Энергетическая установка

,ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ЕТЫТИЯ ОТКР МОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское сввдетельство СССРМ 1495415, кл. Р 01. К 21/04, 1989,, Авторсюе свидетельство СССР(57) Использование. уменьаение вредных выОросов при одновременном снижении расхода воды, Сущность изобретения: соединение "зоны 14 горения камеры 5 сгорания гаэотурбинного двйгателя 1 с основным компрессором 2 через дополйительнйй компрессор 3 и теплообменйик 6. причем последний гйдравлической мегистраль)о 12 Соедйнен также-с топливбнодогревателем 7.1 ил.еИзобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при создании энергетических установок высоких параметров.Известна парогазотурбинная установ ка, содержащая газотурбинный двигатель с камерой сгорания, эона горения которой соединена с расширителем, где получаетсяпар из воды, нагретой в экономайзере, располагаемом на выходе иэ турбины. 10 Недостатками известной конструкции являются большие выделения вредных выбросов ИОх, СО, СхНУ в атмосферу и большой расход воды при использовании ее для расхолаживания газа в зоне горения. Большое количество вредных выбросов МОх, СО и СхНу в известной парогазотурбинной устайовке определяется как высокой температурой воздуха, подаваемого в зону горения камерй сгорания (МОх), так и низкой темпе ратурой Жидкого топлива (СО и СхНУ).Известна также энергетическая установка, содержащая газотурбинный двигатель с компрессором, соедийенным с котором является вода. Недостатками известной энергетиче 30 ской установки являются значительное усложнение конструкции из-за .пропускания всего циклового воздуха через теплообменники, большой расход воды при использовании ее для расхолаживания газа в зоне горения и большое количество вредных вы 35 бросов в атмосферу, Большое количествовредных выбросов СО и СхНУ в известной энергетической установке определяется низкой темпеоатурой жидкого топлива.Цель изобретения - уменьшенйе вредных выбросов ИОх. путем снижения температуры газа в зоне горения камеры сгорания и СО и СхНУ, путем нагрева топлива перед подачей его в камеру сгорания приодновременном снижении расхода воды. Поставленная цель достигается тем, чтоэнергетическая установка, содержащая ос" новной компрессор, контактный теплообменник, камеру сгорания с зонами горения , и смешения и подключенные к ней топливную и паровоздушную магистрали, турбину и водяной контур, включающий бак-аккумулятор, насос, соединенный по нагреваемой среде с контактным теплообменником, при этом установка снабженадополнительным 55компрессором, трубопровбдом и топливоподогревателем, установленным на топливной магистрали и подключенным по охлаждаемой среде к контактному теплообменнику и баку-аккумулятору, ПриЧем докамерой "сгорания через теплообменникутилизаторотходящего газа из турбины иконтактный теплообменник, хладагентом в полнительный компрессор подключен к выходу основного компрессора и входу контактного теплообменника, трубопровод - к выходу основного компрессора и зоне смешения камеры сгорания, а паровоздушная магистраль - к зоне горения камеры сгора.- ния.На чертеже представлена принципиальная схема энергетической установки,Энергетическая установка содержит газотурбинный двигатель 1 сосновным компрессором 2, дополнительным компрессором 3, турбиной 4 и камерой 5 сгорания,контактный теплообменники 6 и поверхностный теплообменник-топливоподогреватель 7 радиаторного типа. Имеются также магистрали 8-12, топливные форсунки 13, зоны горения 14 и смешения 15 камеры сгорания, насос 16, бак-аккумулятор 17 с линией 18 подпитки и загрузочное устройство 19. При этом трубопровод 8 подключен к основному компрессору 2 газотурбинного двигателя 1 и зоне 15 смешения камеры 5 сгорания, а зона 14 горения камеры 5 сгорания соединена с компрессором 2 магистралями 9 и 10 через контактный теплообменник 6 и дополнительный компрессор 3, Дополнительный компрессор 3 пневматически соединен на входе с выходом компрессора 2 и на выходе с контактным теплообменником 6, который связан магистралями 11 и 12 с баком-аккумулятором 17 через насос 16 с топливоподогреватель 7, Причем топливоподогреватель 7 подключен магистралью 12 к контактному теплообменнику 6 и соедийен по топливной стороне с топливными форсунками 13,При работе энергетической установки атмосферййй воздух сжимается в основном компрессоре 2, После этого, часть воздуха в объеме, необходимом для процесса горения топлива в камере 5 сгорания, при коэффициенте избытка воздуха 1,01-1,2 поступает на вход дополнительного компрессора 3, где сжимается до расчетного давления, превышающего давление в.