Устройство для комбинированного получения тепловой и электрической энергии
Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к системам централизованного и децентрализованного теплоснабжения, в частности к устройствам для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на ТЭЦ и в котельных промышленных предприятий и бытовых комплексов. Устройство для комбинированного получения тепловой и электрической энергии содержит газотурбинную установку 1, турбогенератор 2, вал которого соединен с валом газотурбинной установки 1, котел - утилизатор 3 и газоход 4, соединяющий выхлопную камеру газотурбинной установки 1 с входом котла - утилизатора 3. По поперечному сечению газохода 4 установлен горелочный блок 5. Стенки газохода 4 от места установки горелочного блока 5 выполнены из газоплотных водоохлаждаемых трубных панелей 6, включенных в циркуляционную схему котла - утилизатора 3. Предлагаемое техническое решение обеспечивает высокую эксплуатационную надежность работы устройства при повышении температуры газов, подаваемых в котел-утилизатор 3, обеспечивающей увеличение его теплопроизводительности в несколько раз, возможность изготовления его в полной заводской готовности, с исключением обмуровочных работ и, как следствие, сокращением сроков и стоимости монтажа устройства на объекте.
Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к системам централизованного и децентрализованного теплоснабжения, в частности к устройствам для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на ТЭЦ и в котельных промышленных предприятий и бытовых комплексов.
Известно устройство для комбинированного получения тепловой и электрической энергии (патент РФ №2114316, опубл. 27.06.98) содержащее газотурбинную установку (далее ГТУ), электрический генератор, подключенный к валу ГТУ, водогрейный котел с топочным объемом и газоход, соединяющий выхлопную камеру ГТУ с топочным объемом котла. Для повышения температуры выхлопных газов и обеспечения необходимой тепловой мощности котла, в газоходе установлен горелочный блок, расположенный по его поперечному сечению и разделенный на несколько предтопков, и организована камера смешения выходящих из горелочного блока газовых потоков. Наружные стенки камеры смешения образованы вертикальными тепловоспринимающими трубами, проходящими через центральное окно пода водогрейного котла и соединенными с тепловоспринимающими трубами последнего.
Недостатком данного устройства является то, что та часть газохода, в которой происходит процесс горения, т.е. зона максимальных температур, выполнена из стального листа, является недостаточно надежной и требует или применения жаропрочной и
достаточно дорогой стали, или, при выполнении газохода из углеродистой стали, - применения огнеупорной теплоизоляции внутренней поверхности газохода с установкой этой изоляции на монтажной площадке и с соответствующими трудозатратами.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение эксплуатационной надежности и уменьшение сроков и стоимости монтажа устройства на объекте за счет выполнения газохода полной заводской готовности.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для комбинированного получения тепловой и электрической энергии, содержащем газотурбинную установку, электрический генератор, подключенный к валу газотурбинной установки, котел -утилизатор и газоход, соединяющий выхлопную камеру газотурбинной установки с входом котла - утилизатора, с установленным по поперечному сечению газохода горелочным блоком, в соответствии с заявляемой полезной моделью, стенки газохода от места установки горелочного блока выполнены из газоплотных водоохлаждаемых трубных панелей, включенных в циркуляционную схему котла -утилизатора.
Полезная модель поясняется чертежом, приведенным на фиг., на котором изображено устройство для комбинированного получения тепловой и электрической энергии.
Устройство для комбинированного получения тепловой и электрической энергии (фиг.) содержит газотурбинную установку 1, турбогенератор 2, вал которого соединен с валом газотурбинной
установки 1, котел - утилизатор 3 и газоход 4, соединяющий выхлопную камеру газотурбинной установки 1 с входом котла - утилизатора 3. Для повышения температуры газов и обеспечения необходимой тепловой мощности котла утилизатора 3, по поперечному сечению газохода 4 установлен горелочный блок 5. Стенки газохода 4 от места установки горелочного блока 5 выполнены из газоплотных водоохлаждаемых трубных панелей 6, включенных в циркуляционную схему котла - утилизатора 3. В рассматриваемом примере, нижний (выходной) коллектор конвективного блока 7 соединен перепускными трубами с верхними коллекторами боковых трубных панелей 6 газохода 4, боковые панели соединены с коллектором верхней панели, выходной коллектор которой перепускными трубами соединен с входным коллектором нижней панели газохода 4.
Устройство работает следующим образом.
В процессе эксплуатации ГТУ, особенно в период, необходимости существенного повышения тепловой мощности котла - утилизатора 3, как при работе в номинальном режиме, так и в периоды снижения электрической нагрузки, в горелочный блок 5 подается необходимое количество топливного газа, за счет сжигания которого повышается температура газов, подаваемых в котел-утилизатор 3 по газоходу 4.
Нагретые в горелочном блоке 5 газы проходят водоохлаждаемую часть газохода 4 и поступают в основную поверхность нагрева котла -конвективный блок 7, а оттуда, через газоход котла - утилизатора 3 - в дымовую трубу.
При этом, циркуляционная вода одним потоком подается в верхний раздающий коллектор конвективного блока 7, проходит его противотоком относительно потока газов и поступает в верхние
коллекторы боковых водоохлаждаемых трубных панелей б газохода 4. Двумя параллельными U-образными потоками вода проходит боковые панели, далее одним потоком проходит верхнюю панель, далее по перепускным трубам попадает в нижнюю панель. Выход воды - из верхнего коллектора нижней панели газохода 4.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает высокую эксплуатационную надежность работы устройства при повышении температуры газов, подаваемых в котел-утилизатор 3, обеспечивающей увеличение его теплопроизводительности в несколько раз.
При этом, несколько увеличенная, по сравнению с обычной коробчатой конструкцией, трудоемкость изготовления газохода из газоплотных водоохлаждаемых трубных панелей компенсируется возможностью изготовления его в полной заводской готовности, исключением обмуровочных работ и, как следствие, сокращением сроков и стоимости монтажа устройства на объекте.
Устройство для комбинированного получения тепловой и электрической энергии, содержащее газотурбинную установку, электрический генератор, подключенный к валу газотурбинной установки, котел-утилизатор и газоход, соединяющий (выход по газу) выхлопную камеру газотурбинной установки с входом котла-утилизатора, с установленным по его поперечному сечению горелочным блоком, отличающееся тем, что стенки газохода от места установки горелочного блока выполнены из газоплотных водоохлаждаемых трубных панелей, включенных в циркуляционную схему котла-утилизатора.
