RU2811448C2

RU2811448C2 - Combined-cycle power plant

Info

Publication number: RU2811448C2
Application number: RU2019127351A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Костюков
Original assignee: Владимир Николаевич Костюков
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2024-01-11

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention can be used in combined-cycle power plants and thermal energy recovery devices. The gas-steam power plant contains a steam-gas cascade pressure exchanger integrated with a gas turbine engine in such a way that the working fluid from the compressor of the gas turbine engine is supplied to the low-pressure working fluid supply port; on the opposite side of the housing there is an outlet port for the low-pressure working fluid (water steam) into the low-pressure or medium pressure turbine. Further, as the rotor rotates, there is a port for supplying the high-pressure working fluid (water steam from the waste heat boiler); on the opposite side in the housing wall there is an outlet port for the high-pressure working fluid (air), connected to the combustion chamber, the outlet of which is connected to the gas turbine. In the rotor of a steam-gas cascade pressure exchanger, several rows of channels are made, for example, with the channels in some rows offset relative to the channels in other rows. There is also a number of ports (windows) connected to each other by bypass channels; in front of the low-pressure turbine there is a high-temperature one, and behind the low-pressure turbine there is a low-temperature waste heat boiler, after which the flow of the working fluid is connected to the condensate separator.

EFFECT: scope of application of the pressure exchanger is expanded, the efficiency and environmental parameters of gas-steam power plants are improved.

14 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в парогазовых энергетических установках, в устройствах утилизации тепловой энергии.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in combined-cycle power plants and thermal energy recovery devices.

Известна парогазовая энергетическая установка, включающая газотурбинный двигатель и котел-утилизатор, в котором остаточная теплота продуктов сгорания ГТУ передается воде, а затем пару. Энергия горячего пара высокого давления преобразуется в механическую энергию на валу паровой турбины. Стр. 210-211 «Теплотехника» Москва «Машиностроение» 1986 г.A combined-cycle power plant is known, including a gas turbine engine and a waste heat boiler, in which the residual heat of the combustion products of a gas turbine is transferred to water and then to steam. The energy of hot, high-pressure steam is converted into mechanical energy on the shaft of the steam turbine. Page 210-211 “Thermal Engineering” Moscow “Mechanical Engineering” 1986

Недостатком подобной конструкции является низкий КПД турбокомпрессора высокого давления ГТД и паровой турбины высокого давления, большие габариты и масса.The disadvantage of this design is the low efficiency of the high-pressure turbocharger of the gas turbine engine and the high-pressure steam turbine, large dimensions and weight.

Известен также каскадный обменник давлением, содержащий, корпус с выполненными портами подвода и отвода рабочего тела, а также с перепускными массообменными каналами, в корпусе, с возможностью вращения, установлен ротор с каналами открытыми с торцов. «Новые направления совершенствования рабочего процесса газотурбинных двигателей с каскадным обменником давления Крайнюка». А.И. Крайнюк. «Авиационно-космическая техника и технология». 2010 №7A cascade pressure exchanger is also known, containing a housing with ports for supplying and discharging the working fluid, as well as with bypass mass transfer channels; a rotor with channels open at the ends is installed in the housing, rotatable. “New directions for improving the operating process of gas turbine engines with a Krainyuk cascade pressure exchanger.” A.I. Krainyuk. "Aerospace engineering and technology." 2010 No. 7

Недостатком подобной конструкции является узкая сфера применения, необходимость установки дополнительных вентиляторов, что в ряде случаев усложняет конструкцию, низкие КПД и производительность.The disadvantage of this design is its narrow scope of application, the need to install additional fans, which in some cases complicates the design, and low efficiency and performance.

Техническим результатом, достигаемым в данном изобретении, является расширение сферы применения обменника давления, повышение его производительности и КПД, улучшение экономичности и экологических параметров газопаровых энергетических установок при минимальных массогабаритных характеристиках.The technical result achieved in this invention is to expand the scope of application of the pressure exchanger, increase its performance and efficiency, improve the efficiency and environmental parameters of gas-steam power plants with minimal weight and size characteristics.

