RU2620610C1 - Work method of combined cycle gas turbine power plant - Google Patents
Work method of combined cycle gas turbine power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620610C1 RU2620610C1 RU2016105066A RU2016105066A RU2620610C1 RU 2620610 C1 RU2620610 C1 RU 2620610C1 RU 2016105066 A RU2016105066 A RU 2016105066A RU 2016105066 A RU2016105066 A RU 2016105066A RU 2620610 C1 RU2620610 C1 RU 2620610C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- pressure cylinder
- water vapor
- low
- steam
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях.The invention relates to energy and can be used at thermal power plants.
Известен аналог - способ работы парогазовой установки электростанции (см. Буров В.Д., Дорохов Е.В., Елизаров Д.П. и др. Тепловые электрические станции. М.: Издательство МЭИ, 2007, рис. 15.12, с. 388), по которому органическое топливо и сжатый в турбокомпрессоре атмосферный воздух подают в камеру сгорания газотурбинной установки, где осуществляется процесс горения органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания, продукты сгорания смешивают с вторичным воздухом, образовавшиеся в процессе смешения газы направляют в газовую турбину, в газовой турбине осуществляется процесс расширения газов и совершается работа газотурбинного цикла, затрачиваемая на привод турбокомпрессора и электрогенератора, отработавшие в газовой турбине газы направляют в котел-утилизатор, в котле-утилизаторе в процессе охлаждения газов генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину конденсационного типа, состоящую из цилиндра высокого давления и цилиндра низкого давления, а отработавшие газы отводят в атмосферу, в паровой турбине конденсационного типа осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора, отработавший в паровой турбине водяной пар отводят в конденсатор, где в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют конденсацию водяного пара, образовавшийся в конденсаторе конденсат насосом подают в котел-утилизатор. Данный способ принят за прототип.The analogue is known - the method of operation of a combined cycle plant of a power plant (see Burov V.D., Dorokhov E.V., Elizarov D.P. et al. Thermal power plants. M.: MEI Publishing House, 2007, Fig. 15.12, p. 388 ), in which fossil fuels and atmospheric air compressed in a turbocompressor are fed into the combustion chamber of a gas turbine installation, where the combustion of fossil fuels with the formation of combustion products heated to a high temperature is carried out, the combustion products are mixed with secondary air, the directional gases formed during the mixing process They are injected into a gas turbine, a gas expansion process is carried out in the gas turbine and the gas turbine cycle is executed, it is expended on the drive of the turbocompressor and electric generator, the gases exhausted in the gas turbine are sent to the recovery boiler, in the recovery boiler during the cooling of the gases water vapor and water vapor are generated fed into a steam turbine of a condensation type, consisting of a high pressure cylinder and a low pressure cylinder, and the exhaust gases are discharged into the atmosphere, in a steam turbine of a condensation type There is a process of expansion of water vapor and the useful work of the steam-power cycle is carried out, spent on the drive of an electric generator, the steam that is spent in a steam turbine is diverted to a condenser, where during the heat exchange with circulating water, water vapor is condensed, the condensate formed in the condenser is pumped to the recovery boiler . This method is adopted as a prototype.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при реализации известного способа работы парогазовой установки электростанции, принятого за прототип, относится то, что парогазовая установка электростанции обладает пониженной надежностью и экономичностью работы, так как не производится промежуточный перегрев частично отработавшего в цилиндре низкого давления (ЦНД) паровой турбины конденсационного типа водяного пара. При отсутствии промежуточного перегрева повышается влажность водяного пара на выходе из ЦНД паровой турбины конденсационного типа, что снижает ее надежность вследствие эрозионного износа лопаток последних ступеней ЦНД. При этом снижается экономичность работы паровой турбины конденсационного типа, так как не производится дополнительный подвод теплоты к водяному пару в паросиловом цикле. Таким образом, при отсутствии промежуточного перегрева частично отработавшего в ЦНД паровой турбины водяного пара снижаются надежность и экономичность работы паровой турбины конденсационного типа и парогазовой установки электростанции.For the reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when implementing the known method of operation of a combined cycle plant of a power plant adopted as a prototype, the combined cycle plant of a power plant has reduced reliability and cost-effectiveness, since there is no intermediate overheating of the partially spent low-pressure cylinder (LPC) ) steam turbine condensing type water vapor. In the absence of intermediate overheating, the humidity of water vapor at the outlet of the low-pressure cylinder of a condensing type steam increases, which reduces its reliability due to erosive wear of the blades of the last stages of the low-pressure cylinder. This reduces the efficiency of the condensing type steam turbine, since there is no additional supply of heat to water vapor in the steam-power cycle. Thus, in the absence of intermediate overheating of the steam turbine partially exhausted in the low-pressure cylinder, the reliability and efficiency of the condensing-type steam turbine and the combined cycle plant of a power plant are reduced.
