RU2499896C1 - Method for start-up of hydrogen steam turbine power plant and device for its realisation (versions) - Google Patents

Method for start-up of hydrogen steam turbine power plant and device for its realisation (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2499896C1
RU2499896C1 RU2012114025/06A RU2012114025A RU2499896C1 RU 2499896 C1 RU2499896 C1 RU 2499896C1 RU 2012114025/06 A RU2012114025/06 A RU 2012114025/06A RU 2012114025 A RU2012114025 A RU 2012114025A RU 2499896 C1 RU2499896 C1 RU 2499896C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
steam
power plant
water
steam generator
Prior art date
Application number
RU2012114025/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012114025A (en
Inventor
Андрей Владимирович Иванов
Виталий Александрович Ильичев
Сергей Михайлович Зинченко
Виктор Иванович Пригожин
Владимир Сергеевич Рачук
Сергей Владимирович Чембарцев
Александр Викторович Шостак
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
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 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" filed Critical Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
Priority to RU2012114025/06A priority Critical patent/RU2499896C1/en
Publication of RU2012114025A publication Critical patent/RU2012114025A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2499896C1 publication Critical patent/RU2499896C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: method to start-up a hydrogen steam turbine power plant is based on blowdown of cavities and manifolds with neutral gas, stagewise supply of fuel and water components into a power plant, according to the first version of the invention, the start-up is carried out at the lower consumption rate of fuel components, not more than 80% of the rated one, in process of start-up the steam flow via the turbine is regulated, changing capacity at the output shaft, and when the nominal mode is achieved, additional fuel and water components are supplied. Besides, supply of additional fuel and water components, contrary to the first version, may be arranged as regulated. Devices are also proposed for realisation of the methods according to the first and second versions.
EFFECT: invention makes it possible to increase durability by reduction of thermal stresses in a structure during start-up with short time of process stabilisation.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, а именно к парогазовым энергоустановкам.The invention relates to the field of energy, namely to combined cycle power plants.

В настоящее время важной проблемой в создании и эксплуатации энергетических установок является обеспечение надежного запуска с малым временем выхода на режим (не более 30 с) при сохранении высокой надежности и долговечности.Currently, an important problem in the creation and operation of power plants is to ensure reliable start-up with a short exit time to the mode (no more than 30 s) while maintaining high reliability and durability.

Известна парогазовая установка (см. патент РФ №2142565, МПК F01K 23/10, по заявке №96108097 от 18.04.1996 г.), включающая газотурбинную установку с электрогенератором и источником пара, и способ ее запуска, основанный на поэтапной подаче топлива и воды в энергоустановку.Known combined-cycle plant (see RF patent No. 2142565, IPC F01K 23/10, according to the application No. 96108097 of 04/18/1996), including a gas turbine installation with an electric generator and a steam source, and a method for starting it, based on the phased supply of fuel and water to a power plant.

Известна паровая энергетическая установка, содержащую паровую машину, выходной вал, который связан с электрической машиной, систему управления (см. патент РФ №2144984, МПК F01C 1/16, по заявке №97122296/06 от 30.12.1997 г.), и способ ее запуска, основанный на поэтапной подаче топлива и воды в энергоустановку.Known steam power plant containing a steam engine, an output shaft that is connected to an electric machine, a control system (see RF patent No. 2144984, IPC F01C 1/16, according to the application No. 97122296/06 of 12.30.1997), and the method its launch, based on the phased supply of fuel and water to the power plant.

Известна энергетическая установка, содержащая паровую машину, кинематически связанную с электрогенератором, причем паровая машина выполнена в виде высокотемпературного парогазогенератора, например кислородно-водородного, на выходе которого установлен турбонасосный агрегат, выходной вал которого кинематически связан с электрогенератором и/или водяным насосом (см. патент РФ №2393358, МПК F01K 16/02, по заявке №2009102132 от 26.10.2010 - прототип), и способ запуска водородной паротурбинной энергоустановки, основанный на продувке полостей и магистралей нейтральным газом, поэтапной подаче компонентов топлива и воды в энергоустановку.A power plant is known comprising a steam engine kinematically connected to an electric generator, the steam engine being made in the form of a high-temperature steam and gas generator, for example, oxygen-hydrogen, at the output of which a turbopump unit is installed, the output shaft of which is kinematically connected with the electric generator and / or water pump (see patent RF №2393358, IPC F01K 16/02, according to the application №2009102132 dated 10.26.2010 - prototype), and a method for starting a hydrogen steam-turbine power plant based on blowing cavities and highways neutral gas, phased supply of fuel and water components to a power plant.