Технический результат достигается тем, что газопаровая энергетическая установка, содержащая, по крайней мере один парогенератор в виде котла-утилизатора тепла и другие системы для выработки и конденсации водяного пара, отличается тем, что содержит, по крайней мере, один парогазовый каскадный обменник давлением. включающий корпус, в котором установлен с возможностью вращения ротор, с выполненными по окружности ротора параллельно валу, или диагонально каналами, со стороны впускных и выпускных отверстий каналов к торцам ротора с зазором, выполненным с возможностью регулирования его величины и установки в него уплотнения, примыкают стенки корпуса, в которых образованы порты с возможностью подвода в каналы ротора и отвода из них сжимающего и сжимаемого рабочих тел, парогазовый каскадный обменник давлением интегрирован с газотурбинным двигателем таким образом, что рабочее тело низкого давления, являющееся сжимаемым рабочим телом, из компрессора системы наддува, или из компрессора газотурбинного двигателя, подведено к порту подвода рабочего тела низкого давления, выполненного с одной стороны ротора, а с противоположной стороны ротора в корпусе выполнен порт отвода рабочего тела низкого давления - водяного пара или его смеси с воздухом в турбину низкого или среднего давления, далее, по ходу вращения ротора, со стороны подвода рабочего тела низкого давления, выполнен порт подвода рабочего тела высокого давления, являющегося сжимающим рабочим телом - водяного пара из пароперегревателя котла-утилизатора, с противоположной стороны ротора в стенке корпуса выполнен порт отвода рабочего тела высокого давления, подключенный к системе охлаждения турбины высокого давления и к устройству подвода тепла, в виде камеры сгорания, выход из которого соединен с газовой турбиной, или с каскадом турбин газотурбинного двигателя, при этом в роторе парогазового каскадного обменника давлением выполнены, вдоль радиуса ротора, несколько рядов каналов, стенки корпуса, расположенные между портами, выполнены с возможностью перекрытия, при вращении ротора, впускных и выпускных отверстий, по крайней мере, одного канала в каждом ряду каналов ротора, также в стенке корпуса парогазового обменника давлением, между портом подвода рабочего тела низкого давления и портом подвода рабочего тела высокого давления выполнен ряд портов, соединенных между собой перепускными массообменными каналами, выполненными с возможностью организации последовательного ступенчатого подвода в каналы ротора и отвода из каналов ротора сжимающего рабочего тела таким образом, что порты, выполненные после порта подвода рабочего тела низкого давления, по ходу вращения ротора, соединены перепускными массообменными каналами с портами, выполненными перед портом подвода рабочего тела низкого давления, по ходу вращения ротора, с возможностью последовательного повышения давления в каналах ротора, по мере приближения каналов к порту подвода рабочего тела высокого давления, при вращении ротора, а порты, выполненные, по ходу вращения ротора, перед портом подвода рабочего тела низкого давления, выполнены с возможностью последовательного снижения давления рабочего тела в каналах ротора, при его вращении, по мере приближения каналов к порту подвода рабочего тела низкого давления, при этом, равноудаленные, с одной и с другой стороны от порта подвода рабочего тела низкого давления порты соединены между собой перепускными массообменными каналами, при этом, по крайней мере перед турбиной низкого давления, выполнен по крайней мере один напорный парогенератор, после которого установлен сепаратор конденсата, или перед турбиной низкого давления газотурбинного двигателя выполнен напорный высокотемпературный котел-утилизатор - генератор пара высокого давления, а за турбиной низкого давления газотурбинного двигателя выполнен низкотемпературный котел-утилизатор, после которого поток рабочего тела подключен к сепаратору конденсата, перед которым выполнен охладитель, при этом, выполненные по ходу расширения рабочих тел, а именно пара и продуктов сгорания, сепараторы конденсата подключены трубопроводами с конденсатными насосами, через деаэраторы, а часть и через охладитель конденсата, по крайней мере к одному котлу-утилизатору, при этом часть сепараторов конденсата подключена к низкотемпературному, а часть к высокотемпературному котлу-утилизатору, при этом котлы-утилизаторы выполнены с возможностью соединения между собой, по крайней мере, одним трубопроводом с конденсатным насосом.The technical result is achieved by the fact that a gas-steam power plant containing at least one steam generator in the form of a heat recovery boiler and other systems for the generation and condensation of water vapor is distinguished by the fact that it contains at least one steam-gas cascade pressure exchanger. including a housing in which a rotor is installed with the possibility of rotation, with channels made along the circumference of the rotor parallel to the shaft, or diagonally, from the side of the inlet and outlet openings of the channels to the ends of the rotor with a gap made with the possibility of adjusting its size and installing a seal in it, walls are adjacent housings in which ports are formed with the possibility of supplying compressive and compressible working fluids into the rotor channels and removing compressible working fluids from them, a steam-gas cascade pressure exchanger is integrated with a gas turbine engine in such a way that the low-pressure working fluid, which is a compressible working fluid, is from the compressor of the boost system, or from the compressor of a gas turbine engine, connected to the port for supplying the low-pressure working fluid, made on one side of the rotor, and on the opposite side of the rotor in the housing there is a port for removing the low-pressure working fluid - water vapor or its mixture with air into the low or medium pressure turbine, then , in the direction of rotation of the rotor, on the supply side of the low-pressure working fluid, there is a port for supplying the high-pressure working fluid, which is a compressive working fluid - water vapor from the steam recovery boiler superheater; on the opposite side of the rotor, in the housing wall, there is a port for removing the high-pressure working fluid, connected to the cooling system of the high-pressure turbine and to the heat supply device, in the form of a combustion chamber, the output of which is connected to the gas turbine, or to a cascade of turbines of the gas turbine engine, while in the rotor of the steam-gas cascade pressure exchanger, several rows of channels are made along the radius of the rotor , the walls of the housing located between the ports are designed to overlap, when the rotor rotates, the inlet and outlet openings of at least one channel in each row of rotor channels, also in the wall of the housing of the vapor-gas pressure exchanger, between the port for supplying the low-pressure working fluid and The high-pressure working fluid supply port is a series of ports connected to each other by bypass mass transfer channels, designed to organize a sequential stepwise supply into the rotor channels and removal from the rotor channels of the compressing working fluid in such a way that the ports made after the low-pressure working fluid supply port in the direction of rotation of the rotor, connected by bypass mass transfer channels with ports made in front of the port for supplying the low-pressure working fluid, in the direction of rotation of the rotor, with the possibility of sequentially increasing the pressure in the rotor channels, as the channels approach the port for supplying the high-pressure working fluid, as the rotor rotates , and the ports, made in the direction of rotation of the rotor, in front of the port for supplying the low-pressure working fluid, are made with the possibility of sequentially reducing the pressure of the working fluid in the channels of the rotor, during its rotation, as the channels approach the port for supplying the low-pressure working fluid, while equidistant, on one and the other side of the low-pressure working fluid supply port, the ports are connected to each other by bypass mass transfer channels, while at least before the low-pressure turbine there is at least one pressure steam generator, after which a condensate separator is installed, or before the low-pressure turbine of the gas turbine engine is equipped with a pressure high-temperature waste heat boiler - a high-pressure steam generator, and behind the low-pressure turbine of the gas turbine engine there is a low-temperature waste heat boiler, after which the flow of the working fluid is connected to a condensate separator, in front of which there is a cooler, while During the expansion of the working fluids, namely steam and combustion products, the condensate separators are connected by pipelines with condensate pumps, through deaerators, and partly through a condensate cooler, to at least one waste heat boiler, while some of the condensate separators are connected to a low-temperature one, and some to a high-temperature waste heat boiler, wherein the waste heat boilers are configured to be connected to each other by at least one pipeline with a condensate pump.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что парогазовый каскадный обменник давлением содержит дополнительный порт подвода рабочего тела - продуктов сгорания, выполненный со стороны и перед портом отвода рабочего тела высокого давления, по ходу вращения ротора, либо с обеих сторон каналов ротора, при этом дополнительный порт соединен с выходом из камеры сгорания, либо с выходом из отдельной высокотемпературной камеры сгорания, вход которой соединен с портом отвода рабочего тела высокого давления парогазового каскадного обменника давлением.In addition, the power plant is distinguished by the fact that the steam-gas cascade pressure exchanger contains an additional port for supplying the working fluid - combustion products, made on the side and in front of the outlet port of the high-pressure working fluid, along the direction of rotation of the rotor, or on both sides of the rotor channels, with an additional the port is connected to the outlet from the combustion chamber, or to the outlet from a separate high-temperature combustion chamber, the input of which is connected to the outlet port of the high-pressure working fluid of the steam-gas cascade pressure exchanger.