RU56958U1

RU56958U1 - COMBINED FUEL STEAM-GAS PLANT

Info

Publication number: RU56958U1
Application number: RU2005116703/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Алексеевич Федоров; Олег Ошеревич Мильман
Original assignee: Владимир Алексеевич Федоров; Олег Ошеревич Мильман
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-09-27

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии и тепла с использованием комбинированного топлива, в т.ч. водородного. Цель полезной модели - создание парогазовой установки для высокоэффективно непрерывного производства электроэнергии с использованием комбинированного топлива. Устройство содержит газовую 1 и паровую 2 турбины с электрогенераторами 3 и 4, конденсатор 5, паровые утилизационные котлы 6 и 7, установку для паровой конверсии природного газа в водород 8, Н₂/О₂-парогенератор 9, паропровод 10.The utility model relates to the field of energy and can be used to produce electricity and heat using combined fuel, including hydrogen. The purpose of the utility model is the creation of a combined-cycle plant for highly efficient continuous production of electricity using combined fuel. The device contains gas 1 and steam 2 turbines with electric generators 3 and 4, a condenser 5, steam recovery boilers 6 and 7, a unit for steam conversion of natural gas to hydrogen 8, N ₂ / O ₂ -generator 9, steam line 10.

Description

Устройство относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии и тепла с использованием комбинированного топлива, в т.ч. водородного.The device relates to the field of energy and can be used to produce electricity and heat using combined fuel, including hydrogen.

Известно устройство (монография Э.Э. Шпильрайн, С.П. Малышенко, Г.Г. Кулешов. Введение в водородную энергетику. М.: Энергоатомиздат, 1984. с.203), содержащее атомный реактор, Н₂/О₂ - парогенератор, паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, электролизер, накопители водорода и кислорода.A device is known (monograph by EE Shpilrain, SP Malyshenko, GG Kuleshov. Introduction to hydrogen energy. M: Energoatomizdat, 1984. p.203), containing a nuclear reactor, N ₂ / O ₂ - steam generator , a steam turbine with an electric generator and a condenser, an electrolyzer, hydrogen and oxygen stores.

Недостатком устройства является то, что для получения водорода используется электроэнергия, что приводит к уменьшению отпуска этой продукции.The disadvantage of this device is that electricity is used to produce hydrogen, which leads to a decrease in the output of these products.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее газовую и паровую турбины, паровой утилизационный котел, конденсатор и другое вспомогательное энергетическое оборудование.The closest in technical essence is a device containing gas and steam turbines, a steam recovery boiler, a condenser and other auxiliary power equipment.

Его недостатком является то, что паровая турбина имеет низкий электрический коэффициент полезного действия (η_э).Its disadvantage is that the steam turbine has a low electrical efficiency (η _e ).

Цель полезной модели - создание электрогенерирующего комплекса с парогазовым циклом для высокоэффективно непрерывного производства электроэнергии с использованием комбинированного топлива, в т.ч. водородного.The purpose of the utility model is the creation of an electric generating complex with a combined cycle for highly efficient continuous production of electricity using combined fuel, including hydrogen.

Сущность полезной модели заключается в том, что устройство содержит газовую и паровую турбины с электрогенераторами, паровые утилизационные котлы, Н₂/О₂-парогенератор, конденсатор, а также другое оборудование, необходимое для работы электростанции, а новым является то, что в устройство включена установка для паровой конверсии природного газа в водород.The essence of the utility model lies in the fact that the device contains gas and steam turbines with electric generators, steam utilization boilers, an N ₂ / O ₂ steam generator, a condenser, as well as other equipment necessary for the operation of the power plant, and the new one is that the device is included installation for steam conversion of natural gas to hydrogen.

