RU2092705C1 - Combined cycle plant - Google Patents
Combined cycle plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2092705C1 RU2092705C1 RU95116856A RU95116856A RU2092705C1 RU 2092705 C1 RU2092705 C1 RU 2092705C1 RU 95116856 A RU95116856 A RU 95116856A RU 95116856 A RU95116856 A RU 95116856A RU 2092705 C1 RU2092705 C1 RU 2092705C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- boiler
- gas
- installation
- turbine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства тепловой и электрической энергии, более конкретно к производству тепловой и электрической энергии на базе установок, работающих по бинарному циклу при комбинированном использовании газотурбинных установок и паротурбинных установок. The invention relates to the field of production of thermal and electric energy, and more particularly to the production of thermal and electric energy based on installations operating in a binary cycle with the combined use of gas turbine plants and steam turbine installations.
Известны парогазовые установки с раздельными рабочими телами на базе бинарного цикла. Такие парогазовые установки содержат в своем составе газотурбинную установку, состоящую из воздушного компрессора, газовой турбины и генератора, размещенных на одном валу, и паротурбинной установки, состоящей из паровой турбины и генератора, размещенных на одном валу, оснащенных системой регенерации. Общим элементом газотурбинной и паротурбинной установок является высоконапорный парогенератор, который производит пар для паротурбинной установки на тепле продуктов сгорания, образующихся при сжигании топлива в среде сжатого воздуха, поданного из компрессора газотурбинной установки в камеру сгорания высоконапорного парогенератора. После высоконапорного парогенератора продукты сгорания, находящиеся под давлением и имеющие высокую температуру, направляются в газовую турбину для выработки электрической мощности [1] [2]
Недостатком указанных схем является наличие аппаратуры, работающей под высоким давлением. Высоконапорные генераторы должны быть выполнены из материалов, обеспечивающих надежность работы при одновременном сочетании высокой температуры (более 1000oC) и давления (более 15 атм) по греющей среде, что ведет к удорожанию установки.Known combined-cycle plants with separate working bodies based on a binary cycle. Such combined cycle plants include a gas turbine unit consisting of an air compressor, a gas turbine and a generator located on one shaft, and a steam turbine unit consisting of a steam turbine and a generator located on one shaft, equipped with a regeneration system. A common element of a gas turbine and steam turbine installation is a high-pressure steam generator, which produces steam for a steam turbine installation on the heat of combustion products generated during the combustion of fuel in a compressed air medium supplied from the compressor of a gas turbine installation to the combustion chamber of a high-pressure steam generator. After a high-pressure steam generator, combustion products under pressure and having a high temperature are sent to a gas turbine to generate electric power [1] [2]
The disadvantage of these schemes is the availability of equipment operating under high pressure. High-pressure generators should be made of materials that ensure reliable operation while combining high temperature (more than 1000 o C) and pressure (more than 15 atm) in the heating medium, which leads to higher cost of the installation.
Указанный недостаток устранен в парогазовых установках утилизационного типа, где пар для паротурбинной установки производится в котле-утилизаторе, который размещен на газоходе за газовой турбиной, за счет тепла продуктов сгорания, имеющих давление на уровне атмосферного а температуру, достаточную для получения пара. This drawback has been eliminated in combined cycle gas turbine units, where steam for a steam turbine plant is produced in a recovery boiler, which is located in the flue behind the gas turbine, due to the heat of the combustion products having a pressure at atmospheric level and a temperature sufficient to produce steam.
