RU2487305C1 - Trigeneration plant based on microturbine motor - Google Patents

Trigeneration plant based on microturbine motor Download PDF

Info

Publication number
RU2487305C1
RU2487305C1 RU2012101168/06A RU2012101168A RU2487305C1 RU 2487305 C1 RU2487305 C1 RU 2487305C1 RU 2012101168/06 A RU2012101168/06 A RU 2012101168/06A RU 2012101168 A RU2012101168 A RU 2012101168A RU 2487305 C1 RU2487305 C1 RU 2487305C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchanger
regenerator
microturbine
compressor
motor
Prior art date
Application number
RU2012101168/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Екатерина Васильевна Фирсова
Виталий Юрьевич Соколов
Алексей Викторович Садчиков
Сергей Вениаминович Горячев
Сергей Александрович Наумов
Ирина Васильевна Сологуб
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет"
Priority to RU2012101168/06A priority Critical patent/RU2487305C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2487305C1 publication Critical patent/RU2487305C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: trigeneration plant on the basis of a microturbine motor comprises a compressor, a fuel combustion chamber, a gas turbine, an electric generator, a heat exchanger-regenerator with lines of direct and reverse flow. The gas turbine is installed on the same shaft with the compressor and the electric generator. The line of air supply into the compressor and the heat exchanger-regenerator with lines of direct and reverse flows are a part of the motor. The heat exchanger-regenerator is connected to the microturbine motor with lines of supply and make-up flows, at the outlet of which there is an absorption refrigerating machine.
EFFECT: higher efficiency factor, power saving, energy efficiency due to heat removal in a microturbine motor, a heat exchanger-regenerator for hot water supply and an absorption refrigerating machine from burnt gases of fuel for generation of electric and thermal energies and a low-temperature carrier for consumers.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и энергосбережения, предназначено для одновременной выработки электрической, тепловой энергий и низкотемпературного носителя.The invention relates to the field of heat power and energy saving, is intended for the simultaneous generation of electrical, thermal energy and low-temperature carrier.

Известно устройство когенерационной установки, предназначенной для одновременного получения электрической и тепловой энергий с помощью двигателя внутреннего сгорания с электрогенератором на одном валу, линией подачи топлива, контура охлаждения двигателя, отопительного контура (системы теплоснабжения с потребителями тепла), системы теплообменников и щита управления («Строительное обозрение»//, СПб., №5(32), май-июнь 1999, стр.16-17).A device of a cogeneration unit is known for simultaneously generating electric and thermal energies using an internal combustion engine with an electric generator on one shaft, a fuel supply line, an engine cooling circuit, a heating circuit (heat supply system with heat consumers), a heat exchanger system and a control panel ("Construction Review ”//, St. Petersburg, No. 5 (32), May-June 1999, pp. 16-17).

Данным устройством не предусмотрено использование хладоносителя, поэтому у него более низкий коэффициент полезного действия, что снижает энергоэффективность энергоустановки и энергосбережение топлива.This device does not provide for the use of a refrigerant, therefore it has a lower efficiency, which reduces the energy efficiency of the power plant and energy saving of fuel.

Известна теплохладоэнергетическая установка, предназначенная для комплексного производства тепла, холода и электроэнергии с помощью нагнетателя, теплообменника, компрессора, камеры сгорания топлива, газовой турбины, экономайзера, влагоотделителя, теплообменника-регенератора прямого и обратного потоков, первой ступени детандера, размещенной на одном валу с нагнетателем и электрогенератором, утилизатора холода, дополнительной теплообменной поверхностью, размещенной в теплообменнике-регенераторе, второй ступени детандера и дроссельного вентиля (Патент СССР №918730 опубликован 07.04.1982 МПК F25В 11/00).Known heat and cold power plant designed for the integrated production of heat, cold and electricity using a supercharger, heat exchanger, compressor, combustion chamber, gas turbine, economizer, dehumidifier, heat exchanger-regenerator of direct and return flows, the first stage of the expander placed on one shaft with a supercharger and an electric generator, a heat recovery unit, an additional heat exchange surface located in the heat exchanger-regenerator, the second stage of the expander and a throttle valve (USSR Patent No. 918730 published 04/07/1982 IPC F25В 11/00).