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что содержит как минимум два последовательно установленных парогазовых каскадных обменника давлением - один высокого давления, выполненный по ходу движения воздуха перед камерой сгорания, а второй, например среднего давления, выполненный, например после компрессора газотурбинного двигателя, при этом порт отвода рабочего тела высокого давления - воздуха парогазового каскадного обменника давлением высокого давления, подключен к камере сгорания и, например к системе охлаждения турбины высокого давления газотурбинного двигателя, а возможно и к высокотемпературной камере сгорания, порт подвода рабочего тела высокого давления этого обменника давлением подключен к паропроводу высокого давления, соединенному через регулирующий клапан, например с пароперегревателем высокотемпературного котла-утилизатора, порт подвода рабочего тела низкого давления - воздуха, например через циркуляционный вентилятор подключен к порту отвода рабочего тела высокого давления парогазового каскадного обменника давлением среднего давления, порт отвода рабочего тела низкого давления парогазового каскадного обменника давлением высокого давления может быть подключен к системе охлаждения турбины среднего давления газотурбинного двигателя и, например через пароперегреватель, к порту подвода рабочего тела высокого давления парогазового каскадного обменника давлением среднего давления, порт подвода рабочего тела низкого давления которого подключен к компрессору, например газотурбинного двигателя, а порт отвода рабочего тела низкого давления парогазового каскадного обменника давлением среднего давления выполнен с возможностью подключения, например через сепаратор конденсата, к турбине низкого давления газотурбинного двигателя, либо к паровой турбине, на выходе из которой выполнен конденсатор пара.In addition, the power plant is distinguished by the fact that it contains at least two sequentially installed steam-gas cascade pressure exchangers - one of high pressure, made in the direction of air movement in front of the combustion chamber, and the second, for example, of medium pressure, made, for example, after the compressor of a gas turbine engine, while the outlet port of the high-pressure working fluid - air of the steam-gas cascade high-pressure exchanger is connected to the combustion chamber and, for example, to the cooling system of the high-pressure turbine of a gas turbine engine, and possibly to the high-temperature combustion chamber, the supply port of the high-pressure working fluid of this pressure exchanger is connected to a high-pressure steam line connected through a control valve, for example, to the steam superheater of a high-temperature waste-heat boiler, a low-pressure working fluid supply port - air, for example, through a circulation fan connected to the high-pressure working fluid outlet port of a medium-pressure steam-gas cascade exchanger, a low-pressure working fluid outlet port pressure of a high-pressure steam-gas cascade exchanger can be connected to the cooling system of a medium-pressure turbine of a gas turbine engine and, for example, through a superheater, to the high-pressure working fluid supply port of a medium-pressure steam-gas cascade exchanger, the low-pressure working fluid supply port of which is connected to a compressor, for example gas turbine engine, and the outlet port of the low-pressure working fluid of the steam-gas cascade exchanger with medium-pressure pressure is designed to be connected, for example, through a condensate separator, to the low-pressure turbine of the gas turbine engine, or to a steam turbine, at the outlet of which there is a steam condenser.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что, по крайней мере один котел-утилизатор, например низкотемпературный, выполнен с возможностью генерации пара нескольких. например двух или трех давлений, с возможностью подачи пара высокого давления, по крайней мере в парогазовый каскадный обменник давлением, а пара меньшего давления, по крайней мере в сопла турбин, в которых давление рабочего тела - пара и, или продуктов сгорания не превышает давление пара, полученного в соответствующем контуре котла-утилизатора.In addition, the power plant is distinguished by the fact that at least one waste heat boiler, for example a low-temperature boiler, is configured to generate several steam. for example, two or three pressures, with the possibility of supplying high-pressure steam, at least to a steam-gas cascade pressure exchanger, and lower-pressure steam, at least to turbine nozzles, in which the pressure of the working fluid - steam and, or combustion products does not exceed the steam pressure , obtained in the corresponding waste heat boiler circuit.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что, по крайней мере одна турбина газотурбинного двигателя, например турбина среднего давления выполнена с раздельным парциальным подводом к соплам двух рабочих тел, с возможностью раздельного расширения в одном секторе турбины преимущественно пара, а в другом - преимущественно продуктов сгорания, при этом отвод пара от этой парциальной двухпоточной турбины подключен к паровой турбине, либо к турбине низкого давления газотурбинного двигателя, например через сепаратор конденсата, а отвод продуктов сгорания подключен к высокотемпературному парогенератору (котлу-утилизатору), выход рабочего тела - продуктов сгорания из которого подключен к турбине низкого давления.In addition, the power plant is distinguished by the fact that at least one turbine of a gas turbine engine, for example a medium pressure turbine, is designed with a separate partial supply of two working fluids to the nozzles, with the possibility of separate expansion in one sector of the turbine, mainly steam, and in the other - mainly products combustion, while the steam outlet from this partial double-flow turbine is connected to a steam turbine or to a low-pressure turbine of a gas turbine engine, for example through a condensate separator, and the exhaust of combustion products is connected to a high-temperature steam generator (recovery boiler), the output of the working fluid - combustion products from which is connected to the low pressure turbine.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что газотурбинный двигатель содержит, по крайней мере, одну промежуточную камеру сгорания, при этом, например последняя, по ходу движения газа, промежуточная камера сгорания может содержать дополнительный подвод воздуха, подключенный, например к компрессору газотурбинного двигателя.In addition, the power plant is characterized in that the gas turbine engine contains at least one intermediate combustion chamber, while, for example, the last intermediate combustion chamber along the gas flow may contain an additional air supply connected, for example, to the compressor of the gas turbine engine.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что содержит устройство наддува газотурбинного двигателя в виде по крайней мере одного компрессора, например с электромотором и, по крайней мере одной турбины, например с электрогенератором, либо устройство наддува выполнено в виде, по крайней мере одного турбокомпрессора, например с мотор-генератором на его валу, при этом компрессор устройства наддува выполнен с возможностью подключения к компрессору газотурбинного двигателя, а турбина подключена к газовому каналу после системы утилизации тепла и сепарации конденсата за турбиной низкого давления газотурбинного двигателя, а за турбиной устройства наддува также выполнен сепаратор конденсата, перед которым возможно выполнение охладителя.In addition, the power plant is distinguished by the fact that it contains a gas turbine engine supercharging device in the form of at least one compressor, for example with an electric motor, and at least one turbine, for example with an electric generator, or the supercharging device is made in the form of at least one turbocharger, for example, with a motor-generator on its shaft, while the compressor of the supercharging device is configured to be connected to the compressor of the gas turbine engine, and the turbine is connected to the gas channel after the heat recovery and condensate separation system behind the low-pressure turbine of the gas turbine engine, and behind the turbine of the supercharging device is also configured condensate separator, before which a cooler can be installed.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что между устройствами сжатия рабочего тела, например воздуха, например между компрессорами, и, или в газоходе, соединенном с портом подвода рабочего тела низкого давления, например воздуха, по крайней мере одного парогазового каскадного обменника давлением, выполнено, по крайней мере, одно устройство отвода тепла - промежуточный охладитель, например интегрированное в систему генерации пара в парогенераторе, например, в систему генерации пара нескольких давлений в котле-утилизаторе.In addition, the power plant differs in that between devices for compressing the working fluid, for example air, for example between compressors, and, or in a gas duct connected to the supply port of the low-pressure working fluid, for example air, at least one steam-gas cascade pressure exchanger is installed at least one heat removal device - an intercooler, for example integrated into a steam generation system in a steam generator, for example, into a multi-pressure steam generation system in a waste heat boiler.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что, по крайней мере, одна камера сгорания и, по крайней мере, турбина высокого давления выделены в отдельный блок, выполненный с возможностью размещения на его валу электрогенератора, при этом турбина низкого давления газотурбинного двигателя выполнена с возможностью размещения на валу компрессора.In addition, the power plant is characterized in that at least one combustion chamber and at least a high-pressure turbine are separated into a separate unit, designed to accommodate an electric generator on its shaft, while the low-pressure turbine of the gas turbine engine is configured to placement on the compressor shaft.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что вал ротора парогазового каскадного обменника давлением подключен к приводу, например от газотурбинного или электрического двигателя, с возможностью регулирования оборотов ротора и, или ротор выполнен с возможностью самовращения, например посредством специальных сопел, выполненных в отдельных портах подвода рабочего тела в каналы ротора, например также с возможностью регулирования оборотов ротора, при этом корпус парогазового каскадного обменника давлением может быть выполнен герметичным.In addition, the power plant differs in that the rotor shaft of the steam-gas cascade pressure exchanger is connected to a drive, for example from a gas turbine or electric motor, with the ability to regulate the rotor speed and, or the rotor is capable of self-rotation, for example, through special nozzles made in separate supply ports the working fluid into the rotor channels, for example, also with the ability to regulate the rotor speed, while the housing of the steam-gas cascade pressure exchanger can be made hermetically sealed.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что содержит устройство впрыска конденсата под давлением в воздушный канал, по крайней мере « перед одним парогазовым каскадным обменником давлением, при этом возможно выполнение устройства впрыска конденсата также в воздушном канале перед компрессором и/или перед ступенями компрессора, по крайней мере перед компрессором газотурбинного двигателя, а впрыскиваемый конденсат может быть подключен к устройству впрыска конденсата через устройство подвода тепла, например в виде экономайзера котла-утилизатора и/или конденсатора пара и/или промежуточного теплообменника-охладителя.In addition, the power plant is characterized by the fact that it contains a device for injecting condensate under pressure into the air channel, at least “before one steam-gas cascade pressure exchanger, while it is possible to perform a condensate injection device also in the air channel before the compressor and/or before the compressor stages, at least before the compressor of the gas turbine engine, and the injected condensate can be connected to the condensate injection device through a heat input device, for example in the form of a waste heat boiler economizer and/or a steam condenser and/or an intercooler heat exchanger.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что содержит, по крайней мере один подвод водяного пара, с возможностью регулирования его расхода, по крайней мере в одну камеру сгорания и, или в газовый тракт, по крайней мере перед одной турбиной газотурбинного двигателя.In addition, the power plant is distinguished by the fact that it contains at least one supply of water steam, with the ability to regulate its flow, into at least one combustion chamber and, or into the gas path, at least in front of one turbine of the gas turbine engine.

