RU2747704C1 - Cogeneration gas turbine power plant - Google Patents

Cogeneration gas turbine power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2747704C1
RU2747704C1 RU2020132487A RU2020132487A RU2747704C1 RU 2747704 C1 RU2747704 C1 RU 2747704C1 RU 2020132487 A RU2020132487 A RU 2020132487A RU 2020132487 A RU2020132487 A RU 2020132487A RU 2747704 C1 RU2747704 C1 RU 2747704C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inlet
heat exchanger
water heat
outlet
pressure gas
Prior art date
Application number
RU2020132487A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Олегович Киндра
Андрей Николаевич Рогалев
Николай Дмитриевич Рогалев
Владимир Юрьевич Наумов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Priority to RU2020132487A priority Critical patent/RU2747704C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2747704C1 publication Critical patent/RU2747704C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
    • 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
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Abstract

FIELD: heat power engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of heat power engineering, can be used in the development of heating gas turbine power plants for a heating plant (GTP-TPP). The cogeneration gas turbine power plant consists of a low pressure compressor (1), a high pressure compressor (2), the first combustion chamber (3), a high pressure gas turbine (4), a low pressure gas turbine (5), an electric generator (6), an air-to-water heat exchanger (7) containing a hot coolant circuit (8) and a cold coolant circuit (9), network pump (10), high pressure gas-water heat exchanger (11) containing its own hot coolant circuit (12) and cold coolant circuit (13), second combustion chamber (14), low pressure gas-water heat exchanger (15) containing its own hot coolant circuit (16) and cold coolant circuit (17). Low pressure compressor outlet (1) is connected to the inlet of the hot circuit of the coolant (8) of the air-to-water heat exchanger (7), the outlet of which is connected to the inlet of the high-pressure compressor (2). The outlet of the high-pressure compressor (2) is connected to the first inlet of the first combustion chamber (3), the second inlet of which is configured to giving natural gas. The outlet of the first combustion chamber (3) is connected to the inlet of the high-pressure gas turbine (4), the outlet of which is connected to the inlet of the hot circuit of the coolant (12) of the high-pressure gas-water heat exchanger (11), the outlet of which is connected to the first inlet of the second combustion chamber (14), the second inlet of which is configured to supply natural gas. The outlet of the second combustion chamber (14) is connected to the inlet of the low pressure gas turbine (5). The outlet of the low pressure gas turbine (5) is connected to the inlet of the hot coolant circuit (16) of the low pressure gas-water heat exchanger (15). The network pump (10) is connected to the inlet of the cold coolant circuit (9) of the air-to-water heat exchanger (7), the outlet of which is connected with the inlet of the cold coolant circuit (13) of the high-pressure gas-water heat exchanger (11), the outlet of which is connected to the inlet of the cold coolant circuit (17) of the low-pressure gas-water heat exchanger (15).EFFECT: invention makes it possible to increase the annual production of electrical energy and reduce fuel consumption in the joint production of electricity and heat.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при разработке отопительных газотурбинных энергетических установок для теплоцентрали (ГТУ-ТЭЦ).The invention relates to the field of heat power engineering and can be used in the development of heating gas turbine power plants for a heating plant (GTU-CHP).

Известна когенерационная газотурбинная энергетическая установка (Патент РФ №160537, МПК F02C 6/18, опубл. 20.03.2016), содержащая компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, котел - утилизатор, имеющие между собой газовую связь, электрогенератор, подключенный к компрессору, промежуточный теплообменник, насос теплообменника, сетевой насос, пиковый водогрейный котел. Котел - утилизатор выполнен в виде двух газоводяных теплообменников.Known cogeneration gas turbine power plant (RF Patent No. 160537, IPC F02C 6/18, publ. 03/20/2016), containing a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, a waste heat boiler, having a gas connection, an electric generator connected to the compressor, intermediate heat exchanger, heat exchanger pump, network pump, peak hot water boiler. The waste heat boiler is made in the form of two gas-water heat exchangers.

Недостатком данного технического решения является низкий диапазон регулирования тепловой и электрической нагрузки.The disadvantage of this technical solution is the low range of heat and electrical load regulation.

