УСТАНОВКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ
POWER PLANT

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и в качестве автономных генераторов электроэнергии на предприятиях.
Известна парогазовая установка с котлом полного горения, содержащая газотурбинный агрегат, паровой котел, паровую турбину и газоводяные теплообменники; где выхлопные газы газотурбинной установки (ГТУ) подают к горелкам парового котла, куда также подают топливо. Полученный в котле пар вращает паровую турбину, уходящие газы из котла подогревают питательную воду.
(В.П.Безлепкин. Паротурбинные и парогазовые установки электростанций. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997 г., стр.27-30 [1]).
Недостатком известной установки является наличие большого состава оборудования, необходимого для реализации двух термодинамических циклов, что увеличивает ее размеры и снижает эффективность работы.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является энергетический агрегат, содержащий высоконапорную камеру сгорания, разделенную на парогазовую с камерами и жидкостную с регенератором полости, где продукты горения очищаются и охлаждаются в камерах над зеркалом жидкости, устройство топливоподачи, экономайзер, утилизатор теплоты уходящих газов, компрессор, электрогенератор и турбину, выхлопные газы которой поступают в регенератор и затем в экономайзер.
(Патент РФ №2170827, F01K 11/00, 13/00, 20.07.2001 г. [2]).
Недостатком ближайщего аналога является низкая производительность и низкая устойчивость ее камеры сгорания против разрушения от помпажей, колебаний газов, гидроударов и вибраций.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении производительности и надежности установки в эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в установке энергетической, содержащей высоконапорную камеру сгорания, разделенную на жидкостную, например водяную, полость с регенератором и парогазовую полость с перегородками, образующими ряд камер, экономайзер, турбину и электрогенератор. Высоконапорная камера сгорания выполнена объединенной с газотурбинной установкой (ГТУ), с возможностью сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник, выполненный в жидкостной полости, и через устройство для дожигания топлива, выполненное в парогазовой полости. Причем корпус камеры сгорания для прочности, надежности в работе и устойчивости против помпажей, вибраций, гидроударов выполнен цилиндрической формы и с демпферными полостями, выполненными между ее двухстенными, с сферическими и плоскими стенками крышки и днища. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы и полой стойкой, например, из трубчатой стали с компенсатором, например, в виде пружины из той же трубчатой стали соединенным с крышкой. Полая стойка при этом выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей между собой и через компенсирующее отверстие в плоской стенке крышки с порогазовой полостью камеры сгорания, что делает установку надежной в работе.
Сущность изобретения показана на чертеже.
Пример выполнения предлагаемого решения.
Установка энергетическая содержит высоконапорную камеру сгорания 1, условно разделенную на парогазовую полость 2 с перегородками, образующими ряд камер 3, и жидкостную полость 4, например, заполненную простой водой, с регенератором 5, турбину 6, электрогенератор, 7, экономайзер 8, утилизатор теплоты уходящих газов 9. Высоконапорную камеру сгорания, объединенную с ГТУ 10 для сброса в ее парогазовую полость выхлопных газов ГТУ через теплообменник 11, выполненный в жидкостной полости и через устройство 12 для дожигания топлива 13, выполненное в парогазовой полости. При этом корпус камеры сгорания выполнен цилиндрической формы и с демпферными полостями 14, выполненными между ее двухсменными с сферическими 15 и плоскими 16 стенками крышки 17 и днища 18. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы 19 и полой стойкой 20, например, из трубчатой стали с компенсатором 21, например, в виде пружины из той же стали связанным о крышкой, что делает камеру сгорания надежной в работе. Полая стойка при этом выполнена с возможностью сообщения демпферных полостей камеры сгорания между собой и через компенсирующее отверстие 22, в плоской стенке крышки с парогазовой полостью камеры сгорания, что дает устойчивость против помпажей, вибраций и надежность в работе. Пусковые режимы установки обеспечиваются с помощью выхлопной трубы 23 и отключающей арматуры 24.
Установка энергетическая работает следующим образом.
Для начала работы установки арматуру 24 переводят на выхлоп газа через выхлопную трубу 23 в атмосферу. После пуска ГТУ 10 арматуру 24 переводят опять в рабочее положение. Высокотемпературные выхлопные газы (например, с температурой 450-550°С) из ГТУ 10 с содержанием в них 14-16% кислорода по объему поступают в теплообменник 11, где их теплота передается жидкости, например простой воде, жидкостной полости 4 камеры сгорания 1. Затем газы из теплообменника 11, в смеси с топливом 13 подают на горелки устройства 12 для дожигания топлива, где дожиганием топлива 13 температуру газов поднимают, например, до 900-1100°С, и сбрасывают в парогазовую полость 2 камеры сгорания 1, чем повышается производительность установки. В парогазовой полости 2 газы перемещаются по камерам 3, образованным перегородками, к турбине 6, контактируют с жидкостью жидкостной полости 4, смешиваются с ее парами и охлаждаются до необходимого для лопаток турбины 6 значения. Затем смесь поступает на турбину 3, которая вращает электрогенератор 7. При этом все помпажные, гидравлические, вибрационные, различного рода ударные нагрузки на проточную часть и в целом на камеру сгорания 1 ослабляются и погашаются ее цилиндрической формы корпусом и демпферными полостями 14, выполненными между ее двустенными с сферическими 15 и плоскими 16 стенками крышки 17 и днища 18. Днище при этом выполнено установленным на амортизаторы 19 и полой стойкой 20, например, из трубчатой стали с компенсатором 21, например, в виде полой пружины из той же трубчатой стали связанным с крышкой, что так же делает камеру сгорания 1 надежной и прочной. Все изменения давления газов в камере сгорания при ее работе через компенсирующее отверстие 22 в плоской стенке 16 крышки 17 и затем через полость в стойке 20 и в его компенсаторе 21 передаются на демпферные газовые полости 14 в крышке 17 и днище 18 и там гасятся за счет поглощения ими и рассеяния энергии. Из турбины 6 отработанная смесь, через регенератор 5 в жидкостной полости 4 камеры сгорания 1 поступает на экономайзер 8 и греет там подпиточную воду. Затем выхлопные газы вместе с парогазовой смесью поступают в утилизатор теплоты уходящих газов 9, промываются там водой и через выхлопнув трубу выкидываются в атмосферу.
Предлагаемая установка проста, компактна, экологически безвредна, в эксплуатации высоко производительна и надежна. Найдет широкое применение в энергетике и для автономного применения на предприятиях.