Технический результат - повышение надежности и экономичности работы парогазовой установки электростанции путем увеличения степени сухости и располагаемого теплоперепада водяного пара, частично отработавшего в цилиндре низкого давления паровой турбины конденсационного типа, и увеличения коэффициента полезного действия газотурбинной установки за счет снижения работы сжатия в двухступенчатом турбокомпрессоре газотурбинной установки.The technical result is to increase the reliability and efficiency of the combined cycle plant of a power plant by increasing the degree of dryness and available heat transfer of water vapor partially spent in a condensing type steam turbine low pressure cylinder and increasing the efficiency of a gas turbine installation by reducing the compression work in a two-stage turbocompressor of a gas turbine installation.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе работы парогазовой установки электростанции, по которому органическое топливо и сжатый в турбокомпрессоре атмосферный воздух подают в камеру сгорания газотурбинной установки, где осуществляется процесс горения органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания, продукты сгорания смешивают с вторичным воздухом, образовавшиеся в процессе смешения газы направляют в газовую турбину, в газовой турбине осуществляется процесс расширения газов и совершается работа газотурбинного цикла, затрачиваемая на привод турбокомпрессора и электрогенератора, отработавшие в газовой турбине газы направляют в котел-утилизатор, в котле-утилизаторе в процессе охлаждения газов генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину конденсационного типа, состоящую из цилиндра высокого давления и цилиндра низкого давления, а отработавшие газы отводят в атмосферу, в паровой турбине конденсационного типа осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора, отработавший в паровой турбине водяной пар отводят в конденсатор, где в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют конденсацию водяного пара, образовавшийся в конденсаторе конденсат насосом подают в котел-утилизатор, особенность заключается в том, что дополнительно используют двухступенчатый турбокомпрессор со ступенями низкого и высокого давления, при этом осуществляют промежуточный перегрев частично отработавшего в цилиндре низкого давления паровой турбины конденсационного типа водяного пара перед подачей его в последние ступени цилиндра низкого давления теплотой воздуха, нагретого в процессе сжатия в ступени низкого давления двухступенчатого турбокомпрессора газотурбинной установки.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of operation of a combined cycle plant of a power plant, in which organic fuel and atmospheric air compressed in a turbocharger are supplied to the combustion chamber of a gas turbine installation, where the combustion process of organic fuel is carried out with the formation of combustion products heated to a high temperature, the combustion products are mixed with secondary air, the gases formed during the mixing process are sent to a gas turbine, to a gas the gas expansion process is performed and the gas-turbine cycle is executed, it is expended on the drive of the turbocharger and electric generator, the gases exhausted in the gas turbine are sent to the recovery boiler, water is generated in the recovery boiler in the course of gas cooling, the steam is supplied to the condensation type steam turbine, consisting of a high-pressure cylinder and a low-pressure cylinder, and the exhaust gases are vented to the atmosphere, an expansion process is carried out in a condensation-type steam turbine steam and the useful work of the steam-power cycle takes place, spent on the electric generator drive, the steam that is spent in the steam turbine is diverted to the condenser, where during the heat exchange with the circulating water, water vapor is condensed, the condensate formed in the condenser is pumped to the recovery boiler, the feature is in that they additionally use a two-stage turbocharger with stages of low and high pressure, while intermediate overheating is partially carried out from operated in a low pressure cylinder of a steam turbine of the condensing type of water vapor before supplying it to the last stages of the low pressure cylinder with the heat of air heated during compression in the low pressure stage of a two-stage turbocompressor of a gas turbine installation.
