RU49582U1

RU49582U1 - ELECTRIC GENERATING DEVICE FOR ELECTRICITY AND HEAT PRODUCTION

Info

Publication number: RU49582U1
Application number: RU2005120973/22U
Authority: RU
Inventors: В.А. Федоров; О.О. Мильман
Original assignee: Федоров Владимир Алексеевич; Мильман Олег Ошеревич
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2005-11-27

Abstract

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано для производства электроэнергии и тепла. Цель изобретения - создание автономного электрогенерирующего устройства для эффективного использования потенциальной энергии природного газа магистральных газопроводов и теплоты его сгорания, а также низкопотенциального тепла окружающей среды для производства электроэнергии и тепла. Устройство содержит магистральный газопровод 1, газовую турбину 2 с электрогенератором 3, газорасширительную турбину 4 с электрогенератором 5, теплообменники для подогрева газа 6, 7, регулятор расхода 8, тепловой насос 9, источник низкопотенциального тепла 10.The invention relates to the field of power engineering and can be used to produce electricity and heat. The purpose of the invention is the creation of an autonomous power generating device for the efficient use of the potential energy of natural gas of gas pipelines and its heat of combustion, as well as low-potential heat of the environment for the production of electricity and heat. The device comprises a gas main 1, a gas turbine 2 with an electric generator 3, a gas expansion turbine 4 with an electric generator 5, heat exchangers for heating gas 6, 7, a flow regulator 8, a heat pump 9, a low-potential heat source 10.

Description

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано для производства электроэнергии и тепла.The invention relates to the field of power engineering and can be used to produce electricity and heat.

Известно изобретение (Патент RU №2091592 С1 от 23.08.94 г.), содержащее магистральный газопровод, регулятор, газорасширительную и газовую турбины, теплообменник для нагрева природного газа перед газорасширительной турбиной за счет тепла уходящих газов газовой турбины.The invention is known (Patent RU No. 2091592 C1 of 08.23.94), containing a gas main, regulator, gas expansion and gas turbines, a heat exchanger for heating natural gas in front of a gas expansion turbine due to the heat of the exhaust gases of a gas turbine.

Недостатками устройства является отсутствие теплообменника для нагрева газа за газорасширительной турбиной. Следует отметить, что природный газ После газорасширительной турбины охлаждается и имеет температуру уходящих газов из теплообменника, расположенного за газовой турбиной, и, следовательно, их тепло используется не полностью.The disadvantages of the device is the lack of a heat exchanger for heating gas behind a gas expansion turbine. It should be noted that natural gas After a gas expansion turbine is cooled and has the temperature of the exhaust gases from the heat exchanger located behind the gas turbine, and therefore their heat is not fully used.

Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является устройство (Патент RU №2196907 С2 от 31.01.2001 г.), содержащее магистральный газопровод, газовую и газорасширительную турбины с электрогенераторами, теплообменники и т.д.The closest in technical essence to the utility model is a device (Patent RU No. 2196907 C2 of January 31, 2001) containing a gas main, gas and gas expansion turbines with electric generators, heat exchangers, etc.

Недостатком является то, что оно не позволяет получить тепло для нужд теплоснабжения, превышающее по количеству тепло сжигаемого газа в газовой турбине.The disadvantage is that it does not allow to obtain heat for heating needs, exceeding the amount of heat of combusted gas in a gas turbine.