Известна когенерационная газотурбинная энергетическая установка (Патент РФ №2528214, МПК F02C 6/18, опубл. 10.09.2014), содержащая компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, камеру сгорания, газовую турбину высокого давления, газовую турбину низкого давления, два электрических генератора, теплофикационное устройство, теплообменное устройство.Known cogeneration gas turbine power plant (RF Patent No. 2528214, IPC F02C 6/18, publ. 09/10/2014), containing a low pressure compressor, a high pressure compressor, a combustion chamber, a high pressure gas turbine, a low pressure gas turbine, two electric generators, heating device, heat exchanger.

Недостатком данного технического решения является низкий диапазон регулирования тепловой и электрической нагрузки, низкая тепловая экономичность, низкая температура сетевой воды на входе в газоводяной теплообменник (ГВТО) в неотопительный период.The disadvantage of this technical solution is the low range of regulation of the heat and electrical load, low thermal efficiency, low temperature of the network water at the inlet to the gas-water heat exchanger (GWTO) in the non-heating period.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является когенерационная газотурбинная энергетическая установка, (Патент РФ №2727274, МПК F02C 6/18, опубл. 21.07.2020), которая содержит компрессор высокого давления, первую камеру сгорания, газовую турбину высокого давления, соединенные последовательно, газоводяной теплообменник высокого давления, электрогенератор, механически соединенный с компрессором, сетевой насос, последовательно соединенные газоводяной теплообменник высокого и низкого давления, вторую камеру сгорания, газовую турбину низкого давления. Выход газовой турбины высокого давления подключен к входу газоводяного теплообменника высокого давления, выход последнего к входу второй камеры сгорания, выход второй камеры сгорания подключен к входу газовой турбины низкого давления, выход которой подключен к входу газоводяного теплообменника низкого давления.The closest in technical essence to the proposed invention is a cogeneration gas turbine power plant, (RF Patent No. 2727274, IPC F02C 6/18, publ. 07/21/2020), which contains a high pressure compressor, a first combustion chamber, a high pressure gas turbine connected in series , a high-pressure gas-water heat exchanger, an electric generator mechanically connected to a compressor, a network pump, a high-pressure and low-pressure gas-water heat exchanger connected in series, a second combustion chamber, a low-pressure gas turbine. The outlet of the high-pressure gas turbine is connected to the inlet of the high-pressure gas-water heat exchanger, the outlet of the latter to the inlet of the second combustion chamber, the outlet of the second combustion chamber is connected to the inlet of the low-pressure gas turbine, the outlet of which is connected to the inlet of the low-pressure gas-water heat exchanger.

Недостатком данного технического решения являются низкая температура сетевой воды на входе в газоводяной теплообменник в неотопительный период и низкая тепловая экономичность.The disadvantages of this technical solution are the low temperature of the network water at the entrance to the gas-water heat exchanger in the non-heating period and low thermal efficiency.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении температуры сетевой воды на входе в газоводяной теплообменник и тепловой экономичности когенерационной газотурбинной энергетической установки.The technical problem solved by the proposed invention is to increase the temperature of the network water at the inlet to the gas-water heat exchanger and the thermal efficiency of the cogeneration gas turbine power plant.

Технический результат заключается в увеличении годовой выработки электрической энергии и снижении расхода топлива при совместном производстве электроэнергии и тепла.The technical result consists in increasing the annual production of electrical energy and reducing fuel consumption in the joint production of electricity and heat.