Кроме того, энергетическая установка отличается тем, что содержит паровую или смешанную паровоздушную систему охлаждения по крайней мере высокотемпературной части газотурбинного двигателя, при этом паровоздушная система охлаждения может быть образована путем впрыска под давлением воды (конденсата) в тракт воздушного охлаждения газотурбинного двигателя.In addition, the power plant is distinguished by the fact that it contains a steam or mixed steam-air cooling system for at least the high-temperature part of the gas turbine engine, while the steam-air cooling system can be formed by injecting water (condensate) under pressure into the air cooling path of the gas turbine engine.

На схемах изображено.The diagrams show.

Фиг. 1. Парогазовый каскадный обменник давлением. Вид спереди.Fig. 1. Steam-gas cascade pressure exchanger. Front view.

Фиг. 2. Парогазовый каскадный обменник давлением с дополнительным портом подвода рабочего тела. Вид спереди.Fig. 2. Steam-gas cascade pressure exchanger with an additional port for supplying the working fluid. Front view.

Фиг. 3. Парогазовый каскадный обменник давлением с дополнительным портом подвода рабочего тела. Вид сзади.Fig. 3. Steam-gas cascade pressure exchanger with an additional port for supplying the working fluid. Back view.

Фиг. 4. Газопаровая энергетическая установка с высокотемпературным и низкотемпературным котлами-утилизаторами.Fig. 4. Gas-steam power plant with high-temperature and low-temperature waste heat boilers.

Фиг. 5. Газопаровая энергетическая установка с каскадом парогазовых каскадных обменников давлением.Fig. 5. Gas-steam power plant with a cascade of steam-gas cascade pressure exchangers.

Фиг. 6. Газопаровая энергетическая установка с каскадом парогазовых каскадных обменников давлением и паровой турбиной.Fig. 6. Gas-steam power plant with a cascade of steam-gas cascade pressure exchangers and a steam turbine.

Газопаровая энергетическая установка содержит газотурбинный двигатель 1, с компрессором 2 и, например, с устройством наддува в виде компрессора 3 наддува, с камерой сгорания 4, подключенных к порту отвода рабочего тела высокого давления 5 парогазового каскадного обменника давлением 6, содержащего корпус 7, в котором установлен с возможностью вращения ротор 8, с рядами 9 каналов 10, с впускными 11 и выпускными 12 отверстиями, с возможностью их периодического совмещения с портами в корпусе 7, в котором выполнены порт подвода рабочего тела низкого давления 13, порт подвода рабочего тела высокого давления 14, порт отвода рабочего тела низкого давления 15, порты, подключенные к массообменным (перепускным) каналам 16, может содержать дополнительный порт подвода рабочего тела 17, подключенный к выходу, например из высокотемпературной камеры сгорания 18, турбину высокого давления 19, может содержать турбину среднего давления 20, турбину низкого давления 21, может содержать турбину 22 устройства наддува, например в виде турбокомпрессора 23 с мотор -генератором 24, высокотемпературный котел-утилизатор 25, низкотемпературный котел-утилизатор 26, конденсатор пара 27, сепаратор конденсата 28, конденсатный (питательный) насос 29, может содержать промежуточный охладитель 30, регулирующие клапаны 31, электрогенератор 32, устройство регулирования оборотов 33 парогазового каскадного обменника давлением 6, может содержать устройство впрыска воды (конденсата) 34, электромотор 35, циркуляционный вентилятор 36, охладитель конденсата 37, может содержать парциальную двухпоточную турбину 38, парогазовый каскадный обменник давлением среднего давления 39, парогазовый каскадный обменник давлением низкого давления 40, паровую турбину 41.A gas-steam power plant contains a gas turbine engine 1, with a compressor 2 and, for example, with a supercharging device in the form of a supercharging compressor 3, with a combustion chamber 4, connected to the outlet port of the high-pressure working fluid 5 of a steam-gas cascade pressure exchanger 6, containing a housing 7, in which a rotor 8 is installed with the possibility of rotation, with rows of 9 channels 10, with inlet 11 and outlet 12 holes, with the possibility of their periodic alignment with ports in the housing 7, in which there is a low-pressure working fluid supply port 13, a high-pressure working fluid supply port 14 , low-pressure working fluid outlet port 15, ports connected to mass transfer (bypass) channels 16, may contain an additional working fluid supply port 17, connected to the output, for example, from a high-temperature combustion chamber 18, high-pressure turbine 19, may contain a medium-pressure turbine 20, low-pressure turbine 21, may contain a turbocharger 22, for example in the form of a turbocharger 23 with a motor-generator 24, a high-temperature waste heat boiler 25, a low-temperature waste heat boiler 26, a steam condenser 27, a condensate separator 28, a condensate (feed) pump 29, may contain an intercooler 30, control valves 31, an electric generator 32, a speed control device 33 of a steam-gas cascade pressure exchanger 6, may contain a water (condensate) injection device 34, an electric motor 35, a circulation fan 36, a condensate cooler 37, may contain a partial dual-flow turbine 38, medium-pressure steam-gas cascade exchanger 39, low-pressure steam-gas cascade exchanger 40, steam turbine 41.

