RU2741994C2

RU2741994C2 - Gas turbine unit

Info

Publication number: RU2741994C2
Application number: RU2019109347A
Authority: RU
Inventors: Денис Сергеевич Шмаков; Роман Александрович Мироненко; Сергей Владимирович Билошапка; Владимир Петрович Митин; Александр Васильевич Суббота; Григорий Петрович Лоцман
Original assignee: Публичное акционерное общество "МОТОР СИЧ" (АО "МОТОР СИЧ")
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2021-02-01
Also published as: RU2019109347A; RU2019109347A3; UA121068C2

Abstract

FIELD: heat power engineering.SUBSTANCE: invention can be used in drives for electric generator. GTU contains air compressor, gas turbine, payload, installed on one shaft, and is characterized by presence of external heater of working medium and device for formation of gas flows during preparation of working medium and cooling of gas turbine plant located between compressor and gas turbine.EFFECT: invention allows modernizing existing gas turbine units for operation on compressed air heated by heat during combustion of any types of fuel, at that, enabling improvement of environmental situation in the GTU operation area due to reduction of emissions to the environment of hazardous substances from fuel combustion.3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетическому машиностроению и может быть использовано для привода полезной нагрузки, в том числе для пиковых энергетических установок в качестве привода для электрогенератора, предназначенного для выработки электроэнергии.The invention relates to thermal power engineering and can be used to drive a payload, including for peak power plants as a drive for an electric generator designed to generate electricity.

Возрастающие темпы потребления топливно-энергетических ресурсов и сокращение запасов углеводородного топлива, особенно жидкого и газообразного, заставляет обратить внимание на более полное использование твердого топлива, вторичных энергетических ресурсов, например, таких как твердые бытовые (ТБО) и биоотходы, в результате термической переработки которых образуется горючий газ (продукт - газ, биогаз), который можно использовать в качестве топлива в газотурбинных установках.The increasing rates of consumption of fuel and energy resources and the reduction of reserves of hydrocarbon fuels, especially liquid and gaseous ones, makes it necessary to pay attention to the fuller use of solid fuels, secondary energy resources, for example, such as solid household waste (MSW) and biowaste, as a result of thermal processing of which combustible gas (product - gas, biogas) that can be used as fuel in gas turbine plants.

Изобретение направлено на реализацию возможности работы ГТУ на различных видах топлива, в том числе твердого топлива и вторичных бытовых ресурсов. Изобретение позволяет модернизировать существующие газотурбинные установки и расширить диапазон технических эффектов достигаемых при использовании установки.The invention is aimed at realizing the possibility of operating a gas turbine unit on various types of fuel, including solid fuel and secondary household resources. The invention makes it possible to modernize existing gas turbine installations and expand the range of technical effects achieved when using the installation.

Известна ГТУ открытого типа с регенерацией и с выносной камерой сгорания избыточного давления [см. Справочник Стационарные газотурбинные установки. Под ред. Л.В. Арсеньева и В.Г. Тырышкина - Л.: Машиностроение, 1989, с. 17].Known GTU open type with regeneration and with a remote combustion chamber of excess pressure [see. Handbook Stationary gas turbine plants. Ed. L.V. Arsenyev and V.G. Tyryshkina - L .: Mechanical Engineering, 1989, p. 17].

Недостатком этой установки является невозможность работы на твердом топливе поскольку продукты сгорания твердых топлив содержат достаточно большое количество твердых частиц и поэтому не могут быть использованы в качестве рабочего тела турбины во избежание повреждений и изнашивания элементов проточной части турбины.The disadvantage of this installation is the impossibility of operating on solid fuel, since the combustion products of solid fuels contain a sufficiently large amount of solid particles and therefore cannot be used as a working fluid of the turbine in order to avoid damage and wear of the elements of the turbine flow path.