Это достигается тем, что предлагаемая когенерационная газотурбинная энергетическая установка, содержащая компрессор высокого давления, первую камеру сгорания, газовую турбину высокого давления, газоводяной теплообменник высокого давления, содержащий горячий и холодный контуры теплоносителя, вторую камеру сгорания, газовую турбину низкого давления, газоводяной теплообменник низкого давления, соединенные последовательно, электрогенератор, сетевой насос, снабжена компрессором низкого давления и воздуховодяным теплообменником, содержащим собственные горячий и холодный контуры теплоносителей, при этом вход горячего контура теплоносителя воздуховодяного теплообменника подсоединен к выходу компрессора низкого давления, а его выход присоединен к входу компрессора высокого давления, причем вход холодного контура теплоносителя воздуховодяного теплообменника соединен с сетевым насосом, выход холодного контура теплоносителя воздуховодяного теплообменника присоединен к входу холодного контура теплоносителя газоводяного теплообменника высокого давления, а электрогенератор механически соединен с компрессором низкого давления.This is achieved by the fact that the proposed cogeneration gas turbine power plant containing a high-pressure compressor, a first combustion chamber, a high-pressure gas turbine, a high-pressure gas-water heat exchanger containing hot and cold coolant circuits, a second combustion chamber, a low-pressure gas turbine, a low-pressure gas-water heat exchanger connected in series, an electric generator, a network pump, is equipped with a low-pressure compressor and an air-to-air heat exchanger containing its own hot and cold coolant circuits, while the inlet of the hot coolant circuit of the air-to-water heat exchanger is connected to the outlet of the low pressure compressor, and its outlet is connected to the inlet of the high pressure compressor, moreover, the input of the cold circuit of the coolant of the air-water heat exchanger is connected to the mains pump, the outlet of the cold circuit of the coolant of the air-water heat exchanger is connected to the inlet of the cold circuit heat the carrier of the high-pressure gas-water heat exchanger, and the electric generator is mechanically connected to the low-pressure compressor.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена принципиальная тепловая схема когенерационной газотурбинной энергетической установки. На фиг.2. показаны графические зависимости КПД нетто по выработке электрической энергии, рассчитанный по физическому методу, на когенерационную газотурбинную энергетическую установку от температуры наружного воздуха для прототипа и предлагаемого изобретения.The essence of the invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a schematic thermal diagram of a cogeneration gas turbine power plant. Fig. 2. shows the graphical dependences of the net efficiency for the generation of electrical energy, calculated by the physical method, for a cogeneration gas turbine power plant on the outside air temperature for the prototype and the proposed invention.

Когенерационная газотурбинная энергетическая установка содержит компрессор низкого давления 1, компрессор высокого давления 2, первую камеру сгорания 3, газовую турбину высокого давления 4, газовую турбину низкого давления 5, электрогенератор 6, воздуховодяной теплообменник 7, содержащий горячий контур теплоносителя 8 и холодный контур теплоносителя 9, сетевой насос 10, газоводяной теплообменник высокого давления 11, содержащий собственные горячий контур теплоносителя 12 и холодный контур теплоносителя 13, вторую камеру сгорания 14, газоводяной теплообменник низкого давления 15, содержащий собственные горячий контур теплоносителя 16 и холодный контур теплоносителя 17, при этом газовая турбина высокого давления 3 и газовая турбина низкого давления 4 расположены на одном валу с компрессором высокого давления 2 и компрессором низкого давления 1, который механически соединен с электрогенератором 6.The cogeneration gas turbine power plant contains a low-pressure compressor 1, a high-pressure compressor 2, a first combustion chamber 3, a high-pressure gas turbine 4, a low-pressure gas turbine 5, an electric generator 6, an air-to-water heat exchanger 7 containing a hot coolant circuit 8 and a cold coolant circuit 9, network pump 10, high-pressure gas-water heat exchanger 11 containing its own hot coolant circuit 12 and cold coolant circuit 13, second combustion chamber 14, low-pressure gas-water heat exchanger 15 containing its own hot coolant circuit 16 and cold coolant circuit 17, while the gas turbine is high pressure 3 and a low pressure gas turbine 4 are located on the same shaft with a high pressure compressor 2 and a low pressure compressor 1, which is mechanically connected to an electric generator 6.