камере 5 сгорания из условия гидравлических потерь в магистралях 9 и 10, теплообменнике 6 и интенсификации работы фронтового устройства зоны 14 горения камеры 5 сгорания, например; до 1,7-2,0 МПа. При этом температура воздуха на выходеиз дополнительного компрессора 3 поднимается, например, до 750-800 К. Далее воздух по магистрали 9 поступает в контактный теплообменник 6, где охлаждается водой, поступающей по магйстрали 11, Температура воды на входе в теплообменник 6 может колебаться в широких пределах, на-. пример, 300-480 К, Таким образом воздух может вйходить иэ теплообменника 6 с тем1749511 бросов МОх требуется, главным образом, охлаждать только часть воздуха для зоны мой водй. Обеспечивается также взрывопожаробезопаскость при нагреве топлива водяным топливоподогревателем, габаритыкоторого значительно мекьше газового.ф ор мул а из о 6 рете н и я. Энергетическая установка, содержащая 20 компрессор,- контактный теплообменник, камеру сгоранйя с эонамй горения и смешекия и подключенные к ней топливную и патор, насос и соединенный по нагреваемой среде с контактным тейлообмейником, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что; с целью уменьснабжена дополнительным компрессором,трубопроводом и топливоподогревателем,установленным оа топливной магистрали и подключенным по охлаясдаемой среде к контактномутеплообменнику и баку-аккумулятору, причем дополнительный компрессор подключен к выходу основного компрессора и входу контактного теплообменника,. трубопровод- к выходуосновного компрес 35 40 сора и входу контактного теплообменника,трубопровод- к выходу основного компрессора и зоне смешения камеры сгорания, а паровоздушная магистраль - к эоке горениякамеры сгорания. Составитель А, Косой Редактор Н;Лазаренко Техред М.МоргенталКорректор А Осауленко Заказ 2577 Тираж: . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж,Раушская наб., 4/5 Производственно-иэдательский комбйнат "Патент", г. Ужгород, ул,Тагарина, 101 пературой 400-550 К, Здесь же, в теплообменнике 6, воздух увлажняется. После теплообменника 6 холодный и увлажненный воздух по магистрали 10 поступает в зону 14 горения камеры 5 сгорания, где участвует в сжигании топлива, подаваемого в зту зону форсунками 13,после чего горячие газы продуктов сгорания топлива расхолаживаются до расчетной температуры, например 1370 К, воздухом; поступающим в зону 15 смешения камеры 5 сгорания по магистрали 8 изкомпрессора 2. Газ из зоны 15 смешения камеры 5 сгорания. поступает на газовую турбину 4, которая приводит во вращение компрессоры 2 и 3 и загрузочное устройство 19. ТопЛиво к форсунке 13 поступает иэ топливоподогревателя 7, где нагревается водой, подаваемой по магистрали 12 из теплообмекника 6. В теплообменнике 6 воду нагревает воздух из дополнительйого компрессора 3. Подачу воды в теплообмейник 6 из бака-аккумулятора 17 по тракту 11 осуществляет насос 16. После топяивоподогревателя 7 вода сливается в бак-аккумулятор 17, который по линии 18 подпиты. вается водой.Таким образом, в данной энергетической установке значительно снижена температура сжатого воздухака входе в зону горения камеры сгорания, например на 270-450 К, что позволяет снизить темпера- туру газа в этой зоне. Снижение температуры газа в зоне горенйя приводит к существенному уменьшению вреднйх вы. бросов ИОх, являющихся опасными веществамй для здоровья людей. и разрушенияозонового слояв атмосфере. Снижение температуры циклового воздуха в зоне горения осуществляется за счет тепла, используемого на создайие пара, сбрасываемого"в зону горения камеры сгорания, и на нагрев топлива в топливоподогревателе. При этом подача пара в зону горения способствует также уменьшению образования вредных выбросов йОх в этой зоне. Нагрев тойлива в топливоподогревателе и обеспечение работы зоны горения воздухом от дожимающего компрессора позволяют; в сравнении с известной установкой, также интенсифи цировать сжигание топлива в зоне горения:и, таким образом, обеспечить полно полное сжигание топлива в приемлемых габаритах камеры сгорания с увеличенным коэффициентом избытка воздуха, т,е. в бедной смеси, 10 что уменьшает выбросы СО и СхНу,а такжейО. При этом для уменьшейия вредных выгорения, что требует значительно меньший.15 в сравнении с известным, расход охлаждае 25 ровоздушную магистрали, турбину иводяной контур, включающий бак-аккумуляЭО шения вредных выбросов при одновременном снижении расхода вОды,установка