Цель изобретения - создание автономного электрогенерирующего устройства для высокоэффективного использования потенциальной энергии природного газа магистральных газопроводов и теплоты его сгорания, а также низкопотенциального тепла окружающей среды для производства электроэнергии и нужд теплоснабжения.The purpose of the invention is the creation of a stand-alone power generating device for highly efficient use of the potential energy of natural gas of gas pipelines and its heat of combustion, as well as low-potential heat of the environment for the production of electricity and heat supply needs.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит магистральный газопровод, регулятор расхода газа, газовую и газорасширительную турбины с электрогенераторами, теплообменные аппараты, которые подсоединены параллельно регулятору расхода газа и последовательно соединены теплообменник для нагрева газа перед газорасширительной турбиной, газорасширительная турбина с электрогенератором, теплообменник для нагрева газа за газорасширительной турбиной, причем, выхлоп газовой турбины последовательно соединен трубопроводом с теплообменником перед газорасширительной турбиной и теплообменником за газорасширительной турбиной, а мощность газорасширительной турбины должна быть в 1,5-2 раза больше газовой, а новым является то, что электрогенераторы подключены к электродвигателю теплового насоса. Последнее позволяет не только максимально использовать тепло отработавших в газовой турбине газов для производства электроэнергии, но и тепла для нужд теплоснабжения с использованием низкопотенциального источника энергии.The invention consists in that the device comprises a main gas pipeline, a gas flow regulator, a gas and gas expansion turbine with electric generators, heat exchangers that are connected in parallel with a gas flow regulator and connected in series to a heat exchanger for heating gas in front of a gas expansion turbine, a gas expansion turbine with an electric generator, a heat exchanger for heating the gas behind the gas expansion turbine, moreover, the exhaust of the gas turbine is connected in series with a pipeline a heat exchanger in front of the gas expansion turbine and a heat exchanger behind the gas expansion turbine, and the power of the gas expansion turbine should be 1.5-2 times greater than the gas one, and new is that the generators are connected to the heat pump electric motor. The latter allows not only the maximum use of the heat of the gases exhausted in the gas turbine for the production of electricity, but also heat for the needs of heat supply using a low-potential energy source.

Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.A diagram of the proposed device is presented in the drawing.

Устройство содержит магистральный газопровод 1, газовую турбину 2 с электрогенератором 3, газорасширительную турбину 4 с электрогенератором 5, теплообменники для подогрева газа 6, 7, регулятор расхода 8, тепловой насос 9 и источник низкопотенциальной энергии 10.The device comprises a main gas pipeline 1, a gas turbine 2 with an electric generator 3, a gas expansion turbine 4 with an electric generator 5, heat exchangers for heating gas 6, 7, a flow regulator 8, a heat pump 9, and a low potential energy source 10.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Газ из магистрального газопровода 1 поступает в газовую турбину 2, сгорает внутри нее и приводит в действие электрогенератор 3. Продукты сгорания последовательно поступают в теплообменники 6, 7 и выбрасываются в атмосферу. Газ из магистрального газопровода 1 поступает в теплообменник 6 и подогревается. Далее газ, проходя через газорасширительную турбину 4, приводит в действие электрогенератор 5, охлаждается и поступает в теплообменник 7, где вновь подогревается и направляется потребителю. Регулятор 8 необходим для работы схемы на переменных режимах и при неработающей газорасширительной турбине. Тепловой насос, подключенный к электрогенераторам турбин обеспечивает в 3-4 раза больше тепла по сравнению с отопительной котельной для системы теплоснабжения в случае использования собственной электроэнергии, произведенной при коэффициенте использования топлива 85-90% по прилагаемой схеме.Gas from the main gas pipeline 1 enters the gas turbine 2, burns inside it and drives the electric generator 3. The combustion products sequentially enter the heat exchangers 6, 7 and are released into the atmosphere. Gas from the main gas pipeline 1 enters the heat exchanger 6 and is heated. Then the gas, passing through the gas expansion turbine 4, drives the electric generator 5, cools and enters the heat exchanger 7, where it is again heated and sent to the consumer. Controller 8 is necessary for the circuit to operate in variable modes and with an idle gas expansion turbine. A heat pump connected to turbine power generators provides 3-4 times more heat in comparison with a heating boiler for a heat supply system in case of using own electricity generated with a fuel utilization factor of 85-90% according to the attached scheme.

Благодаря использованию совокупности технических решений обеспечивается создание устройства для высокоэффективного производства электроэнергии и тепла, в том числе автономного.Through the use of a combination of technical solutions, a device for highly efficient production of electricity and heat, including autonomous, is provided.

Claims

A device for generating electricity and heat, comprising a main gas pipeline, a gas flow regulator, gas and gas expansion turbines with electric generators and heat exchangers that are installed in parallel with a gas flow regulator, and a heat exchanger for heating gas in front of a gas expansion turbine, a gas expansion turbine with an electric generator, a heat exchanger for heating gas behind the gas expansion turbine are connected in series, and the output of the gas turbine is connected in series with the heat exchanger s before and behind the gas expansion turbine, a gas expansion turbine power should be 1.5-2 times the capacity of the gas turbine, characterized in that the gas generators and gas expansion turbine connected to an electric motor of the heat pump.