Парогазовая установка с комбинированным топливом
Полезная модель относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии и тепла с использованием комбинированного топлива, в т.ч. водородного. Цель полезной модели - создание парогазовой установки для высокоэффективно непрерывного производства электроэнергии с использованием комбинированного топлива. Устройство содержит газовую 1 и паровую 2 турбины с электрогенераторами 3 и 4, конденсатор 5, паровые утилизационные котлы 6 и 7, установку для паровой конверсии природного газа в водород 8, Н2/О2 -парогенератор 9, паропровод 10.
Устройство относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии и тепла с использованием комбинированного топлива, в т.ч. водородного.
Известно устройство (монография Э.Э. Шпильрайн, С.П. Малышенко, Г.Г. Кулешов. Введение в водородную энергетику. М.: Энергоатомиздат, 1984. с.203), содержащее атомный реактор, Н2/О2 - парогенератор, паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, электролизер, накопители водорода и кислорода.
Недостатком устройства является то, что для получения водорода используется электроэнергия, что приводит к уменьшению отпуска этой продукции.
Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее газовую и паровую турбины, паровой утилизационный котел, конденсатор и другое вспомогательное энергетическое оборудование.
Его недостатком является то, что паровая турбина имеет низкий электрический коэффициент полезного действия (
э).
Цель полезной модели - создание электрогенерирующего комплекса с парогазовым циклом для высокоэффективно непрерывного производства электроэнергии с использованием комбинированного топлива, в т.ч. водородного.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство содержит газовую и паровую турбины с электрогенераторами, паровые утилизационные котлы, Н2/О 2-парогенератор, конденсатор, а также другое оборудование, необходимое для работы электростанции, а новым является то, что в устройство включена установка для паровой конверсии природного газа в водород.
Использование установки для паровой конверсии природного газа в водород позволяет обеспечить непрерывную работу паровой турбины при высокой начальной температуре и давлении. Высокая температура водяного пара до 1700 К на входе в паровую турбину обеспечивает ее работу в режимах, характерных для газовых
турбин, а выход паровой турбины связан с конденсатором пара, обеспечивающим давление ниже атмосферного. Использование конденсатора дает возможность увеличить располагаемый теплоперепад, срабатываемый в высокотемпературной паровой турбине, на 25...30% больше чем в газовой. Последнее позволит обеспечить э паровой турбины до 45...50%.
Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.
Устройство содержит газовую 1 и паровую 2 турбины с электрогенераторами 3 и 4, конденсатор 5, паровые утилизационные котлы 6 и 7, установку для паровой конверсии природного газа в водород 8, Н 2/О2-парогенератор 9, паропровод 10 для подачи пара в промежуточный ввод пара в паровую турбину.
Устройство работает следующим образом.
Продукты сгорания из газовой турбины 1 с электрогенератором 3 поступают в паровой утилизационный котел 6. Из парового утилизационного котла пар поступает в Н2/О2 -парогенератор 9 или непосредственно в паровую турбину, а также в установку для паровой конверсии природного газа в водород 8. В Н2/О2-парогенераторе водяной пар перегревается за счет сжигания водорода в среде кислорода. Для обеспечения оптимальных режимов работы установки паровой конверсии природного газа в водород она может быть связана газоходами с паровым утилизационным котлом для подогрева продуктов реакции производства водорода. Для полезного использования тепла на выходе из установки для паровой конверсии природного газа в водород установлен паровой утилизационный котел 7, выход пара из которого связан с промежуточным входом в паровую турбину 2 с электрогенератором 4. Далее пар поступает в конденсатор 5. Для прогрева паровой турбины и работы на пониженных параметрах используется паропровод 10.
Указанные особенности устройства позволяют достигнуть коэффициента полезного действия по выработанной электроэнергии до 60% и более по отношению к теплоте сгорания топлива.
Парогазовая установка для производства электроэнергии, содержащая газовую и паровую турбины с электрогенераторами, конденсатор, паровые утилизационные котлы, Н2/О 2 - парогенератор, отличающаяся тем, что в устройство включена установка для паровой конверсии природного газа в водород, который использован для перегрева пара на входе в паровую турбину.
