RU2686541C1 - Steam-gas plant - Google Patents

Steam-gas plant Download PDF

Info

Publication number
RU2686541C1
RU2686541C1 RU2018121583A RU2018121583A RU2686541C1 RU 2686541 C1 RU2686541 C1 RU 2686541C1 RU 2018121583 A RU2018121583 A RU 2018121583A RU 2018121583 A RU2018121583 A RU 2018121583A RU 2686541 C1 RU2686541 C1 RU 2686541C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
evaporator
condenser
recuperator
turbine
Prior art date
Application number
RU2018121583A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Никитович Галашов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический 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 автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2018121583A priority Critical patent/RU2686541C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2686541C1 publication Critical patent/RU2686541C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/04Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to heat engineering, namely to installations with more than two motors supplying power to external consumers and operating on different working bodies with thermally coupled engine cycles, and is intended for use at thermal power plants. Steam-gas plant comprises gas turbine plant connected by gas duct with waste heat boiler, which is equipped with gas duct for discharge of gases into stack, and in which interconnected heating surfaces of economizer, evaporator and superheater are built-in, which is connected via steam line with high-pressure steam turbine. First recuperator by steam line is connected to condenser-evaporator, which is connected to first pump by water line, and the low-pressure steam turbine by one steam line through the first recuperator is connected to the condenser-evaporator, and the other through the second recuperator is connected to the condenser, which through the second pump is connected to the second recuperator via the water line. Additionally, heating surfaces of an intermediate superheater are built in the heat recovery steam generator. High-pressure steam turbine via intermediate superheater by steam line is connected to medium-pressure steam turbine, which is connected to first recuperator by steam line, at that cooler-heater is connected with the first pump and economizer of waste-heat boiler and pipelines with condenser-evaporator and with second recuperator. Medium pressure turbine by one steam line is connected to the first recuperator, and by another steam line with heater, which is connected with cooler-heater and condenser-evaporator by pipelines, and by water line with the third pump, which is connected to condenser-evaporator. High, intermediate and low pressure steam turbines are connected through a common shaft to an electric generator.
EFFECT: increasing power and efficiency of electric power generation.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к установкам с более чем двумя двигателями, подающими энергию внешним потребителям и работающими на разных рабочих телах с термодинамическими связанными циклами двигателей, и предназначено для использования на тепловых электростанциях.The invention relates to a power system, in particular to installations with more than two engines that supply energy to external consumers and operate on different working fluids with thermodynamic coupled engine cycles, and is intended for use in thermal power plants.

Известна парогазовая установка с двумя циклами на разных рабочих телах в паротурбинной части [RU 2542621 С2, МПК F01K 21/04 (2006.01), опубл. 20.02.2015], содержащая газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, в который встроены связанные между собой поверхности нагрева экономайзера, испарителя и пароперегревателя, который паропроводом связан с паровой турбиной высокого давления, причем конденсатор-испаритель водопроводом через первый насос связан с экономайзером котла-утилизатора, который снабжен газоходом для отвода газов в дымовую трубу. Паровая турбина низкого давления паропроводом через рекуператор связана с конденсатором, который через второй насос водопроводом связан с рекуператором. Паровая турбина высокого давления валопроводом связана с паровой турбиной низкого давления, которая связана с электрическим генератором. Паровая турбина высокого давления паропроводом связана с конденсатором-испарителем, который водопроводом связан с первым насосом. Встроенный в котел-утилизатор второй пароперегреватель паропроводами связан с паровой турбиной низкого давления и конденсатором-испарителем, который водопроводом связан с встроенным в котел-утилизатор вторым экономайзером, который водопроводом связан с рекуператором.Known combined-cycle plant with two cycles on different working fluids in the steam-turbine part [RU 2542621 С2, МПК F01K 21/04 (2006.01), publ. 20.02.2015], containing a gas turbine installation connected by a duct to a waste-heat boiler, which has interconnected heating surfaces of an economizer, an evaporator and a steam superheater, which is connected to a high-pressure steam turbine by means of a first pump and an economizer waste heat boiler, which is equipped with a flue to exhaust gases into the chimney. The low-pressure steam turbine is connected to the condenser by means of a steam line through a heat exchanger, which is connected to the heat exchanger through a second pump. The high-pressure steam turbine is connected to a low-pressure steam turbine, which is connected to an electric generator. The high-pressure steam turbine with a steam line is connected to a condenser-evaporator, which is connected to the first pump by a water pipe. The second steam superheater built into the waste-heat boiler is connected to a low-pressure steam turbine and an evaporator-condenser, which is connected to a second economizer built-in to the heat-recovery boiler, which is connected to a recuperator.