Недостатком данной установки является низкая эксплуатационная надежность из-за большого износа лопаток детандера, низкий коэффициент полезного действия, так как теплоту сгоревших газов, используемую в детандере, преобразуют в механическую энергию, что не дает возможности выработки большего количества тепловой или низкотемпературной энергии, что снижает энергоэффективность установки.The disadvantage of this installation is the low operational reliability due to the large wear of the expander blades, low efficiency, since the heat of the burnt gases used in the expander is converted into mechanical energy, which makes it impossible to generate more heat or low-temperature energy, which reduces energy efficiency installation.

Технический результат, который получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении эксплуатационной надежности, коэффициента полезного действия, энергосбережении, энергоэффективности установки.The technical result that is obtained by carrying out the invention is to increase operational reliability, efficiency, energy saving, energy efficiency of the installation.

Задача решается тем, что в предлагаемой нами тригенерационной установке на базе микротурбинного двигателя, включающей в себя компрессор, камеру сгорания топлива, газовую турбину, электрогенератор, теплообменник-регенератор с линиями прямого и обратного потоков, камера сгорания топлива, соединенная с газовой турбиной, которая находится на одном валу с компрессором и электрогенератором, также линия подачи воздуха в компрессор и теплообменник-регенератор с линиями прямого и обратного потоков являются микротурбинным двигателем, к которому присоединяется теплообменник-регенератор с линиями подающего и подпитывающего потоков, на выходе из которого установлена абсорбционная холодильная машина.The problem is solved by the fact that in our proposed micro-turbine engine-based trigeneration plant, which includes a compressor, a fuel combustion chamber, a gas turbine, an electric generator, a heat exchanger-regenerator with forward and reverse flow lines, a fuel combustion chamber connected to a gas turbine, which is located on the same shaft with a compressor and an electric generator, also the air supply line to the compressor and the heat exchanger-regenerator with direct and reverse flow lines are a microturbine engine, which He joins at the heat exchanger-regenerator feed lines and feed streams at the outlet of which is installed an absorption refrigerating machine.

Использование микротурбинного двигателя совместно с абсорбционной холодильной машиной и теплообменником-регенератором для горячего водоснабжения позволяет одновременно производить электрическую энергию, тепловую энергию и низкотемпературный носитель для обеспечения тремя видами энергий промышленных и частных потребителей.The use of a microturbine engine in conjunction with an absorption chiller and a heat exchanger-regenerator for hot water supply allows the simultaneous production of electric energy, thermal energy and a low-temperature carrier to provide three types of energy for industrial and private consumers.

На чертеже изображена установка тригенерационного цикла на базе микротурбинного двигателя.The drawing shows the installation of the triggering cycle based on a microturbine engine.

Установка для реализации тригенерационного цикла включает в себя микротурбинный двигатель 1, абсорбционную холодильную машину 2 и теплообменник-регенератор 3 для горячего водоснабжения с подающей линией 4 и линией подпитки 5. В микротурбинный двигатель 1 входит линия подачи топлива 6, камера сгорания 7, газовая турбина 8 и компрессор 9, расположенные на одном валу, линия подачи воздуха 10, электрогенератор 11 с линией выхода электроэнергии в сеть 12 и теплообменник-регенератор 13 с обратной линией 14 и подающей линией 15. В абсорбционную холодильную машину 2 входит теплообменник 16, охладитель 17, линия выхода сгоревших газов 18, десорбер 19, охлаждаемый объект 20, абсорбер 21 и насос 22.The installation for implementing the triggering cycle includes a microturbine engine 1, an absorption refrigeration machine 2 and a heat exchanger-regenerator 3 for hot water supply with a supply line 4 and a make-up line 5. The microturbine engine 1 includes a fuel supply line 6, a combustion chamber 7, a gas turbine 8 and a compressor 9 located on one shaft, an air supply line 10, an electric generator 11 with a power output line to the network 12 and a heat exchanger-regenerator 13 with a return line 14 and a supply line 15. To the absorption refrigerator machine 2 enters the heat exchanger 16, cooler 17, the burnt gas output line 18, stripper 19, cooled by the object 20, an absorber 21 and a pump 22.