Для повышения надежности и экономичности работы парогазовой установки электростанции предлагается осуществлять промежуточный перегрев частично отработавшего в ЦНД паровой турбины конденсационного типа водяного пара теплотой воздуха, нагретого в результате процесса сжатия в ступени низкого давления двухступенчатого турбокомпрессора газотурбинной установки. Промежуточный перегрев водяного пара частично отработавшего в ЦНД позволяет увеличить степень сухости водяного пара на выходе из последних ступеней ЦНД, что повышает надежность работы паровой турбины конденсационного типа за счет снижения эрозионного износа лопаток последних ступеней ЦНД. При этом повышается располагаемый теплоперепад водяного пара за счет подвода к нему дополнительной теплоты, что увеличивает мощность паровой турбины конденсационного типа. Кроме того, охлаждение воздуха перед подачей его в ступень высокого давления двухступенчатого турбокомпрессора газотурбинной установки позволяет уменьшить потребляемую турбокомпрессором мощность вследствие снижения удельного объема воздуха, увеличить полезную работу газовой турбины и коэффициент полезного действия газотурбинной установки.To increase the reliability and efficiency of the combined cycle plant of the power plant, it is proposed to carry out an intermediate overheat of a steam condenser partially exhausted in the low-pressure cylinder of a condensing type steam with the heat of air heated as a result of compression in a low-pressure stage of a two-stage turbocompressor of a gas turbine installation. The intermediate overheating of water vapor partially spent in the low-pressure cylinder allows to increase the degree of dryness of water vapor at the outlet of the last stages of the low-pressure cylinder, which increases the reliability of the steam turbine of the condensation type by reducing the erosive wear of the blades of the last stages of the low-pressure cylinder. At the same time, the available heat transfer of water vapor increases due to the supply of additional heat to it, which increases the capacity of a condensing type steam turbine. In addition, cooling the air before supplying it to the high pressure stage of a two-stage turbocompressor of a gas turbine installation allows reducing the power consumed by the turbocompressor due to a decrease in the specific volume of air, increasing the useful work of a gas turbine and the efficiency of a gas turbine installation.
