Комбинированная парогазовая установка - SU850022A3

- - . Изобретение относится к тепло-энергетике и может быть использован при эксплуатации в условиях низких температур окружающей среды и безводных районах парогазовых установок . Известна комбинированная парогазовая установка, содержащая газовую турбину, сбросной канал отработанных газов которой сообщен с трубным пучком теплообменной системы парово го контура, включающего последовательно подключенные подогреватель, паровую турбину, конденсатор и насос 1 . Недостатком такой установки яв ляется невозможность использования для парового контура в качестве рабочего тела водяного пара при работе в областях с низкими температу рами окружающей среды (арктические области), существует опасность за-. . мерзания воды и, следовательно, снижение надежности работы установки . Эксплуатационный контроль в таких условиях связан с высокими экЬн мическимм издержками. Цель .изобретения - повышение ria дежности и экономичности. Указанная цель достигается тем, что установка снабжена промежуточными контурами с принудительной циркуляцией . Часть трубного пучка которых расположена в сбросном канале йг последовательно соединена с трубным пучком подогревателя теплообменной системы парового контура. При этом теплообменная система снабжена дополни-гельным теплообменником, расположенным перед подогревателем по направлению движения рабочего тела парового контура. На фиг. 1 изображена принципиальная схема кс мбинированной парогазовой установки; на фиг. 2 - схема выполнений промежуточного контура с принудительной циркуляцией. Установка содержит теплообменнуЮ систему naiJOBoro контура, включанхцую последовательно подключенные подогреватели 1 и 2, паровую турбину 3, приводадую во вращение компрессор 4, дополнительные теплообменники 5 и 6, конденсатор 7 и насос В. Газовый контур содержит компрессор 9 природного газа и воздушный компрессор 10, приводом которых является газовая турбина 11, выхлоп которой подключен

к сбросному каналу 12 отработанных газов. Установка снабжена промежуточHidMH контурами 13 и 14 принудительно циркуляции, часть трубного пучка l5 которых расположена в сбросном канале 12 отработанных газов газовой турбины 11 и последовательно соединена с трубным пучком 16 в подогревателях 1 и 2 теплообменной системы парового контура. Промежуточный контур 13 принудительной циркуляции снабжен циркуляционным насосом 17. Чрубный пучок 15имеет большое число труб 18, 19 и 20, последовательно подключенных к трубам 21, 22 и 23 трубного пучка 16. Каждая из труб 18-23 может быть выполнена из пучка труб, причем отдельные трубы каждого такого пучка могут соединяться между собой на противоположных концах посредством коллектора (не показано).

Рабочее тело расширяется в паровой турбине 3, которая приводит во вращение компрессор 4 для сжатия природного газа. В качестве рабочего тела должна применяться максимальная дешевая среда, обладающая стабильностью при высоких температурах (например в диапазоне 200-400°С), в случае разложения продукты разложежения средь не должны быть коррозионно опасными. Рабочее тело должно быть безвредным для окружающей среды , иметь низкое парциальное давлени и не должно увеличивать объем при замерзании. Таким рабочим телом може быть, например, пропан или смесь бутана и этана, незамещенные или галогенозамещенные углеводороды.

После паровой турбины 3 рабочее тело последовательно охлаждается в дополнительных теплообменниках 6 и конденсируется в конденсаторе 7, охлаждаемом, например воздухом, водой или же испаряющимся жидким газом . Сконденсированное рабочее тело сжимается насосом 8 до давления, которое может быть как сверхкритическим , так и ниже критического, и последовательно нагревается в дополнительном теплообменнике 5, подогревателе 1, дополнительном теплообменнике б и подогревателе 2. В дополнительных теплообменниках Ь и 6 рабоче тело нагревается путем теплообмена с расширившимся в паровой турбине 3 рабочим телом, а в подогревателях 1 и 2 - в результате теплообмена с жидким теплоносителем промежуточных контуров 13 и 1.4 принудительной циркуляции , нагретым в сбросном канале 12 отработанными газами газовой турбины 11, Жидкий теплоноситель , циркулирующий в трУбах 18-23, последовательно несколько раз нагревают , а между каждым нагреванием охлаждают путем теплообмена с рабочи:-; телом парового контура. При этом

теплообмен между рабочим телом парового контура и теплоносителем) а также между отработанными газами .и теплоносителем осуществляется по противоточной схеме. Нагретое в подогревателе 2 рабочее тело поступает в паровую трубину 3, где расширяется , совершая работу.

Расход жидкого теплоносителя зависит от количества труб в трубных пучках 15 и 16 и будет тем меньше, чем больше количество труб, что при возникновении неплотности приведет к меньшим потерям жидкого теплоносителя .

Использование промежуточного контра с принудительной циркуляцией для передачи тепла отработанных газов газовой турбины рабочему телу парового контура позволяет повысить надежность работы установки за счет устранения попадания рабочего тела парового корпуса в сбросной канал отработавших газов газовой турбины, поскольку при смешении рабочего тела (например пропана) с обработанными газами образовалась бы взрывчатая смесь и возникла опа сность эксплуатации установки. В особенности опасен пуск газотурбинной установки если в камере сгорания находится пропан. Наличие дополнительного теплообменника и промежуточных контуров позволяет уменьшить эксплуатационные издержки.

Формула изобретения

1.Комбинированная парогазовая установка-, содержащая газовую турбину , сбросной канал отработанных газов которой сообщен с трубньлм пучком теплообменной системы парового контура, включающего последовательно подключенные подогреватель, паровую турбину, конденсатор и насос, отличающаяся тем, что, с цель повышения надежности и экономичности установка снабжена промежуточными контурами с принудительной циркуляцией , часть трубного пучка которых расположена в сбросном канале и последовательно соединена с трубным пучком подогревателя теплообменной системы napQBoro контура.

2.Установка по п.1, о т л и чающаяся тем, что теплообменная система снабжена дополнительным теплообменником, расположенным перед подогревателем по направлению движения рабочего тела парового контура.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Лндрющенко А, И,Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок. М., Высшая школа, 1977, с.195-198 (прототип).

.4©

5Г

t t t

Л Л / A

V. V V V

/

11 t

-J

-Ь

.

ПГГ

A/ Л