Вход компрессора низкого давления 1 выполнен с возможностью подачи атмосферного воздуха, а выход компрессора низкого давления 1 соединен с входом горячего контура теплоносителя 8 воздуховодяного теплообменника 7, рабочим телом которого является частично сжатый воздух. Выход горячего контура теплоносителя 8 воздуховодяного теплообменника 7 соединен со входом компрессора высокого давления 2. Выход компрессора высокого давления 2 соединен с первым входом первой камеры сгорания 3, второй вход которой выполнен с возможностью подачи природного газа. Выход первой камеры сгорания 3 соединен с входом газовой турбины высокого давления 4, выход которой соединен с входом горячего контура теплоносителя 12 газоводяного теплообменника высокого давления 11, рабочим телом которого являются частично отработавшие продукты сгорания. Выход горячего контура теплоносителя 12 газоводяного теплообменника высокого давления 11 соединен с первым входом второй камеры сгорания 14, второй вход которой выполнен с возможностью подачи природного газа. Выход второй камеры сгорания 14 соединен с входом газовой турбины низкого давления 5. Выход газовой турбины низкого давления 5 соединен с входом горячего контура теплоносителя 16 газоводяного теплообменника низкого давления 15, выход которого выполнен с возможностью выброса уходящих газов в атмосферу. Сетевой насос 10 подключен к входу холодного контура теплоносителя 9 воздуховодяного теплообменника 7, рабочим телом которого является вода. Выход холодного контура теплоносителя 9 воздуховодяного теплообменника 7 соединен с входом холодного контура теплоносителя 13 газоводяного теплообменника высокого давления 11. Выход холодного контура теплоносителя 13 газоводяного теплообменника высокого давления 11 соединен с входом холодного контура теплоносителя 17 газоводяного теплообменника низкого давления 15, выход которого выполнен с возможностью передачи тепла потребителю. Воздуховодяной теплообменник 7 выполнен с регулируемым теплосъемом.The inlet of the low-pressure compressor 1 is configured to supply atmospheric air, and the outlet of the low-pressure compressor 1 is connected to the inlet of the hot circuit of the coolant 8 of the air-to-water heat exchanger 7, the working fluid of which is partially compressed air. The outlet of the hot circuit of the heat carrier 8 of the air-water heat exchanger 7 is connected to the inlet of the high pressure compressor 2. The outlet of the high pressure compressor 2 is connected to the first inlet of the first combustion chamber 3, the second inlet of which is configured to supply natural gas. The outlet of the first combustion chamber 3 is connected to the inlet of the high-pressure gas turbine 4, the outlet of which is connected to the inlet of the hot circuit of the coolant 12 of the high-pressure gas-water heat exchanger 11, the working fluid of which is partially spent combustion products. The outlet of the hot loop of the heat carrier 12 of the high-pressure gas-water heat exchanger 11 is connected to the first inlet of the second combustion chamber 14, the second inlet of which is configured to supply natural gas. The outlet of the second combustion chamber 14 is connected to the inlet of the low pressure gas turbine 5. The outlet of the low pressure gas turbine 5 is connected to the inlet of the hot coolant circuit 16 of the low pressure gas-water heat exchanger 15, the outlet of which is configured to discharge exhaust gases into the atmosphere. The mains pump 10 is connected to the inlet of the cold circuit of the coolant 9 of the air-to-water heat exchanger 7, the working fluid of which is water. The outlet of the cold coolant circuit 9 of the air-to-water heat exchanger 7 is connected to the inlet of the cold coolant circuit 13 of the high-pressure gas-water heat exchanger 11. The outlet of the cold coolant circuit 13 of the high-pressure gas-water heat exchanger 11 is connected to the inlet of the cold coolant circuit 17 of the low-pressure gas-water heat exchanger 15, the output of which is capable of transmission heat to the consumer. Air-to-water heat exchanger 7 is made with adjustable heat removal.

Когенерационная газотурбинная энергетическая установка работает следующим образом.The cogeneration gas turbine power plant operates as follows.

