ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно к парогазовым установкам и может быть применена для привода нагнетателей в компрессорных станциях магистральных газопроводов, электрогенераторов на тепловых электрических станциях.
Известна газопаровая установка, содержащая компрессоры низкого и высокого давлений, связанные между собой через воздухоохладитель, и через регенеративный подогреватель (по холодной стороне), камеру сгорания высокого давления с турбиной высокого давления, камеру сгорания низкого давления с турбиной низкого давления, а та в свою очередь с регенеративным подогревателем (по горячей стороне) и котлом-утилизатором, соединенным паропроводом с камерой сгорания высокого давления, отличающаяся тем, что камера сгорания низкого давления установлена на обводном воздуховоде после компрессора низкого давления и связана паропроводом с котлом-утилизатором и газопроводом с турбиной низкого давления [Андрющенко А.И. Термодинамические расчеты оптимальных параметров тепловых электростанций. - М.: Высшая школа, 1963, с. 201].
Недостатками данной установки являются снижение эффективности работы регенеративного подогревателя и котла утилизатора за счет разделения потоков, что уменьшает расход уходящих газов через каждый из этих элементов схемы; а также не полное использование потенциала впрыска из-за того, что он (впрыск) осуществляется только в одну камеру сгорания.
Известна парогазовая установка, содержащая компрессоры низкого и высокого давлений, связанные между собой через воздухоохладитель, и через камеру сгорания высокого давления с турбиной высокого давления, камеру сгорания низкого давления с турбиной низкого давления и котлом-утилизатором, соединенным паропроводами с камерами сгорания высокого и низкого давлений, отличающаяся тем, что камера сгорания низкого давления установлена на обводном воздуховоде после компрессора низкого давления и связана паропроводом с котлом-утилизатором и газопроводом с турбиной низкого давления [Патент RU №60139 от 10.01.2007 г.].
Недостатком данной установки является снижение экономичности работы из-за неполного использования теплоты уходящих продуктов сгорания.
Задачей полезной модели является повышение эффективности и экономичности парогазовой установки.
Технический результат заключается в повышении степени внутрицикловой утилизации тепла.
Технический результат достигается тем, что парогазовая установка, содержит компрессоры низкого и высокого давлений, связанные между собой через воздухоохладитель, при этом компрессор высокого давления последовательно связан через камеру сгорания высокого давления с турбиной высокого давления и турбиной низкого давления, а компрессор низкого давления через камеру сгорания низкого давления связан с турбиной низкого давления, турбина низкого давления связана с котлом-утилизатором, между компрессором высокого давления и камерой сгорания высокого давления дополнительно установлен регенератор высокого давления по холодной стороне, связанный по горячей стороне с турбиной низкого давления, а между компрессором низкого давления и камерой сгорания низкого давления дополнительно установлен регенератор низкого давления по холодной стороне, связанный по горячей стороне с регенератором высокого давления.
В полезной модели применяется параллельный подвод теплоты, эффект которого заключается в более полном использовании основного принципа работы ПТУ (работа расширения продуктов сгорания в турбине выше работы, затрачиваемой на сжатие в компрессоре), а именно - в турбине низкого давления происходит расширение большего потока вещества, чем сжимается в компрессоре высокого давления. А так же, в рассматриваемой установке, при сохранении впрыска пара из котла-утилизатора дополнительно применяется подогрев воздуха перед камерами сгорания низкого и высокого давлений уходящими газами после турбины низкого давления в регенераторах низкого и высокого давлений. Это позволяет повысить эффективность и экономичность работы установки.
На фигуре изображена парогазовая установка, состоящая из: 1 -компрессора низкого давления; 2 - воздухоохладителя; 3 - компрессора высокого давления; 4 - камеры сгорания высокого давления; 5 - турбины высокого давления; 6 - камеры сгорания низкого давления; 7 - турбины низкого давления; 8 - электрогенератора; 9 - регенератора высокого давления; 10 - регенератора низкого давления; 11 - котла-утилизатора; 12 - редукционного клапана.
Парогазовая установка работает следующим образом. Воздух, сжатый в компрессоре низкого давления 1, разделяется на два потока. Первый из них, пройдя воздухоохладитель 2, попадает в компрессор высокого давления 3, где его давление повышается еще больше. Затем поток воздуха смешивается с потоком пара из котла-утилизатора 11. Далее паровоздушная смесь пропускается через регенератор высокого давления 9, который представляет собой теплообменный аппарат поверхностного типа. Туда же в регенератор высокого давления 9 после турбины низкого давления 7 направляются отработавшие газы, которые отдают часть своего тепла паровоздушной смеси. Подогретая паровоздушная смесь подается в камеру сгорания высокого давления 4, в которой сжигается газообразное топливо. Из камеры сгорания высокого давления 4 продукты сгорания попадают в турбину высокого давления 5, являющуюся приводом для компрессоров низкого и высокого давлений 1, 3. Продукты сгорания из турбины высокого давления 5, смешиваясь со вторым потоком из камеры сгорания низкого давления 6, поступают в турбину низкого давления 7, которая является приводом для электрогенератора 8. Второй поток сжатого воздуха после компрессора низкого давления 1 смешивается с потоком пара из котла-утилизатора 11, давление которого предварительно снижено редукционным клапаном 12, и направляются в регенератор низкого давления 10, который представляет собой теплообменный аппарат поверхностного типа. Туда же в регенератор низкого давления 10 после регенератора высокого давления 9 направляются отработавшие газы, которые отдают часть своего тепла паровоздушной смеси. Подогретая паровоздушная смесь подается в камеру сгорания низкого давления 6, в которой сжигается газообразное топливо. Из камеры сгорания низкого давления 6 продукты сгорания, смешиваясь с первым потоком из турбины высокого давления 5, попадают в турбину низкого давления 7. Выхлопные газы, поступающие из турбины низкого давления 7, поочередно проходят регенератор высокого давления 9 и регенератор низкого давления 10, где подогревают паровоздушную смесь перед камерами сгорания высокого 4 и низкого давлений 6 соответственно. Из регенератора низкого давления 6 выхлопные газы поступают в котел-утилизатор 11, где отдают тепло его котловой воде. После чего выхлопные газы направляются в атмосферу.