Газопаровая энергетическая установка работает следующим образом.A gas-steam power plant operates as follows.

При пуске газотурбинного двигателя от какого-либо стартерного устройства (на схемах не показано) в компрессоре 2 газотурбинного двигателя 1, а при работе мотор-генератора 24 турбокомпрессора 23 устройства наддува и в компрессоре 3 (Фиг. 4) сжимается воздух, который затем поступает в порт подвода рабочего тела низкого давления 13 парогазового каскадного обменника давления 6, ротор 8 которого вращается от устройства регулирования оборотов 33. При этом трубопроводы, соединенные с портом подвода рабочего тела высокого давления 14 и портом отвода рабочего тела низкого давления 15 парогазового каскадного обменника давления 6 перекрыты регулирующими клапанами 31. Воздух низкого давления заполняет ряды 9 каналов 10 ротора 8 (Фиг. 1), которые при вращении ротора 8 совмещаются с портом отвода рабочего тела высокого давления 5, при этом, сжатый в компрессорах воздух, поступает в камеру сгорания 4, куда также подводится топливо. Образованные в камере сгорания 4 продукты сгорания (смесь воздуха и продуктов сгорания) расширяются в турбине высокого давления 19, после чего поступают в свой сектор соплового аппарата двухпоточной парциальной турбины 38, затем поступают в высокотемпературный котел-утилизатор 25, в котором отдают часть тепла. после чего расширяется в турбине низкого давления 21 газотурбинного двигателя 1, вращая вал отбора мощности с компрессором 2 и электрогенератором 32. Затем рабочее тело -продукты сгорания поступает в низкотемпературный котел-утилизатор 26, где отдают часть тепла, после этого, продукты сгорания поступают в сепаратор конденсата 28 где из них удаляется конденсат и расширяются в турбине 22 турбокомпрессора 23 устройства наддува, вращая компрессор наддува 3, после этого продукты сгорания поступают в сепаратор конденсата 28 где из них удаляется конденсат и удаляются в атмосферу. После того, как в высокотемпературном котле-утилизаторе 25 образуется водяной пар необходимых объема и давления регулирующие клапаны 31, перекрывающие трубопроводы, соединенные с портом подвода рабочего тела высокого давления 14 и портом отвода рабочего тела низкого давления 15 парогазового каскадного обменника давления 6 открываются и в порт подвода рабочего тела высокого давления 14 парогазового каскадного обменника давлением 6 поступает пар, который сжимает находящийся в каналах 10 ротора 8 воздух и выталкивает его в порт отвода рабочего тела высокого давления 5, из которого воздух высокого давления подается в камеру сгорания 4 и цикл повторяется, но теперь уже с более высоким давлением воздуха. При вращении ротора 8 водяной пар ступенчато расширяется в каналах 10 ротора 8, при их совмещении с перепускными каналами 16, после чего пар выталкивается в порт отвода рабочего тела низкого давления 15, из которого часть пара поступаете систему охлаждения горячей части (по крайней мере соплового аппарата) парциальной двухпоточной турбины 38, а часть пара поступает в свою часть соплового аппарат парциальной двухпоточной турбины 38 и расширяется в ней, вращая турбину 38, затем пар поступает в сепаратор конденсата 28 где из него удаляется конденсат и вновь расширяется в турбине низкого давления 21 газотурбинного двигателя 1, затем вместе с продуктами сгорания поступает в низкотемпературный котел-утилизатор 26. Полученный в сепараторах конденсата 28 конденсат распределяется в зависимости от своей температуры, после чего конденсатными насосами 29 подается в низкотемпературный котел-утилизатор 26, в высокотемпературный котел-утилизатор 25 и в промежуточные охладители 30, в них к конденсату подводится тепло, в результате чего из него генерируется пар, поступающий, по крайней мере, в порт подвода рабочего тела высокого давления 14 парогазового каскадного обменника давлением 6 и паровой цикл повторяется.When starting a gas turbine engine from any starter device (not shown in the diagrams) in the compressor 2 of the gas turbine engine 1, and when the motor-generator 24 of the turbocharger 23 of the supercharging device is operating and in the compressor 3 (Fig. 4), air is compressed, which then enters low-pressure working fluid supply port 13 of the steam-gas cascade pressure exchanger 6, the rotor 8 of which rotates from the speed control device 33. In this case, the pipelines connected to the high-pressure working fluid supply port 14 and the low-pressure working fluid outlet port 15 of the steam-gas cascade pressure exchanger 6 are blocked control valves 31. Low-pressure air fills the rows of 9 channels 10 of the rotor 8 (Fig. 1), which, when the rotor 8 rotates, are combined with the outlet port of the high-pressure working fluid 5, while the air compressed in the compressors enters the combustion chamber 4, where fuel is also supplied. The combustion products formed in the combustion chamber 4 (a mixture of air and combustion products) expand in the high-pressure turbine 19, after which they enter their sector of the nozzle apparatus of the two-flow partial turbine 38, then enter the high-temperature waste heat boiler 25, in which part of the heat is released. after which it expands in the low-pressure turbine 21 of the gas turbine engine 1, rotating the power take-off shaft with the compressor 2 and the electric generator 32. Then the working fluid - combustion products - enters the low-temperature waste heat boiler 26, where part of the heat is released, after which the combustion products enter the separator condensate 28 where condensate is removed from them and expands in the turbine 22 of the turbocharger 23 of the supercharging device, rotating the boost compressor 3, after which the combustion products enter the condensate separator 28 where condensate is removed from them and released into the atmosphere. After water vapor of the required volume and pressure is formed in the high-temperature recovery boiler 25, the control valves 31, shutting off the pipelines connected to the high-pressure working fluid supply port 14 and the low-pressure working fluid outlet port 15 of the steam-gas cascade pressure exchanger 6 open and into the port supply of the high-pressure working fluid 14 of the steam-gas cascade pressure exchanger 6, steam enters, which compresses the air in the channels 10 of the rotor 8 and pushes it into the outlet port of the high-pressure working fluid 5, from which the high-pressure air is supplied to the combustion chamber 4 and the cycle repeats, but now with higher air pressure. When the rotor 8 rotates, the water vapor expands stepwise in the channels 10 of the rotor 8, when they are combined with the bypass channels 16, after which the steam is pushed into the low-pressure working fluid outlet port 15, from which part of the steam enters the cooling system of the hot part (at least the nozzle apparatus ) partial double-flow turbine 38, and part of the steam enters its part of the nozzle apparatus of the partial double-flow turbine 38 and expands in it, rotating the turbine 38, then the steam enters the condensate separator 28 where condensate is removed from it and expands again in the low-pressure turbine 21 of the gas turbine engine 1, then, together with combustion products, enters the low-temperature waste heat boiler 26. The condensate obtained in the condensate separators 28 is distributed depending on its temperature, after which the condensate pumps 29 are supplied to the low-temperature waste heat boiler 26, to the high-temperature waste heat boiler 25 and to intermediate coolers 30, in which heat is supplied to the condensate, as a result of which steam is generated from it, entering at least the high-pressure working fluid supply port 14 of the steam-gas cascade pressure exchanger 6 and the steam cycle is repeated.