На вход компрессора низкого давления 1 подают атмосферный воздух, который после сжатия с выхода компрессора низкого давления 1 направляют на вход горячего контура теплоносителя 8 воздуховодяного теплообменника 7, где частично сжатый воздух передает теплоту сетевой воде, поступающей на вход холодного контура теплоносителя 9 воздуховодяного теплообменника 7 с помощью сетевого насоса 10. На выходе из горячего контура теплоносителя 8 воздуховодяного теплообменника 9 частично сжатый охлажденный воздух подают на вход компрессора высокого давления 2, после которого сжатый воздух подают на первый вход первой камеры сгорания 3. После сгорания горячей смеси и выработки полезной работы в газовой турбине высокого давления 4 горячие газообразные продукты сгорания направляют на вход горячего контура теплоносителя 12 газоводяного теплообменника высокого давления 11, где они передают теплоту сетевой воде, поступающей на вход холодного контура теплоносителя 13 газоводяного теплообменника высокого давления 11 после холодного контура теплоносителя 9 воздуховодяного теплообменника 7. На выходе из горячего контура теплоносителя 12 газоводяного теплообменника высокого давления 11 газообразные продукты сгорания подают на первый вход второй камеры сгорания 14, в которую на второй вход подают природный газ. После сгорания горячей смеси и выработки полезной работы в газовой турбине низкого давления 5 горячие газообразные продукты сгорания направляют на вход горячего контура теплоносителя 16 газоводяного теплообменника низкого давления 15. В газоводяном теплообменнике низкого давления 16 продукты сгорания передают теплоту сетевой воде, поступающей на вход холодного контура теплоносителя 17 газоводяного теплообменника 15 с выхода холодного контура теплоносителя 13 газоводяного теплообменника высокого давления 11. На выходе из горячего контура теплоносителя 16 газоводяного теплообменника низкого давления 15 газообразные продукты выбрасывают в атмосферу в виде уходящих газов. Сетевую воду с выхода холодного контура теплоносителя 17 газоводяного теплообменника 15 направляют к потребителю. Электрогенератор 6 используют для выработки полезной нагрузки, а также электрической энергии для питания компрессора низкого давления 1 и компрессора высокого давления 2.At the inlet of the low-pressure compressor 1, atmospheric air is supplied, which, after being compressed from the outlet of the low-pressure compressor 1, is directed to the inlet of the hot circuit of the coolant 8 of the air-to-water heat exchanger 7, where the partially compressed air transfers heat to the heating water entering the inlet of the cold circuit of the coolant 9 of the air-to-water heat exchanger 7 s using the network pump 10. At the outlet of the hot coolant circuit 8 of the air-to-water heat exchanger 9, partially compressed cooled air is supplied to the inlet of the high-pressure compressor 2, after which compressed air is supplied to the first inlet of the first combustion chamber 3. After the hot mixture has burned out and useful work is generated in the gas the high-pressure turbine 4 hot gaseous combustion products are directed to the inlet of the hot circuit of the coolant 12 of the high-pressure gas-water heat exchanger 11, where they transfer heat to the network water entering the inlet of the cold coolant circuit 13 of the high-pressure gas-water heat exchanger 11 after the cold coolant circuit 9 of the air-to-water heat exchanger 7. At the outlet of the hot coolant circuit 12 of the high-pressure gas-water heat exchanger 11, gaseous combustion products are fed to the first inlet of the second combustion chamber 14, into which natural gas is fed to the second inlet. After the combustion of the hot mixture and the generation of useful work in the low pressure gas turbine 5, the hot gaseous combustion products are directed to the inlet of the hot coolant circuit 16 of the low pressure gas-to-water heat exchanger 15. In the low-pressure gas-to-water heat exchanger 16, the combustion products transfer heat to the heating water supplied to the inlet of the cold coolant circuit 17 of the gas-water heat exchanger 15 from the outlet of the cold coolant circuit 13 of the high-pressure gas-water heat exchanger 11. At the outlet of the hot coolant circuit 16 of the low-pressure gas-water heat exchanger 15, gaseous products are emitted into the atmosphere in the form of flue gases. Mains water from the outlet of the cold coolant circuit 17 of the gas-water heat exchanger 15 is directed to the consumer. The electric generator 6 is used to generate a payload, as well as electrical energy to power the low pressure compressor 1 and the high pressure compressor 2.

Результаты расчетов когенерационной газотурбинной энергетической установки показали, что нагрев сетевой воды в воздуховодяном теплообменнике составляет 2-7°С, КПД нетто по производству электрической энергии по физическому методу растет до 3% по сравнению с прототипом при одинаковых начальных параметрах на входе в ГТУ и массовом расходе воздуха через компрессор, что позволяет повысить температуру сетевой воды на входе в холодный контур газоводяного теплообменника высокого давления и снизить расход топлива в когенерационной газотурбинной энергетической установке. На фиг.2 представлена графическая зависимость КПД нетто по производству электрической энергии по физическому методу когенерационной энергетической установки от температуры наружного воздуха, где линия 1 отражает зависимость для прототипа, а линия 2 - зависимость для заявляемой когенерационной газотурбинной энергетической установки.The results of calculations of the cogeneration gas turbine power plant showed that the heating of the network water in the air-to-water heat exchanger is 2-7 ° C, the net efficiency for the production of electrical energy according to the physical method grows up to 3% compared to the prototype with the same initial parameters at the gas turbine inlet and mass flow air through the compressor, which makes it possible to increase the temperature of the network water at the inlet to the cold loop of the high-pressure gas-water heat exchanger and to reduce the fuel consumption in the cogeneration gas-turbine power plant. Figure 2 shows a graphical dependence of the net efficiency for the production of electrical energy by the physical method of a cogeneration power plant on the outside air temperature, where line 1 reflects the dependence for the prototype, and line 2 - the dependence for the claimed cogeneration gas turbine power plant.

