Силовая установка

НИ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ъединение К.Е.Вороуккий,А.А.Гольдов,в 8,8)2847028,опублик. 1980,ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к энерго- итранспортному машиностроению, используется для утилизации отводимой отсистем двигателя внутреннего сгораниятеплоты в паротурбинной установке ипозволяет повысить экономичность, упростить конструкцию и снизить весустановки. Силовая установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания,соединенный с паровой турбиной 2, апо выхлопным газам сообщенный с газовой турбиной 5, которая служит приводом турбокомпрессора и сообщена поО 3 1514966 выхлопным газам с парогенератором 9. Распределительное устройство 37 охлаждающей жидкости установлено после конденсатногонасоса 35 и имеет два 5 выхода 38 и 39, Выход 38 соединен с трубопроводом 29 подвода охлаждающей жидкости, в ряссечку которого последовательно включены вторая ступень ,40 маслоохладителя 41, воздушный ра,диатор 42 и охладитель 7 наддувочно 1го воздуха. Выход 39 соединен с трактом 17 питательной воды В рассечку между выходом 39 и трактом 17 питательной воды включена первая ступень 15 43 маслоохладителя 41, К промежуточному патрубку 19 отбора экономайзера 10 подключен расширитель 21., соединенный по пару и воде соответственно с выходом и входом системы 23 высокотемпературного охлаждения двигателя 1, Выхлопные газы двигателя 1 поступают в газовую турбину 5, а после нее - в парогенератор 9, где ге"нерируется пар, которьп перегреваетсяи затем подается в паровую Турбину2, Дополнительная мощность вырабатывается паром, поступающим из расширителя 21 в турбину 2, источникомтеплоты для образования которого является система 23. В расширитель 21для поддержания баланса расходов подается вода из промежуточного патрубка 19 экономайзера 10, Распределительное устройство 37 распределяет водуна парогенератор 9 и конденсатор 28,перед подачей в которые вода нагревается и охлаждается соответственно.Максимальное использование теплотыотработанных газов и масла, а такжетеплоносителя из экономайзера О повьппает экономичность установки,1 з.п. ф-лы, 1 ил., силовым установкам, утилизирующим теплоту, отводимую от систем двигателявнутреннего сгорания, в паротурбиннойустановке,Цель изобретения - повьппение экономичности, упрощение конструкции иснижение веса установки.На чертеже представлена принципиальная тепловая схема силовой уста; новки. 40Силовая установка состоит из двигателя (дизеля) 1 внутреннего сгорания, соединенного через редуктор (непоказан) с паровой турбиной 2, включающей в себя части 3 и 4 высокого и 45низкого давлений (ЧВД и ЧНД). По выхлопным газам дизель 1 соединен с газовой турбиной 5, служащей приводомтурбдкомпрессора 6, сообщенным с охладителем наддувочного воздуха (ОНВ)7, Газовая турбина 5 по выхлопным газам через дроссельную заслонку 8связана с парогенератором 9, состоящим из экономайзера 10 испарителя11 с барабаном-сепаратором 12 и пароперегревателя 13, Парогенератор 9по свежему пару паропроводом 14 с регулирующе-перепускным органом 15 соединен с ЧВД 3 турбины 2, Питательный насос 16 трактом 17 питательной водыс регулирующим органом 18 соединен сэкономайзером 10. К промежуточномупатрубку 19 отбора экономайзера 10трубопроводом 20 отвода теплоносителя подключен впрыскивающий расшири -тель 21, который по пару соединен линией 22 с выходом системы 23 высокотемпературного охлаждения (ВТО) дизеля 1, Вход системы 23 ВТО по воде связан линией 24 с расположенным на нейнасосом 25 с расширителем 21. Приводнасоса 25 и других, используемых всхеме, насосов, может осуществлятьсянепосредственно от дизеля 1 или черезредукторно-мультипликаторные передачи(не показаны); Расширитель 21 паропроводом 26 с регулирующим органом 27связан по пару с входом ЧНД 4, выходиз которой осуществляется в конденсатор 28 смешивающего типа, Конденсатор28 трубопроводом 29 подвода (впрыска) охлаждающей жидкости связан с ОНВ7, а трубопровод 30 отсоса паровоздушной смеси из конденсатора 28 сообщен с водоструйным эжектором 31, ккоторому подключен атмосферный бакнакопитель 32, Кроме того, к конденсатору 28 подсоединена перепускнаялиния 33 от регулирующе-перепускногооргана 15, Насос 34 водоструйногоэжектора 31 и конденсатный (конден14966 1 О 25 30 35 40 45 50 55 5 . 