Наличие дополнительного порта подвода рабочего тела 17 (Фиг. 2, Фиг. 3) позволяет увеличить тепловую эффективность цикла за счет рециркуляции продуктов сгорания в цикле. При этом продукты сгорания из высокотемпературной камеры сгорания 18 поступают в дополнительный порт подвода рабочего тела 17, сжимают, находящиеся в каналах 10 ротора 8 пар и воздух и частично заполняют при этом каналы 10. При вращении ротора 8, в результате давления пара, поступающего через порт подвода рабочего тела высокого давления 14 в каналы 10 ротора 8, находящиеся в них пар, воздух и продукты сгорания сжимаются, после чего продукты сгорания и воздух выталкиваются в порт отвода рабочего тела высокого давления 5, попадают в камеру сгорания 4 и в высокотемпературную камеру сгорания 18, при этом горячие продукты сгорания нагревают воздух, снижая расход топлива, повышая этим экономичность установки, при этом также снижается образованию оксидов азота при горении топлива и повышаются экологические характеристики.The presence of an additional port for supplying the working fluid 17 (Fig. 2, Fig. 3) allows you to increase the thermal efficiency of the cycle due to the recirculation of combustion products in the cycle. In this case, the combustion products from the high-temperature combustion chamber 18 enter the additional supply port of the working fluid 17, compress the steam and air located in the channels 10 of the rotor 8 and partially fill the channels 10. When the rotor 8 rotates, as a result of the steam pressure entering through the port supply of the high-pressure working fluid 14 into the channels 10 of the rotor 8, the steam, air and combustion products contained in them are compressed, after which the combustion products and air are pushed into the outlet port of the high-pressure working fluid 5, enter the combustion chamber 4 and the high-temperature combustion chamber 18 , while hot combustion products heat the air, reducing fuel consumption, thereby increasing the efficiency of the installation, while also reducing the formation of nitrogen oxides during fuel combustion and increasing environmental performance.

Излишки пара высокого давления могут через регулирующие клапаны 31 подаваться в камеры сгорания 4 и 18, увеличивая мощность установки. С целью снижения температуры охлаждаемого воздуха в установке могут быть выполнены охладители конденсата 37, например перед подачей его в промежуточные охладители 30.Excess high-pressure steam can be supplied through control valves 31 to combustion chambers 4 and 18, increasing the power of the installation. In order to reduce the temperature of the cooled air in the installation, condensate coolers 37 can be installed, for example, before feeding it into the intercoolers 30.

С целью увеличения отбираемого, по крайней мере в низкотемпературном котле-утилизаторе тепловой энергии, конденсатные насосы могут быть выполнены нескольких, например, двух давлений с генерацией пара и последующего его срабатывания в турбинах среднего или низкого давления (на схемах не показано). В систему охлаждения турбины высокого давления 19 может, через устройство впрыска конденсата 34, подаваться распыленная вода, которая испаряясь, снижает температуру охлаждающего воздуха.In order to increase the thermal energy extracted, at least in a low-temperature waste heat boiler, condensate pumps can be designed at several, for example, two pressures with steam generation and its subsequent activation in medium or low pressure turbines (not shown in the diagrams). The cooling system of the high-pressure turbine 19 can, through the condensate injection device 34, be supplied with atomized water, which, by evaporating, reduces the temperature of the cooling air.

Устройство нескольких рядов 9 каналов 10 (Фиг.-1, Фиг.-2, Фиг.-3) повышает расход рабочего тела через парогазовый каскадный обменник давлением 6 и увеличивает его эффективность за счет снижения негативного влияния ударных волн.The arrangement of several rows of 9 channels 10 (Fig.-1, Fig.-2, Fig.-3) increases the flow of the working fluid through the steam-gas cascade pressure exchanger 6 and increases its efficiency by reducing the negative influence of shock waves.