Известна ГТУ, используемая в комбинированной электростанции, работающей на твердом топливе, например буром угле, сжигаемом в топке парового котла, содержащая компрессор, турбину и электрогенератор, установленные на одном валу, подогреватель сжатого воздуха, установленный в топочной камере парового котла и подсоединенный к входу турбины. Отходящий воздух турбины используется в качестве дутьевого воздуха парового котла. ГТУ содержит дополнительную топочную камеру с установленным в нем воздухоподогревателем в качестве экранной (радиационной) поверхности нагрева сжатого воздуха [RU 2109970, F02C 3/26, 1998].Known GTU used in a combined power plant operating on solid fuel, such as brown coal, burned in the furnace of a steam boiler, containing a compressor, a turbine and an electric generator mounted on one shaft, a compressed air heater installed in the combustion chamber of a steam boiler and connected to the turbine inlet ... The exhaust air from the turbine is used as the blast air for the steam boiler. The GTU contains an additional combustion chamber with an air heater installed in it as a screen (radiation) surface for heating compressed air [RU 2109970, F02C 3/26, 1998].

К недостаткам этой установки относятся низкий электрический коэффициент полезного действия, конструктивная сложность экранированной топки с керамическими панелями воздухоподогревателя, а также принципиальная невозможность работы на низкокалорийном кусковом топливе, например на древесных отходах, твердых бытовых отходах и пр.The disadvantages of this installation include low electrical efficiency, structural complexity of a shielded furnace with ceramic air heater panels, as well as the fundamental impossibility of operating on low-calorie lump fuel, for example, on wood waste, solid domestic waste, etc.

Известна ГТУ, работающая на твердом топливе, с камерой сгорания в виде атмосферной топки, где тепловая энергия вырабатывается за счет горения топлива на колосниковой решетке [RU 56969, F02C 3/26, 2006].Known GTU, operating on solid fuel, with a combustion chamber in the form of an atmospheric furnace, where thermal energy is generated by burning fuel on the grate [RU 56969, F02C 3/26, 2006].

К недостаткам этой установки относится то, что на колосниковой решетке слой твердого топлива подвергается агломерации и коксованию, что повышает общее гидравлическое сопротивление камеры сгорания.The disadvantages of this installation include the fact that the solid fuel layer on the grate is subject to agglomeration and coking, which increases the overall hydraulic resistance of the combustion chamber.

Известна твердотопливная ГТУ с твердотопливной камерой сгорания, выполненной в виде последовательно установленных газификатора, дожигателя и смесителя, и теплообменником [RU 2545113, F02C1/04; F02C3/26; F02C3/28, 2015]. При этом атмосферный воздух сжимается в компрессоре, нагревается в теплообменнике и поступает в турбину. Горячий воздух с выхода турбины под избыточным давлением разделяется на три потока. Первый поток в количестве, оптимальном для газификации, поступает по трубопроводу в газификатор, в котором из твердого топлива вырабатывается синтез-газ, поступающий в дожигатель, где смешивается со вторым потоком воздуха с выхода турбины до стехиометрического отношения воздух/топливо и полностью сгорает. Остальной воздух (третий поток) поступает по трубопроводу в смеситель, где продукты сгорания синтез-газа доводятся до требуемой по условиям прочности теплообменника температуры.Known solid fuel GTU with a solid fuel combustion chamber made in the form of a gasifier, an afterburner and a mixer installed in series, and a heat exchanger [RU 2545113, F02C1 / 04; F02C3 / 26; F02C3 / 28, 2015]. In this case, atmospheric air is compressed in the compressor, heated in the heat exchanger and enters the turbine. Hot air from the outlet of the turbine under excess pressure is divided into three streams. The first stream in an amount optimal for gasification enters the gasifier through the pipeline, in which synthesis gas is generated from the solid fuel and supplied to the afterburner, where it mixes with the second air stream from the turbine outlet to the stoichiometric air / fuel ratio and completely burns out. The rest of the air (the third stream) enters the mixer through a pipeline, where the products of synthesis gas combustion are brought to the temperature required by the strength of the heat exchanger.