15сатно-цнркуляционный) насос 35 навсасе соединены соответственно сбаком-накопителем 32 и конденсатором 28, а по напору соответственнос охладителем 36 конденсата водоструйного эжектора 31 и распределительным устройством 37 с двумя выходами (трубопроводами) 38 и 39, Первый выход 38 распределительного устройства соединен с трубопроводом 29подвода охлаждающей жидкости, в рассечку которого последовательно включены вторая ступень 40 маслоохладителя 41, воздушный радиатор 42 иОНВ 7. Второй выход 39 распределительного устройства 37 соединен страктом 17 питательной воды парогенератора 9. В рассечку между вторымвыходом 39 распределительного устройства 37 и трактом 17 питательнойводы включена первая ступень 43 маслоохладителя 41, подключенная по маслу к входу второй ступени 40 маслоохладителя 41, т,е. последовательнос второй ступенью 40,Силовая установка работает следующим образом,Отходящие от дизеля 1 газы, пройдя газовую турбину 5, поступают в парогенератор 9, где используется теп лота этих газов для получения водяного пара, образующегося из питательной воды, нагреваемой последовательно в экономайзере 10 и испарителе11, В качестве питательной воды используется, например, дистиллат, Пар,образовавшийся в испарителе 11,пройдя барабан-сепаратор 12, доводится до перегретого состояния в.пароперегревателе 13, Перегретый свежийпар поступает по паропроводу 14 с регулирующе-перепускным органом 15 вЧВД 3, затем в ЧНД 4 паровой турбины 2, где вырабатывается мощность,передаваемая на дизель 1. Эта мощность вырабатывается в результатерасширения свежего пара от начальныхпараметров до давления в конденсаторе 28, Таким образом, утилизируетсяосновная составляющая потерь энергии - теплота выхлопных газов.В турбине 2, кроме того, происходит выработка дополнительной мощности от пара, поступающего в ЧНД 4 попаропроводу 26 из расширителя 21,Источником теплоты для образованияэтого пара является система 23 ВТО,из которой перегретая относительно. температуры насьш 1 ения, соответствующей давлению в расширителе 21, водачерез впрыскивающие сопла (не показаны) поступает по линии 22 в этот расширитель 21, В последнем происходитвскипание этой воды и образуется сухой насьш 1 енный пар, поступающий вЧНД 4, Поддержание в расширителе 21давления меньшего давления насыщения,соответствующего температуре впрыскиваемой воды, осуществляется регулирующим органом 27. Кроме того,регулирующим органом 27 поддерживается оптимальный температурный режимв системе 23 ВТО, Для поддержаниябаланса расходов в расширитель 21 изпромежуточного патрубка 19 экономайзера 10 по трубопроводу 20 отводатеплоносителя отбирается вода в количестве, равном количеству пара, поступающего из расширителя 21 в ЧНД 4.Сигналом на регулирование являетсявысота уровня воды в расширителе 21. Промежуточный патрубок 19 экономайзера 10 выбирается так, что нагрев отобранной воды происходит только за счет дополнительного снижения температуры уходящих, газов из парогенератора 9 и не приводит к снижению температуры свежего пара к ЧВД турбины 2,Откачка конденсата из конденсатора 28, расширителя 21, бака-накопителя 32 водоструйного эжектора 31 и конденсатора 28 осуществляется, соответственно, насосами 25, 34 и 35. Конденсат из конденсатора 28 после конденсатного насоса 35 поступает в распределительное устройство 37, из которого по выходам (трубопроводам) 38 и 39 распределяется в трубопровод 29 подвода охлаждающей жидкости и в тракт 17 питательной воды парогенератора 9, Часть воды, направляемая после распределительного устройства 37 в трубопровод 29, пройдя вторую ступень 40, маслоохладителя 41, воздушный радиатор 42, охладитель 36 конденсата водоструйного эжектора 31 и ОНВ 7, поступает по трубопроводу 29 через сопла (не показаны) в конденсатор 28, Другая часть воды, направляемая после распределительного устройства 37 в тракт 17 питательной воды, пройдя первую ступень 43 маслоохладителя 41, питательным насосом 16 подается в парогенератор 9. Регулирующим органом 18 осуществляется изменение подачи питательной воды в1514966 Формула изобретения Составитель В.