Парогазовая энергетическая установка может содержать каскад, например из трех парогазовых каскадных обменников давлением высокого 6 среднего 39 и низкого давления 40 (Фиг. 5, Фиг. 6). При этом пар из высокотемпературного котла-утилизатора 25 поступает в подвод высокого давления 14 парогазового каскадного обменника давлением 6 высокого давления, сжимает и вытесняет, находящийся в канатах 10 воздух в камеру сгорания 4, а возможно и в высокотемпературную камеру сгорания 18. Далее, при вращении ротора 8 парогазового каскадного обменника давлением 6 высокого давления, каналы 10, заполненные паром, после частичного расширения пара в перепускных каналах 16, совмещаются с портом подвода рабочего тела низкого давления 13, через который поступает воздух и вытесняет пар в отвод рабочего тела низкого давления 15, откуда часть пара может поступать в систему охлаждения турбины, а возможно и в саму турбину среднего давления 20, а большая часть пара поступает в порт подвода рабочего тела высокого давления 14 парогазового каскадного обменника давлением среднего давления 39, сжимает и вытесняет из каналов 10 этого обменника давлением воздух через порт отвода рабочего тела высокого давления 5, который, после промежуточного охладителя 30 и благодаря работе циркуляционного вентилятора 36, поступает в порт подвода рабочего тела низкого давления 13 парогазового каскадного обменника давлением 6 высокого давления. При вращении ротора 8 парогазового каскадного обменника давлением среднего давления 39, пар частично расширяется в его каналах 10, при совмещении с перепускными каналами 16 и через порт отвода рабочего тела низкого давления 15 поступает в порт подвода рабочего тела высокого давления 14 парогазового каскадного обменника давлением низкого давления 40, сжимает и вытесняет из каналов 10 этого обменника давлением воздух через порт отвода рабочего тела высокого давления 5, который, через промежуточный охладитель 30, благодаря работе циркуляционного вентилятора 36, поступает в порт подвода рабочего тела низкого давления 13 парогазового каскадного обменника давления среднего давления 39. При вращении ротора 8 парогазового каскадного обменника давлением низкого давления 40, пар частично расширяется в его каналах 10 при совмещении с перепускными каналами 16 и через порт отвода рабочего тела низкого давления поступает, например через сепаратор конденсата 28, в турбину, например низкого давления 21 газотурбинного двигателя 1, или в паровую турбину 41 в которой расширяется (Фиг. 6), после чего поступает в конденсатор пара 27 где конденсируется и поступает в конденсатный насос 29 и далее в системы генерации пара. Воздух из компрессора 3 устройства наддува, благодаря работе электромотора 35, через промежуточный охладитель 30 поступает в порт подвода рабочего тела низкого давления 13 парогазового каскадного обменника давлением низкого давления 40, вытесняет из каналов 10 этого обменника давлением пар и, благодаря работе каскада каскадных обменников давлением 6, 39 и 30, дополнительно сжимается, после чего поступает в системы газотурбинного двигателя 1.A combined-cycle power plant may contain a cascade, for example, of three steam-gas cascade exchangers with high pressure 6 medium 39 and low pressure 40 (Fig. 5, Fig. 6). In this case, steam from the high-temperature waste heat boiler 25 enters the high-pressure inlet 14 of the high-pressure steam-gas cascade exchanger 6, compresses and displaces the air in the ropes 10 into the combustion chamber 4, and possibly into the high-temperature combustion chamber 18. Further, during rotation rotor 8 of the high-pressure steam-gas cascade exchanger 6, channels 10 filled with steam, after partial expansion of the steam in bypass channels 16, are combined with the low-pressure working fluid supply port 13, through which air enters and displaces steam into the low-pressure working fluid outlet 15, from where part of the steam can enter the turbine cooling system, and possibly into the medium-pressure turbine 20 itself, and most of the steam enters the high-pressure working fluid supply port 14 of the steam-gas cascade medium-pressure exchanger 39, compresses and displaces it from the channels 10 of this pressure exchanger air through the high-pressure working fluid outlet port 5, which, after the intercooler 30 and thanks to the operation of the circulation fan 36, enters the low-pressure working fluid supply port 13 of the high-pressure steam-gas cascade exchanger 6. When the rotor 8 of the steam-gas cascade exchanger with medium pressure 39 rotates, the steam partially expands in its channels 10, when combined with bypass channels 16 and through the low-pressure working fluid outlet port 15 enters the high-pressure working fluid supply port 14 of the low-pressure steam-gas cascade exchanger 40, compresses and displaces air from the channels 10 of this pressure exchanger through the outlet port of the high-pressure working fluid 5, which, through the intercooler 30, thanks to the operation of the circulation fan 36, enters the supply port of the low-pressure working fluid 13 of the steam-gas cascade medium-pressure exchanger 39 When the rotor 8 of the low-pressure steam-gas cascade exchanger 40 rotates, the steam partially expands in its channels 10 when combined with the bypass channels 16 and through the outlet port of the low-pressure working fluid enters, for example through the condensate separator 28, into the turbine, for example the low-pressure gas turbine 21 engine 1, or into the steam turbine 41 in which it expands (Fig. 6), after which it enters the steam condenser 27 where it condenses and enters the condensate pump 29 and then into the steam generation systems. Air from the compressor 3 of the supercharging device, thanks to the operation of the electric motor 35, through the intercooler 30 enters the low-pressure working fluid supply port 13 of the low-pressure steam-gas cascade exchanger 40, displaces steam from the channels 10 of this pressure exchanger and, thanks to the operation of the cascade of cascade pressure exchangers 6 , 39 and 30, is further compressed, after which it enters the systems of gas turbine engine 1.

Использование данного изобретения позволит повысить КПД и экологические характеристики газопаровых энергетических установок, при минимальных массогабаритных параметрах газотурбинного и парового контуров.The use of this invention will improve the efficiency and environmental characteristics of gas-steam power plants, with minimal weight and size parameters of the gas turbine and steam circuits.

Claims

1. Gas-steam power plant containing at least one steam generator in the form of a heat recovery boiler and other systems for the generation and condensation of water steam, characterized in that it contains at least one steam-gas cascade pressure exchanger, including a housing in which it is installed with the possibility rotating rotor with channels made along the circumference of the rotor parallel to the shaft or diagonally, from the side of the inlet and outlet openings of the channels to the ends of the rotor with a gap made with the ability to regulate its size and install a seal in it, the walls of the housing are adjacent, in which ports are formed with the possibility of supplying the rotor channels and the outlet of the compressible and compressible working fluids from them, the steam-gas cascade pressure exchanger is integrated with the gas turbine engine in such a way that the low-pressure working fluid, which is a compressible working fluid, from the compressor of the pressurization system or from the compressor of the gas turbine engine is supplied to the low-pressure working fluid supply port pressure, made on one side of the rotor, and on the opposite side of the rotor in the housing there is a port for the outlet of the low pressure working fluid - water steam or its mixture with air into the low or medium pressure turbine, then, along the direction of rotation of the rotor, from the supply side of the low pressure working fluid pressure there is a port for supplying the high-pressure working fluid, which is a compressive working fluid - water vapor from the steam recovery boiler superheater; on the opposite side of the rotor in the wall of the housing there is a port for removing the high-pressure working fluid, connected to the cooling system of the high-pressure turbine and to the heat supply device in the form of a combustion chamber, the outlet of which is connected to a gas turbine or to a cascade of turbines of a gas turbine engine, while in the rotor of the steam-gas cascade pressure exchanger, several rows of channels are made along the radius of the rotor; the walls of the housing located between the ports are made to overlap, with rotation of the rotor, inlet and outlet holes, at least one channel in each row of rotor channels, also in the wall of the body of the vapor-gas pressure exchanger, between the port for supplying the low-pressure working fluid and the port for supplying the high-pressure working fluid there is a number of ports connected to each other by bypass mass transfer channels made with the possibility of organizing a sequential stepwise supply into the rotor channels and removal from the rotor channels of the compressing working fluid in such a way that the ports made after the low-pressure working fluid supply port, in the direction of rotation of the rotor, are connected by bypass mass transfer channels with ports made in front of the port supply of low-pressure working fluid, along the direction of rotation of the rotor, with the possibility of sequentially increasing the pressure in the rotor channels, as the channels approach the port for supplying the high-pressure working fluid, as the rotor rotates, and ports made, along the direction of rotation of the rotor, in front of the port for supplying the working fluid low-pressure bodies are designed with the possibility of sequentially reducing the pressure of the working fluid in the channels of the rotor, during its rotation, as the channels approach the port for supplying the low-pressure working fluid, while the ports equidistant on one side and the other from the port for supplying the low-pressure working fluid are connected between are bypass mass transfer channels, while at least one pressure steam generator is installed in front of the low-pressure turbine, after which a condensate separator is installed, or in front of the low-pressure turbine of a gas turbine engine there is a pressure high-temperature waste heat boiler - a high-pressure steam generator, and behind the turbine low-pressure gas turbine engine, a low-temperature waste heat boiler is made, after which the flow of the working fluid is connected to a condensate separator, in front of which a cooler is made, while the condensate separators made during the expansion of the working fluids, namely steam and combustion products, are connected by pipelines with condensate pumps, through deaerators, and partly through a condensate cooler, to at least one waste heat boiler, while part of the condensate separators is connected to a low-temperature, and part to a high-temperature waste heat boiler, and the waste heat boilers are configured to be connected to each other by at least one pipeline with a condensate pump.