Наличие в котле-утилизаторе второго пароперегревателя и второго экономайзера для подвода тепла к рабочему телу второго цикла уменьшает подведенное тепло в котле-утилизаторе к рабочему телу в первом цикле, и, таким образом, уменьшает произведенную мощность и КПД первого цикла. В связи с тем, что мощность и КПД первого цикла выше, чем второго, так как в нем тепло к рабочему телу подводится при более высокой температуре, и нет отвода тепла в окружающую среду, то в целом для установки происходит снижение мощности и КПД по производству электроэнергии. При этом котел-утилизатор имеет сложную конструкцию, что увеличивает капитальные затраты в него и снижает надежность его работы.The presence in the recovery boiler of the second superheater and second economizer for supplying heat to the working body of the second cycle reduces the summed heat in the recovery boiler to the working body in the first cycle, and thus reduces the output power and efficiency of the first cycle. Due to the fact that the power and efficiency of the first cycle is higher than the second one, since in it heat is supplied to the working fluid at a higher temperature, and there is no heat removal to the environment, in general, the installation has a reduction in power and production efficiency electricity. At the same time, the recovery boiler has a complex structure, which increases the capital costs of it and reduces the reliability of its operation.

Известна парогазовая установка с двумя циклами на разных рабочих телах в паротурбинной части [RU 2561776 С2, МПК F01K 21/04 (2006.01), опубл. 10.09.2015], содержащая газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, в который встроены связанные между собой поверхности нагрева первого экономайзера, испарителя и пароперегревателя, который паропроводом связан с паровой турбиной высокого давления. Первый рекуператор паропроводом связан с конденсатором-испарителем, который водопроводом через первый насос связан с первым экономайзером котла-утилизатора, который снабжен газоходом для отвода газов в дымовую трубу. Паровая турбина низкого давления одним паропроводом через первый рекуператор связана с конденсатором-испарителем, а другим через второй рекуператор связана с конденсатором, который через второй насос водопроводом связан со вторым рекуператором. В котел-утилизатор дополнительно встроены поверхности нагрева промежуточного пароперегревателя и второго экономайзера. Паровая турбина высокого давления через промежуточный пароперегреватель паропроводом связана с паровой турбиной среднего давления, которая паропроводом связана с первым рекуператором. Второй экономайзер водопроводами связан с конденсатором-испарителем и через третий насос с регенеративным подогревателем, который паропроводом связан с отбором паровой турбины низкого давления, а водопроводом связан со вторым рекуператором. Паровые турбины высокого, среднего и низкого давления через общий вал связаны с электрическим генератором.Known combined-cycle plant with two cycles on different working fluids in the steam turbine part [RU 2561776 C2, IPC F01K 21/04 (2006.01), publ. 10.09.2015], containing a gas turbine installation connected by a flue to the waste-heat boiler, which has interconnected heating surfaces of the first economizer, an evaporator and a steam superheater, which is connected to a high-pressure steam turbine. The first heat exchanger is connected to the evaporator condenser by means of a steam line, which is connected to the first economizer of the heat recovery boiler through the first pump through the first pump, which is equipped with a flue gas duct for flue gas to the chimney. A low-pressure steam turbine is connected through a first heat exchanger with a condenser-evaporator, and another through a second heat exchanger connected with a condenser, which is connected with a second heat exchanger through a second pump. In addition, heating surfaces of the intermediate superheater and the second economizer are built into the waste-heat boiler. A high-pressure steam turbine is connected through a steam superheater to a medium-pressure steam turbine, which is connected to the first recuperator via a steam line. The second economizer is connected to the evaporator-condenser through a third pump with a regenerative heater, which is connected to a low-pressure steam turbine with a steam line and to a second recuperator via a water-supply pipe. Steam turbines of high, medium and low pressure through a common shaft connected to an electric generator.

