Газотурбодетандерная установка для работы на природном газе

Ф 3 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2927 19) ( 1) ЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР И ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ ЛЬСТВУ 2(71) Центральный институт авиационногомоторостроения им.П,И.Баранова(54) ГАЗОТУРБОДЕТАНДЕ РНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ РАБОТЫ НА ПРИРОДНОМ ГАЗЕ(57) Использование: теплоэнергетика, комбинированные энергетические и охладительные системы. Сущность изобретения:газотурбодетандерная установка для работы на природном газе содержит магистраль бодетандерная установка для иродном газе относится к газО- становкам с рекуперацией теплизацией турбодетандерного жет быть использовано при согоустановок наземного наэнаой эффективности,бретения - повышение эффекботы газотурбодетандерной усС этои целью газоту тэновка для работы н включающая магистрал высокого давления с пос новленными в ней турбод ным валом с компрессо ником, снэбжена регенер ной установкой, содерник-регенератор, кэмеру турбину, при этом всас Гаэотур работы на пр турбинным у ла и с реа эффекта. Мо здании знер чения высок Цель изо тивности рд тановки.рбодетандерная уса природном газе, ь природного газа ледовательно устаетандером, соединенром и теплообменативной газотурбинжащей теплообменсгорания и газовую ывающий патрубок 25 В 11/00, 27/00, 29/00,Е 02 С 6/00, 6/08, Р 01 К 27/00(1) природного газа высокого давления с установленными в ней теплообменником (5) и турбодетандером (2), соединенным валом с компрессором (3). Всасывающий патрубок компрессора (3) соединен с атмосферой через теплообменник (5), а нагнетательный - с теплообменником-регенератором (7) регенеративной газотурбинной установки (4), камера сгорания (8) которой по топливу подключена к магистрали (1). Предусмотрено снабжение входа воздуха в теплообменник (5) осушителем (6) и установка теплообменника-подогревателя (11) контура (12) системы теплоснабжения на выходе продуктов сгорания иэ теплообменника-регенератора (7). 1 з.п.ф-лы. 1 ил. компрессора соединен с атмосферой через теплообменник, нагнетательный патрубок ,компрессора - с входом воздуха в теплооб менник - регенератор, а камера сгорания по топливу подключена к магистрали природного газа высокого давления, причем на входе воздуха в теплообменник установлен осушитель, а на выходе продуктов сгорания иэ теплообменника-регенератора установлен теплообменник-подогреватель контура системы теплоснабжения,Конструктивная схема газотурбодетандерной установки представлена на чертеже.Она включает магистраль газовой среды высокого давления 1, холодильную турбину 2. соединенную на валу с воздушным компрессором 3, который по воздушному тракту подключен к бескомпрессорной регенеративной газотурбинной установке 4. Вход компрессора 3 соединен с атмосферой че 1822927реэ теплообменник 5 и осушитель 6 воздуха, Газотурбинная установка включает теплообменник-регенератор 7, камеру сгорания 8, соединенную по топливному тракту 9 с магистралью газа высокого давления до холодильной турбины 2, газовую турбину 10, на выходе иэ которой размещен теплообменник 11, сопряженный с тепловым контуром 12 бытового теплоснабжения. Турбина 10 связана с потребителем 13 механической энергии.Работа ГТДУ осуществляется следующим образом,Гаэ высокого давления, протекая по магистрали 1, вращает турбину 2, которая приводит во вращение воздушный компрессор 3, Компрессор 3 засасывает воздух из атмосферы через осушитель воздуха 6 и теплообменник 5, повышает его давление и направляет в газотурбинную установку 4, начиная с теплообменника-регенератора 7, в котором воздух нагревается теплом газа после турбины 10, Нагретый воздух поступает в камеру сгорания 8, в которую поступает топливо по тракту 9. Горячий газ после камеры сгорания 8 поступает на турбину 10, совершая полезную работу, сообщаемую потребителю механической энергии 13. Гаэ . высокого давления, пройдя через холодильную турбину 2, снижает свою температуру и охлаждает воздух, поступающий в компрессор 3, с помощью теплообменника 5. Газ после турбины 10 снижает свою температуру в теплообменнике 11, повышая температуру контура 12.Наибольшее применение предлагаемое ГТДУ может найти при использовании в качестве магистрали газа высокого давления природного газа в тех местах, где происходит редуцирование давления газа до более низкого давления, Это редуцирование в настоящее время осуществляется преимущественно с отношением давления 4:1 и 10:1,с помощью пассивного дросселирования .т,е. с бесполезным рассеиванием энергиидавления природного газа,ГТДУ по сравнению с прототипом позволяет в несколько раз увеличить мощноСть, снимаемую с каждого килограмма,прошедшего через холодильную турбину газа: в 3-4 раза при температуре газа в камересгорания равной 1300 К, степени повышения10 давления воздушного компрессора Бк, равной 6 - 10, степени регенерации тепла гр ==0,85 и КПД лопаточных машин на уровне0,85-0,92. При этом КПД ГТДУ, условно определенный по отношению к теплу, сообща 15 емому воздуху в камере сгорания, можетсоставить у, "0,85-0,9 при Се, не превышающем 0,09кгквт часФормула изобретения1. Гаэотурбодетандерная установка дляработы на природном газе, включающая магистраль природного газа высокого давления с последовательно установленными вней турбодетандером, соединенным валомс компрессором, и теплообменником, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышенияэффективности, она снабжена регенеративной гаэотурбинной установкой, содержащей теплообменник-регенератор, камеру30 сгорания и газовую турбину, при этом всасывающий патрубок компрессора соединенс атмосферой через теплообменник, нагнетательный патрубок компрессора - с входомвоздуха в теплообменник-регенератор, а ка 35 мера сгорания по топливу подключенак магистрали природного газа высокогодавления,2. Установка по п,1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что на входе воздуха в теплообменник40 установлен осушитель, а на выходе продук тов сгорания иэ теплообменника-регенератора установлен теплообменник-подогревательконтура системы теплоснабжения.1822927 ффФе Составитель В.Гуров Техред М,Моргентал рректор Л Пилипенко Редакт Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 аказ 2176 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5