Недостатками известных устройств являются либо длительный запуск (до 12 часов), выполняемый с целью постепенного выхода конструкции на стационарный температурный режим для снижения термических напряжений и повышения долговечности, либо быстрый (до 30 с) запуск с повышенными термическими напряжениями и снижением долговечности.The disadvantages of the known devices are either a long start-up (up to 12 hours), carried out with the aim of gradually bringing the structure to a stationary temperature regime to reduce thermal stresses and increase durability, or fast (up to 30 s) start-up with increased thermal stresses and a decrease in durability.

Целью предлагаемого изобретения является повышение долговечности за счет снижения термических напряжений в конструкции при запуске с малым временем выхода на режим.The aim of the invention is to increase durability by reducing thermal stresses in the structure at startup with a short exit time to the mode.

Указанная цель достигается тем, что при известном способе запуска водородной паротурбинной энергоустановки, основанном на продувке полостей и магистралей нейтральным газом, поэтапной подаче компонентов топлива и воды в энергоустановку, согласно первому варианту изобретения запуск осуществляют при сниженном расходе компонентов топлива, не более 80% от номинального, в процессе запуска регулируют расход пара через турбину, изменяя мощность на выходном валу, а при выходе на номинальный режим подают дополнительные компоненты топлива и воды.This goal is achieved by the fact that with the known method of starting a hydrogen steam-turbine power plant, based on purging cavities and highways with neutral gas, stage-by-stage supply of fuel and water components to a power plant, according to the first embodiment of the invention, the start-up is carried out at a reduced consumption of fuel components, not more than 80% of the nominal , during the start-up process they regulate the steam flow through the turbine, changing the power on the output shaft, and when reaching the nominal mode, additional fuel and water components are supplied .

Кроме того, подача дополнительных компонентов топлива и воды, в отличие от первого варианта, может быть выполнена регулируемое.In addition, the supply of additional fuel and water components, unlike the first option, can be made adjustable.

Способ по I варианту осуществляется в устройстве, включающем парогенератор, запальник, турбопривод, систему продувки нейтральным газом и системы подачи компонентов топлива и воды, в котором согласно изобретению по линии подачи компонентов топлива и воды установлены дополнительные дросселирующие устройства, между парогенератором и турбоприводом установлен регулируемый дроссель перепуска пара, а непосредственно на входе турбопривода установлен клапан аварийного сброса пара.The method according to I embodiment is carried out in a device including a steam generator, an ignitor, a turbo drive, a neutral gas purge system and a fuel and water component supply system, in which according to the invention additional throttling devices are installed along the fuel and water component supply line, an adjustable choke is installed between the steam generator and the turbo drive steam bypass, and directly at the inlet of the turbo actuator an emergency steam relief valve is installed.

Кроме того, для реализации II варианта способа в устройстве вместо дополнительных дросселирующих устройств могут быть установлены дополнительные регулируемые дроссельные устройства.In addition, to implement the second variant of the method, additional adjustable throttle devices can be installed in the device instead of additional throttling devices.

Указанная совокупность признаков проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что появляется возможность снизить термические напряжения за счет запуска через предварительный режим с пониженной температурой в парогенераторе, что снижает теплоперепады на элементах турбопривода и таким образом приводит к росту долговечности конструкции. Кроме того, использование указанного способа запуска позволяет за счет поэтапного (ступенчатого) нагрева конструкции снизить время запуска.The specified set of features exhibits new properties, namely, that it becomes possible to reduce thermal stresses by starting through a preliminary mode with a lower temperature in the steam generator, which reduces heat transfer on the elements of the turbo drive and thus leads to an increase in the durability of the structure. In addition, the use of the specified method of starting allows due to the phased (step) heating of the structure to reduce the start time.

Принципиальная схема энергоустановки показана на рисунках фиг.1 (вариант I) и фиг.2 (вариант II) - где:Schematic diagram of a power plant is shown in the figures of figure 1 (option I) and figure 2 (option II) - where:

1 - парогенератор;1 - steam generator;

2 - запальное устройство;2 - ignition device;

3 - смесительная головка;3 - mixing head;

4 - камера сгорания с рубашкой охлаждения;4 - a combustion chamber with a cooling jacket;

5 - смеситель;5 - mixer;

6 - блок зажигания;6 - ignition unit;

7 - турбопривод;7 - turbo drive;

8 - колесо или колеса турбины;8 - a wheel or wheels of a turbine;

9 - нагрузочное устройство;9 - load device;