К недостаткам этой установки относится наличие потоков газа с различной температурой, что приводит к неравномерности нагрева деталей и сборочных единиц и возникновению термических напряжений элементов газотурбинной установки. Кроме того, строгое соблюдение стехиометрического отношения воздух/топливо в течение всего процесса вызывает необходимость использовать топливо только одного вида, как по составу, так и по структуре.The disadvantages of this installation include the presence of gas flows with different temperatures, which leads to uneven heating of parts and assembly units and the occurrence of thermal stresses in the elements of the gas turbine installation. In addition, strict adherence to the stoichiometric air / fuel ratio throughout the entire process makes it necessary to use only one type of fuel, both in composition and in structure.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является газотурбинная система [US 5185997, F02C 6/18, F02G 3/00, 1993]. Газотурбинная система используется для привода полезной нагрузки (генератора) и содержит воздушный компрессор, газовую турбину, устройство для охлаждения турбины, камеру сгорания, включающую средство для ввода топливного газа и средство для распыления мазута, и средства регулирующие режимы работы газ/мазут.The closest in terms of the totality of essential features to the claimed technical solution is a gas turbine system [US 5185997, F02C 6/18, F02G 3/00, 1993]. The gas turbine system is used to drive the payload (generator) and contains an air compressor, a gas turbine, a turbine cooling device, a combustion chamber including means for introducing fuel gas and means for spraying fuel oil, and means for regulating the gas / fuel oil modes.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- камера сгорания предназначена для формирования рабочего тела только на основе продуктов горения горючих газов и/или нефтепродуктов, сжигание твердого топлива и смесей его с газами и жидкостями (аэрозоли, суспензии) не предусмотрено;- the combustion chamber is designed to form a working fluid only on the basis of combustion products of combustible gases and / or oil products, combustion of solid fuel and its mixtures with gases and liquids (aerosols, suspensions) is not provided;

- подвод продуктов горения от камеры сгорания непосредственно к турбине снижает надежность работы установки вследствие наличия в них коррозионно активных веществ, содержащих серу, ванадий, оксиды азота, водяные пары, что может привести приводит к повреждению и изнашиванию элементов проточной части турбины;- the supply of combustion products from the combustion chamber directly to the turbine reduces the reliability of the installation due to the presence in them of corrosive substances containing sulfur, vanadium, nitrogen oxides, water vapor, which can lead to damage and wear of the elements of the turbine flow path;

- подвод продуктов горения от камеры сгорания непосредственно к турбине приводит к эмиссии вредных веществ, что может привести к ухудшению ухудшает экологическую обстановку в зоне эксплуатации ГТУ;- the supply of combustion products from the combustion chamber directly to the turbine leads to the emission of harmful substances, which can lead to a deterioration worsens the environmental situation in the area of operation of the gas turbine;

- устройство для охлаждения турбины не предназначено для охлаждения всей горячей зоны газотурбинного двигателя, что может привести приводит к возникновению термических напряжений его элементов и дополнительных силовых нагружений конструкции ГТУ;- the device for cooling the turbine is not designed to cool the entire hot zone of the gas turbine engine, which can lead to the occurrence of thermal stresses in its elements and additional power loading of the gas turbine engine structure;

- устройство для охлаждения турбины предназначено для подвода одной части воздуха от воздушного компрессора к турбине для ее охлаждения, а второй части воздуха от воздушного компрессора для подвода его через устройство для распыления нефтепродуктов к форсунке для их распыления в камеру сгорания, кроме того, часть воздуха непосредственно поступает от воздушного компрессора в камеру сгорания, что вызывает необходимость выполнения сложной системы контроля воздушными потоками.- a device for cooling the turbine is designed to supply one part of the air from the air compressor to the turbine to cool it, and the second part of the air from the air compressor to supply it through the device for spraying oil products to the nozzle to spray them into the combustion chamber, in addition, part of the air directly enters the combustion chamber from the air compressor, which necessitates a complex air flow control system.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования ГТУ, при котором обеспечивается ее работа на различных видах топлива без смешивания рабочего тела (воздуха) с продуктами сгорания топлива. Кроме того, обеспечивается повышение надежности ГТУ, снижение эмиссии вредных веществ в продуктах сгорания.The basis of the invention is the task of improving the gas turbine, which ensures its operation on various types of fuel without mixing the working fluid (air) with the products of fuel combustion. In addition, the reliability of the gas turbine plant is increased, and the emission of harmful substances in the combustion products is reduced.

