RU51676U1

RU51676U1 - ENERGY INSTALLATION

Info

Publication number: RU51676U1
Application number: RU2004114513/06U
Authority: RU
Inventors: Игорь Викторович Шерстобитов; Василий Федорович Галушко; Дмитрий Геннадьевич Буртасенков
Original assignee: Кубанский государственный технологический университет
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2006-02-27

Abstract

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для производства электрической и тепловой энергии. Изобретение предназначено для использования на уже действующих энергогенерирующих предприятиях посредством реконструкции, а также при проектировании новых объектов. Цель изобретения заключается в том, чтобы получить дополнительный прирост вырабатываемой электрической энергии, как в газовом цикле, так и в утилизационном. Это достигается следующим образом, в энергетической установке, содержащей компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, электронагреватель, ветроэлектрическую установку и котел утилизатор предлагается применить газовую турбину с разрезным валом, т.е. разделить турбину на две - высокого давления и низкого, а между ними установить электронагреватель, источником питания которого служит электрический ток, вырабатываемый ветроэлектрической установкой. Это позволяет повысить температуру газов до и после турбины низкого давления и тем самым получить дополнительный прирост вырабатываемой электрической энергии, как в газовом цикле, так и в утилизационном. Данное изобретение позволяет наряду с повышением тепловой экономичности установки при тех же затратах получить дополнительный прирост вырабатываемой электрической энергии, как в газовом, так и в утилизационном цикле.The invention relates to the field of power engineering and can be used for the production of electric and thermal energy. The invention is intended for use in existing energy generating enterprises through reconstruction, as well as in the design of new facilities. The purpose of the invention is to obtain an additional increase in the generated electric energy, both in the gas cycle and in the recovery. This is achieved as follows, in a power plant comprising a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric heater, a wind power plant and a recovery boiler, it is proposed to use a gas turbine with a split shaft, i.e. divide the turbine into two - high pressure and low, and between them install an electric heater, the power source of which is the electric current generated by the wind power installation. This allows you to increase the temperature of the gases before and after the low pressure turbine and thereby obtain an additional increase in the generated electric energy, both in the gas cycle and in the recovery. This invention allows, along with increasing thermal efficiency of the installation at the same cost, to obtain an additional increase in the generated electric energy, both in the gas and in the utilization cycle.

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для производства электрической и тепловой энергии. Изобретение предназначено для использования на уже действующих энергогенерирующих предприятиях посредством реконструкции, а также при проектировании новых объектов.The invention relates to the field of power engineering and can be used for the production of electric and thermal energy. The invention is intended for use in existing energy generating enterprises through reconstruction, as well as in the design of new facilities.

Известна установка (авторское свидетельство №94022704/06 «Энергетическая установка» /Жарков С.В./ 1996.03.27.) которая включает в себя компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, котел утилизатор, ветроэлектрическую установку и электронагреватель, установленный перед камерой сгорания. Применение данной схемы позволяет повысить только тепловую экономичность за счет снижения удельного расхода топлива на выработку электрической энергии путем подогрева сжатого воздуха электронагревателем перед камерой сгорания.A known installation (copyright certificate No. 94022704/06 "Power plant" / Zharkov SV / 1996.03.27.) Which includes a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, a waste heat boiler, a wind power installation and an electric heater installed in front of the combustion chamber. The application of this scheme can only increase thermal efficiency by reducing the specific fuel consumption for the generation of electric energy by heating the compressed air with an electric heater in front of the combustion chamber.

Недостатком вышеуказанной схемы является то, что установка электронагревателя перед камерой сгорания препятствует повышению электрической мощности из-за ограничения температуры газа перед газовой турбиной.The disadvantage of the above scheme is that the installation of an electric heater in front of the combustion chamber prevents the increase in electric power due to the limitation of the gas temperature in front of the gas turbine.

Технической задачей является получение дополнительного прироста вырабатываемой электрической энергии, как в газовом цикле, так и в утилизационном.The technical task is to obtain an additional increase in the generated electric energy, both in the gas cycle and in the utilization.

Это достигается следующим образом, в энергетической установке, содержащей компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, электронагреватель, ветроэлектрическую установку и котел утилизатор предлагается применить газовую турбину с разрезным валом, т.е. разделить турбину на две - высокого давления и низкого, а This is achieved as follows, in a power plant comprising a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric heater, a wind power plant and a recovery boiler, it is proposed to use a gas turbine with a split shaft, i.e. divide the turbine into two - high pressure and low, and

электронагреватель установить между турбиной высокого давления и турбиной низкого давления.install an electric heater between the high pressure turbine and the low pressure turbine.