10 - клапан подачи расхода газообразного водорода в запальное устройство;10 - valve for supplying a flow of gaseous hydrogen to the ignition device;

11 - клапан подачи предварительного расхода газообразного водорода в камеру сгорания парогенератора;11 - valve for the preliminary flow of hydrogen gas into the combustion chamber of the steam generator;

12 - клапан подачи дополнительного расхода газообразного водорода в камеру сгорания парогенератора;12 - valve for supplying an additional flow rate of gaseous hydrogen to the combustion chamber of the steam generator;

13 - дросселирующее устройство расхода газообразного водорода в камеру сгорания парогенератора номинального режима;13 - throttling device for the flow of gaseous hydrogen into the combustion chamber of the steam generator of the nominal mode;

14 - клапан подачи расхода газообразного кислорода в запальное устройство;14 - valve supplying the flow of gaseous oxygen to the ignition device;

15 - клапан подачи предварительного расхода газообразного кислорода в камеру сгорания парогенератора;15 - valve supplying a preliminary flow rate of gaseous oxygen into the combustion chamber of the steam generator;

16 - клапан подачи дополнительного расхода газообразного кислорода в камеру сгорания парогенератора;16 - valve supplying an additional flow rate of gaseous oxygen to the combustion chamber of the steam generator;

17 - дросселирующее устройство расхода газообразного кислорода в камеру сгорания парогенератора номинального режима;17 - a throttling device for the flow of gaseous oxygen into the combustion chamber of the steam generator of the nominal mode;

18 - клапан подачи воды предварительного расхода в смесительную головку;18 - valve for supplying water to the preliminary flow to the mixing head;

19 - клапан подачи воды предварительного расхода в камеру сгорания с рубашкой охлаждения;19 - valve for supplying water to the preliminary flow rate into the combustion chamber with a cooling jacket;

20 - клапан подачи воды предварительного расхода в смеситель;20 - valve for supplying water to the preliminary flow to the mixer;

21 - дросселирующее устройство расхода воды в смесительную головку номинального режима;21 - throttling device for the flow of water into the mixing head of the nominal mode;

22 - клапан подачи дополнительного расхода воды в смесительную головку;22 - valve for supplying an additional flow of water to the mixing head;

23 - дросселирующее устройство расхода воды в камеру сгорания с рубашкой охлаждения номинального режима;23 - throttling device for the flow of water into the combustion chamber with a cooling jacket of a nominal mode;

24 - клапан подачи дополнительного расхода воды в камеру сгорания с рубашкой охлаждения;24 - valve for supplying an additional flow of water to the combustion chamber with a cooling jacket;

25 - дросселирующее устройство расхода воды в смеситель номинального режима;25 - throttling device for the flow of water into the mixer nominal mode;

26 - клапан подачи воды предварительного расхода в смеситель;26 - valve for supplying water to the preliminary flow to the mixer;

27 - регулируемый дроссель расхода газообразного водорода в камеру сгорания парогенератора номинального режима;27 - an adjustable throttle flow rate of gaseous hydrogen into the combustion chamber of the steam generator of the nominal mode;

28 - регулируемый дроссель расхода газообразного кислорода в камеру сгорания парогенератора номинального режима;28 - adjustable throttle flow rate of gaseous oxygen into the combustion chamber of the steam generator of the nominal mode;

29 - регулятор расхода воды в камеру сгорания с рубашкой охлаждения номинального режима;29 - regulator of the flow of water into the combustion chamber with a cooling jacket of a nominal mode;

30 - регулятор расхода воды в смеситель номинального режима;30 - regulator of water flow into the mixer of the nominal mode;

31 - емкость с маслом;31 - a container with oil;

32 - клапан подачи масла;32 - oil supply valve;

33 - клапан подачи нейтрального газа в полость подшипников ротора турбопривода;33 - valve for supplying neutral gas to the cavity of the bearings of the rotor of the turboprop;

34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 - клапаны подачи нейтрального газа на продувку полостей энергоустановки;34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 - valves for the supply of neutral gas to purge the cavities of the power plant;

41 - дроссель подачи пара мимо турбопривода;41 - steam supply throttle past a turbo drive;

42 - клапан аварийного сброса пара.42 - valve emergency release steam.