Задача решается тем, что газотурбинная установка, содержащая воздушный компрессор, турбину, полезную нагрузку, расположенные на одном валу, согласно изобретению, содержит выносной подогреватель воздуха и устройство формирования потоков воздуха, расположенное между воздушным компрессором (далее компрессором) и воздушной турбиной (далее турбиной), при этом устройство формирования потоков включает распределитель потока сжатого воздуха на два частичных потока, обходной канал для охлаждения горячей зоны установки первым частичным потоком, и блок улиток, где одна улитка служит для отвода второго частичного потока сжатого воздуха и направления его в выносной подогреватель воздуха (далее подогреватель), а вторая улитка - для отвода подогретого воздуха от подогревателя и направления его в турбину, при этом между улитками установлен промежуточный корпус, соединяющий две улитки и препятствующий попаданию воздуха из первой улитки во вторую, где первая улитка с одной стороны соединена с задним фланцем корпуса компрессора, а с другой - с промежуточным корпусом, вторая улитка - с одной стороны - с промежуточным корпусом, а с другой - с сопловым аппаратом турбины.The problem is solved by the fact that a gas turbine plant containing an air compressor, a turbine, a payload located on the same shaft, according to the invention, contains a remote air heater and an air flow formation device located between the air compressor (hereinafter referred to as the compressor) and the air turbine (hereinafter referred to as the turbine) , while the flow formation device includes a compressed air flow distributor for two partial flows, a bypass channel for cooling the hot zone of the installation with the first partial flow, and a block of volutes, where one volute serves to remove the second partial compressed air flow and direct it to a remote air heater ( further heater), and the second snail - to remove the heated air from the heater and direct it to the turbine, while an intermediate body is installed between the snails, connecting two snails and preventing air from the first snail to the second, where the first snail is connected on one side to the rear flan with the compressor casing, and on the other - with the intermediate casing, the second volute - on the one hand - with the intermediate casing, and on the other - with the turbine nozzle.

Отличительными признаками предлагаемой ГТУ от прототипа являются наличие выносного подогревателя воздуха (далее подогревателя), который предусматривает подогрев поступающего в него сжатого воздуха от компрессора без смешивания его с продуктами сгорания топлива, а также наличие устройства формирования потоков воздуха (УФПВ), которое обеспечивает работу турбины на разных видах топлива. УФПВ выполняет функцию распределения, перенаправления потока воздуха от компрессора при подготовке его для использования в турбине в качестве рабочего тела. Поток сжатого воздуха от компрессора распределяется в УФПВ на два частичных потока. Часть потока используется для нагрева в выносном подогревателе с последующим подводом к турбине, а другая часть потока используется для эффективного охлаждения теплонагруженных элементов ГТД. Кроме того, УФПВ обеспечивает выравнивание структуры потоков, снижение аэродинамического сопротивления, повышая тем самым работоспособность и эффективность работы турбины и всей ГТУ.The distinguishing features of the proposed GTU from the prototype are the presence of a remote air heater (hereinafter referred to as the heater), which provides for heating the compressed air supplied to it from the compressor without mixing it with the combustion products, as well as the presence of an air flow formation device (UHF), which ensures the operation of the turbine on different types of fuel. UVPV performs the function of distributing, redirecting the air flow from the compressor when preparing it for use in the turbine as a working fluid. The compressed air stream from the compressor is divided into two partial streams in the UVPV. Part of the flow is used for heating in a remote heater with subsequent supply to the turbine, while the other part of the flow is used for efficient cooling of heat-loaded GTE elements. In addition, the UVPV ensures the alignment of the flow structure, a decrease in aerodynamic drag, thereby increasing the operability and efficiency of the turbine and the entire gas turbine unit.