Наиболее близким техническим решением является известная парогазовая установка утилизационного типа, которая включает в себя газотурбинную установку (ГТУ), состоящую из компрессора, газовой турбины и генератора, (расположенных на одном валу, камеру сгорания, размещенную между компрессором и газовой турбиной и также паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины и генератора, расположенных на одном валу, системы регенерации, конденсатора, конденсатных и питательных насосов, деаэратора и трубопроводов конденсата, питательной воды и пара, а также котел-утилизатор, расположенный на газоходе за газовой турбиной, который по воде и пару связан с паротурбинной установкой [3][4]
В этой парогазовой установке пар производится в котле-утилизаторе, в котором давление продуктов сгорания ГТУ находится на уровне атмосферного.The closest technical solution is the well-known combined cycle gas turbine unit, which includes a gas turbine unit (GTU), consisting of a compressor, gas turbine and generator (located on one shaft, a combustion chamber located between the compressor and the gas turbine and also a steam turbine unit, consisting of a steam turbine and a generator located on one shaft, a regeneration system, a condenser, condensate and feed pumps, a deaerator and condensate pipelines, feed water s and steam, as well as a waste heat boiler located on the gas duct behind the gas turbine, which is connected through water and steam to the steam turbine unit [3] [4]
In this combined cycle plant, steam is produced in a waste heat boiler in which the pressure of the gas turbine combustion products is at atmospheric level.
Одним из недостатков известной установки является высокая потеря тепла с уходящими газами, низкая термодинамическая эффективность паровой установки, сжигание только природного газа или реже газотурбинного топлива. One of the disadvantages of the known installation is the high heat loss with flue gases, the low thermodynamic efficiency of the steam installation, the combustion of only natural gas or less gas turbine fuel.
Целью изобретения является повышение термодинамической эффективности производства электроэнергии, перевод существующих паросиловых энергетических установок в парогазовые с возможностью одновременного использования различных видов топлива, максимально использование традиционного стандартного оборудования. The aim of the invention is to increase the thermodynamic efficiency of electricity production, the conversion of existing steam-powered power plants to combined-cycle plants with the possibility of simultaneous use of various types of fuel, the maximum use of traditional standard equipment.
Указанная цель достигается тем, что парогазовая установка снабжена паровой котельной установкой, сжигающей, например, природный газ, как в ГТУ, или мазут, или твердое топливо с воздухоподогревателем, дымовой трубой, дожигающим устройством, причем паровая котельная установка соединена дополнительными трубопроводами с паротурбинной установкой, воздухоподогреватель паровой котельной установки установлен на газоходе, соединяющем котел-утилизатор и дымовую трубу дополнительной установки, а дожигающее устройство размещено на дополнительном воздуховоде, соединяющем воздухоподогреватель и паровую котельную установку. This goal is achieved by the fact that the combined cycle plant is equipped with a steam boiler plant, burning, for example, natural gas, as in a gas turbine, or fuel oil, or solid fuel with an air heater, a chimney, an afterburner, and the steam boiler plant is connected by additional pipelines to the steam turbine unit, the air heater of the steam boiler installation is installed on the flue connecting the recovery boiler and the chimney of the additional installation, and the afterburner is placed on the additional The air duct connecting the air heater and the steam boiler installation.
Парогазовая установка, содержащая газотурбинную установку, работающую, например, на природном газе, котел-утилизатор, паротурбинную установку, паровую котельную установку, работающую, например, на твердом топливе, воздухоподогреватель, дымовые трубы, соединительные трубопроводы, газо- и воздухопроводы, в которой воздухоподогреватель паровой котельной установки установлен на газоходе, соединяющем котел-утилизатор и дымовую трубу газотурбинной установки, а дожигающее устройство размещено на воздухопроводе, соединяющем воздухоподогреватель и паровую котельную установку, является новой. Combined cycle plant containing a gas turbine unit operating, for example, with natural gas, a waste heat boiler, a steam turbine unit, a steam boiler unit operating, for example, with solid fuel, an air heater, chimneys, connecting pipelines, gas and air ducts, in which an air heater the steam boiler installation is installed on the gas duct connecting the waste heat boiler and the chimney of the gas turbine installation, and the afterburner is placed on the air duct connecting the air heater Atel and steam boiler plant is new.
Парогазовая установка, дополнительно снабженная паровой котельной установкой, подсоединенной дополнительными трубопроводами к паротурбинной установке, дымовой трубой, воздухоподогревателем, установленным на газоходе, соединяющем котел-утилизатор и дымовую трубу газотурбинной установки и, дожигающим устройством, размещенным на воздуховоде, соединяющим воздухоподогреватель и паровую котельную установку, не следует явным образом для специалиста из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень. Combined-cycle plant, additionally equipped with a steam boiler installation, connected by additional pipelines to the steam turbine installation, a chimney, an air heater installed on the gas duct connecting the recovery boiler and the chimney of the gas turbine installation, and a afterburner placed on the air duct connecting the air heater and the steam boiler should not be explicitly for a person skilled in the art, i.e. has an inventive step.
