Газопаротурбінна установка

Газопаротурбінна установка, що містить послідовно розташовані повітроприймальний пристрій, компресор, камеру згоряння і турбіну, яка з'єднана валом з споживачем механічної енергії і по газопа ровому потоку (відпрацьованих газах) з'єднана з послідовно розташованими котлом-утилізатором, котрий своїм виходом по парі підключений до камери згоряння, і конденсатором, вихід якого по воді підключений до входу котла-утилізатора, а вхід до виходу системи охолодження конденсату і газовідвідної труби, що з'єднана з атмосферою, яка відрізняється тим, що вона містить обертовий регенератор, який розміщений по відпрацьованих газах між конденсатором і газовідвідною трубою, а по повітрю - між повітроприймальним пристроєм і компресором, при цьому в його вході і виході по повітрю встановлені системи розпилу води, а між котлом-утилізатором і конденсатором встановлено нагрівач води для теплопостачання Винахід стосується теплоенергетики, а також може бути використаний у галузі транспорту газу В якості аналога прийнята контактна газопаротурбінна установка (КГПТУ) з регенерацією циклової води із газопарового потоку, яка містить багатоступінчастий компресор, включені між ступінями проміжний охолодник стискуваного повітря і трубопровід подавання води, камеру згоряння з підключеним до неї паропроводом, турбіну з розміщеними в и вихлопному тракті двома теплообмінними секціями, підключеними по нагрівному середовищу до паропроводу, контактний теплообмінник із промивним пристроєм, змішувальним інжектором, із струминними соплами, байпасним трубопроводом із струминними соплами, підключеним до виходу із турбіни, при цьому проміжний охолодник стискуваного повітря виконаний у вигляді струминного газоповітряного агрегату із збірником відсепарованноі води, підключеним до камери згоряння, а паропровід та трубопровід подавання води підключені до охолодника Перша теплообмінна секція виконана у вигляді котла-утилізатора, підключеного до атмосфери При цьому досягається ефективний ККД установки 40 - 42%, а також забезпечується позитивний баланс циклової води (див Патент Російської федерації №2088774) сної роботи агрегатів, що входять у склад установки, а також труднощі регулювання, управління та технічного обслуговування Крім того, при роботі на негативних температурах атмосферного повггря, при умові збереження постійної потужності установки, зменшується температура газу перед утилізаційним парогенератором, що призводить до суттєвого зниження продуктивності енергетичної пари і ВІДПОВІДНО зменшення ефективного та теплофікаційного ККД В якості прототипу прийнята КГПТУ, яка складається із газопаротурбінного двигуна, який включає послідовно розташовані повітроприймальний пристрій, компресор, камеру згоряння і турбіну пов'язаною з споживачем механічної енергії і сполучений по відпрацьованих газах з послідовно розташованими котлом-утилізатором, котрий своїм виходом по парі підключений до камери згоряння, і конденсатором, вихід якого по воді підключений до входу котла-утилізатора і одночасно до входу системи охолодження конденсату, а входом - до виходу системи охолодження конденсату, а своїм виходом по відпрацьованих газах сполучений з атмосферою через газовідвідну трубу (див див Патент України №15127) Недоліком такої установки є висока вартість створення, складність забезпечення надійної сумі Недоліком установки є суттєве зниження ефективного та теплофікаційного ККД при роботі на не розрахункових температурах атмосферного повгг ю 47954 ря при умові збереження потужності установки Одночасно при цьому виникає від'ємний баланс циклової води, основною причиною якого є викид води з вологими газами, що покидають установку після виходу з конденсатора У винаході вирішується задача уникнення зниження ефективного та теплофікаційного ККД, та досягнення позитивного балансу циклової води при температурах атмосферного повітря вище розрахункової Поставлена задача вирішується тим, що газопаротурбінна установка, яка складається з послідовно розташованих повітроприймального пристрою, компресора, камери згоряння і турбіни, що пов'язана валом з споживачем механічної енергії і сполучена по газопаровому потоку (відпрацьованих газах) з послідовно розташованим котлом-утилізатором, котрий своїм виходом по парі підключений