Конструкция выносного подогревателя может быть различной, но его основные характеристики это - отсутствие продуктов сгорания в рабочем теле (воздухе), возможность работы на различных видах топлива, достижение заданного давления и рабочей температуры сжатого воздуха перед турбиной.The design of the remote heater can be different, but its main characteristics are the absence of combustion products in the working medium (air), the ability to operate on various types of fuel, and the achievement of the set pressure and operating temperature of the compressed air in front of the turbine.

При использовании в подогревателе низкокалорийного топлива для достижения заданной температуры воздуха перед турбиной массовый расход воздуха через турбину должен значительно превышать массовый расход воздуха выходящего из компрессора. Для обеспечения массового расхода воздуха перед турбиной необходимо использование большого количества сжигаемого топлива вследствие низкой теплоты сгорания этого вида топлива. При этом массовый расход воздуха возможно регулировать, как в самом УФПВ, так и с помощью устройств на трубопроводах, соединяющих УФПВ и подогреватель.When a low-calorie fuel is used in the pre-heater, the mass flow rate of air through the turbine must significantly exceed the mass flow rate of air leaving the compressor to achieve the set air temperature in front of the turbine. To ensure the mass flow rate of air in front of the turbine, it is necessary to use a large amount of combusted fuel due to the low heat of combustion of this type of fuel. At the same time, the mass air flow rate can be controlled both in the UVPV itself and with the help of devices on the pipelines connecting the UVPV and the heater.

Общая совокупность изложенных существенных признаков обеспечивает достижение основного и дополнительных технических результатов.The general set of the stated essential features ensures the achievement of the main and additional technical results.

Изобретение предполагает возможные конкретные варианты реализации, примеры которых изложены в дополнительных пунктах формулы изобретения.The invention contemplates possible specific implementations, examples of which are set forth in the additional claims.

При реализации необходимо, чтобы компрессор, УФПВ и турбина были связаны в единый симметричный относительно осевой линии роторов наружный корпус.In the course of implementation, it is necessary that the compressor, the UVPV and the turbine are connected into a single outer casing symmetrical with respect to the axial line of the rotors.

Объединение конструктивных элементов ГТУ путем заключения компрессора, УФПВ и турбины в единый симметричный относительно осевой линии роторов корпус и наличие обходного канала для охлаждения горячей зоны газотурбинного двигателя способствует уменьшению термических напряжений элементов ГТУ и снижению температуры наружной поверхности корпуса, что обеспечивает повышение надежности работы ГТУ.Combining the structural elements of a gas turbine unit by enclosing the compressor, the UVPV and the turbine in a single casing symmetrical with respect to the axial line of the rotors and the presence of a bypass channel for cooling the hot zone of the gas turbine engine helps to reduce the thermal stresses of the gas turbine elements and reduce the temperature of the outer surface of the casing, which increases the reliability of the GTU operation.

Выносной подогреватель воздуха и УФПВ соединяются между собой отводящими и подводящими трубопроводами с устройствами для регулирования воздушных потоков, обеспечивающими определенный в зависимости от типа топлива массовый расход. Например, такими устройствами могут быть вентили.The remote air heater and UVPV are interconnected by outlet and supply pipelines with devices for regulating air flows, providing a mass flow rate determined depending on the type of fuel. For example, such devices can be valves.

Сущность предложенного устройства поясняется следующими чертежами.The essence of the proposed device is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема ГТУ в соответствии с международным стандартом ИСО 3977-1-97 «Газотурбинные установки. Основные положения и определения».FIG. 1 shows a schematic diagram of a gas turbine unit in accordance with the international standard ISO 3977-1-97 “Gas turbine plants. Basic provisions and definitions ".

На фиг. 2 схематично изображен продольный разрез ГТУ, где показано взаимное расположение ее конструктивных элементов с выделением УФПВ.FIG. 2 schematically shows a longitudinal section of a gas turbine plant, which shows the relative position of its structural elements with the allocation of UVPV.