На чертеже представлена схема парогазовой установки электростанции, реализующая предлагаемый способ, где показаны:The drawing shows a diagram of a combined cycle plant of a power plant that implements the proposed method, which shows:
газотурбинная установка, включающая газовую турбину 1, двухступенчатый турбокомпрессор, состоящий из ступени низкого давления 2 и из ступени высокого давления 3, камеру сгорания 4 и электрогенератор 5, промежуточный воздухоохладитель 6, котел-утилизатор 7, и паротурбинная установка, включающая паровую турбину конденсационного типа 8 с конденсатором 9, электрический генератор 10 и насос 11. Паровая турбина конденсационного типа 8 состоит из цилиндра высокого давления (ЦВД) и цилиндра низкого давления (ЦНД).a gas turbine installation including a gas turbine 1, a two-stage turbocompressor consisting of a low pressure stage 2 and a
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Атмосферный воздух подают в ступень низкого давления 2 двухступенчатого турбокомпрессора, где осуществляется процесс сжатия воздуха. В процессе сжатия воздух нагревается. Подогретый воздух направляют в греющий тракт промежуточного воздухоохладителя 6, в нагреваемый тракт которого подают отработавший в ЦВД и частично отработавший в ЦНД паровой турбины конденсационного типа 8 водяной пар. В процессе теплообмена между воздухом и водяным паром в промежуточном воздухоохладителе 6 водяной пар перегревают, а воздух охлаждают. Охлажденный в промежуточном воздухоохладителе 6 воздух подают в ступень высокого давления 3 двухступенчатого турбокомпрессора, а перегретый водяной пар направляют в последние ступени ЦНД паровой турбины конденсационного типа 8. В ступени высокого давления 3 двухступенчатого турбокомпрессора воздух сжимают до необходимого давления, после чего направляют в камеру сгорания 4, куда также подают органическое топливо. В камере сгорания 4 осуществляют сгорание органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания. Образовавшиеся в камере сгорания 4 продукты сгорания смешивают с вторичным воздухом. Смесь продуктов сгорания с вторичным воздухом (газы) направляют в газовую турбину 1, в которой осуществляется работа газотурбинного цикла, затрачиваемая на привод электрогенератора 5 и двухступенчатого турбокомпрессора, состоящего из ступени низкого давления 2 и из ступени высокого давления 3. Отработавшие в газовой турбине газы подают в котел-утилизатор 7, где в процессе охлаждения газов генерируется водяной пар. Отработавшие в котле-утилизаторе 7 газы отводят в атмосферу, а водяной пар направляют в паровую турбину конденсационного типа 8. В паровой турбине конденсационного типа 8 осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора 10. При этом водяной пар последовательно расширяется в ЦВД, в первых ступенях ЦНД и направляется в промежуточный воздухоохладитель 6, где перегревается до заданной температуры и подается в последние ступени ЦНД паровой турбины конденсационного типа 8. Отработавший в паровой турбине конденсационного типа 8 водяной пар подают в конденсатор 9, в котором осуществляют процесс конденсации водяного пара, после чего образовавшийся в конденсаторе конденсат насосом 11 направляют в котел-утилизатор 7.Atmospheric air is supplied to the low pressure stage 2 of a two-stage turbocharger, where the air compression process is carried out. During compression, the air heats up. The heated air is sent to the heating path of the
Таким образом, перегрев водяного пара, частично отработавшего в первых ступенях ЦНД паровой турбины конденсационного типа, в промежуточном воздухоохладителе теплотой воздуха, сжатого в ступени низкого давления турбокомпрессора газотурбинной установки, позволяет повысить надежность и экономичность работы парогазовой установки электростанции путем увеличения степени сухости и располагаемого теплоперепада водяного пара и повысить коэффициент полезного действия газотурбинной установки за счет снижения работы сжатия в турбокомпрессоре газотурбинной установки.Thus, the overheating of water vapor, partially spent in the first stages of the low-pressure cylinder of a condensing type steam, in the intermediate air cooler with the heat of air compressed in the low pressure stage of the turbocompressor of a gas turbine installation, can improve the reliability and efficiency of the combined cycle plant of a power plant by increasing the degree of dryness and available heat transfer of water steam and increase the efficiency of a gas turbine unit by reducing the compression work in a turbocompress gas turbine unit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016105066A RU2620610C1 (en) | 2016-02-15 | 2016-02-15 | Work method of combined cycle gas turbine power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016105066A RU2620610C1 (en) | 2016-02-15 | 2016-02-15 | Work method of combined cycle gas turbine power plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2620610C1 true RU2620610C1 (en) | 2017-05-29 |