Энергоустановка включает в себя высокотемпературный кислородно-водородный парогенератор 1, состоящий из запального устройства 2, смесительной головки 3, камеры сгорания с рубашкой охлаждения 4, смесителя 5 и блока зажигания 6. На выходе парогенератора 1 установлен турбопривод 7, включающий колеса турбины 8, и кинематически связанное с ним нагрузочное устройство 9.The power plant includes a high-temperature oxygen-hydrogen steam generator 1, consisting of an ignition device 2, a mixing head 3, a combustion chamber with a cooling jacket 4, a mixer 5, and an ignition unit 6. A turbo drive 7 including turbine wheels 8 is installed at the output of the steam generator 1, and kinematically associated load device 9.

К парогенератору 1 подсоединены магистрали подачи на запальное устройство, в камеру сгорания предварительного и дополнительного расхода газообразного водорода, включающие в себя соответственно клапаны 10, 11 и 12, дросселирующее устройство режима предварительной ступени и дросселирующее устройство номинального режима 13. Также к парогенератору 1 подсоединены магистрали подачи на запальное устройство, в камеру сгорания предварительного и дополнительного расхода газообразного кислорода, включающие в себя соответственно клапаны 14, 15 и 16, дросселирующее устройство режима предварительной ступени и дросселирующее устройство номинального режима 17. Для охлаждения парогенератора 1 и организации процесса парообразования к нему подсоединены магистрали подачи предварительного расхода воды в смесительную головку 3 с дросселирующим устройством и клапаном 18, камеру сгорания с рубашкой охлаждения 4 с дросселирующим устройством и клапаном 19, смеситель 5 с дросселирующим устройством и клапаном 20. Также для выхода на номинальный режим к парогенератору 1 подсоединены магистрали подачи дополнительного расхода воды в: смесительную головку 3 с дросселирующим устройством 21 и клапаном 22, камеру сгорания с рубашкой охлаждения 4 с дросселирующим устройством 23 и клапаном 24, смеситель 5 с дросселирующим устройством 25 и клапаном 26.To the steam generator 1 are connected the supply lines to the ignition device, to the combustion chamber of the preliminary and additional flow rate of hydrogen gas, which include valves 10, 11 and 12, the throttling device of the preliminary stage mode and the throttling device of the nominal mode 13. The supply lines are also connected to the steam generator 1 on the ignition device, into the combustion chamber of the preliminary and additional flow rate of gaseous oxygen, including valves 14, 15 and 16, respectively pre-stage mode oscillating device and nominal mode throttling device 17. For cooling the steam generator 1 and organizing the process of steam generation, the preliminary water flow lines to the mixing head 3 with a throttling device and valve 18 are connected to it, a combustion chamber with a cooling jacket 4 with a throttling device and a valve 19, a mixer 5 with a throttling device and a valve 20. Also, to reach the nominal mode, supply lines are connected to the steam generator 1 additional water flow in: mixing head 3 with a throttling device 21 and a valve 22, a combustion chamber with a cooling jacket 4 with a throttling device 23 and a valve 24, a mixer 5 with a throttling device 25 and a valve 26.

Дросселирующие устройства подачи дополнительных расходов газообразных водорода 13 и кислорода 17 для выхода энергоустановки на номинальный режим могут быть заменены на регулируемые дроссели 27 и 28 соответственно, а дросселирующие устройства 23 и 25 подачи дополнительных расходов воды в камеру сгорания с рубашкой охлаждения 4 и смеситель 5 парогенератора 1 - на регуляторы 29 и 30 соответственно (см. фиг.2).The throttling devices for supplying additional costs of gaseous hydrogen 13 and oxygen 17 for the output of the power plant to the nominal mode can be replaced with adjustable chokes 27 and 28, respectively, and the throttling devices 23 and 25 for supplying additional costs of water to the combustion chamber with a cooling jacket 4 and mixer 5 of the steam generator 1 - to the regulators 29 and 30, respectively (see figure 2).

Смазка подшипников ротора турбопривода 7 энергоустановки осуществляется по магистрали подачи масла от емкости 31 с клапаном 32. Подача нейтрального газа в полость подшипников ротора турбопривода 7 выполняется по магистрали через клапан 33.The lubrication of the bearings of the rotor of the turbo-drive 7 of the power plant is carried out along the oil supply line from the tank 31 with the valve 32. The supply of neutral gas to the cavity of the bearings of the rotor of the turbo-drive 7 is carried out through the line through the valve 33.

Продувка полостей энергоустановки перед запуском с целью удаления взрывоопасных газов происходит по магистралям подачи нейтрального газа через дросселирующие устройства и клапаны 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40.The purge of the cavities of the power plant before starting to remove explosive gases takes place along the neutral gas supply lines through throttling devices and valves 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40.

