ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ТЕПЛА

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано для производства электроэнергии и тепла.
Известно изобретение (Патент RU №2091592 С1 от 23.08.94 г.), содержащее магистральный газопровод, регулятор, газорасширительную и газовую турбины, теплообменник для нагрева природного газа перед газорасширительной турбиной за счет тепла уходящих газов газовой турбины.
Недостатками устройства является отсутствие теплообменника для нагрева газа за газорасширительной турбиной. Следует отметить, что природный газ После газорасширительной турбины охлаждается и имеет температуру уходящих газов из теплообменника, расположенного за газовой турбиной, и, следовательно, их тепло используется не полностью.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является устройство (Патент RU №2196907 С2 от 31.01.2001 г.), содержащее магистральный газопровод, газовую и газорасширительную турбины с электрогенераторами, теплообменники и т.д.
Недостатком является то, что оно не позволяет получить тепло для нужд теплоснабжения, превышающее по количеству тепло сжигаемого газа в газовой турбине.
Цель изобретения - создание автономного электрогенерирующего устройства для высокоэффективного использования потенциальной энергии природного газа магистральных газопроводов и теплоты его сгорания, а также низкопотенциального тепла окружающей среды для производства электроэнергии и нужд теплоснабжения.
Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит магистральный газопровод, регулятор расхода газа, газовую и газорасширительную турбины с электрогенераторами, теплообменные аппараты, которые подсоединены параллельно регулятору расхода газа и последовательно соединены теплообменник для нагрева газа перед газорасширительной турбиной, газорасширительная турбина с электрогенератором, теплообменник для нагрева газа за газорасширительной турбиной, причем, выхлоп газовой турбины последовательно соединен трубопроводом с теплообменником перед газорасширительной турбиной и теплообменником за газорасширительной турбиной, а мощность газорасширительной турбины должна быть в 1,5-2 раза больше газовой, а новым является то, что электрогенераторы подключены к электродвигателю теплового насоса. Последнее позволяет не только максимально использовать тепло отработавших в газовой турбине газов для производства электроэнергии, но и тепла для нужд теплоснабжения с использованием низкопотенциального источника энергии.
Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.
Устройство содержит магистральный газопровод 1, газовую турбину 2 с электрогенератором 3, газорасширительную турбину 4 с электрогенератором 5, теплообменники для подогрева газа 6, 7, регулятор расхода 8, тепловой насос 9 и источник низкопотенциальной энергии 10.
Устройство работает следующим образом.
Газ из магистрального газопровода 1 поступает в газовую турбину 2, сгорает внутри нее и приводит в действие электрогенератор 3. Продукты сгорания последовательно поступают в теплообменники 6, 7 и выбрасываются в атмосферу. Газ из магистрального газопровода 1 поступает в теплообменник 6 и подогревается. Далее газ, проходя через газорасширительную турбину 4, приводит в действие электрогенератор 5, охлаждается и поступает в теплообменник 7, где вновь подогревается и направляется потребителю. Регулятор 8 необходим для работы схемы на переменных режимах и при неработающей газорасширительной турбине. Тепловой насос, подключенный к электрогенераторам турбин обеспечивает в 3-4 раза больше тепла по сравнению с отопительной котельной для системы теплоснабжения в случае использования собственной электроэнергии, произведенной при коэффициенте использования топлива 85-90% по прилагаемой схеме.
Благодаря использованию совокупности технических решений обеспечивается создание устройства для высокоэффективного производства электроэнергии и тепла, в том числе автономного.