Парогазовая установка, содержащая газотурбинную установку, работающую, например, на природном газе, котел-утилизатор, дымовые трубы, дожигающее устройство, паротурбинную установку, паровую котельную установку, работающую, например, на твердом топливе, воздухоподогреватель, который установлен на газоходе, соединяющем котел-утилизатор и дымовую трубу газотурбинной установки и дожигающее устройство, расположенное на воздуховоде, соединяющем воздухоподогреватель и паровую котельную установку, промышленно применимо для сооружения новых, а особенно для реконструкции и модернизации старых электростанций. Combined cycle plant containing a gas turbine unit operating, for example, with natural gas, a waste heat boiler, chimneys, a afterburner, a steam turbine unit, a steam boiler unit operating, for example, with solid fuel, an air heater, which is installed on a gas duct connecting the boiler a utilizer and a chimney of a gas turbine installation and an afterburner located on the duct connecting the air heater and the steam boiler installation are industrially applicable for the construction of new and especially for the reconstruction and modernization of old power plants.
Таким образом, предлагаемое техническое решение отвечает критериям новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости, т.е. всем критериям изобретения и является изобретением. Thus, the proposed technical solution meets the criteria of novelty, inventive step and industrial applicability, i.e. all the criteria of the invention and is an invention.
На чертеже показана схема парогазовой установки, выполненной по предлагаемому техническому решению. The drawing shows a diagram of a combined cycle plant, made according to the proposed technical solution.
Парогазовая установка содержит газотурбинную установку 1, включающую в себя турбину 2 с электрогенератором (не показан) и компрессором 3 на одном валу, а также камерой сгорания 4 между ними. Газотурбинная установка 1 имеет свое воздухозаборное устройство 5. Combined-cycle plant includes a gas turbine unit 1, which includes a turbine 2 with an electric generator (not shown) and a compressor 3 on one shaft, as well as a combustion chamber 4 between them. Gas turbine unit 1 has its own air intake device 5.
Газоход 6 соединяет котел-утилизатор 7 с газотурбинной установкой 1. Котел-утилизатор 7 соединен газоходом 8 с дымовой трубой 9 газотурбинной установки 1. На газоходе 8 установлен воздухоподогреватель 10, имеющий свой воздухозабор 11 и вентилятор 12. The gas duct 6 connects the waste heat boiler 7 to the gas turbine installation 1. The waste heat boiler 7 is connected by the gas duct 8 to the chimney 9 of the gas turbine installation 1. An air heater 10 is installed on the gas duct 8, which has its own air intake 11 and a fan 12.
На воздухопроводе 13, размещенном между воздухоподогревателем 10 и горелочным устройством 14 паровой котельной установки 15 расположено дожигающее устройство 16. Паровая котельная установка 15 соединена с паротурбинной установкой 17. On the air duct 13, located between the air heater 10 and the burner device 14 of the steam boiler plant 15, there is a afterburner 16. The steam boiler plant 15 is connected to the steam turbine plant 17.
Паровая турбина 18 с электрогенератором (не показано) связана с паровой котельной установкой 15 и с котлом-утилизатором 7. Паровая котельная установка 15 имеет пароперегреватель 19 с барабаном 20, горелочное устройство 14 и водяной экономайзер 21. В состав паротурбинной установки 17 входят конденсатор 22, деаэратор 23, подогреватель 24, конденсатный насос 25, питательный насос 26 и соединительные трубопроводы 27, 28, 29, 30. Паровая турбина 18 связана с паровой котельной установкой 15 паропроводом 31, который соединен с трубопроводом 30, соединяющим котел-утилизатор 7 в паровой турбиной 18. A steam turbine 18 with an electric generator (not shown) is connected to the steam boiler installation 15 and to the recovery boiler 7. The steam boiler installation 15 has a superheater 19 with a drum 20, a burner device 14 and a water economizer 21. The steam turbine installation 17 includes a condenser 22, deaerator 23, heater 24, condensate pump 25, feed pump 26 and connecting pipes 27, 28, 29, 30. The steam turbine 18 is connected to a steam boiler installation 15 by a steam pipe 31, which is connected to a pipe 30 connecting the recovery boiler Ator 7 in a steam turbine 18.