Результатом применения газовой турбины с разрезным валом и установленного между турбиной высокого давления и турбиной низкого давления электронагревателя, источником питания которого служит электрический ток, вырабатываемый ветроэлектрической установкой, является повышение температуры газов до и после турбины низкого давления, ведущее к получению дополнительного прироста вырабатываемой электрической энергии в газовом цикле и утилизационном.The result of the use of a gas turbine with a split shaft and installed between the high pressure turbine and the low pressure turbine of the electric heater, the power source of which is the electric current generated by the wind power installation, is an increase in the temperature of the gases before and after the low pressure turbine, which leads to an additional increase in the generated electric energy in gas cycle and utilization.

На фиг.1 представлена схема заявляемой установки.Figure 1 presents a diagram of the inventive installation.

Установка содержит компрессор 1, камеру сгорания 2, газовую турбину с разрезным валом, состоящую из турбины высокого давления (ТВД) 3 и турбины низкого давления (ТНД) 4 с электрогенератором, электронагреватель 5, установленный после ТВД 3, ветроэлектрическую установку 6 и котел -утилизатор 7.The installation comprises a compressor 1, a combustion chamber 2, a gas turbine with a split shaft, consisting of a high-pressure turbine (HPT) 3 and a low-pressure turbine (HPH) 4 with an electric generator, an electric heater 5 installed after the turbine engine 3, a wind electric installation 6, and a recovery boiler 7.

Установка работает следующим образом. Воздух сжимается в компрессоре 1 и поступает в камеру сгорания 2, куда также поступает и топливо. После процесса горения газы с высокой температурой и давлением направляются в ТВД 3 и совершают работу, которая затрачивается на привод компрессора 1. Далее отработавшие газы в ТВД 3 направляются в электронагреватель 5, где поднимается их температурный потенциал за счет электрической энергии, генерируемой ветроэлектрической установкой 6 и после чего поступают в ТНД 4, где, расширяясь, совершают работу, затрачиваемую на выработку электрической энергии. В данном случае электронагреватель играет роль промежуточного подогревателя и количество дополнительной электроэнергии, вырабатываемое в ТНД 4 прямопропорционально повышению температуры газов в электронагревателе 5. Аналогичная зависимость прослеживается и в утилизационном цикле. Повышение Installation works as follows. Air is compressed in the compressor 1 and enters the combustion chamber 2, which also receives fuel. After the combustion process, gases with high temperature and pressure are sent to the theater 3 and do the work that is spent on the compressor drive 1. Next, the exhaust gases in the theater 3 are sent to the electric heater 5, where their temperature potential rises due to the electric energy generated by the wind turbine 6 and after which they enter TNI 4, where, expanding, they perform the work spent on the generation of electric energy. In this case, the electric heater plays the role of an intermediate heater and the amount of additional electricity generated in the high-pressure pump 4 is directly proportional to the increase in gas temperature in the electric heater 5. A similar dependence is also observed in the utilization cycle. Increase

температуры газов перед ТНД 4 ведет к непосредственному увеличению температуры газов на выходе из ТНД 4. Вследствие этого возрастает температурный напор в котле-утилизаторе 7, что ведет к повышению потенциала пара перед паровой турбиной и, следовательно, к дополнительному приросту электроэнергии в паровом цикле.The temperature of the gases in front of the HPH 4 leads to a direct increase in the temperature of the gases leaving the HPH 4. As a result, the temperature head in the waste heat boiler 7 increases, which leads to an increase in the steam potential in front of the steam turbine and, consequently, to an additional increase in electricity in the steam cycle.

Таким образом, изобретение позволяет наряду с повышением тепловой экономичности установки при тех же затратах получить дополнительный прирост вырабатываемой электрической энергии, как в газовом, так и в утилизационном цикле.Thus, the invention allows, along with increasing thermal efficiency of the installation at the same costs, to obtain an additional increase in the generated electric energy, both in the gas and in the utilization cycle.

Claims

A power plant comprising a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric heater, a wind electric installation and a waste heat boiler, characterized in that the turbine shaft is divided into two parts, forming two high and low pressure turbines, between which an electric heater is installed.