Наличие в котле-утилизаторе второго экономайзера для подвода тепла к рабочему телу второго цикла уменьшает подведенное тепло в котле-утилизаторе к рабочему телу в первом цикле, и, таким образом, уменьшает произведенную мощность и КПД первого цикла. Кроме того, отвод рабочего тела во втором цикле в отбор турбины низкого давления для подогрева рабочего тела в подогревателе перед вторым экономайзером снижает мощность турбины низкого давления и КПД второго цикла. В результате, в целом для установки происходит снижение мощности и КПД по выработке электроэнергии. При этом котел-утилизатор имеет сложную конструкцию, что увеличивает капитальные затраты в него и снижает надежность его работы.The presence in the recovery boiler of a second economizer for supplying heat to the working fluid of the second cycle reduces the heat input in the waste heat boiler to the operating fluid in the first cycle, and thus reduces the output and efficiency of the first cycle. In addition, the removal of the working fluid in the second cycle in the selection of low-pressure turbine to preheat the working fluid in the preheater before the second economizer reduces the power of the low-pressure turbine and the efficiency of the second cycle. As a result, in general, for the installation, there is a reduction in power and efficiency in power generation. At the same time, the recovery boiler has a complex structure, which increases the capital costs of it and reduces the reliability of its operation.

Известна парогазовая установка с двумя циклами на разных рабочих телах в паротурбинной части [RU 2561780 С2, МПК F01K 21/04 (2006.01), опубл. 10.09.2015], содержащая газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, который снабжен газоходом для отвода газов в дымовую трубу, и в который встроены связанные между собой поверхности нагрева экономайзера, испарителя и пароперегревателя, который паропроводом связан с паровой турбиной высокого давления. Первый рекуператор паропроводом связан с конденсатором-испарителем, который водопроводом связан с первым насосом. Паровая турбина низкого давления одним паропроводом через первый рекуператор связана с конденсатором-испарителем, а другим через второй рекуператор связана с конденсатором, который через второй насос водопроводом связан со вторым рекуператором. В котел-утилизатор дополнительно встроены поверхности нагрева промежуточного пароперегревателя. Паровая турбина высокого давления через промежуточный пароперегреватель паропроводом связана с паровой турбиной среднего давления, которая паропроводом связана с первым рекуператором. Охладитель-подогреватель водопроводами связан с первым насосом и экономайзером котла-утилизатора и трубопроводами - с конденсатором-испарителем и со вторым рекуператором. Паровые турбины высокого, среднего и низкого давления через общий вал связаны с электрическим генератором. Эта установка выбрана в качестве прототипа.Known combined-cycle plant with two cycles on different working fluids in the steam turbine part [RU 2561780 C2, IPC F01K 21/04 (2006.01), publ. 10.09.2015] containing a gas turbine installation connected by a duct to a waste-heat boiler, which is equipped with a duct to divert gases into a chimney, and in which are connected interconnected heating surfaces of an economizer, an evaporator and a superheater, which is connected to a high-pressure steam turbine. The first heat exchanger is connected to the steam condenser-evaporator, which is connected to the first pump by a water pipe. A low-pressure steam turbine is connected through a first heat exchanger with a condenser-evaporator, and another through a second heat exchanger connected with a condenser, which is connected with a second heat exchanger through a second pump. In addition, heating surfaces of the intermediate superheater are built into the waste-heat boiler. A high-pressure steam turbine is connected through a steam superheater to a medium-pressure steam turbine, which is connected to the first recuperator via a steam line. The water heater cooler is connected to the first pump and economizer of the waste-heat boiler and pipelines to the condenser-evaporator and to the second heat exchanger. Steam turbines of high, medium and low pressure through a common shaft connected to an electric generator. This installation is selected as a prototype.

