Парогазовая установка
Полезная модель относится к энергетике и может использоваться на тепловых электрических станциях, преимущественно при реконструкции действующих паротурбинных энергоблоков. Объединение выходов генераторов газотурбинной и паротурбинной частей и их подключение к блочному трансформатору и трансформатору собственных нужд паротурбинной части исключает необходимость установки дополнительного оборудования и совместно с использованием пара низкого давления через существующую проточную часть паровой турбины оптимизирует состав установки, снижает объем работ и затрат при ее переоборудовании, а также минимизирует недовыработку электроэнергии.
1 з.п.ф., 1 илл.
Полезная модель относится к стационарной энергетике и может быть применена на тепловых электрических станциях преимущественно при реконструкции и техническом перевооружении действующих энергоблоков.
Современные парогазовые установки состоят из газотурбинной и паротурбинной частей и представляют собой сочетание двух самостоятельных энергетических установок, работающих по собственным тепловым системам. Эти части связаны между собой только линией отработанных в газовой турбине продуктов сгорания (см., например, «Стационарные газотурбинные установки», под ред. Арсеньева Л.В., Тырышкина В.Г., Москва, Машиностроение, 1989 г.), поступающих в котел-утилизатор, в котором тепловая энергия отработавших в газовой турбине газов используется для генерации необходимого для работы паровой турбины водяного пара. При наличии автономной воздуходувки и линии подачи дополнительного топлива в котел-утилизатор разрыв линии отработанных газов переводит обе части в независимый друг от друга режим работы, т.е. остановка одной из входящих в эту систему установок не приводит к остановке всего энергетического блока. Это преимущество порождает и недостатки, которые особенно явно проявляются при реконструкции существующих паротурбинных установок в более современные парогазовые. В частности, при техническом перевооружении действующих энергоблоков используют основную часть парогазовой энергетической установки (патент РФ 
2106500, опубл. 10.03.1998 г.), которая, как и принятая за прототип установка ПГУ-450 (http://www.tpe.ru), состоит из газотурбинной и паротурбинной частей, а также котла-утилизатора, соединяющего эти части. Газотурбинная часть содержит газовую турбину, камеру сгорания, компрессор и электрический генератор газотурбинной части. Паротурбинная часть содержит паровую турбину, соединенную паропроводом с выходами контуров высокого и низкого давлений котла-утилизатора, конденсатор паровой турбины, из которого питательная вода с помощью насосов подается в эти контуры котла-утилизатора, и электрический генератор паротурбинной части. Выходы электрических генераторов подключены к клеммам первичных обмоток соответствующих блочных трансформаторов. Подобное дорогостоящее дублирование составных частей установки и является недостатком прототипа. Кроме того, в прототипе пар от питательной воды из контура низкого давления подается в специально выделенный отсек паровой турбины.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является удешевление установок с одновременным повышением их производительности.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в оптимизации состава устройства, а также исключения недовыработки электроэнергии и теплоты.
Данный технический результат достигается тем, что в парогазовой установке, состоящей из газотурбинной части, содержащей газовую турбину, камеру сгорания, компрессор и электрический генератор газотурбинной части, котла-утилизатора с двумя парогенерирующими контурами высокого и низкого давлений и паротурбинной части, содержащей паровую турбину, соединенную паропроводами с выходами контуров котла-утилизатора, конденсатор паровой турбины, насосы подачи питательной воды высокого и низкого давления из конденсатора в котел-утилизатор, причем насос подачи питательной воды высокого давления оснащен соединенным паропроводом с паровой турбиной турбинным приводом, а также электрический генератор паротурбинной части, выводы которого подключены к клеммам первичных обмоток блочного повышающего трансформатора и понижающего трансформатора собственных нужд, согласно полезной модели к этим же клеммам подключены выводы электрического генератора газотурбинной части, а выводы блочного повышающего трансформатора подключены к высоковольтным шинам и являются выходом парогазовой установки, а к выводам понижающего трансформатора собственных нужд подключено внутреннее электрооборудование как паротурбинной, так и газотурбинной частей.