Установка тригенерационного цикла на базе микротурбинного двигателя работает следующим образом.Installation of a triggering cycle based on a microturbine engine works as follows.

При работе газовой турбины 8 в микротурбинном двигателе 1 вырабатывается полезная механическая энергия, преобразуемая в электрическую за счет электрогенератора 11, расположенного на одном валу с газовой турбиной 8 и компрессором 9. В компрессор 9 подается воздух по линии 10. Топливо, например газ, биогаз, дизельное топливо, мазут, подается по линии 6 и сжигается в камере сгорания 7, откуда сгоревшие газы поступают на лопатки газовой турбины 8 и затем в теплообменник-регенератор отопления 13. В нем отдает свое тепло поступающему по обратной линии 14 теплоносителю, например воде, антифризу, который по линии подачи 15 отдает тепло потребителям. Сгоревшие газы, пройдя теплообменник-регенератор для отопления 13, поступают в теплообменник-регенератор для горячего водоснабжения 3, где отдают свое тепло поступающему по линии подпитки 5 теплоносителю, например воде, который по линии подачи 4 поступает к потребителям. Уходящие газы поступают в теплообменник 16 абсорбционной холодильной машины 2, в котором отдают свое тепло абсорбенту, например бромид лития, вода. Нагретый в теплообменнике 16 абсорбент, пройдя через абсорбер 21, насосом 22 нагнетается в десорбер 19, а затем через охладитель 17 поступает в теплообменник 16. После теплообменника 16 уходящие газы поступают в десорбер 19 и, отдав теплоту абсорбенту, через линию выхода сгоревших газов 18 поступают в атмосферу.When a gas turbine 8 is operating in a microturbine engine 1, useful mechanical energy is generated, which is converted into electrical energy by an electric generator 11 located on the same shaft as the gas turbine 8 and compressor 9. Air is supplied to compressor 9 through line 10. Fuel, for example gas, biogas, diesel fuel, fuel oil, is fed through line 6 and burned in the combustion chamber 7, from where the burnt gases enter the blades of the gas turbine 8 and then to the heat exchanger-heating regenerator 13. It gives off its heat to the return line 14 coolant, for example water, antifreeze, which through the supply line 15 gives off heat to consumers. The burnt gases, passing the heat exchanger-regenerator for heating 13, enter the heat exchanger-regenerator for hot water 3, where they give their heat to the heat carrier, for example, water, which is supplied to consumers via the supply line 4. The flue gas enters the heat exchanger 16 of the absorption refrigeration machine 2, in which heat is absorbed by the absorbent, for example lithium bromide, water. The absorbent heated in the heat exchanger 16, passing through the absorber 21, is pumped into the stripper 19 by the pump 22, and then through the cooler 17 enters the heat exchanger 16. After the heat exchanger 16, the exhaust gases enter the stripper 19 and, having given heat to the absorbent, pass through the exhaust gas outlet line 18 in atmosphere.

Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемая тригенерационная установка на базе микротурбинного двигателя имеет более высокую эксплуатационную надежность, больший коэффициент полезного действия, является энергосберегающей и энергоэффективной.Thus, compared with the prototype, the inventive trigeneration plant based on a microturbine engine has a higher operational reliability, greater efficiency, is energy-saving and energy efficient.

