Парогазовая установка

(9) ( Ц 4(5) Р 01 К 23 10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯд двтадададв сднддтддьстви ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ:(56) 1. Лисов В.т. Главный газотурбинный агрегат судна "Капитан Смирнов". -"Судостроение", 1980, Ф 3, с. 25.2. Авторское .свидетельство СССР В 511427, кл, Р 01 К 23/10, 1974.(54) (57) ПАРОГАЗОВАЯ УстАновкА,содержащая газотурбинный двигатель,сообщенный с его выхлопньк трактомутилизационный котел с горелочнымустройством и пароперегревателеми соединенную с последним паровуютурбину, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения экономичности на частичных нагрузках, выхлопной тракт разделен на два канала иснабжен дросселем, установленным водном из каналов, в котором размещены также горелочное устройство ипароперегреватель котла.114264 1Изобретение.относится к теплоэнергетике, а именно к парогазовым установкам, и может быть использовано преимущественно в судостроении.Известна судовая парогазовая установка, содержащая газотурбинный двигатель (ГТД), с выхлопным трактом которого соединен утилизационный котел, снабженный экономайзером, испарителем и пароперегревателем, а к последнему подключена паровая турбина Г 1.3.Тепло выхлопных газов используется в утилизационном котле для выработки пара, работающего на тур" бине. Однако температура газа в утилизационном котле ограничена температурой уходящих газов, мощность паровой турбины составляет 25-307 от мощности ГТД, режимы работы паровой турбины зависят от режимов работы ГТД. При уменьшении мощности ГТД паровая турбина должна быть отключена. Невысокие температуры газов в утилизационном котле 25 приводят к необходимости увеличения поверхностей нагрева, а следователь-. но, к ухудшению весогабаритных показателей установки.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является парогазовая установка, содержащая ГТД, сообщен/ный с его выхлопным трактом утилизационный котел с горелочным устройством и пароперегревателем и соединен 35 ную с последним паровую турбину 1.2 10 20 На номинальном режиме работы утилизационный котел работает на уходящих газах ГТД, форсирование нагруз" ки обеспечивает паровая турбина за счет сжигания топлива в горелочном устройстве утилизационного котла. Однако в данной установке повьппается температура всего расхода выхлопных газов ГТД, невозможно локально повысить температуру именно в пароперегревателе, отсутствует регулирование расходов нагреваемой и ненагреваемой частями уходящих газов, что снижает 50 ее экономичность особенно на частичных нагрузках.Цель изобретения - повьппение экономичности установки на частичных нагрузках.55Указанная цель достигается тем, что в парогазовой установке, содержащей газотурбинный двигатель, сооб 9 2щенный с его выхлопным трактом утилизационный котел с горелочным устройством и пароперегревателем и соединенную с последним паровую турбину,выхлопной тракт разделен на дваканала и снабжен дросселем, установленным в одном из каналов, в которомразмещены также горелочное устройствои пароперегреватель котла.На чертеже изображена схема парогазовой установки.Установка содержит ГТД 1 с выхлопным трактом 2, соединенным с утилизационным котлом, содержащим испаритель 3 и экономайзер 4. Участок выхлопного тракта 2 от ГТД 1 до испарителя 3 разделен на два канала 5 и 6.В канале 6 расположены пароперегреватель 7, горелочное устройство 8 идроссель 9. Пароперегреватель 7 соединен паропроводом с конденсационнойпаровой турбиной 10.Установка работает следующимобразом,ГТД 1 передает полезную мощностьсвоему потребителю, поток газа научастке выхлопного тракта 2 от ГТД 1до испарителя 3 раздваивается поканалам 5 и 6. Часть газа в канале 6пропускают через дроссель 9, нагревают при сгорании топлива в горелочном устройстве 8 до требуемой температуры (вплоть до стехиометрической)и направляют в пароперегреватель 7.После пароперегревателя 7 газ изканала 6 смешивают с основным потокомгаза из канала 5 и подают последовательно в испаритель 3 и экономайэер 4. Перегретый в пароперегревателе 7 пар расширяется в конденсационной паровой турбине 10,.котораяотдает полезную мощность потребителю. Из конденсатора паровой турбины9 конденсат подают в экономайзер 4.В схеме установки используетсяв значительной степени термодинамические преимущества бинарных цикловс утилизационным котлом - передачатепла паровой турбине от уходящихгазов ГТД гФоизводится по изобаренизкого давления газовой части илишь небольшая доля тепла передаетсяпаровой турбине непосредственно отгорячего источника (горелочное устройство), минуя газотурбинную ступень,причем в количестве, необходимом для получения высокой температурыперегретого пара в пароперегревателе 7. Это позволяет улучшить эконоЗаказ 685/33 Тираж 497 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откротий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3мичность установки с утилизационным котлом, которые не могут реализовать высокие параметры пара, так как в настоящее время еще не освоены необходимые для этого высокие темпе 5 ратуры в цикле ГТД.Количество газа, нагреваемого в канале 6, определяют из условия .получения минимальных габаритов пароперегревателя за счет максимально 1 О возможного температурного напора (последнее достигается при коэффициенте избытка воздуха, близком к 1,1-1,15) и обеспечивают соответствующим положением дросселя 9, , .15В установке часть газа, поступающая в пароперегреватель.7, имеет температуру, близкую к стехиометрической, что позволяет получить пере,гретый пар с высокой температурой, .ограничиваемой только прочностью .материалапароперегревателя. 7. Это ,существенно улучшает паровой цикл, экономичность установки в целом. 4Высокие температурные напоры в пароперегревателе 7 и других участках котла, повышение коэффициента теплопередачи (особенно в паропере-гревателе, где к переносу тепла конвекпией добавляется радиация), позволяют создать парогазовую установку с улучшенными весогабаритными характеристиками паровой части н установки в целом.Дожигание части уходящих газов ГТД перед пароперегревателем позволяетварьировать мощностью паровой турбины вплоть до создания установки с равны ми мощностями ГТД и паровой турбины, Такой вариант перспективен для применения в компрессорных станциях магистральных газопроводов(ГТД и паровая турбина приводят раздельно одинаковые нагнетатели), в судовых силовых установках " для повышения экономичности на частичных нагрузках при работе на два винта в режиме перекрестной работы.