Для обеспечения в конденсаторе-испарителе давления рабочего тела выше атмосферного, для предотвращения присосов воздуха в него, а также для получения высокой температуры пара второго рабочего тела перед турбиной низкого давления (выше 100°С), чтобы получить высокий КПД второго цикла, необходимо иметь высокое давление первого рабочего тела в конденсаторе-испарителе (0,2-0,3 МПа), в результате чего происходит уменьшение работы в турбине среднего давления и, соответственно, снижение мощности турбины среднего давления.To ensure that the working fluid is above atmospheric pressure in the condenser-evaporator, to prevent air from sucking into it, as well as to obtain a high vapor temperature of the second working fluid before the low pressure turbine (above 100 ° C), in order to obtain a high efficiency of the second cycle, it is necessary to have high the pressure of the first working fluid in the condenser-evaporator (0.2-0.3 MPa), resulting in a decrease in work in the medium-pressure turbine and, accordingly, a decrease in the power of the medium-pressure turbine.

Рабочее тело второго цикла после охладителя-подогревателя на входе конденсатора-испарителя имеет низкую температуру (на 50-60 градусов ниже температуры насыщения в конденсаторе-испарителе). В результате этого большая часть тепла конденсирующегося рабочего тела первого цикла в конденсаторе-испарителе идет на подогрев второго рабочего тела до температуры насыщения, что уменьшает расход пара во втором цикле и, соответственно, уменьшает мощность турбины низкого давления.The working fluid of the second cycle after the cooler-heater at the inlet of the condenser-evaporator has a low temperature (50-60 degrees lower than the saturation temperature in the condenser-evaporator). As a result, most of the heat of the condensing working fluid of the first cycle in the condenser-evaporator is heated by the second working fluid to saturation temperature, which reduces the steam consumption in the second cycle and, accordingly, reduces the power of the low-pressure turbine.

Технический результат, обеспечиваемый предложенным изобретением, заключается в увеличение мощности и КПД производства электроэнергии.The technical result provided by the proposed invention is to increase the power and efficiency of electricity production.

Парогазовая установка, также как в прототипе, содержит газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, который снабжен газоходом для отвода газов в дымовую трубу, и в который встроены связанные между собой поверхности нагрева экономайзера, испарителя и пароперегревателя, который паропроводом связан с паровой турбиной высокого давления, причем первый рекуператор паропроводом связан с конденсатором-испарителем, который водопроводом связан с первым насосом, а паровая турбина низкого давления одним паропроводом через первый рекуператор связана с конденсатором-испарителем, а другим через второй рекуператор связана с конденсатором, который через второй насос водопроводом связан со вторым рекуператором, при этом в котел-утилизатор дополнительно встроены поверхности нагрева промежуточного пароперегревателя, а паровая турбина высокого давления через промежуточный пароперегреватель паропроводом связана с паровой турбиной среднего давления, которая паропроводом связана с первым рекуператором, причем охладитель-подогреватель водопроводами связан с первым насосом и экономайзером котла-утилизатора и трубопроводами - с конденсатором-испарителем и со вторым рекуператором, при этом паровые турбины высокого, среднего и низкого давления через общий вал связаны с электрическим генератором.The gas-steam plant, as well as in the prototype, contains a gas-turbine plant connected to the waste-heat boiler by means of a gas flue, which is equipped with a gas flue to exhaust gases into a chimney, and into which are connected the heating surfaces of an economizer, an evaporator and a steam superheater that is connected to a steam turbine high pressure, the first heat exchanger with a steam pipe connected to the condenser-evaporator, which is connected to the first pump by a water pipe, and the low pressure steam turbine with one steam pipe the first heat exchanger is connected to the evaporator-condenser, and the other through the second heat exchanger is connected to the condenser, which is connected to the second heat exchanger through the second pump, while the heating surfaces of the intermediate superheater are further integrated into the waste heat boiler, and the high-pressure steam turbine is connected via an intermediate steam superheater with a medium-pressure steam turbine, which is connected to the first recuperator by a steam line, and the water-to-air cooler-heater is connected to the first pump and economizer of the waste-heat boiler and pipelines with a condenser-evaporator and a second heat exchanger, while high, medium and low pressure steam turbines are connected to an electric generator through a common shaft.

