08-18 Steam-gas power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011134439A RU2011134439A (en) 2013-02-27
RU2482291C2 true RU2482291C2 (en) 2013-05-20

Family

ID=48790086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011134439/06A RU2482291C2 (en) 2011-08-18 2011-08-18 Steam-gas power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2482291C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2674290A1 (en) * 1991-03-18 1992-09-25 Gaz De France NATURAL GAS TURBINE SYSTEM WITH WATER VAPOR OPERATING IN SEMI OPEN CYCLE AND IN STOROOMETRIC COMBUSTION.
RU2053401C1 (en) * 1993-01-14 1996-01-27 Конструкторское бюро приборостроения Solid propellant rocket engine
RU2077904C1 (en) * 1995-05-04 1997-04-27 Научно-производственное объединение "Искра" Gas generator of fire extinguishing aerosol and method of its charging
RU2170827C1 (en) * 2000-04-20 2001-07-20 Весенгириев Михаил Иванович Power generating unit
RU2257481C2 (en) * 2003-07-25 2005-07-27 Государственное Унитарное Предприятие Тушинское Машиностроительное Конструкторское Бюро "Союз" (Гуп Тмкб "Союз") Emergency mechanical protection system of high-energy working medium consumer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2674290A1 (en) * 1991-03-18 1992-09-25 Gaz De France NATURAL GAS TURBINE SYSTEM WITH WATER VAPOR OPERATING IN SEMI OPEN CYCLE AND IN STOROOMETRIC COMBUSTION.
RU2053401C1 (en) * 1993-01-14 1996-01-27 Конструкторское бюро приборостроения Solid propellant rocket engine
RU2077904C1 (en) * 1995-05-04 1997-04-27 Научно-производственное объединение "Искра" Gas generator of fire extinguishing aerosol and method of its charging
RU2170827C1 (en) * 2000-04-20 2001-07-20 Весенгириев Михаил Иванович Power generating unit
RU2257481C2 (en) * 2003-07-25 2005-07-27 Государственное Унитарное Предприятие Тушинское Машиностроительное Конструкторское Бюро "Союз" (Гуп Тмкб "Союз") Emergency mechanical protection system of high-energy working medium consumer

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СТЫРИКОВИЧ М.А. и др. Парогазовая установка с впрыском пара: возможности и оптимизация параметров цикла. - Теплоэнергетика, 1995, No.10, с.52-57, рис.4. *
СТЫРИКОВИЧ М.А. и др. Парогазовая установка с впрыском пара: возможности и оптимизация параметров цикла. - Теплоэнергетика, 1995, №10, с.52-57, рис.4. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011134439A (en) 2013-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Al-Attab et al. Externally fired gas turbine technology: A review
JP6154967B1 (en) Parallel motion thermal energy power machine and method of operation thereof
RU2013150959A (en) COMBUSTION CHAMBER, COMBUSTION METHOD, ELECTRICITY PRODUCTION DEVICE AND METHOD OF ELECTRICITY PRODUCTION ON SUCH DEVICE
RU2012101463A (en) METHOD FOR REMOVING AN EXCEPTED GAS IN A POWER GENERATION SYSTEM WITH A COMBINED CYCLE
CN108386295A (en) A kind of integral biomass power generator
CN106468213B (en) Technology and method for generating electricity by explosion of coal dust, gas and air mixture
RU2482291C2 (en) Steam-gas power plant
JP2018031067A (en) Generator of "mixture gas containing pressurized water vapor and hho gas" and utilization method thereof
RU2482290C2 (en) Gas-steam power plant
Özbek et al. District heating and power generation based flue gas waste heat recovery
RU2482289C2 (en) Power plant
RU2488003C2 (en) Power plant
RU2488004C2 (en) Steam and gas power plant
CN201297239Y (en) Low temperature generating device for CO* working medium geothermal pump
RU2539055C1 (en) Coal gasification complex
RU2482286C2 (en) Gas-steam plant
CN203642159U (en) Large shell type superheated steam boiler
RU2482285C2 (en) Steam-gas plant
Amirante et al. Experimental prototype development and performance analysis of a small-scale combined cycle for energy generation from biomass
RU2482284C2 (en) Steam-gas plant
RU2488005C2 (en) Power plant
RU2482287C2 (en) Power plant
RU2482288C2 (en) Gas-steam plant
CN108316978B (en) Household biogas cogeneration device
CN103912403B (en) Star-type high-low pressure power machine and work-doing method of star-type high-low pressure power machine