В магистрали подачи пара мимо турбопривода 7 предусмотрен дроссель 41.A throttle 41 is provided in the steam supply line past the turbo drive 7.

После парогенератора 1, перед турбоприводом 7, установлен клапан аварийного сброса пара 42.After the steam generator 1, in front of the turbo 7, an emergency steam relief valve 42 is installed.

Запуск водородной паротурбинной энергоустановки начинается с продувки ее полостей по линиям подачи водорода, кислорода и воды при открытых клапанах 34, 37, 38, 39, 40 подачи нейтрального газа, например азота. Затем открывается клапан 33 подачи нейтрального газа в полость подшипников ротора турбопривода 7 на все время работы энергоустановки. Далее открывается клапан 32 и масло из емкости 31 подается на смазку подшипников ротора турбопривода 7.The launch of a hydrogen steam-turbine power plant begins with a purge of its cavities along the supply lines of hydrogen, oxygen and water with open valves 34, 37, 38, 39, 40 supplying a neutral gas, such as nitrogen. Then, the valve 33 for supplying neutral gas to the cavity of the bearings of the rotor of the turbo-drive 7 opens for the entire operation of the power plant. Next, the valve 32 is opened and the oil from the tank 31 is fed to the lubrication of the bearings of the rotor of the turbo drive 7.

Выход на режим предварительной ступени работы происходит с запуска парогенератора 1, компоненты в котором поджигаются при помощи запального устройства 2.Exit to the preliminary stage of operation occurs with the start of the steam generator 1, the components in which are ignited using the ignition device 2.

Электрическое запальное устройство 2 выполнено на основе электроплазменного способа инициирования процесса горения. При запуске открываются клапаны подачи нейтрального газа 35 и 36 продувки линий кислорода и водорода запального устройства соответственно. Затем подается электропитание на блок зажигания 6 и открывается клапан 14 подачи газообразного кислорода в запальное устройство 2 в полость под электроэрозионную свечу и далее в камеру сгорания запального устройства; закрывается клапан 36 и прекращается продувка линии окислителя запального устройства. После открывается клапан 10, и газообразный водород поступает в запальное устройство 2 в зону выхода активного кислорода (плазмы) из-под электроэрозионной свечи, где воспламеняется; закрывается клапан 35 и прекращается продувка линии водорода запального устройства.The electric firing device 2 is based on the electroplasma method of initiating the combustion process. When starting, the neutral gas supply valves 35 and 36 are opened for purging the oxygen and hydrogen lines of the ignition device, respectively. Then, power is supplied to the ignition unit 6 and the valve 14 for supplying gaseous oxygen to the ignition device 2 opens into the cavity under the EDM plug and then into the combustion chamber of the ignition device; valve 36 closes and purge of the oxidizer line of the ignition device stops. After that, the valve 10 opens, and hydrogen gas enters the ignition device 2 into the exit zone of active oxygen (plasma) from under the spark erosion plug, where it ignites; the valve 35 closes and the purge of the hydrogen line of the ignition device stops.

Далее открываются клапаны 18, 19, 20 и вода с предварительным расходом подается на завесное и регенеративное охлаждение и на балластировку в смесительную головку 3, рубашку охлаждения камеры сгорания 4 и смеситель 5 парогенератора 1 соответственно. Закрываются клапаны 38, 39, 40 и прекращается продувка полостей энергоустановки по линиям подачи воды.Next, the valves 18, 19, 20 open and water with a preliminary flow rate is supplied for curtain and regenerative cooling and for ballasting to the mixing head 3, the cooling jacket of the combustion chamber 4 and the mixer 5 of the steam generator 1, respectively. The valves 38, 39, 40 are closed and the purge of the power plant cavities along the water supply lines is stopped.

Далее открывается клапан 11 подачи газообразного водорода в камеру сгорания парогенератора 1 и закрывается клапан продувки 34. Через незначительный промежуток времени открывается клапан подачи газообразного кислорода 15 в камеру сгорания парогенератора 1, закрывается клапан продувки 37. Образовавшиеся горячие газы, истекающие из запального устройства 2, поджигают топливную смесь в камере сгорания парогенератора 1.Next, the valve 11 for supplying gaseous hydrogen to the combustion chamber of the steam generator 1 opens and the purge valve 34 closes. After a short period of time, the valve for supplying gaseous oxygen 15 to the combustion chamber of the steam generator 1 opens, the valve for purging 37 closes. The resulting hot gases flowing from the ignition device 2 are ignited fuel mixture in the combustion chamber of the steam generator 1.

