Способ получения рабочего тела для теплоэнергетических установок и теплоэнергетическая установка

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА ДЛЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА(73) Патентообладатели Лукьянский Анатолий Владимирович, Лукьянский Георгий Владимирович, Судариков Борис Николаевич(57) 1. Способ получения рабочего тела для теплоэнергетических установок, включающий подачу активной паровой среды в активное сопло пароструйного компрессора, увлечение активной средой в камеру смешения пассивной среды и сжатие смеси сред на выходе активного сопла потока насыщенного пара, отличающийся тем, что на выходе активного сопла к насыщенному пару направляют технологические газы, температура которых не ниже 100 С. 2. Теплоэнергетическая установка, включающая барабан или пароперегреватель котлоагрегата, топку для сжигания топлива, компрессоры, паровую и газовую турбины, расширитель пара и газа, теплообменники, отличающаяся тем, что компрессоры выполнены паро- и газоструйными, один из которых соединен по линии активной среды с барабаном или пароперегревателем котлоагрегата, по линии пассивной среды соединен с расширителями продувочной котловой воды и теплообменника, а второй газоструйный компрессор соединен по линии активной среды с первым пароструйным компрессором, по линии пассивной среды соединен с газоходом котлоагрегата. Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в силовых парогазовых турбинах и других теплоэнергетических установках. Известен способ и паровая турбина 1, в которых в качестве рабочего тела используется перегретый водяной пар. Известен также способ и устройство 2, обеспечивающие получение рабочего тела в виде дымовых газов путем сжигания топлива в струе сжатого воздуха. Однако данное изобретение возможно использовать в газовых турбинах. Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ 3, включающий подачу активной парообразной среды в активное сопло, увлечение активной средой в камеру смешения компрессорного сжатого воздуха и сжатие смеси сред на выходе из камеры смешения. Данный способ позволяет эффективно перекачивать паровоздушную смесь после теплообменника, что и представляет интерес при перекачке рабочего тела в энергетических установках, однако не обеспечивает его получения. Заявленный способ можно осуществить в теплоэнергетической установке, прототипом которой может быть парогазовая установка 4, содержащая отдельно установленную паровую и газовую турбину, котлоагрегат с пароперегревателем, соединенный с паровой турбиной, топку для сжигания топлива, соединенную с воздушным компрессором и газовой турбиной, расширитель пара и газа, теплообменник. Недостаток парогазовой установки состоит в том, что для работы с газовой турбины необходим сжатый воздух, вырабатываемый компрессором с приводом от электродвигателя или газовой турбины. Паровая турбина работает отдельно от пароперегревателя котлоагрегата. Необходима также топка для сжигания топлива и получения газов для газовой турбины. Таким образом, парогазовая установка имеет низкую надежность и экономичность. Задачей изобретения является обеспечение возможности получения рабочего тела для парогазовой турбины и повышение экономичности и надежности установки путем упрощения конструкции. Сущность изобретения заключается в том, что водяной пар (насыщенный или перегретый), поступащий из барабана или пароперегревателя котлоагрегата, контактным способом дополнительно подогреваются дымовыми газами, поступающими из дымохода котлоагрегата, причем смешение дымовых газов с водяным паром происходит в смесительной камере газоструйного компрессора. В известном способе 3 в смесительную камеру пароструйного компрессора поступает пароводяная смесь после теплообменника для перемещения пароводосодержащей смеси активной струей водяного пара. Таким образом, в способе, включающем подачу активной паровой среды в активное сопло пароструйного компрессора, увлечение активной средой в камеру смешения пассивной среды и сжатие смеси сред на выходе активного сопла потоком насыщенного пара, новым является то, что к насыщенному пару направляется технологический газ с температурой не ниже 100 С, чтобы исключить конденсацию водяного пара при атмосферном давлении. В теплоэнергетической установке, включающей котлоагрегат, паровую, газовую турбины, расширитель пара и газа,теплообменник, новым является то, что установка выполнена из двух компрессоров, установленных один за другим, причем первый (пароструйный компрессор) соединен по активной среде с источником насыщенного пара барабаном котлоагрегата или пароперегревателя, по пассивной среде - с источником вторичного пара(расширителями котловой воды и теплообменника) второй (газоструйный компрессор) по активной среде соединен с первым пароструйным компрессором, по пассивной среде - с линией технологических газов (например, дымовым газом из газовода котлоагрегата). На чертеже представлена технологическая схема для осуществления способа. Схема включает барабан 1 котлоагрегата (источник перегретого или насыщенного пара), пароструйный компрессор 2, парогазовый компрессор 3, парогазовую турбину 4, расширители перегретой воды 5 и 6, теплообменник 7, конденсатоотводчики 8 и 9, трубопровод подвода пара 11 к пароструйному компрессору 2, трубопровод подвода пара 12 к теплообменнику 7, трубопроводы подвода эжектируемого пара 13 и 14 из расширителей 5 и 6, трубопровод непрерывной (периодической) продувки котловой воды 15 из котлоагрегата к расширителю 5, трубопровод подвода конденсата 16 из теплообменника 7 в расширитель 6, теплообменник 17, в котором охлаждается парогазовая смесь после турбины, трубопровод подвода парогазовой смеси 18 к теплообменнику 17, трубопровод слива продувочной воды 19 из расширителя 5, трубопроводы подвода нагреваемой воды 20 и 21 к теплообменникам 7 и 17, трубопроводы отвода нагреваемой воды 22 и 23 от теплообменников 7 и 17, трубопровод слива парогазовой смеси 24 из теплообменника 17, трубопровод отвода дымовых газов 25 из дымового канала 26 котлоагрегата к парогазовому компрессору 3. Трубопроводы 27 и 28, соединяющие пароструйный компрессор 2 с парогазовым компрессором 3, а также парогазовый компрессор 3 с турбиной 4,трубопровод отвода конденсата 29 от теплообменника 7. Установка работает следующим образом насыщенный (перегретый) пар из барабана 1 котлоагрегата по трубопроводу 11 поступает в пароструйный компрессор 2, в камеру которого по трубопроводам 13 и 14 по 2 3192 1 ступает насыщенный пар из расширителя 5 непрерывной (периодической) продувки и расширителя 6 теплообменника 7. Котловая вода из барабана 1 котлоагрегата по трубопроводу 15 через конденсатоотводчики 8 поступает в расширитель 5, а насыщенный пар из линии 12 поступает через конденсатоотводчик 9 по линии 16 в расширитель 6. После сжатия паровой смеси в пароструйном компрессоре 2 насыщенный пар поступает по линии 27 в парогазовый компрессор 3, в камеру смешения которого поступают дымовые газы при температуре 400 С по линии 25 из газохода котлоагрегата 26. В камере смешения парогазового компрессора 3 дымовые газы сжимаются насыщенным паром из пароструйного компрессора 2 и насыщенный пар дымовыми газами подогревается и по трубопроводу 28 направляется в парогазовую турбину 4. Мощность 6 турбины используется для привода насосов или генератора электрической энергии. После турбины 4 по трубопроводу 18 парогазовую смесь направляют в теплообменник (конденсатор) 17, где происходит конденсация отработанного пара и охлаждение дымовых газов. По трубопроводу 24 конденсат направляют в деаэратор котлоагрегата, а дымовые газы выбрасываются в атмосферу. Часть конденсата по трубопроводу 29 после теплообменника 7 также направляют в деаэратор. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.