Комбинированная энергетическая установка

25 29/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Белорусская государственная политехническая академия(73) Патентообладатель Белорусская государственная политехническая академия(57) Комбинированная энергетическая установка, содержащая воздушный компрессор, камеру сгорания и газовую турбину с приводимым от нее электрогенератором, последовательно установленные в выхлопном тракте газовой турбины, котел-утилизатор и конденсатор водяных паров, при этом входной патрубок пароводяного тракта котла-утилизатора соединен с патрубком отвода конденсата из конденсатора водяных паров, а выходной - с камерой сгорания, отличающаяся тем, что она снабжена контуром с компрессором с электродвигателем, конденсатором, дроссельным вентилем и испарителем, при этом последний присоединен к конденсатору водяных паров посредством промежуточного водяного контура для обеспечения охлаждения воды в нем до 10-15 С и полной конденсации водяного пара из парогазовой смеси.(56) 1. Андрюшенко А.И., Лапшов В.Н. Парогазовые установки электростанций. - М.-Л. Энергия, 1965. - С. 197-198. 2.724786 , МКИ 2 01 К 21/04, 1980. 3.4 128 994 , МКИ 2 02 7/00, 02 7/10, 1978 - прототип. Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на парогазовых электро 2707 1 станциях, применяющих впрыск пара в газовый тракт, для повышения их экономической эффективности. Известны схемы парогазовых установок со впрыском водяного пара 1, которые содержат воздушный компрессор, камеру сгорания, газовую турбину с электрогенератором и котел-утилизатор, установленный в выхлопном тракте газовой турбины. При этом пар, вырабатываемый в котле-утилизаторе за счет охлаждения газов, подается на впрыск в камеру сгорания. Основной недостаток подобных установок - потери химически очищенной воды и теплоты с паром в уходящих газах. Известна также схема парогазовой установки, работающая со впрыском пара 2, в которой для конденсации водяных паров из парогазовой смеси, покидающей газовую турбину, экономазерная часть котлаутилизатора выполнена в виде контактного конденсатора. Сконденсированная здесь в процессе контактного теплообмена влага из парогазовой смеси возвращается в котел-утилизатор для повторного использования,однако теплота конденсации водяного пара при этом теряется. Наиболее близкой к предлагаемой комбинированной энергетической установке является парогазовая установка 3 в составе воздушного компрессора, камеры сгорания, газовой турбины с электрогенератором и последовательно установленных в газовом тракте за газовой турбиной котла-утилизатора и конденсатора водяных паров.При этом входной патрубок пароводяного тракта котла-утилизатора соединен с патрубком отвода конденсата из конденсатора водяных паров, а выходной - с камерой сгорания. Образующийся в конденсаторе водяных паров конденсат вместе с необходимой подпиткой воды из химводоочистки подается на впрыск в камеру сгорания. В данной схеме достигается сохранение воды как физической субстанции, однако недостатком ее является применение для конденсации водяного пара в качестве охлаждающей жидкости холодной циркуляционной воды, не использующей теплоты конденсации. Задача, решаемая данным изобретением, - создание экологически чистой и высокоэкономичной комбинированной энергетической установки на основе парогазовой установки, работающей со впрыском пара, в которой не только исключаются потери химически очищенной воды, но также возможно полезное использование теплоты конденсации водяных паров. Для решения поставленной задачи комбинированная энергетическая установка, содержащая воздушный компрессор, камеру сгорания и газовую турбину с приводимым от нее электрогенератором, последовательно установленные в выхлопном тракте газовой турбины котел-утилизатор и конденсатор водяных паров, при этом входной патрубок пароводяного тракта котла-утилизатора соединен с патрубком отвода конденсата из конденсатора водяных паров, а выходной - с камерой сгорания, снабжается контуром с компрессором с электродвигателем, конденсатором, дроссельным вентилем и испарителем, при этом последний присоединен к конденсатору водяных паров посредством промежуточного водяного контура для обеспечения охлаждения воды в нем до 10 - 15 С и полной конденсации водяного пара из парогазовой смеси. При использовании контура с низкокипящей жидкостью в его испарителе происходит глубокое охлаждение воды в промежуточном водяном контуре, что обеспечивает надежную конденсацию водяных паров в конденсаторе водяных паров. Образующийся здесь конденсат вместе с необходимой подпиткой химочищенной воды подается в котел-утилизатор. В то же самое время теплота конденсации водяного пара и физическая теплота газов, аккумулированная в процессе испарения в испарителе низкокипящей жидкостью, после повышения ее температурного уровня в процессе сжатия в компрессоре передается в конденсаторе тепловому потребителю. Например, эта теплота может использоваться для нагрева сетевой воды, которая, при необходимости, может догреваться до требуемой температуры в котле-утилизаторе. Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена принципиальная схема предлагаемой энергетической установки. Установка включает воздушный компрессор 1, камеру сгорания 2, газовую турбину 3 с приводимым от нее электрогенератором 4, последовательно установленные в выхлопном тракте газовой турбины 3 котелутилизатор 5 и конденсатор водяных паров 6, при этом входной патрубок 7 пароводяного тракта котлаутилизатора 5 соединен с патрубком 8 отвода конденсата из конденсатора водяных паров 6, а выходной 9 - с камерой сгорания 2, и дополнительный контур, содержащий компрессор 10 с электродвигателем 11, конденсатор 12, дроссельный вентиль 13 и испаритель 14, при этом последний присоединен к конденсатору водяных паров 6 посредством промежуточного водяного контура 15 с насосом 16. Работа установки осуществляется следующим образом. 2707 1 Атмосферный воздух подается воздушным компрессором 1 в камеру сгорания 2 для окисления топлива в присутствии водяного пара, подводимого из котла-утилизатора 5 по патрубку 9. Мощность газовой турбины З обеспечивает привод воздушного компрессора 1 и выработку электроэнергии электрогенератором 4. Смесь продуктов сгорания и водяного пара, отработав в газовой турбине 3, отдает затем тепло в котлеутилизаторе 5 на выработку пара, подаваемого частично на впрыск в камеру сгорания 2, а частично - тепловому потребителю, и поступает для дальнейшего охлаждения и конденсации водяных паров в конденсатор водяных паров 6. Образующийся здесь конденсат вместе с необходимой подпиткой химочищенной воды с химводоочистки подается в котел-утилизатор 5. Нагретая в конденсаторе водяных паров 6 циркуляционная вода промежуточного водяного контура 15,насосом 16 подается в испаритель 14 для охлаждения, где низкокипящая жидкость аккумулирует в процессе парообразования физическую теплоту газов и теплоту конденсации водяных паров. После повышения температурного уровня посредством затраты работы в компрессоре 10, приводимым от электродвигателя 11, эта теплота в конденсаторе 12 используется для нагрева сетевой воды, идущей к тепловому потребителю. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.