На фиг. 3 схематично изображен продольный разрез УФПВ, его взаимосвязь с другими конструктивными элементами ГТУ и технологическая схема формирования воздушных потоков. Направления воздушных потоков показано стрелками.FIG. 3 schematically depicts a longitudinal section of the UVPV, its relationship with other structural elements of the gas turbine unit and the technological scheme of the formation of air flows. The direction of the air flow is shown by arrows.

Предлагаемая ГТУ (фиг. 1), содержащая компрессор 1, турбину 2, полезную нагрузку 3, установленные на одном валу 4, выполнена с выносным подогревателем 5, УФПВ 6.The proposed GTU (Fig. 1), containing a compressor 1, a turbine 2, a payload 3, mounted on one shaft 4, is made with a remote heater 5, UVPV 6.

УФПВ (фиг. 2) устанавливают между компрессором 1 и турбиной 2, и вместе они заключены в единый симметричный относительно осевой линии роторов наружный корпус. Установка может быть создана на базе существующих ГТД, путем модернизации.UVPV (Fig. 2) is installed between the compressor 1 and the turbine 2, and together they are enclosed in a single outer casing symmetrical with respect to the axial line of the rotors. The unit can be created on the basis of existing gas turbine engines, by means of modernization.

УФПВ включает распределитель 7 (фиг. 3) потока сжатого воздуха от компрессора на два частичных потока, обходной канал 8 для охлаждения горячей зоны газотурбинного двигателя первым частичным потоком, и блок из двух улиток: первая улитка 9 - для отвода второго частичного потока сжатого воздуха от компрессора и перенаправления его в подогреватель, вторая улитка 10 - для отвода подогретого воздуха от подогревателя и перенаправления его в турбину. Между улитками установлен промежуточный корпус 11, соединяющий обе улитки и препятствующий попаданию воздуха из первой улитки во вторую. Распределитель 7 выполнен в виде отверстий и проемов. Он обеспечивает необходимый массовый расход охлаждающего воздуха и расход воздуха для подогрева в подогревателе.UVPV includes a distributor 7 (Fig. 3) of the compressed air flow from the compressor into two partial streams, a bypass channel 8 for cooling the hot zone of the gas turbine engine with the first partial flow, and a block of two scrolls: the first scroll 9 - for removing the second partial flow of compressed air from compressor and redirecting it to the heater, the second snail 10 - to remove the heated air from the heater and redirect it to the turbine. An intermediate body 11 is installed between the snails, which connects both snails and prevents the ingress of air from the first snail into the second. The distributor 7 is made in the form of holes and openings. It provides the required cooling air mass flow and heating air flow in the pre-heater.

Компрессор 1 (фиг. 2) входом соединен с атмосферой, а выходом - через распределитель 7 (фиг. 3) с первой улиткой 9 УФПВ и с обходным каналом 8 для охлаждения горячей зоны и выравнивания температурного поля ГТУ. Проходящий по обходному каналу 8 поток воздуха от компрессора 1 омывает поверхности первой улитки 9, промежуточного корпуса 11, второй улитки 10 в УФПВ и самой турбины. Выход первой улитки соединен с входом в подогреватель, а выход из подогревателя - через вторую улитку УФПВ с входом в турбину. Первая улитка 9 с одной стороны крепится к заднему фланцу корпуса компрессора, а с другой к промежуточному корпусу, вторая улитка 10 - с одной стороны к промежуточному корпусу 11, а с другой к сопловому аппарату турбины.Compressor 1 (Fig. 2) is connected inlet to the atmosphere, and outlet - through distributor 7 (Fig. 3) with the first volute 9 UFPV and with a bypass channel 8 for cooling the hot zone and equalizing the temperature field of the GTU. The air flow passing through the bypass channel 8 from the compressor 1 washes the surfaces of the first volute 9, the intermediate casing 11, the second volute 10 in the UVPV and the turbine itself. The outlet of the first scroll is connected to the inlet to the preheater, and the outlet from the preheater is through the second UFVV scroll with the inlet to the turbine. The first scroll 9 on the one hand is attached to the rear flange of the compressor casing, and on the other to the intermediate casing, the second scroll 10 - on the one hand to the intermediate casing 11, and on the other to the turbine nozzle.