до камери згоряння, і конденсатором, вихід якого по воді підключений до входу котла-утилізатора і одночасно - до входу системи охолодження конденсату, а входом - до виходу системи охолодження конденсату і газовідвідною трубою, яка сполучена з атмосферою, ВІДПОВІДНО ДО винаходу вона забезпечена обертовим регенератором, який розміщений по відпрацьованих газах між конденсатором і газовідвідною трубою, а по повітрю - між повітроприймальним пристроєм і компресором, в його вході і виході по повітрю встановлені системи розпилу води, а між котлом-утилізатором і конденсатором установлено нагрівач води для теплопостачання На кресленні (див фіг) зображена теплова схема запропонованої газопаротурбінної установки Газопаротурбінна установка складається з послідовно розташованих повггроприймального пристрою 1, обертового регенератора з насадкою 2, компресора 3, камери згоряння 4, турбіни 5, яка пов'язана валом з споживачем механічної енергії 6 і сполучена по газопаровому потоку (відпрацьованих газах) з послідовно розташованим котлом-утилізатором 7, котрий своїм виходом по парі підключений до камери згоряння 4 і конденсатором 8, вихід якого по воді підключений через деаератор (на кресленні не показано) до входу котла-утилізатора 7, одночасно до входу через накопичувальний бак 9 до системи охолодження конденсату 10, а входом до виходу системи охолодження конденсату 10, а своїм виходом по відпрацьованих газах підключений до входу обертового регенератора 2, котрий своїм виходом по відпрацьованих газах підключений до газовідвідної труби 11, вихід якої сполучено з атмосферою На вході і виході обертового регенератора 2 по повітрю встановлені системи розпилу води ВІДПОВІДНО 12 і 13 Між КОТЛОМ — утилізатором і конденсатором встановлено нагрівач води 14 для теплопостачання Газопаротурбінна установка працює таким чином Атмосферне повітря надходить в повітроприймальний пристрій 1, де за допомогою системи розпилення води може бути у разі потреби охолодженим та заволоженим, далі повітря надходить до обертового регенератору 2, де через поверхні тепломасообміну підігрівається та насичується вологою за рахунок тепла та вологи газопарового потоку, що покидає конденсатор 8, із обертового регенератору 2 повітря надходить на вхід в компресор 3, де за допомогою пристрою 13 дрібнодисперсного розпилення води може бути обводненим Потік повітря з дрібнодисперсними крапельками води, що випаровуються, квазмзотермично стискаються в компресорі та надходять в камеру згоряння 4, де хімічна енергія палива перетворюється в теплову енергію В камеру згоряння подається також пара, яка згенерована в котлі-утилізаторі 7 Після камери згоряння суміш продуктів згоряння та пари у вигляді газопарового потоку, надходить в турбіну 4, де частка енергії газопарового потоку перетворюється в механічну роботу, що передається споживачеві 6 Із турбіни 5 газопаровий потік (відпрацьовані гази) надходить в котел-утилізатор 7, де віддає частину своєї енергії на генерування пари, яка подається в камеру згоряння 4, та на виробництво гарячої води в нагрівачі 14 Із котлаутилізатора газопаровий потік надходить в конденсатор 5, де в неїзотермічному процесі відбувається конденсація і часткове осушення пари, після чого він надходить до обертового регенератору 2, де він додатково охолоджується в процесі тепломасообміну з охолодженою насадкою, завдяки чому виникає додаткова конденсація, а газопаровий потік додатково осушається і через газовідвідну трубу 7 відводиться в атмосферу При обертанні регенератора 2, його частка насадки нагріта і зволожена газопаровим потоком переходить в зону рушійного зволоженого повітря де вона охолоджується і осушується, передаючи йому тепло і вологу Запропонована газопаротурбінна установка має такі переваги порівняно з прототипом завдяки додатковому осушенню газопарового потоку в регенераторі 2 значно зменшується викид води в атмосферу з відпрацьованими газами, що дозволяє отримати позитивний баланс між водою поданою з котла-утилізатора 7 в камеру згоряння 4 і водою отриманою в конденсаторі 8 та регенераторі 2, завдяки постійному зволоженню повггря в повітроприймальному пристрою 1 збільшується потужність і коефіцієнт корисної дії газопаротурбінної установки 47954 ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71