После начала огневого процесса парогенератор 1, турбопривод 7 и нагрузочное устройство 9 выходят на режим предварительной ступени. Парогенератор 1 вырабатывает высокотемпературный водяной пар, который поступает в турбопривод 7 и раскручивает колесо или колеса турбины 8 с ротором. С ротора турбопривода 7 крутящий момент передается на нагрузочное устройство 9, в качестве которого может выступать, например, электрогенератор и/или водяной насос.After the start of the fire process, the steam generator 1, the turbo drive 7 and the load device 9 go into the preliminary stage mode. The steam generator 1 produces high-temperature water vapor, which enters the turbo drive 7 and spins the wheel or wheels of the turbine 8 with a rotor. From the rotor of the turbo-drive 7, the torque is transmitted to the load device 9, which, for example, can be an electric generator and / or a water pump.

Затем закрывается клапан 14 и прекращается подача газообразного кислорода в запальное устройство 2, отрывается клапан 36 продувки линии окислителя запального устройства и снимается напряжение с блока зажигания 6. Газообразный водород поступает через клапан 10 в запальное устройство 2 для его охлаждения на протяжении всего времени работы энергоустановки.Then, the valve 14 is closed and the supply of gaseous oxygen to the ignition device 2 is stopped, the purge valve 36 of the oxidizer line of the ignition device is opened and the voltage is removed from the ignition unit 6. Gaseous hydrogen enters through the valve 10 to the ignition device 2 to cool it throughout the entire operation of the power plant.

При выходе на номинальный режим работы энергоустановки открываются клапаны 22, 24, 26, после чего расходы воды в смесительную головку 3, рубашку охлаждения камеры сгорания 4 и смеситель 5 парогенератора 1 увеличиваются на величину расходов через дросселирующие устройства 21, 23 и 25 соответственно и расход воды достигает величины на номинальном режиме. Закрывается клапан 36 продувки линии окислителя запального устройства.Upon reaching the nominal operation mode of the power plant, valves 22, 24, 26 open, after which the water flow rate to the mixing head 3, the cooling jacket of the combustion chamber 4 and the mixer 5 of the steam generator 1 are increased by the flow rate through the throttling devices 21, 23, and 25, respectively, and the water flow rate reaches a value in nominal mode. The purge valve 36 of the oxidizer line of the igniter closes.

Затем открывается клапан 12 и расход газообразного водорода в смесительную головку 3 парогенератора 1 возрастает на величину расхода через дросселирующее устройство 13. Далее открывается клапан 16 и расход газообразного кислорода также возрастает на величину расхода через дросселирующее устройство 17.Then, the valve 12 opens and the flow of hydrogen gas to the mixing head 3 of the steam generator 1 increases by the flow rate through the throttling device 13. Next, the valve 16 opens and the flow of gaseous oxygen also increases by the flow rate through the throttling device 17.

С целью регулирования расхода пара на турбопривод 7 предусмотрен дроссель 41 перепуска пара мимо него.In order to regulate the flow of steam to the turbo 7, a throttle 41 for passing steam past it is provided.

При возникновении аварийных ситуаций предусмотрен клапан аварийного сброса пара 38 перед турбоприводом 42.In case of emergency, an emergency steam relief valve 38 is provided in front of the turbo drive 42.

При запуске энергоустановки, когда подача дополнительных компонентов топлива и воды выполняется регулируемо, дроссели подачи газообразного водорода и кислорода 27 и 28 соответственно и регуляторы 29 и 30 подачи воды в рубашку охлаждения камеры сгорания 4 и смеситель 5 парогенератора 1 соответственно настроены на минимальный расход.When starting the power plant, when the supply of additional components of fuel and water is regulated, the throttle supply of gaseous hydrogen and oxygen 27 and 28, respectively, and the regulators 29 and 30 of the water supply to the cooling jacket of the combustion chamber 4 and the mixer 5 of the steam generator 1, respectively, are set to the minimum flow rate.

При выходе на номинальный режим работы энергоустановки открываются клапаны 24, 26, после чего расходы воды в рубашку охлаждения камеры сгорания 4 и смеситель 5 парогенератора 1 увеличиваются на величину минимальных расходов через регуляторы 29 и 30. Далее открываются клапаны 12 и 16, и расход газообразных водорода и кислорода возрастает на величину минимальных настроек дросселей 27 и 28 соответственно.Upon reaching the nominal operation mode of the power plant, valves 24, 26 are opened, after which the water flow into the cooling jacket of the combustion chamber 4 and the mixer 5 of the steam generator 1 are increased by the minimum flow rate through the regulators 29 and 30. Next, the valves 12 and 16 are opened, and the flow rate of hydrogen gas and oxygen increases by the minimum settings of the chokes 27 and 28, respectively.

