Газопаротурбинная электроэнергетическая установка

 

Использование: в теплоэнергетике. Сущность изобретения: газопаротурбинная электроэнергетическая установка дополнительно снабжена регулирующим электродвигателем , регулятором мощности и редуктором, связанными между собой и электрогенератором механически и электрически , что позволяет повысить экономичность установки за счет поддержания постоянной температуры газа во всем диапазоне нагрузки электрогенератора 1 ил

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 F 01 К 23/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4787848/06 (22) 29.01.90 (46) 07.07.93. Бюл. йв 25 (72).А.А.Кохан и В.В.Некрасов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1195020. кл, F 01 К 23/10, 1984. (54) ГАЗОПАРОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОЭ НЕРГЕТИ ЧЕСКАЯ УСТАНО В КА (57) Использование: в теплоэнергетике.

Сущность изобретения; газопаротурбинная

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, к конструкциям газопаротурбинных установок (ГПТУ), включающих снабженный котлом-утилизато ром (К вЂ” У) газотурбинный двигатель (ГТД). паровую турбину (ПТ) и подключенный к ним через редуктор синхронный электрогенератор (СЭГ).

Цель изобретения — повышение экономичности установки путем поддержания начальной температуры газа, постоянной во всех диапазонах нагрузок генератора.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено общее устройство установки.

Установка содержит газотурбинный двигатель (ГТД) 1, снабженный котлом-утилизатором (К-У) 2 и включающий турбокоми рессор (ТК) 3 и свободную силовую турбину (СТ) 4, подключенную к К-У паровую турбину (ПТ) 5 с конденсатором 6 и синхронный электрогенератор (СЭГ) 7, подключенный к электросети 8 потребителей и кинемэтиче ски соединенный через общий редуктор 9 с

ГТД, с ПТ 5 и с электродвигателем (ЭД) 10, снабженный регулятором мощности 11. Установка также снабжена вспомогательным бирототивным электрогенератором (БЭГ)

12, включающим вращающиеся в одном на„„5U„„1825871 А1 электроэнергетическая установка дополнительно снабжена регулирующим электродвигателем, регулятором мощности и редуктором, связанными между собой и электрогенератором механически и электрически, что позволяет повысить экономичность установки за счет поддержания постоянной температуры газа во всем диапазоне нагрузки электрогенератора, 1 ил. правлении роторы 13 и 14, соединенные коаксиальными валами 15 и 16 с ТК 3 и с СТ 4, БЭГ 12 через скользящее контактное устройство 17 электрически соединен с ЭД 10.

ГТД снабжен датчиком температуры газа

18, связанным с регулятором мощности 11.

Валы турбин 4, 5 и ЭД 1Q соединены с шестернями 19, 20, 21 редуктора 9, а ротор СЭГ

7 соединен валом с шестерней 22.

Установка работает следующим образом.

При расчетной температуре наружного воздуха. например, T»=- + 20"С. на номи-. нальной мощности ГТД, когда в нем начальная температура газа (Тг) соответствует номинальному значению (Т =Т ) БЭГ 12 и

ЭД 10 вращаются вхолостую. При снижении мощности ГТД= например, до 0,5 от номинальной, из-за соответствия расходов топлива и воздуха происходит снижение Т-"Т и снижение мощности ПТ 5. Под воздействием датчика 18 и регулятора 11 увеличивают мощность БЭГ 12 и ЭД 10. В результате часть мощности (N> ) от трубокомпрессора

3 через. электромагнитное сцепление (БЭГ

12 работает как электромагнитная муфта) роторов 13 и 14 отводится к шестерне 19 и затем к ЭГ 7, а часть мощности (N,А) от ТК 3

1825871 превращают в электрическую энергию БЭ Г

12 й. через ЭД 10 и шестерню 21 также отводят к ЭГ.7. Соотношение их отводимых от ТК 3 мощностей определяется частотами вращения ТК 3, СТ.4.(Пз и П4) и разностью частот роторов 13, 14 (Пэг П и), Так.при значениях Пз=9000 об/мин, П4=6000, П12=3000

Йэд. Йэм= 1:2; а пои Пз=900К П4=7500 и

П 12=1500, ЛЬд .Йэм 1:5. В результате снижения мощности за счет отбора й,„+й,д. (при постоянном расходе топлива). снижают расход.воздуха компрессора ГТД и повышают температуру газа до Тг-Тн. Затем снижают расход топлива и выводят установку на устойчивый режим работы. Аналогичным образом работает установка при снижении

Тн>, например, до T +20) С, т.е. при снижении Тг.

При увеличении мощности ГТД, например, при возвращении в исходное состояние, установка работает следующим образом. При увеличении расхода топлива

Тг>Тн и под воздейотвием датчика 18 и регулятора 11 снижают мощности 1чэд и N > и тем самым увеличивают мощность ТК 3 и производительность компрессора ГТД. В резул ьтате и ро исходит сн ижен ие Т, до

Тг=Тн и установку выводят на устойчивый режим работы; Использование в установке двух электрических машин (ЭМ) 12 и 10 приводит к потерям при отводе мощности от ТК

3. а повышение Тг двигателя повышает эко4 номьиность установки.В общем итоге эконамйчность установки повышают на 20-257ь.Кроме того;использование в установке биротативного ЭГ 12 снижает мощнос ь ЭМ 12,10 в шесть pas исоответ5 ственно потери в ЭМ,что повышает экономичность.

Формула изобретения

Газопаротурбинная электроэнергетическая установка, содержащая газотурбинный двигатель, включающий турбокомпрессор и

10 свободную силовую турбину, соединенную с синхронным электрогенератором, подключенным к сети потребителей, расположенный на выходе силовой турбины котел-утилизатор и утилизационную пэро=

15 вую турбину, соединенную с упомянутым синхронным электрогенератором,о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности путем поддержания начальной температуры газа постоянной на всем

20 диапазоне нагрузок генератора, она снабжена дополнительным электрогенератором; регулирующим электродвигателем; регулятором мощности и редуктором, при этом дополнительный электрогенератор соединен коаксиальными валами с турбокомпрессором и свободной силовой турбиной, выполнен бироторным и через редуктор соединен с. синхронным электрогенератором и регулирующим электродвигателем, а поЗО следний дополнительно электрически через регулятор мощности подключен к бироторнаму электрогенератору.

1825871

Составитель A,Êîõàí

Техред М;Моргентал

Редактор С.Кулакова

Корректор С. исина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2309 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5