Согласно изобретению первый рекуператор паропроводом связан с отбором паровой турбины среднего давления, а подогреватель паропроводом связан с ее выходом, а также трубопроводами связан с охладителем-подогревателем и конденсатором-испарителем, а водопроводом связан с третьим насосом, который связан с конденсатором-испарителем.According to the invention, the first recuperator is connected with the selection of a medium-pressure steam turbine, and the heater with a steam line is connected to its output, and the pipes are connected to the heater-heater and condenser-evaporator, and the water line is connected to the third pump, which is connected to the condenser-evaporator.

В предложенной парогазовой установке по сравнению с прототипом пар в первый рекуператор идет не с выхода турбины среднего давления, а из отбора, а затем оставшаяся часть пара после дополнительного расширения с выхода турбины идет в подогреватель, в котором нагревает рабочее тело (низкокипящее вещество, например, пентан) второго цикла до температуры на 10-15 градусов ниже температуры насыщения пара первого цикла в конденсаторе-испарителе. Дополнительное расширение оставшейся части пара в турбине среднего давления для подогрева второго рабочего тела в подогревателе позволяет увеличить ее мощность, При этом дополнительный подогрев второго рабочего тела в подогревателе позволяет увеличить расход пара во втором цикле, вырабатываемого в конденсаторе-испарителе, и, таким образом, увеличить мощность турбины низкого давления. В результате чего происходит увеличение КПД парогазовой установки по сравнению с прототипом на 0,2-0,4%.Compared with the prototype, the steam and gas installation in the first heat exchanger does not come from the outlet of the medium pressure turbine, but from the selection, and then the remaining part of the steam after additional expansion from the output of the turbine goes to the preheater in which it heats the working fluid (low-boiling substance, for example, pentane) of the second cycle to a temperature of 10-15 degrees below the saturation temperature of the vapor of the first cycle in the condenser-evaporator. Additional expansion of the remaining steam in the medium-pressure turbine to preheat the second working fluid in the preheater allows increasing its capacity. At the same time, additional heating of the second working fluid in the preheater allows to increase the steam consumption in the second cycle, generated in the evaporator-condenser, and thus increase low pressure turbine power. As a result, there is an increase in the efficiency of the combined-cycle plant compared to the prototype by 0.2-0.4%.

На чертеже представлена схема заявляемой парогазовой установки.The drawing shows the scheme of the proposed combined-cycle plant.

Парогазовая установка содержит газотурбинную установку 1 (ГТУ), связанную газоходом с котлом-утилизатором 2, в который встроены связанные между собой поверхности нагрева экономайзера 3, испарителя 4 и пароперегревателя 5, а также поверхности нагрева промежуточного пароперегревателя 6. Паровые турбины высокого 7, среднего 8 и низкого 9 давления через общий вал связаны с электрическим генератором 10. Пароперегреватель 5 паропроводом связан с паровой турбиной высокого давления 7, которая паропроводом связана с промежуточным пароперегревателем 6, который паропроводом связан с паровой турбиной среднего давления 8. Паровая турбина среднего давления 8 паропроводом связана с первым рекуператором 11, который паропроводом связан с конденсатором-испарителем 12. Конденсатор-испаритель 12 водопроводом связан с первым насосом 13, который водопроводом через охладитель-подогреватель 14 связан с экономайзером 3. Первый рекуператор 11 паропроводом связан с паровой турбиной низкого давления 9, которая паропроводом связана со вторым рекуператором 15, который паропроводом связан с конденсатором 16. Конденсатор 16 водопроводом связан со вторым насосом 17, который водопроводом связан со вторым рекуператором 15. Второй рекуператор 15 трубопроводом связан с охладителем-подогревателем 14, который трубопроводом связан с подогревателем 19, который трубопроводом связан с конденсатором-испарителем 12. Подогреватель 19 паропроводом связан с выходом турбины среднего давления 8, а водопроводом связан с третьим насосом 20, который водопроводом связан с конденсатором-испарителем 12. Котел-утилизатор 2 снабжен газоходом 18 для отвода газов в дымовую трубу.The combined-cycle plant contains a gas-turbine unit 1 (GTU) connected by a duct to the waste-heat boiler 2, into which are connected interconnected heating surfaces of economizer 3, evaporator 4 and steam superheater 5, as well as heating surfaces of intermediate steam superheater 6. Steam turbines of high 7, medium 8 and low pressure 9 through a common shaft connected to an electric generator 10. A superheater 5 with a steam line connected to a high-pressure steam turbine 7, which is connected with an intermediate superheater by a steam line 6, which is connected to the medium pressure steam turbine 8 by the steam line. The medium pressure steam turbine 8 is connected to the first recuperator 11, which is connected to the evaporator condenser 12. The evaporator-condenser 12 is connected to the first pump 13, which is connected through the cooler-heater 14 is connected with economizer 3. The first recuperator 11 with a steam pipe is connected with a low-pressure steam turbine 9, which is connected with a second pipe recuperator 15, which is connected with a condenser 16 with a steam pipe. Water supply bridge 16 is connected to the second pump 17, which is connected to the second heat exchanger 15 by a water line. Second heat exchanger 15 is connected to the cooler-heater 14, which is connected to the heater 19 by a pipeline 19, which is connected to the outlet with a steam line. medium pressure turbines 8, and the water supply is connected to the third pump 20, which is connected to the condenser-evaporator 12 by water supply. The waste-heat boiler 2 is equipped with a gas flue 18 for exhausting gases into the chimney.