2. The power plant according to claim 1, characterized in that the steam-gas cascade pressure exchanger contains an additional supply port for the working fluid - combustion products, made on the side and in front of the outlet port of the high-pressure working fluid, along the direction of rotation of the rotor, or on both sides of the rotor channels , wherein the additional port is connected to the outlet from the combustion chamber or to the outlet from a separate high-temperature combustion chamber, the input of which is connected to the outlet port of the high-pressure working fluid of the steam-gas cascade pressure exchanger.

3. The power plant according to claim 1 or 2, characterized in that it contains at least two sequentially installed steam-gas cascade pressure exchangers - one high pressure, made in the direction of air movement in front of the combustion chamber, and the second, for example, medium pressure, made, for example, after the compressor of a gas turbine engine, while the outlet port of the high-pressure working fluid - air of the steam-gas cascade high-pressure exchanger is connected to the combustion chamber and, for example, to the cooling system of the high-pressure turbine of the gas turbine engine, and possibly to the high-temperature combustion chamber, the working supply port The high-pressure body of this pressure exchanger is connected to a high-pressure steam line connected through a control valve, for example, to the superheater of a high-temperature waste heat boiler; the low-pressure working fluid supply port - air, for example, through a circulation fan is connected to the outlet port of the high-pressure working fluid of a steam-gas cascade medium-pressure pressure exchanger, the outlet port of the low-pressure working fluid of the high-pressure steam-gas cascade exchanger can be connected to the cooling system of the medium-pressure turbine of the gas turbine engine and, for example, through a steam superheater to the supply port of the high-pressure working fluid of the medium-pressure steam-gas cascade exchanger, supply port the low-pressure working fluid of which is connected to a compressor, for example, of a gas turbine engine, and the outlet port of the low-pressure working fluid of a steam-gas cascade medium-pressure exchanger is designed to be connected, for example, through a condensate separator to a low-pressure turbine of a gas turbine engine or to a steam turbine at the outlet from which the steam condenser is made.

4. The power plant according to claim 1 or 2, characterized in that at least one waste heat boiler, for example a low-temperature one, is capable of generating steam at several, for example two or three, pressures with the ability to supply high pressure steam at least steam-gas cascade pressure exchanger, and steam of lower pressure at least in the turbine nozzles, in which the pressure of the working fluid - steam and/or combustion products does not exceed the pressure of the steam obtained in the corresponding circuit of the waste heat boiler.

5. The power plant according to claim 1 or 2, characterized in that at least one turbine of a gas turbine engine, for example a medium-pressure turbine, is made with a separate partial supply of two working fluids to the nozzles, with the possibility of separate expansion in one sector of the turbine, predominantly steam, and in the other - predominantly combustion products, while the steam outlet from this partial double-flow turbine is connected to a steam turbine or to a low-pressure turbine of a gas turbine engine, for example through a condensate separator, and the combustion products outlet is connected to a high-temperature steam generator (recovery boiler), the output of the worker body - combustion products from which is connected to the low pressure turbine.

6. Power plant according to claim 1 or 2, characterized in that the gas turbine engine contains at least one intermediate combustion chamber, and, for example, the last intermediate combustion chamber in the direction of gas movement may contain an additional air supply connected, for example , to the compressor of a gas turbine engine.

7. The power plant according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a gas turbine engine supercharging device in the form of at least one compressor, for example, with an electric motor and at least one turbine, for example, with an electric generator, or the supercharging device is made in the form at least one turbocharger, for example, with a motor-generator on its shaft, wherein the compressor of the supercharging device is configured to be connected to the compressor of the gas turbine engine, and the turbine is connected to the gas channel after the heat recovery and condensate separation system behind the low-pressure turbine of the gas turbine engine, and behind the turbine of the pressurization device there is also a condensate separator, in front of which a cooler can be installed.

8. Power plant according to claim 1 or 2, characterized in that between devices for compressing the working fluid, for example air, for example, between compressors and/or in a gas duct connected to the supply port of the low-pressure working fluid, for example air, at least one steam-gas cascade pressure exchanger, at least one heat removal device is made - an intercooler, for example, integrated into a steam generation system in a steam generator, for example into a multi-pressure steam generation system in a waste heat boiler.

9. The power plant according to claim 1 or 2, characterized in that at least one combustion chamber and at least a high-pressure turbine are separated into a separate unit, designed to accommodate an electric generator on its shaft, while the low-pressure turbine of the gas turbine engine is made with the possibility of placement on the compressor shaft.

10. The power plant according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor shaft of the steam-gas cascade pressure exchanger is connected to a drive, for example, from a gas turbine or electric motor with the ability to regulate the rotor speed and/or the rotor is made with the possibility of self-rotation, for example, by means of special nozzles made in separate ports for supplying the working fluid to the rotor channels, for example, also with the ability to regulate the rotor speed, while the body of the steam-gas cascade pressure exchanger can be made hermetically sealed.

11. The power plant according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a device for injecting condensate under pressure into the air channel, at least in front of one steam-gas cascade pressure exchanger, while it is possible to make a condensate injection device also in the air channel in front of the compressor and/or before the compressor stages, at least before the compressor of the gas turbine engine, and the injected condensate can be connected to the condensate injection device through a heat input device, for example, in the form of a waste heat boiler economizer and/or a steam condenser and/or an intercooler heat exchanger .

12. Power plant according to claim 1 or 2, characterized in that it contains at least one supply of water steam with the ability to regulate its flow into at least one combustion chamber and/or into the gas path at least before one turbine of a gas turbine engine .

13. The power plant according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a steam or mixed steam-air cooling system for at least the high-temperature part of the gas turbine engine, while the steam-air cooling system can be formed by injecting water (condensate) under pressure into the air path cooling of a gas turbine engine.