После подаются команды на приводы регуляторов 29, 30 и дросселей 27, 28, которые выводят энергоустановку на номинальный режим и обеспечивают регулирование необходимых расходов компонентов топлива и воды во время работы.After that, commands are sent to the actuators of the regulators 29, 30 and chokes 27, 28, which bring the power plant to the nominal mode and provide regulation of the necessary flow rates of the fuel and water components during operation.

В остальном запуск энергоустановки, когда подача дополнительных компонентов топлива и воды выполняется регулируемо, аналогичен запуску при нерегулируемой подаче дополнительных компонентов топлива и воды.Otherwise, the launch of the power plant, when the supply of additional components of fuel and water is carried out in a controlled manner, is similar to the start-up with uncontrolled supply of additional components of fuel and water.

Таким образом, благодаря использованию изобретения, повышается долговечность конструкции при запуске с малым временем выхода на основной режим.Thus, through the use of the invention, the durability of the structure at startup with a short exit time to the main mode is increased.

Claims (4)

1. Способ запуска водородной паротурбинной энергоустановки, основанный на продувке полостей и магистралей нейтральным газом, поэтапной подаче компонентов топлива и воды в энергоустановку, отличающийся тем, что запуск осуществляют при сниженном расходе компонентов топлива, не более 80% от номинального, в процессе запуска регулируют расход пара через турбину, изменяя мощность на выходном валу, а при выходе на номинальный режим подают дополнительные компоненты топлива и воды.1. The method of starting a hydrogen steam-turbine power plant, based on purging cavities and highways with neutral gas, phased supply of fuel and water components to a power plant, characterized in that the start-up is carried out at a reduced consumption of fuel components, not more than 80% of the nominal one, during the start-up process they control the flow steam through the turbine, changing the power on the output shaft, and when reaching the nominal mode, additional fuel and water components are supplied. 2. Устройство для реализации способа по п.1, включающее парогенератор, запальник, турбопривод, систему продувки нейтральным газом и системы подачи компонентов топлива и воды, отличающееся тем, что по линии подачи компонентов топлива и воды установлены дополнительные дросселирующие устройства, между парогенератором и турбоприводом установлен регулируемый дроссель перепуска пара, а непосредственно на входе турбопривода установлен клапан аварийного сброса пара.2. A device for implementing the method according to claim 1, comprising a steam generator, an ignitor, a turbo drive, a neutral gas purge system, and a fuel and water component supply system, characterized in that additional throttling devices are installed along the fuel and water component supply line between the steam generator and the turbo drive An adjustable steam bypass throttle is installed, and an emergency steam relief valve is installed directly at the turbo inlet. 3. Способ запуска водородной паротурбинной энергоустановки, основанный на продувке полостей и магистралей нейтральным газом, поэтапной подаче компонентов топлива и воды в энергоустановку, отличающийся тем, что запуск осуществляют при сниженном расходе компонентов топлива, не более 80% от номинального, в процессе запуска регулируют расход пара через турбину, изменяя мощность на выходном валу, а при выходе на номинальный режим подают регулируемо дополнительные компоненты топлива и воды.3. A method of starting a hydrogen steam-turbine power plant, based on purging cavities and highways with neutral gas, stage-by-stage supply of fuel and water components to a power plant, characterized in that the start-up is carried out at a reduced consumption of fuel components, not more than 80% of the nominal one, during the start-up process they regulate the flow steam through the turbine, changing the power on the output shaft, and when reaching the nominal mode, additional fuel and water components are regulated. 4. Устройство для реализации способа по п.3, включающее парогенератор, запальник, турбопривод, систему продувки нейтральным газом и системы подачи компонентов топлива и воды, отличающееся тем, что по линии подачи компонентов топлива и воды установлены дополнительные регулируемые дроссельные устройства, между парогенератором и турбоприводом установлен регулируемый дроссель перепуска пара, а непосредственно на входе турбопривода установлен клапан аварийного сброса пара. 4. The device for implementing the method according to claim 3, comprising a steam generator, an ignitor, a turbo drive, a neutral gas purge system, and fuel and water component supply systems, characterized in that additional adjustable throttle devices are installed along the fuel and water component supply line, between the steam generator and an adjustable steam bypass throttle is installed in the turbo drive, and an emergency steam relief valve is installed directly at the turbo drive inlet.
RU2012114025/06A 2012-04-10 2012-04-10 Method for start-up of hydrogen steam turbine power plant and device for its realisation (versions) RU2499896C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114025/06A RU2499896C1 (en) 2012-04-10 2012-04-10 Method for start-up of hydrogen steam turbine power plant and device for its realisation (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114025/06A RU2499896C1 (en) 2012-04-10 2012-04-10 Method for start-up of hydrogen steam turbine power plant and device for its realisation (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012114025A RU2012114025A (en) 2013-10-20
RU2499896C1 true RU2499896C1 (en) 2013-11-27