Парогазовая установка работает следующим образом. Газы, образующиеся в результате работы газотурбинной установки 1 (ГТУ), с температурой, например, 450-650°С поступают в котел-утилизатор 2, где в экономайзере 3 нагревают первое рабочее тело, например, воду, до кипения, в испарителе 4 превращают ее в насыщенный пар и в пароперегревателе 5 перегревают пар до температуры на 20-30°С ниже температуры газов, поступающих в котел-утилизатор 2. Перегретый пар поступает в паровую турбину высокого давления 7, где вырабатывает механическую мощность, и поступает в промежуточный пароперегреватель 6, где за счет тепла газов нагревается до температуры на 20-30°С ниже температуры газов, поступающих в котел-утилизатор 2. Из промежуточного пароперегревателя 6 перегретый пар поступает в паровую турбину среднего давления 8, где вырабатывает механическую мощность, и при давлении выше атмосферного с температурой 130-150°С из отбора уходит через первый рекуператор 11 в конденсатор-испаритель 12, в котором конденсируется. Образовавшийся конденсат насосом 13 сжимается до около или сверхкритического давления и подается через охладитель-подогреватель 14 в экономайзер 3. В конденсаторе-испарителе 12 за счет тепла конденсирующегося пара нагревается и испаряется второе рабочее тело (низкокипящее вещество, например, пентан), которое перегревается в первом рекуператоре 11 выше температуры насыщения и поступает в паровую турбину низкого давления 9, где вырабатывает механическую мощность, и через второй рекуператор 15 уходит в конденсатор 16, в котором конденсируется. Образовавшийся конденсат вторым насосом 17 сжимается до давления на 30% выше, чем давление в конденсаторе-испарителе 12, и через второй рекуператор 15, охладитель-подогреватель 14 и подогреватель 19 перекачивается в конденсатор-испаритель 12. Пар в подогреватель 19 подается с выхода турбины среднего давления 8, Конденсат пара из подогревателя 19 третьим насосом 20 перекачивается в конденсатор-испаритель 12. Паровые турбины высокого 7, среднего 8 и низкого 9 давления через общий вал передают механическую мощность электрическому генератору 10, который вырабатывает электроэнергию. Отдавшие теплоту газы из котла утилизатора 2 через газоход 18 отводятся в дымовую трубу.Steam and gas installation works as follows. The gases generated by the operation of the gas turbine unit 1 (GTU), with a temperature of, for example, 450-650 ° C, enter the waste heat boiler 2, where in the economizer 3 the first working fluid is heated, for example, water, to a boil, in the evaporator 4 is turned its saturated steam and in the superheater 5 overheat the steam to a temperature 20-30 ° C below the temperature of the gases entering the waste heat boiler 2. The superheated steam enters the high-pressure steam turbine 7, where it produces mechanical power, and enters the intermediate superheater 6 where due to those The gas plate heats up to a temperature of 20-30 ° C below the temperature of the gases entering the waste heat boiler 2. From the intermediate superheater 6, the superheated steam enters the medium-pressure steam turbine 8, where it produces mechanical power, and at a pressure above atmospheric with a temperature of 130- 150 ° C from the selection goes through the first recuperator 11 to the condenser-evaporator 12, in which it is condensed. The condensate formed by the pump 13 is compressed to about or supercritical pressure and is fed through the cooler-heater 14 to the economizer 3. In the condenser-evaporator 12 due to the heat of the condensing steam heats up and evaporates the second working fluid (low-boiling substance, for example, pentane), which is superheated in the first the heat exchanger 11 is above the saturation temperature and enters the low-pressure steam turbine 9, where it produces mechanical power, and through the second heat exchanger 15 goes to the condenser 16, in which it condenses. The condensate formed by the second pump 17 is compressed to a pressure 30% higher than the pressure in the condenser-evaporator 12, and through the second heat exchanger 15, the preheater cooler 14 and the preheater 19 is pumped to the evaporator condenser 12. The steam in the preheater 19 is supplied from the outlet of the medium turbine pressure 8, the steam Condensate from the heater 19 by the third pump 20 is pumped to the condenser-evaporator 12. The steam turbines of high 7, medium 8 and low 9 pressure transfer the mechanical power to the electric generator 10 through a common shaft, which Generates electricity. Giving heat to the gases from the recovery boiler 2 through the duct 18 is discharged into the chimney.