Использование изобретения позволяет расширить регулировочный диапазон в неотопительный сезон и повысить тепловую экономичность за счет внедрения воздуховодяного теплообменника 7 между компрессором низкого давления 1 и компрессором высокого давления 2. Это позволяет повысить температуру на входе холодного контура теплоносителя 13 газоводяного теплообменника высокого давления 11 без использования рециркуляции потока с выхода холодного контура теплоносителя 13 газоводяного теплообменника высокого давления 11 на вход холодного контура теплоносителя 13 газоводяного теплообменника высокого давления 11 при одинаковых внешних условиях по сравнению с прототипом, что ведет к экономии электроэнергии и повышении максимальной тепловой нагрузки при низких температурах обратной сетевой воды в неотопительный сезон. Это также позволяет снизить температуру частично сжатого воздуха, проходящего по горячему контуру теплоносителя 8 воздуховодяного теплообменника 7, что уменьшает работу сжатия в компрессоре высокого давления 2, что ведет к повышению тепловой экономичности.The use of the invention makes it possible to expand the control range in the non-heating season and to increase the thermal efficiency due to the introduction of an air-to-water heat exchanger 7 between the low-pressure compressor 1 and the high-pressure compressor 2. This makes it possible to increase the temperature at the inlet of the coolant circuit 13 of the high-pressure gas-water heat exchanger 11 without using recirculation of the stream with outlet of the cold coolant circuit 13 of the high-pressure gas-water heat exchanger 11 to the inlet of the cold coolant circuit 13 of the high-pressure gas-water heat exchanger 11 under the same external conditions as compared to the prototype, which leads to energy savings and an increase in the maximum heat load at low temperatures of return network water in the non-heating season. This also makes it possible to reduce the temperature of the partially compressed air passing through the hot circuit of the heat carrier 8 of the air-to-water heat exchanger 7, which reduces the compression work in the high-pressure compressor 2, which leads to an increase in thermal efficiency.

Claims (1)

Когенерационная газотурбинная энергетическая установка, содержащая компрессор высокого давления, первую камеру сгорания, газовую турбину высокого давления, газоводяной теплообменник высокого давления, содержащий горячий и холодный контуры теплоносителя, вторую камеру сгорания, газовую турбину низкого давления, газоводяной теплообменник низкого давления, соединенные последовательно, электрогенератор, сетевой насос, отличающаяся тем, что снабжена компрессором низкого давления и воздуховодяным теплообменником, содержащим собственные горячий и холодный контуры теплоносителей, при этом вход горячего контура теплоносителя воздуховодяного теплообменника подсоединен к выходу компрессора низкого давления, а его выход присоединен к входу компрессора высокого давления, причем вход холодного контура теплоносителя воздуховодяного теплообменника соединен с сетевым насосом, выход холодного контура теплоносителя воздуховодяного теплообменника присоединен к входу холодного контура теплоносителя газоводяного теплообменника высокого давления, а электрогенератор механически соединен с компрессором низкого давления.A cogeneration gas turbine power plant containing a high-pressure compressor, a first combustion chamber, a high-pressure gas turbine, a high-pressure gas-water heat exchanger containing hot and cold coolant circuits, a second combustion chamber, a low-pressure gas turbine, a low-pressure gas-water heat exchanger connected in series, an electric generator, network pump, characterized in that it is equipped with a low pressure compressor and an air-to-air heat exchanger containing its own hot and cold coolant circuits, while the inlet of the hot coolant circuit of the air-water heat exchanger is connected to the outlet of the low pressure compressor, and its outlet is connected to the inlet of the high pressure compressor, and the inlet the cold circuit of the coolant of the air-to-water heat exchanger is connected to the mains pump, the outlet of the cold circuit of the coolant of the air-to-water heat exchanger is connected to the inlet of the cold circuit of the coolant gas duct a high pressure heat exchanger, and the electric generator is mechanically connected to a low pressure compressor.
RU2020132487A 2020-10-02 2020-10-02 Cogeneration gas turbine power plant RU2747704C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132487A RU2747704C1 (en) 2020-10-02 2020-10-02 Cogeneration gas turbine power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132487A RU2747704C1 (en) 2020-10-02 2020-10-02 Cogeneration gas turbine power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2747704C1 true RU2747704C1 (en) 2021-05-13

