Экологически чистое электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной и воздушным конденсатором
Устройство относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии с применением комбинированного органического топлива.
Экологически чистое электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной и воздушным конденсатором содержит паровой котел, установку для производства кислорода и азота методом разделения воздуха, высокотемпературный пароперегреватель, высокотемпературную паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, эжектор отсоса и бак сбора неконденсирующихся газов, систему утилизации углекислого газа, насосы.
Указанные особенности устройства позволят достичь следующих результатов:
1. Генерация водяного пара с температурой до 1500°C без промежуточной теплообменной поверхности за счет сжигания природного газа и кислорода в среде водяного пара или вспрыска воды с использованием высокотемпературного пароперегревателя (парогенератора) для работы высокотемпературной паровой турбины.
2. Утилизация углекислого газа на выходе из конденсатора паротурбинной установки.
3. Исключение потерь технической воды за счет использования экологически чистых воздушных конденсаторов.
Достоинством данного устройства является также то, что для генерации пара и обеспечения его начального перегрева в паровом котле могут быть использованы уголь, мазут, альтернативные виды топлива и возобновляемые источники энергии.
Устройство относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии с применением комбинированного органического топлива.
Известно устройство (патент RU на полезную модель 
54631 от 08.06.05 г.), содержащее паровой котел, установку для производства водорода конверсией из природного газа, Н 2/О2 - парогенератор (высокотемпературный Н 2/О2 - пароперегреватель), паровую турбину с электрогенератором и конденсатором пара, теплоутилизационный котел.
К его недостаткам относится то, что не указано допустимое количество неконденсирующихся газов в Н2 и O2 поступающих в Н2/О2-парогенератор, соотношение расходов H2 и O2. Эти показатели могут повлиять на работу конденсатора и снижение энергоэффективности установки в целом. Не указаны источники и рабочие среды для получения кислорода и охлаждения проточной части турбины.
Наиболее близким по технической сущности является устройство (патент RU на изобретение 2335642 от 19.02.2007 г.), содержащее паровой котел, установки для получения водорода и кислорода, высокотемпературные паровую турбину и H2/O2 - пароперегреватель, конденсатор водяного пара.
Его недостатками являются высокая стоимость установки для производства водорода и высокая взрывоопасность водорода.
Цель полезной модели - создание электрогенерирующего комплекса для высокоэффективного непрерывного производства электроэнергии с использованием органического топлива, а также утилизацией углекислого газа и использованием конденсатора с воздушным или водяным охлаждением.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство содержит паровой котел с углем (природным газом) в качестве топлива, высокотемпературный пароперегреватель, высокотемпературную паровую турбину с электрогенератором и конденсатором с воздушным или водяным охлаждением, установку для получения кислорода и азота методом разделения воздуха, эжектор отсоса и бак сбора неконденсирующихся газов, систему утилизации углекислого газа, насосы, а новым является то, что для производства перегретого водяного пара используется сжигание природного газа с кислородом в среде водяного пара после котла без промежуточной теплообменной поверхности, а выход конденсатора связан трубопроводами с эжектором и баком для неконденсирующихся газов, а выход последнего связан с системой утилизации углекислого газа.
Следует отметить, что нагрев водяного пара в современных паровых котлах выше 900 К фактически невозможен из-за пережога труб независимо от вида топлива.
Устройство может работать также без использования парового котла, если в высокотемпературный пароперегреватель подавать не пар, а питательную воду, которая будет превращаться в перегретый пар.
Схема предлагаемого устройства представлена на фигуре 1.
Устройство содержит паровой котел 1, установку для производства кислорода и азота методом разделения воздуха 2, высокотемпературный пароперегреватель 3, высокотемпературную паровую турбину 4 с электрогенератором и конденсатором 5, эжектор отсоса 6 и бак сбора неконденсирующихся газов 7, систему утилизации углекислого газа 8, насосы 9 и 10.
Устройство работает следующим образом.
Из парового котла 1 пар поступает в высокотемпературный пароперегреватель 4. В высокотемпературном пароперегревателе смесь водяного пара с углекислым газом перегревается за счет сжигания в нем природного газа с кислородом без промежуточной теплообменной поверхности. Далее смесь водяного пара с углекислым газом поступает в высокотемпературную паровую турбину 4 с электрогенератором и конденсатор 5. Из конденсатора 5 смесь углекислого газа с примесями водяного пара и воздуха поступает в бак сбора неконденсирующихся газов 7 с использованием эжектора отсоса 6. Далее она отправляется в систему утилизации углекислого газа 8. Для перекачки конденсата используются насосы 9 и 10.
Указанные особенности устройства позволят достичь следующих результатов:
1. Генерация водяного пара с температурой до 1500°С без промежуточной теплообменной поверхности за счет сжигания природного газа и кислорода с использованием высокотемпературного пароперегревателя для работы высокотемпературной паровой турбины.
2. Утилизация углекислого газа на выходе из конденсатора паротурбинной установки.
3. Исключение потерь технической воды за счет использования экологически чистых воздушных конденсаторов.
Достоинством данного устройства является также то, что для генерации пара и обеспечения его начального перегрева в паровом котле могут быть использованы уголь, мазут, альтернативные виды топлива и возобновляемые источники энергии.
Экологически чистое электрогенерирующее устройство с высокотемпературной паровой турбиной, содержащее паровой котел, высокотемпературную паровую турбину с электрогенератором и конденсатором с воздушным или водяным охлаждением, высокотемпературный пароперегреватель, установку для производства кислорода и азота методом разделения воздуха, эжектор отсоса и бак сбора неконденсирующихся газов, систему утилизации углекислого газа, насосы, отличающееся тем, что за паровым котлом установлен высокотемпературный пароперегреватель, в котором смесь водяного пара с углекислым газом перегревается за счет сжигания природного газа с кислородом без промежуточной теплообменной поверхности, а выход конденсатора связан трубопроводами с эжектором и баком для неконденсирующихся газов, а выход последнего связан с системой утилизации углекислого газа.