Подогреватель 24 паротурбинной установки 17 связан с экономайзером 21 паровой котельной установки 15 трубопроводом 29, который соединен с котлом-утилизатором 7 трубопроводом 32. Паровая котельная установка 15 имеет свою дымовую трубу 33, с которой она связана газопроводом 34, на котором в свою очередь установлен дымосос 35. The heater 24 of the steam turbine installation 17 is connected to the economizer 21 of the steam boiler installation 15 by a pipe 29, which is connected to the waste heat boiler 7 by a pipe 32. The steam boiler installation 15 has its own chimney 33, to which it is connected by a gas pipe 34, on which a smoke exhauster is in turn mounted 35.
Предлагаемая установка работает следующим образом. The proposed installation works as follows.
Газотурбинная установка 1, используя в качестве топлива, например, природный газ вырабатывает электроэнергию. Gas turbine unit 1, using, for example, natural gas to generate electricity as a fuel.
Уходящие газы газотурбинной установки, имеющие температуру 400 - 600oC, по газоходу 6 поступают в котел-утилизатор 7, связанный с паротурбинной установкой 17 трубопроводами 30, 32. Паротурбинная установка 17, объединенная с паровой котельной установкой 15, использующей в качестве топлива, например, уголь, вырабатывает электроэнергию и тепло для нужд потребителей.The flue gases of a gas turbine unit having a temperature of 400-600 ° C are passed through a gas duct 6 to a recovery boiler 7 connected to a steam turbine unit 17 by pipelines 30, 32. A steam turbine unit 17 combined with a steam boiler unit 15 using fuel as fuel, for example , coal, produces electricity and heat for the needs of consumers.
Часть тепла газотурбинной установки 1 используется в котле-утилизаторе 7 для получения пара для паротурбинной установки 17, а часть направляется в газоход 8, соединяющий котел-утилизатор 7 и дымовую трубу 9 газотурбинной установки 1. Для того, чтобы использовать оставшуюся теплоту уходящих газов после котла-утилизатора 7 на газоходе установлен воздухоподогреватель 10 паровой котельной установки 15. Воздух для работы паровой котельной установки 15 забирается из атмосферы через воздухозаборник 11 и вентилятором 12 направляется в воздухоподогреватель и затем по воздухопроводу 13 в горелочное устройство 14 паровой котельной установки 15. Для догрева воздуха при остановленной газотурбинной установке 1 на воздуховоде 13 размещено дожигающее устройство 16. Нагретый до 200 300oC воздух в дожигающем устройстве 16 подается в горелочное устройство 14 паровой котельной установки 15 для сжигания топлива, например угля.Part of the heat of the gas turbine installation 1 is used in the recovery boiler 7 to produce steam for the steam turbine installation 17, and part is sent to the gas duct 8 connecting the recovery boiler 7 and the chimney 9 of the gas turbine installation 1. In order to use the remaining heat of the exhaust gases after the boiler of the heat exchanger 7, an air heater 10 of the steam boiler installation 15 is installed on the gas duct. Tel and then the air pipe 13 into the burner apparatus 14, the steam boiler plant 15. For air reheating stopped when the gas turbine plant 1 for the duct 13 taken afterburning device 16. heated to 200 300 o C in air afterburning device 16 is supplied to the burner device 14 is a steam boiler plant 15 to burn fuel, such as coal.
Уходящие газы паровой котельной установки 15 направляются в дымовую трубу 33 по газоходу 34 дымососами 35. The flue gases of the steam boiler plant 15 are sent to the chimney 33 through the flue 34 by exhaust fans 35.