Family

ID=75919905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020132487A RU2747704C1 (en) 2020-10-02 2020-10-02 Cogeneration gas turbine power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747704C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2757404C1 (en) * 2021-05-18 2021-10-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Oxygen-fuel power plant with coal gasification
RU2775732C1 (en) * 2021-11-22 2022-07-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Oxygen-fuel power plant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010049933A1 (en) * 2000-06-09 2001-12-13 The Japan Steel Works, Ltd. Cogeneration system using waste-heat gas generated in micro gas turbine
WO2005019622A1 (en) * 2003-08-22 2005-03-03 Takuma Co., Ltd. Cogeneration system
RU2280768C1 (en) * 2005-05-23 2006-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Самара-Авиагаз" Thermoelectric plant with gas-turbine unit
RU2666271C1 (en) * 2017-09-11 2018-09-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Gas turbine co-generation plant
RU2727274C1 (en) * 2019-12-31 2020-07-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Cogeneration gas-turbine power plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010049933A1 (en) * 2000-06-09 2001-12-13 The Japan Steel Works, Ltd. Cogeneration system using waste-heat gas generated in micro gas turbine
WO2005019622A1 (en) * 2003-08-22 2005-03-03 Takuma Co., Ltd. Cogeneration system
RU2280768C1 (en) * 2005-05-23 2006-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Самара-Авиагаз" Thermoelectric plant with gas-turbine unit
RU2666271C1 (en) * 2017-09-11 2018-09-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Gas turbine co-generation plant
RU2727274C1 (en) * 2019-12-31 2020-07-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Cogeneration gas-turbine power plant

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2757404C1 (en) * 2021-05-18 2021-10-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Oxygen-fuel power plant with coal gasification
RU2775732C1 (en) * 2021-11-22 2022-07-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Oxygen-fuel power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2650232C1 (en) Combined-cycle cogeneration plant
CN108843418A (en) A kind of double pressure high efficiency burnt gas supercritical carbon dioxide association circulating power generation systems
RU2549743C1 (en) Cogeneration gas-turbine plant
RU2747704C1 (en) Cogeneration gas turbine power plant
RU2727274C1 (en) Cogeneration gas-turbine power plant
RU2006129783A (en) METHOD FOR INCREASING EFFICIENCY AND POWER OF A TWO-CIRCUIT NUCLEAR STATION AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION (OPTIONS)
RU2409746C2 (en) Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine
RU2648478C2 (en) Maneuvered regenerative steam gas thermal power plant operating method and device for its implementation
RU2528214C2 (en) Gas turbine co-generation power plant
RU167924U1 (en) Binary Combined Cycle Plant
RU51112U1 (en) HEAT GAS TURBINE INSTALLATION
RU2807373C1 (en) Method of operation of regenerative gas turbine expander power unit of combined heat and power plant and device for its implementation
RU121863U1 (en) STEAM GAS INSTALLATION
RU2749081C1 (en) Oxygen-fuel power plant
RU2795147C1 (en) Combined-cycle plant with a semi-closed gas turbine plant
RU2775732C1 (en) Oxygen-fuel power plant
RU2466285C2 (en) Steam generating plant
RU2700320C2 (en) Thermal vapor installation with a steam turbine drive of a compressor
RU2767677C1 (en) Method of reducing the power of a gas turbine plant below its permissible lower limit of the control range
RU2740670C1 (en) Method of operation of steam-gas plant of power plant
RU2712339C1 (en) Combined power gas turbine expander unit of main line gas pipeline compressor station
RU39937U1 (en) DETANDER-GENERATOR INSTALLATION
RU2769044C1 (en) Steam-gas plant with compressor steam turbine drive and high-pressure steam generator with intermediate steam superheater
RU2139430C1 (en) Combined-cycle plant
RU2258147C1 (en) Method of substitution of gas-turbine fuel in power-generating cycles