Claims (1)

Тригенерационная установка на базе микротурбинного двигателя, включающая в себя компрессор, камеру сгорания топлива, газовую турбину, электрогенератор, теплообменник-регенератор с линиями прямого и обратного потока, отличающаяся тем, что в ней камера сгорания топлива, соединенная с газовой турбиной, которая находится на одном валу с компрессором и электрогенератором, также линия подачи воздуха в компрессор и теплообменник-регенератор с линиями прямого и обратного потоков являются микротурбинным двигателем, к которому присоединяется теплообменник-регенератор с линиями подающего и подпитывающего потоков, на выходе из которого установлена абсорбционная холодильная машина. A microturbine-based trigeneration installation, including a compressor, a fuel combustion chamber, a gas turbine, an electric generator, a heat exchanger-regenerator with forward and reverse flow lines, characterized in that it has a fuel combustion chamber connected to a gas turbine, which is located on one a shaft with a compressor and an electric generator, also the air supply line to the compressor and the heat exchanger-regenerator with direct and reverse flow lines are a microturbine engine to which it is connected eploobmennik regenerator with feed lines and feed streams at the outlet of which is installed an absorption refrigerating machine.
RU2012101168/06A 2012-01-11 2012-01-11 Trigeneration plant based on microturbine motor RU2487305C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012101168/06A RU2487305C1 (en) 2012-01-11 2012-01-11 Trigeneration plant based on microturbine motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012101168/06A RU2487305C1 (en) 2012-01-11 2012-01-11 Trigeneration plant based on microturbine motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2487305C1 true RU2487305C1 (en) 2013-07-10

Family

ID=48788309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012101168/06A RU2487305C1 (en) 2012-01-11 2012-01-11 Trigeneration plant based on microturbine motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2487305C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103953447A (en) * 2014-05-15 2014-07-30 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 Intercooled cycle gas turbine capable of generating electricity by utilizing waste heat of low-pressure gas compressor
CN105841394A (en) * 2016-03-22 2016-08-10 顾皖平 Double-closed-circuit circulating air energy utilization system
RU2662259C2 (en) * 2015-11-11 2018-07-25 Евгений Глебович Шадек Thermal power station with orc-module circuit and with heat pump and method of its work
CN109779694A (en) * 2019-01-15 2019-05-21 东北大学 Utilize the iron and steel enterprise's distributed energy resource system and working method of blast furnace gas
RU2700843C1 (en) * 2018-04-09 2019-09-23 Евгений Глебович Шадек Combined-cycle plant with deep waste gas heat recovery
CN110849012A (en) * 2019-09-30 2020-02-28 西安交通大学 Carbon dioxide thermoelectric energy storage device and control method thereof
WO2021129429A1 (en) * 2019-12-27 2021-07-01 至玥腾风科技集团有限公司 3-in-1 combined circulation system, transportation vehicle, and charging system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU974067A1 (en) * 1981-05-11 1982-11-15 Северо-Западное отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института "ВНИПИэнергопром" Combined thermal-refrigerating power plant
SU1196628A1 (en) * 1984-06-07 1985-12-07 Омский политехнический институт Heat-and-cooling unit
JPH08246899A (en) * 1995-03-03 1996-09-24 Ebara Corp Gas turbine inlet air cooling device
US6460360B2 (en) * 2001-02-20 2002-10-08 Sheng-Ming Hsieh Power-generating and energy-saving system
RU2399781C1 (en) * 2009-05-14 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ) Combined electric energy, heat and cold generation method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU974067A1 (en) * 1981-05-11 1982-11-15 Северо-Западное отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института "ВНИПИэнергопром" Combined thermal-refrigerating power plant
SU1196628A1 (en) * 1984-06-07 1985-12-07 Омский политехнический институт Heat-and-cooling unit
JPH08246899A (en) * 1995-03-03 1996-09-24 Ebara Corp Gas turbine inlet air cooling device
US6460360B2 (en) * 2001-02-20 2002-10-08 Sheng-Ming Hsieh Power-generating and energy-saving system
RU2399781C1 (en) * 2009-05-14 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ) Combined electric energy, heat and cold generation method