Выносной подогреватель воздуха и УФПВ соединяются между собой отводящими и подводящими трубопроводами с вентилями, а распределитель 7 оснащен регулируемыми заслонками, обеспечивающими формирование воздушных потоков с определенным, в зависимости от типа топлива, массовым расходом. Один из трубопроводов с вентилем служит для подвода сжатого воздуха от первой улитки в выносной подогреватель, второй с вентилем - для отвода подогретого воздуха от выносного подогревателя ко второй улитке. Трубопроводы должны быть установлены с возможностью их жесткого закрепления и снижения термических напряжений.The remote air heater and UVPV are interconnected by outlet and inlet pipelines with valves, and the distributor 7 is equipped with adjustable dampers that ensure the formation of air flows with a certain mass flow rate, depending on the type of fuel. One of the pipelines with a valve is used to supply compressed air from the first snail to the remote heater, the second with a valve - to remove the heated air from the external heater to the second snail. The pipelines must be installed with the possibility of rigid fixation and reduction of thermal stresses.

Заявленная газотурбинная установка работает следующим образом.The declared gas turbine unit operates as follows.

Сжатый воздух от компрессора поступает в УФПВ, где поток сжатого воздуха формируется с помощью распределителя, и часть потока воздуха направляется в подогреватель с массовым расходом 20 кг/сек и с температурой на выходе из компрессора 300°С. Подогреватель представляет собой камеру сгорания со встроенным трубчатым нагревателем сжатого воздуха. В подогревателе сжатый воздух за счет сжигания топлива нагревается до температуры 900°С и давления 0,1 Па. Далее нагретый сжатый воздух направляется через УФПВ на турбину. В турбине кинетическая энергия потока нагретого сжатого воздуха выполняет полезную работу (вращение роторов турбин, компрессора и полезной нагрузки, установленных на одном валу).Compressed air from the compressor enters the UVPV, where the compressed air flow is formed using a distributor, and part of the air flow is directed to the heater with a mass flow rate of 20 kg / s and a temperature at the compressor outlet of 300 ° C. The heater is a combustion chamber with a built-in tubular compressed air heater. In the heater, the compressed air is heated to a temperature of 900 ° C and a pressure of 0.1 Pa due to fuel combustion. Then the heated compressed air is directed through the UVPV to the turbine. In a turbine, the kinetic energy of the heated compressed air flow performs useful work (rotation of the turbine rotors, compressor and payload mounted on the same shaft).

Настоящее изобретение не ограничено описанными выше вариантами осуществления, и его можно изменять и модифицировать, не выходя за рамки объема притязаний формулы изобретения. В вышеописанную конструкцию можно внести различные изменения и/или дополнения в пределах сути и объема изобретения.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be changed and modified without departing from the scope of the claims. Various changes and / or additions can be made to the above structure within the spirit and scope of the invention.

Claims

1. A gas turbine plant containing an air compressor, a turbine, a payload located on one shaft, characterized in that it

contains a remote compressed air heater and an air flow forming device located between the air compressor and the air turbine, while the flow forming device includes a compressed air flow distributor into two partial flows, a bypass channel for cooling the hot zone of the installation with the first partial flow and a block of snails, where one the scroll serves to remove the second partial flow of compressed air and direct it to the remote heater, and the second scroll serves to remove the heated air from the remote heater and direct it to the air turbine, while an intermediate casing is installed between the snails, which connects the two snails and prevents air from entering from the first scroll to the second, where the first scroll is connected on one side to the rear flange of the air compressor casing, and on the other - to the intermediate casing, the second scroll - on the one hand, with the intermediate casing, and on the other, with the nozzle apparatus of the air turbine.

2. A gas turbine plant according to claim 1, characterized in that the device for forming air flows is connected to the air compressor and the air turbine into a single outer casing symmetrical with respect to the axial line of the rotors.

3. Gas turbine plant according to claim 1, characterized in that the air heater and the device for forming air flows are connected by pipelines with devices for regulating air flows.