Family
ID=59031839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016105066A RU2620610C1 (en) | 2016-02-15 | 2016-02-15 | Work method of combined cycle gas turbine power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620610C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2693567C1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-07-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method of operation of steam-gas plant of power plant |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4424668A (en) * | 1981-04-03 | 1984-01-10 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Combined gas turbine and steam turbine power station |
SU1560733A1 (en) * | 1988-01-19 | 1990-04-30 | Научно-Производственное Объединение По Исследованию И Проектированию Энергетического Оборудования Им.И.И.Ползунова | Steam-gas plant |
RU2253917C2 (en) * | 2003-01-27 | 2005-06-10 | Закрытое акционерное общество "Агентство регионального развития" | Mode of exploiting of an atomic steam-turbine plant and an installation for executing it |
US20120256420A1 (en) * | 2010-12-30 | 2012-10-11 | Alstom Technology Ltd | Saturated steam thermodynamic cycle for a turbine and an associated installation |
RU2525569C2 (en) * | 2012-09-10 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный университет | Combined-cycle topping plant for steam power plant with subcritical steam parameters |
-
2016
- 2016-02-15 RU RU2016105066A patent/RU2620610C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4424668A (en) * | 1981-04-03 | 1984-01-10 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Combined gas turbine and steam turbine power station |
SU1560733A1 (en) * | 1988-01-19 | 1990-04-30 | Научно-Производственное Объединение По Исследованию И Проектированию Энергетического Оборудования Им.И.И.Ползунова | Steam-gas plant |
RU2253917C2 (en) * | 2003-01-27 | 2005-06-10 | Закрытое акционерное общество "Агентство регионального развития" | Mode of exploiting of an atomic steam-turbine plant and an installation for executing it |
US20120256420A1 (en) * | 2010-12-30 | 2012-10-11 | Alstom Technology Ltd | Saturated steam thermodynamic cycle for a turbine and an associated installation |
RU2525569C2 (en) * | 2012-09-10 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный университет | Combined-cycle topping plant for steam power plant with subcritical steam parameters |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2693567C1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-07-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method of operation of steam-gas plant of power plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2551458C2 (en) | Combined heat system with closed loop for recuperation of waste heat and its operating method | |
RU2010139511A (en) | METHOD FOR ENERGY PRODUCTION BY IMPLEMENTING THERMODYNAMIC CYCLES WITH HIGH PRESSURE WATER VAPOR AND MODERATE TEMPERATURE | |
RU2009139900A (en) | METHOD FOR ENERGY PRODUCTION USING A GAS TURBINE OPERATING ON SOLID FUEL AND USING FUEL GAS HEAT, AND EQUIPMENT FOR IMPLEMENTING THIS METHOD | |
RU2620610C1 (en) | Work method of combined cycle gas turbine power plant | |
RU2611138C1 (en) | Method of operating combined-cycle power plant | |
RU2412359C1 (en) | Operating method of combined cycle plant | |
RU2596293C2 (en) | Method of recycling energy of geothermal water | |
RU2409746C2 (en) | Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine | |
RU2561770C2 (en) | Operating method of combined-cycle plant | |
RU2693567C1 (en) | Method of operation of steam-gas plant of power plant | |
RU2756940C1 (en) | Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant | |
RU167924U1 (en) | Binary Combined Cycle Plant | |
RU2309264C1 (en) | Method of power generation in steam-gas power plant | |
RU2784165C1 (en) | Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant | |
RU2806956C1 (en) | Method for operation of combined cycle unit of power plant | |
RU2740670C1 (en) | Method of operation of steam-gas plant of power plant | |
RU2756880C1 (en) | Combined gas and steam unit of a power plant with parallel operation | |
RU2395695C1 (en) | Operating method of combined cycle plant | |
RU2793046C1 (en) | Combined cycle power plant unit | |
RU2562735C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
RU2533593C1 (en) | Combined-cycle plant with steam turbine drive of compressor and high-pressure steam generator | |
RU2011113174A (en) | METHOD OF OPERATION OF STEAM-GAS INSTALLATION | |
RU2775732C1 (en) | Oxygen-fuel power plant | |
RU2555609C2 (en) | Combined cycle cooling unit operating method and device for its implementation | |
RU2806955C1 (en) | Combined cycle power plant unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190216 |