SU1142649A1 - Парогазова установка - Google Patents

Abstract

ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА, содержаща  газотурбинный двигатель, сообщеннь1й с его выхлопньы трактом утилизационный котел с горелочным устройством и пароперегревателем и соединенную с- последним паровую турбину, отличающа с  тем, что, с целью повьтаени  экономичности на частичных нагрузках, выхлопной тракт разделен на два канала и снабжен дросселем, установленным в одном из каналов, в котором размещены также горелочное устройство и пароперегреватель котла.

Description

4

1 1 Изобретение, относитс  к теплоэнергетике , а именно к парогазовым установкам, и может быть использовано преимущественно в судостроении Известна судова  парогазова  уста новка, содержаща  газотурбинный двигатель (ГТД), с выхлопным трактом которого соединен утилизационный котел, снабженный экономайзером, испарителем и пароперегревателем, а к последнему подключена парова  турбина Cl.. Тепло выхлопных газов используетс  в утилизационном котле дл  выработки пара, работающего на турбине . Однако температура газа в утилизационном котле ограничена температурой уход щих газов, мощность паровой турбины составл ет 25-30% от мощности ГТД, режимы работы паровой турбины завис т от режимов работы ГТД. При уменьшении мощности ГТД парова  турбина должна быть отключена. Невысокие температуры газов в утилизационном котле привод т к необходимости увеличени  поверхностей нагрева, а следовательно , к урсудшению весогабаритных показателей установки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  парогазова  установка, содержаща  ГТД, соободенный с его выхлопным трактом утилиза ционный котел с горелочным устройст вом и пароперегревателем и соединен ную с последним паровую турбину С 21 На номинальном режиме работы ути лизационный котел работает на уход  щих газах ГТД, форсирование нагрузки обеспечивает парова  турбина за счет сжигани  топлива в горелочном устройстве утилизационного котла. Однако в данной установке повышаетс температура всего расхода выхлопных газов ГТД, невозможно локально повы сить температуру именно в пароперегревателе , отсутствует регулировани расходов нагреваемой и ненагреваемо част ми уход щих газов, что снижает ее экономичность особенно на частич ных нагрузках. Цель изобретени  - повьппение эко номичности установки на частичных нагрузках. Указанна  цель достигаетс  тем, что в парогазовой установке, содержащей газотурбинный двигатель, сооб 92 щенный с его выхлопным трактом утилизационный котел с горелочным устройством и пароперегревателем и соединенную с последним паровую турбину, выхлопной тракт разделен на два канала и снабжен дросселем, установленным в одном из каналов., в котором размещены также горелочное устройство и пароперегреватель котла. На чертеже изображена схема парогазовой установки. Установка содержит ГТД 1 с выхлопным трактом 2, соединенным с утилизационным котлом, содержащим испа.ритель 3 и экономайзер 4. Участок выхлопного тракта 2 от ГТД 1 до испарител  3 разделен на два канала 5 и 6. 8канале 6 расположены пароперегреватель 7, горелочное устройство 8 и ;Дроссель 9. Пароперегреватель 7 соединен паропроводом с конденсационной паровой турбиной 10. Установка работает следующим образом. ГТД 1 передает полезную мощность своему потребителю, поток газа на участке выхлопного тракта 2 от ГТД 1 до испарител  3 раздваиваетс  по каналам 5 и 6. Часть газа в канапе 6 пропускают через дроссель 9, нагревают при сгорании топлива в горелочном устройстве 8 до требуемой температуры (вплоть До стехиометрической) и направл ют в пароперегреватель 7. После пароперегревател  7 газ из канала 6 смешивают с основным потоком газа из канала 5 и подают последовательно в испаритель 3 и экономайзер 4. Перегретый в пароперегревателе 7 пар расшир етс  в конденсационной паровой турбине 10, котора  отдает полезную мощность потребителю . Из конденсатора паровой турбин1а 9конденсат подают в экономайзер 4. В схеме установки используетс  в значительной степени термодинамические преимущества бинарных циклов с утилизационным котлом - передача тепла паровой турбине от уход щих газов ГТД производитс  по изобаре низкого давлени  газовой части и лишь небольша  дол  тепла передаетс  паровой турбине непосредственно от гор чего источника (горелочное устройство ) , мину  газотурбинную ступень , причем в количестве, необходимом дл  получени  высокой температуры перегретого пара в пароперегревателе 7. Это позвол ет улучшить экономичность установки с утилизационным котлом, которые не могут реализовать высокие параметры пара, так как в насто щее врем  еще не освоены необходимые дл  этого, высокие температуры в цикле ГТД.

Количество газа, нагреваемого в канале 6, определ ют из услови 

.получени  минимальных габаритов пароперегревател  за счет максимальн возможного температурного напора (последнее достигаетс  при коэффициенте избытка воздуха, близком к 1,1-t,15) и обеспечивают соответству;к 1цкм положением дроссел  9. В установке часть газа, поступающа  в пароперегреватель 7, имеет

;температуру, близкую к стехиометрической , что позвол ет получить перегретый пар с высокой температурой,

ограничиваемой только прочностью

материала паропе ре грев ател  7. Это существенно улучшает паровой цикл,

экономичность установки в целом.

Высокие температурные напоры в пароперегревателе 7 и других участках котла, повышение коэффициента теплопередачи (особенно в пароперегррвателе , где к переносу тепла конвекцией добавл етс  радиаци ), позвол ют создать парогазовзпо установку с улучпенными весогабаритными характеристиками паровой части и установки в целом.

Дожигание части уход щих газов РГД i перед пароперегревателем позвол ет i варьировать мощностью паровой турбины вплоть до создани  установки с равными мощност ми ГТД и паровой турбины . Такой вариант перспективен дл  применени  в компрессорных станци х магистральных газопроводов (ГТД и парова  турбина привод т раздельно одинаковые нагнетатели), в судовых силовых установках - дл  повышени  экономичности на частичных нагрузках при работе на два винта в режиме перекрестной работы.

Claims (1)

1. ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая газотурбинный двигатель, сообщенный с его выхлопным трактом утилизационный котел с горелочным устройством и пароперегревателем и соединенную с· последним паровую турбину, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности на частичных нагрузках, выхлопной тракт разделен на два ‘канала и снабжен дросселем, установленным в одном из каналов, в котором размещены также горелочное устройство и пароперегреватель котла.