ПАРОТУРБИННАЯ НАДСТРОЙКА НАД ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКОЙ

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к парогазовым установкам компрессорных станций магистральных газопроводов.
Известны парогазовые установки, состоящие из одной или нескольких газовых турбин, парового котла-утилизатора и паровой турбины. (См. Г.Г.Ольховский, Теплоэнергетика, 2004 г., №11, стр.71-76). Основной недостаток таких установок -крупногабаритные строительные и конструкторские решения, исключающие возможность установки их в местах с ограниченными площадями промышленных площадок, в частности на компрессорных станциях магистральных газопроводов.
Известны паротурбинные надстройки над ГТУ на компрессорных станциях (КС) магистральных газопроводов, состоящие из теплоутилизационного парогенератора, расположенного непосредственно около ГТУ в виде котла с многократной принудительной циркуляцией, паровой турбины с конденсатором и конденсатным насосом, трубопроводами пара и конденсата. (См. Мильман O.O., Белоусенко И.В., Циммерман С.Д. и др. Теплоутилизационные энергоблоки для ОАО «Газпром», Теплоэнергетика, 2001 г., №3, стр.65-69).
Проблема этих установок - стесненность площадок КС и трудности установки котлов-утилизаторов, размеры и масса которых плохо согласуется с реальными компоновками газотурбинных нагнетателей природного газа.
Цель настоящей полезной модели - упрощение конструкции и уменьшение массы и размеров теплоутилизатора для газотурбинной установки (ГТУ).
Указанная цель достигается за счет использования в качестве теплоутилизатора на выхлопном тракте ГТУ теплообменника, в котором газ передает свое тепло воде высокого давления. Нагретая вода поступает в расширитель-сепаратор,
выделяющийся пар направляется в паровую турбину, а отсепарированная вода питательным насосом подается в теплообменник.
Установка состоит из следующих элементов: газовой турбины 1 с выхлопным трактом 2, в котором установлен парогенератор, включающий в себя теплообменник 3, трубопровод горячей воды 4 с дросселем 5 и сепаратором-расширителем 6. Водяное пространство сепаратора-расширителя 6 соединено с питательным насосом 7, трубопровод охлажденной воды 8 соединяет насос 7 с теплообменником 3. Паровое пространство расширителя-сепаратора 6 соединено паропроводом 9 с паровой турбиной 10 и конденсатором 11, к конденсатосборнику которого присоединен конденсатный насос 12, нагнетание которого соединено трубопроводом с линией всасывания питательного насоса 7.
Установка работает следующим образом. Выхлопные газы ГТУ 1 через выхлопной тракт 2 поступают в теплообменник 3, охлаждаемый водой высокого давления, причем такого, что вода в теплообменнике не закипает. Нагретая вода по трубопроводу 4 подается в дроссель 5, давление ее падает и за дросселем образуется пароводяная смесь, которая поступает в сепаратор - расширитель 6. Здесь пар отделяется от воды и по паропроводу 9 подается на паровую турбину 10. Отработавший в турбине пар конденсируется в конденсаторе 11 и конденсатным насосом возвращается в расширитель - сепаратор 6 или непосредственно на всас питательного насоса 7. Смесь отсепарированной воды и конденсата питательным насосом 7 подается в теплообменник и цикл таким образом замыкается. Существенное снижение температуры смеси отсепарированной воды и конденсата по сравнению с температурой насыщения уменьшает необходимую высоту расположения сепаратора по отношению к питательному насосу.
Использованием таких существенных признаков позволяет радикально упростить конструкцию, уменьшить габариты и массу теплообменника по сравнению с котлом-утилизатором, размещать расширитель - сепаратор на значительных расстояниях от газотурбинных установок, что значительно упрощает компоновку парогазовой надстройки над газотурбинной установкой.