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103953447A (en) * 2014-05-15 2014-07-30 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 Intercooled cycle gas turbine capable of generating electricity by utilizing waste heat of low-pressure gas compressor
RU2662259C2 (en) * 2015-11-11 2018-07-25 Евгений Глебович Шадек Thermal power station with orc-module circuit and with heat pump and method of its work
CN105841394A (en) * 2016-03-22 2016-08-10 顾皖平 Double-closed-circuit circulating air energy utilization system
RU2700843C1 (en) * 2018-04-09 2019-09-23 Евгений Глебович Шадек Combined-cycle plant with deep waste gas heat recovery
CN109779694A (en) * 2019-01-15 2019-05-21 东北大学 Utilize the iron and steel enterprise's distributed energy resource system and working method of blast furnace gas
CN109779694B (en) * 2019-01-15 2021-05-28 东北大学 Distributed energy system and working method of iron and steel enterprise utilizing blast furnace gas
CN110849012A (en) * 2019-09-30 2020-02-28 西安交通大学 Carbon dioxide thermoelectric energy storage device and control method thereof
CN110849012B (en) * 2019-09-30 2020-08-18 西安交通大学 Carbon dioxide thermoelectric energy storage device and control method thereof
WO2021129429A1 (en) * 2019-12-27 2021-07-01 至玥腾风科技集团有限公司 3-in-1 combined circulation system, transportation vehicle, and charging system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Souza et al. Proposal and 3E (energy, exergy, and exergoeconomic) assessment of a cogeneration system using an organic Rankine cycle and an Absorption Refrigeration System in the Northeast Brazil: Thermodynamic investigation of a facility case study
RU2487305C1 (en) Trigeneration plant based on microturbine motor
US10823015B2 (en) Gas-steam combined cycle centralized heat supply device and heat supply method
RU2399781C1 (en) Combined electric energy, heat and cold generation method
CN201321918Y (en) Heat power and cold cogeneration device for waste heat utilization of large-scale marine diesel engine
CN110173347B (en) Waste heat recycling system of coal mine in-use equipment and operation method
CN103727703A (en) Recycling combined cooling heating and power system
US9030034B2 (en) Stationary power plant, in particular a gas power plant, for generating electricity
CN105783330A (en) Distributive energy system of heat engine driven VM circulating heat pump
US20140013749A1 (en) Waste-heat recovery system
RU2583478C2 (en) Recovery plant
CN216518291U (en) Gas turbine inlet air cooling system based on photovoltaic, waste heat utilization and cold accumulation
RU2440504C1 (en) Cogeneration plant with internal combustion engine and stirling engine
RU2520796C2 (en) Cogeneration plant
RU2164615C1 (en) Thermal power plant
RU2630284C1 (en) Cogeneration unit with deep waste energy disposal of thermal engine
RU2162532C1 (en) Off-line stirling-engine heat-and-power cogeneration plant
RU48366U1 (en) AUTONOMOUS HEAT POWER PLANT
RU2163684C1 (en) Off-line heat-and-power cogeneration plant
CN207795405U (en) A kind of internal combustion engine cogeneration and Organic Rankine Cycle coupled system
RU2830789C1 (en) Device for utilization of heat of mobile power plant of drilling rig
RU2758020C1 (en) Cogeneration plant
RU157594U1 (en) TRIGGER INSTALLATION
Fard et al. Energy, exergy and economic analysis of a combined power and subzero cooling cycle using ammonia absorption refrigeration system
Naik et al. Combined cycle power plant performance enhancement based on inlet air cooling techniques: a technical review

Legal Events

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

Effective date: 20140112