Дополнительное расширение пара в турбине среднего давления 8 для подогрева второго рабочего тела в подогревателе 19 позволяет увеличить ее мощность, а дополнительный подогрев второго рабочего тела в подогревателе 19 позволяет увеличить расход пара, вырабатываемого в конденсаторе-испарителе 12, и, таким образом, увеличить мощность турбины низкого давления 9, что приводит к увеличению мощности и КПД производства электроэнергии.Additional expansion of steam in the medium-pressure turbine 8 for heating the second working fluid in the preheater 19 allows increasing its capacity, and additional heating of the second working fluid in the preheater 19 allows increasing the steam flow generated in the condenser-evaporator 12 and, thus, increasing the power of the turbine low pressure 9, which leads to an increase in power and efficiency of electricity production.

Claims (1)

Парогазовая установка, содержащая газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, который снабжен газоходом для отвода газов в дымовую трубу, и в который встроены связанные между собой поверхности нагрева экономайзера, испарителя и пароперегревателя, который паропроводом связан с паровой турбиной высокого давления, которая через встроенные в котел-утилизатор поверхности нагрева промежуточного пароперегревателя паропроводом связана с паровой турбиной среднего давления, которая паропроводом через первый рекуператор связана с конденсатором-испарителем, который водопроводом связан с первым насосом, который через охладитель-подогреватель водопроводом связан с экономайзером котла-утилизатора, а паровая турбина низкого давления одним паропроводом через первый рекуператор связана с конденсатором-испарителем, а другим через второй рекуператор связана с конденсатором, который через второй насос и второй рекуператор водопроводом связан с охладителем-подогревателем, при этом паровые турбины высокого, среднего и низкого давления через общий вал связаны с электрическим генератором, отличающаяся тем, что паровая турбина среднего давления паропроводом связана с подогревателем, который трубопроводами связан с охладителем-подогревателем и конденсатором-испарителем, а водопроводом - с третьим насосом, который связан с конденсатором-испарителем.A combined-cycle gas turbine plant comprising a gas duct with a waste-heat boiler, which is equipped with a gas duct for exhausting gases into a chimney, and in which are connected interconnected heating surfaces of an economizer, an evaporator and a steam superheater, which is connected to a high-pressure steam turbine through a steam pipe The heating surfaces of the intermediate superheater built into the waste heat boiler are connected to the medium-pressure steam turbine, which is connected to the steam pipe through the first recuperator the torus is connected to a condenser-evaporator, which is connected to the first pump through a water supply system, which is connected to an economizer of the recovery boiler through a cooler-heater, and a low-pressure steam turbine is connected to a condenser-evaporator through a first heat exchanger, and to another through a second heat exchanger a condenser which, through the second pump and the second recuperator, is connected to the cooler-heater through the water supply system, while high, medium and low pressure steam turbines are connected via a common shaft anes to an electric generator, wherein the steam turbine medium pressure steam pipe is associated with a heater, which is connected with piping heater and cooler-condenser-evaporator, and the water supply - with a third pump, which is connected with the condenser-evaporator.
RU2018121583A 2018-06-13 2018-06-13 Steam-gas plant RU2686541C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018121583A RU2686541C1 (en) 2018-06-13 2018-06-13 Steam-gas plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018121583A RU2686541C1 (en) 2018-06-13 2018-06-13 Steam-gas plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2686541C1 true RU2686541C1 (en) 2019-04-29