Family

ID=49356854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012114025/06A RU2499896C1 (en) 2012-04-10 2012-04-10 Method for start-up of hydrogen steam turbine power plant and device for its realisation (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2499896C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2142565C1 (en) * 1996-04-18 1999-12-10 Самарский государственный технический университет Combined-cycle plant
RU92474U1 (en) * 2009-10-19 2010-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" AUTONOMOUS HYDROGEN POWER PLANT
RU2385836C2 (en) * 2008-04-07 2010-04-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт вычислительной техники" (ОАО "НИИВТ") Method of developing hydrogen energy chemical complex and device for its realisation
JP2010101587A (en) * 2008-10-27 2010-05-06 Hitachi Ltd Oxygen burning boiler and method of controlling the same
RU2393358C1 (en) * 2009-01-22 2010-06-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Power insatallation (versions)
EP2431579A2 (en) * 2010-09-21 2012-03-21 Hitachi Ltd. Multipurpose thermal power plant system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2142565C1 (en) * 1996-04-18 1999-12-10 Самарский государственный технический университет Combined-cycle plant
RU2385836C2 (en) * 2008-04-07 2010-04-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт вычислительной техники" (ОАО "НИИВТ") Method of developing hydrogen energy chemical complex and device for its realisation
JP2010101587A (en) * 2008-10-27 2010-05-06 Hitachi Ltd Oxygen burning boiler and method of controlling the same
RU2393358C1 (en) * 2009-01-22 2010-06-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Power insatallation (versions)
RU92474U1 (en) * 2009-10-19 2010-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" AUTONOMOUS HYDROGEN POWER PLANT
EP2431579A2 (en) * 2010-09-21 2012-03-21 Hitachi Ltd. Multipurpose thermal power plant system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012114025A (en) 2013-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8671658B2 (en) Oxidizing fuel
RU2641776C2 (en) Controlling means for turbine with multiple combustion chamber
JP2009197800A (en) Power generation system including exhaust gas temperature adjusting device and system for controlling temperature of exhaust gas
US9279364B2 (en) Multi-combustor turbine
RU2562686C2 (en) Operating method of power plant in standby mode (versions), and power plant
US20100319359A1 (en) System and method for heating turbine fuel in a simple cycle plant
JP7291090B2 (en) gas turbine combustor
EP3447274B1 (en) Electric power-assisted liquid-propellant rocket propulsion system
JP2007205353A (en) Device and method for starting ramjet/scramjet engine
JP2009185813A (en) Device and method for starting of power generation plant
US10526966B2 (en) Gas turbine efficiency and power augmentation improvements utilizing heated compressed air and steam injection
CN101592085A (en) The method of combustion gas turbine is used to turn round
RU2488903C1 (en) Combustion system of hydrogen in nuclear power plant cycle with temperature control of hydrogen-oxygen steam
RU2602214C2 (en) Method of stationary gas turbine operation, device for gas turbine control and power plant
KR101998193B1 (en) Multistage method for producing a hydrogen-containing gaseous fuel and thermal gas generator plant
US20120285175A1 (en) Steam injected gas turbine engine
JPH10251671A (en) Composite generation system
RU2499896C1 (en) Method for start-up of hydrogen steam turbine power plant and device for its realisation (versions)
US9914642B2 (en) Method for producing hydrogen-containing gaseous fuel and thermal gas-generator plant
JP2003056364A (en) Gas-fired gas turbine power generating facility
RU2451202C1 (en) Method of augmenting liquid-propellant rocket engine thrust and liquid-propellant rocket engine
JP4196477B2 (en) Expander cycle engine using catalytic gas generator
JPS6179856A (en) Method of starting turbo-compressor
WO2017011151A1 (en) Gas turbine efficiency and power augmentation improvements utilizing heated compressed air and steam injection
RU158449U1 (en) LIQUID ROCKET ENGINE WITHOUT BURNING THE GENERAL GAS

Legal Events

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

Effective date: 20180411