Уходящие газы газотурбинной установки 1, пройдя котел-утилизатор 7 и воздухоподогреватель 10, также выбрасываются в дымовую трубу 9 газотурбинной установки при 100 130oC.The flue gases of the gas turbine unit 1, having passed the waste heat boiler 7 and the air heater 10, are also emitted into the chimney 9 of the gas turbine unit at 100 130 o C.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95116856A RU2092705C1 (en) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | Combined cycle plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95116856A RU2092705C1 (en) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | Combined cycle plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95116856A RU95116856A (en) | 1997-09-20 |
| RU2092705C1 true RU2092705C1 (en) | 1997-10-10 |
Family
ID=20172512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95116856A RU2092705C1 (en) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | Combined cycle plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2092705C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2194870C2 (en) * | 2000-12-15 | 2002-12-20 | Акчурин Харас Исхакович | Method of operation and design of gas turbine plant with complex system of deep recovery of heat and production of harmful effluents |
| RU2230921C2 (en) * | 2001-03-12 | 2004-06-20 | Александр Николаевич Уварычев | Method of operation and steam-gas plant of power station operating on combination fuel (solid and gaseous or liquid fuel) |
| RU2233383C2 (en) * | 1999-09-01 | 2004-07-27 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of increasing gas pressure and device for implementing proposed method |
-
1995
- 1995-10-03 RU RU95116856A patent/RU2092705C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Вукалович М.Н., Новиков И.И. Техническая термодинамикa. - M.: Энергия, 1988, с. 464. 2. Теплотехнический справочник / Под ред. Вукаловича М.Н. - М.: Энергия, 1975, т.1, с. 492 - 494. 3. US, патент, 4466241, кл. F 02 C 6/18, 1984. 4. FR , патент, 2151562, кл. F 01 K 23/00, 1973. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2233383C2 (en) * | 1999-09-01 | 2004-07-27 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of increasing gas pressure and device for implementing proposed method |
| RU2194870C2 (en) * | 2000-12-15 | 2002-12-20 | Акчурин Харас Исхакович | Method of operation and design of gas turbine plant with complex system of deep recovery of heat and production of harmful effluents |
| RU2230921C2 (en) * | 2001-03-12 | 2004-06-20 | Александр Николаевич Уварычев | Method of operation and steam-gas plant of power station operating on combination fuel (solid and gaseous or liquid fuel) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5623822A (en) | Method of operating a waste-to-energy plant having a waste boiler and gas turbine cycle | |
| US4414813A (en) | Power generator system | |
| RU2498090C2 (en) | Systems to cool component of steam pipe | |
| RU2650232C1 (en) | Combined-cycle cogeneration plant | |
| SU1521284A3 (en) | Power plant | |
| DK0657687T3 (en) | Device for improving the efficiency of a power plant or the like | |
| RU2078229C1 (en) | Steam-and-gas plant | |
| RU2078230C1 (en) | Steam-and-gas plant | |
| RU2092705C1 (en) | Combined cycle plant | |
| RU2101527C1 (en) | Combined-cycle plant | |
| RU2409746C2 (en) | Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine | |
| RU2101528C1 (en) | Combined-cycle plant | |
| RU2693567C1 (en) | Method of operation of steam-gas plant of power plant | |
| RU2280768C1 (en) | Thermoelectric plant with gas-turbine unit | |
| RU13669U1 (en) | COMBINED STEAM-GAS POWER INSTALLATION | |
| RU2648478C2 (en) | Maneuvered regenerative steam gas thermal power plant operating method and device for its implementation | |
| RU126373U1 (en) | STEAM GAS INSTALLATION | |
| RU2092704C1 (en) | Combined-cycle plant | |
| RU2734127C1 (en) | Manoeuvrable combined heat and power plant with steam drive of compressor | |
| RU2700320C2 (en) | Thermal vapor installation with a steam turbine drive of a compressor | |
| RU2309264C1 (en) | Method of power generation in steam-gas power plant | |
| RU2783424C1 (en) | Combined-cycle plant with a steam turbine compressor drive, a regenerative air heater and a high-pressure steam generator | |
| RU2027026C1 (en) | Combined steam-gas plant | |
| SU1617161A1 (en) | District heating steam-gas plant | |
| SU231558A1 (en) | COMBINED STEAM GAS INSTALLATION |