Использование установки для паровой конверсии природного газа в водород позволяет обеспечить непрерывную работу паровой турбины при высокой начальной температуре и давлении. Высокая температура водяного пара до 1700 К на входе в паровую турбину обеспечивает ее работу в режимах, характерных для газовых Using the installation for steam conversion of natural gas to hydrogen allows for continuous operation of a steam turbine at a high initial temperature and pressure. The high temperature of water vapor up to 1700 K at the entrance to the steam turbine ensures its operation in the modes typical for gas

турбин, а выход паровой турбины связан с конденсатором пара, обеспечивающим давление ниже атмосферного. Использование конденсатора дает возможность увеличить располагаемый теплоперепад, срабатываемый в высокотемпературной паровой турбине, на 25...30% больше чем в газовой. Последнее позволит обеспечить η_э паровой турбины до 45...50%.turbines, and the output of the steam turbine is connected to a steam condenser, providing a pressure below atmospheric. The use of a condenser makes it possible to increase the available heat drop triggered in a high-temperature steam turbine by 25 ... 30% more than in a gas one. The latter will provide η _{e of the} steam turbine up to 45 ... 50%.

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

Устройство содержит газовую 1 и паровую 2 турбины с электрогенераторами 3 и 4, конденсатор 5, паровые утилизационные котлы 6 и 7, установку для паровой конверсии природного газа в водород 8, Н₂/О₂-парогенератор 9, паропровод 10 для подачи пара в промежуточный ввод пара в паровую турбину.The device comprises gas 1 and steam 2 turbines with electric generators 3 and 4, a condenser 5, steam utilization boilers 6 and 7, a unit for steam conversion of natural gas to hydrogen 8, an N ₂ / O ₂ steam generator 9, a steam line 10 for supplying steam to the intermediate steam injection into a steam turbine.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Продукты сгорания из газовой турбины 1 с электрогенератором 3 поступают в паровой утилизационный котел 6. Из парового утилизационного котла пар поступает в Н₂/О₂-парогенератор 9 или непосредственно в паровую турбину, а также в установку для паровой конверсии природного газа в водород 8. В Н₂/О₂-парогенераторе водяной пар перегревается за счет сжигания водорода в среде кислорода. Для обеспечения оптимальных режимов работы установки паровой конверсии природного газа в водород она может быть связана газоходами с паровым утилизационным котлом для подогрева продуктов реакции производства водорода. Для полезного использования тепла на выходе из установки для паровой конверсии природного газа в водород установлен паровой утилизационный котел 7, выход пара из которого связан с промежуточным входом в паровую турбину 2 с электрогенератором 4. Далее пар поступает в конденсатор 5. Для прогрева паровой турбины и работы на пониженных параметрах используется паропровод 10.The products of combustion from a gas turbine 1 with an electric generator 3 enter the steam utilization boiler 6. From the steam utilization boiler, the steam enters the Н ₂ / О ₂ steam generator 9 or directly to the steam turbine, as well as to the installation for steam conversion of natural gas to hydrogen 8. In the N ₂ / O ₂ steam generator, water vapor overheats due to the combustion of hydrogen in oxygen. To ensure optimal operating conditions of the installation of steam conversion of natural gas to hydrogen, it can be connected by flues to a steam recovery boiler for heating the reaction products of hydrogen production. For the beneficial use of heat, a steam recovery boiler 7 is installed at the outlet of the installation for steam conversion of natural gas to hydrogen, the steam output from which is connected to the intermediate entrance to the steam turbine 2 with an electric generator 4. Next, the steam enters the condenser 5. For heating the steam turbine and operation at reduced parameters, steam line 10 is used.

Указанные особенности устройства позволяют достигнуть коэффициента полезного действия по выработанной электроэнергии до 60% и более по отношению к теплоте сгорания топлива.These features of the device allow to achieve a coefficient of efficiency in electricity generated up to 60% or more in relation to the calorific value of the fuel.

Claims

Combined-cycle plant for the production of electricity, containing gas and steam turbines with electric generators, a condenser, steam utilization boilers, N ₂ / O ₂ - a steam generator, characterized in that the device includes a unit for steam conversion of natural gas into hydrogen, which is used to superheat steam to the entrance to the steam turbine.