Кроме того, выход контура низкого давления из котла-утилизатора присоединен к паропроводу отвода отработавшего пара турбинного привода в проточную часть паровой турбины.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема предлагаемого устройства с обозначением направления движения в нем газа, пара, а также электрических выходов.
Устройство состоит из газотурбинной и паротурбинной частей. Газотурбинная часть содержит газовую турбину 1, камеру сгорания 2, компрессор 3 и электрический генератор 4 газотурбинной части. Газовая турбина 1 соединена газопроводом с котлом-утилизатором 5 с двумя парогенерирующими контурами высокого и низкого давлений, предназначенного для использования тепловой энергии отработанных в газовой турбине 1 газов для генерации пара, необходимого для работы паротурбинной части. Она содержит паровую турбину 6, соединенную с выходами контуров котла-утилизатора 5, электрический генератор 7 паротурбинной части и соединенный паропроводом с турбиной 6 конденсатор 8. От конденсатора 8 отходит трубопровод 9 к насосу 10 подачи питательной воды высокого давления в котел-утилизатор 5, упомянутый выход которого соединен с паровой турбиной 6 паропроводом 11. Насос 10 оснащен снабженным впускным из паровой турбины 6 паропроводом 12 турбинным приводом 13. Выпускной паропровод 14 соединяет турбинный привод 13 с проточной частью паровой турбины 6. Кроме насоса 10 трубопровод 9 соединен с насосом 15 подачи в котел-утилизатор питательной воды низкого давления, а выход пара низкого давления из котла-утилизатора паропроводом 16 соединен с паропроводом 14. Выводы электрических генераторов 4 и 7 подключены к входам, а точнее, к клеммам первичных обмоток блочного повышающего трансформатора 17, выводы вторичной обмотки которого подключены к высоковольтным шинам и являются выходом 18 парогазовой установки и понижающего трансформатора собственных нужд 19. К выводам 20 подключено внутреннее электрооборудование как паротурбинной, так и газотурбинной частей.
Из чертежа видно, что предлагаемая парогазовая установка сохраняет все основные элементы традиционной реализации без их замены или существенной реконструкции.
Подключение выхода газотурбинной части к блочному трансформатору и трансформатору собственных нужд паротурбинной части исключает необходимость установки дополнительных трансформаторов и связанного с этим оборудования для выхода в систему шин электростанции и питания собственных нужд газотурбинной части.
Дополнительное использование пара низкого давления через существующую проточную часть паровой турбины повышает производительность установки, также, не требуя дополнительных расходов, что особенно важно при сооружении газотурбинной надстройки к действующим паротурбинным частям.
1. Парогазовая установка, состоящая из газотурбинной части, содержащей газовую турбину, камеру сгорания, компрессор и электрический генератор газотурбинной части, котла-утилизатора с двумя парогенерирующими контурами высокого и низкого давлений, а также паротурбинной части, содержащей паровую турбину, соединенную паропроводами с выходами контуров котла-утилизатора, конденсатор паровой турбины, насосы подачи питательной воды высокого и низкого давлений из конденсатора в котел-утилизатор, причем насос подачи питательной воды высокого давления оснащен соединенным паропроводом с паровой турбиной турбинным приводом, а также электрический генератор паротурбинной части, выводы которого подключены к клеммам первичных обмоток блочного повышающего трансформатора и понижающего трансформатора собственных нужд, отличающаяся тем, что к этим же клеммам подключены выводы электрического генератора газотурбинной части, а выводы блочного повышающего трансформатора подключены к высоковольтным шинам и являются выходом парогазовой установки, а к выводам понижающего трансформатора собственных нужд подключено внутреннее электрооборудование как паротурбинной, так и газотурбинной частей.
2. Парогазовая установка по п.1, отличающаяся тем, что выход контура низкого давления из котла-утилизатора присоединен к паропроводу отвода отработавшего пара турбинного привода в проточную часть паровой турбины.