Гуторов Редактор С,Лисина Техред А,Кравчук Корректор Л,ПатайЗаказ 6208/36 Тираж 456 ПодписноеВ 11 ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035 Москва, И, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,101 парогенератор 9 в зависимости отуровня воды в барабане-сепараторе 12,Тем самым поддерживается баланс между количеством отводимого от парогенератора 9 свежего пара и поступающей в него питательной воды, котораяподается в питательный насос 16 подогретой в маслоохладителе 41 первойступени 43 маслоохлацителя 41 до,температуры выше "точки росы", вследствие чего исключается воэможность сер 1нистой коррозии парогенератора 9,После насоса 25 вода поступает полинии 24 в систему 23 ВТО, охлаждаядизель 1,Конденсат из бака-накопителя 32насосом 34 подается в охладитель 36конденсата, после охлаждения в кото ром в качестве эжектирующей среды по, ступает в водоструйный эжектор 31,который по трубопроводу 30 отсосапаровоздушной смеси отсасывает паровоздушную смесь из конденсатора 28,Регулирующе-перепускной орган 15 выполняет защитную функцию, при необходимости перепуская пар по линии33 из парогенератора 9 в конденсатор28, защищая тем самым турбину 2 отпопадания в нее возможной влаги. Работает регулирующе-перепускной орган5 н зависимости ст величины разности между температурой свежего пара перед ЧВД 3 и температурой воды вбарабане-сепараторе 1,2, В периодпусков, остановов или других переходныхрежимов регулирующе-перепускной орган15 перекрывает доступ пара в турбину2, перепуская его в конденсатор 28.В результате данного размещенияраспределительного устройства 37 иотвода в расширитель 21 только части теплоносителя из промежуточногопатрубка 19 экономайзера 10 максимально используется теплота отработанных газов дизеля 1 для получениявысокопотенциального пара. и выработ -ки мощности, что повышает экономичность установки 1. Силовая установка, содержащая5двигатель внутреннего сгорания с охладителем наддувочного воздуха исистемой высокотемпературного охлаж"дения его цилиндров, магистраль выпуска отработанных газов которого сообщена с парогенератором, пароперегреватель которого подключен к частивысокого давления паровой турбины,сообщенной с частью низкого давления,к входу которой по пару подключен15 расширитель, а к выходу - конденсатор с трубопроводами подвода и отвода охлаждающей жидкости, сообщенныйтрактом конденсата через конденсатный насос с трактом питательной воды,2 О подключенным к экономайэеру с промежуточным патрубком отбора, распределительное устройство охлаждающей жидкости, двухступенчатый маслоохладитель и воздушный радиатор, о т л и 25 чающая с я тем, что, с цельюповышения экономичности, упрощенияконструкции и снижения веса, распре.делительное устройство охлаждающейжидкости установлено в тракте кон 30 денсата после конденсатного насоса иимеет два выхода, первый иэ которыхсоединен с трубопроводом подвода охлаждающей жидкости конденсатора, врассечку которого последовательновключены вторая ступень маслоохлади-.теля, воздушный радиатор и охладительнаддувочного воздуха, а второй выход - с трактом питательной воды парогенератора, промежуточный патрубокотбора экономайэера которого подключен к расширителю,2, Установка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в рассечку между выходом распределительного устройства и трактом питательной воды включена первая ступень маслоохладителя, подключенная по маслу к входу второй ступени маслоохладителя.