Family

ID=66430388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018121583A RU2686541C1 (en) 2018-06-13 2018-06-13 Steam-gas plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2686541C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781322C1 (en) * 2021-11-22 2022-10-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Combined-cycle gas turbine on three working bodies

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2548524C2 (en) * 2009-09-15 2015-04-20 Дженерал Электрик Компани Direct-acting evaporator, plant for energy regeneration and method of energy regeneration
RU2561776C2 (en) * 2013-08-08 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Combined-cycle plant
RU2561780C2 (en) * 2013-11-29 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Combined-cycle plant
RU168003U1 (en) * 2016-10-03 2017-01-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Binary Combined Cycle Plant

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2548524C2 (en) * 2009-09-15 2015-04-20 Дженерал Электрик Компани Direct-acting evaporator, plant for energy regeneration and method of energy regeneration
RU2561776C2 (en) * 2013-08-08 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Combined-cycle plant
RU2561780C2 (en) * 2013-11-29 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Combined-cycle plant
RU168003U1 (en) * 2016-10-03 2017-01-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Binary Combined Cycle Plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781322C1 (en) * 2021-11-22 2022-10-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Combined-cycle gas turbine on three working bodies

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110113786A1 (en) Combined cycle power plant with integrated organic rankine cycle device
EP2204554A2 (en) Method for expanding compressor discharge bleed air
US20090094983A1 (en) Steam turbine cycle
RU2691881C1 (en) Thermal power plant
US20200332681A1 (en) Gas turbine plant and operation method therefor
AU2008349706A1 (en) Method for operating a thermodynamic circuit, as well as a thermodynamic circuit
Ohji et al. Steam turbine cycles and cycle design optimization: the Rankine cycle, thermal power cycles, and IGCC power plants
KR20140043283A (en) An organic rankine cycle for mechanical drive applications
KR102011859B1 (en) Energy saving system for using waste heat of ship
US5079909A (en) Combined gas and steam turbine plant with coal gasification
JPH09203304A (en) Compound power generating system using waste as fuel
RU2525569C2 (en) Combined-cycle topping plant for steam power plant with subcritical steam parameters
JP2010038160A (en) System and method for use in combined or rankine cycle power plant
JP3905967B2 (en) Power generation / hot water system
Ohji et al. Steam turbine cycles and cycle design optimization: the Rankine cycle, thermal power cycles, and integrated gasification-combined cycle power plants
WO2004067918A2 (en) Steam ammonia power cycle
RU2728312C1 (en) Method of operation and device of manoeuvrable gas-steam cogeneration plant with steam drive of compressor
RU2409746C2 (en) Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine
RU2686541C1 (en) Steam-gas plant
KR101935637B1 (en) Combined cycle power generation system
RU2752123C1 (en) Thermal power station
RU2561776C2 (en) Combined-cycle plant
EP2472072B1 (en) A saturated steam thermodynamic cycle for a turbine and an associated installation
RU2561780C2 (en) Combined-cycle plant
RU2749800C1 (en) Thermal power station

Legal Events

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

Effective date: 20200614