SU114827A1 - Комбинированна газотурбинна установка со свободно-поршневыми генераторами газа и способ регулировани ее - Google Patents

Description

Комбинированные газотурбинные установки со свободнопоршневыми генераторами газов и двум  турбинами известны.

В таких установках осуществл етс  разделение потока газов и воздуха , часть которого поступает на продувку и зар дку цилиндра внутреннего сгорани , а часть во вторую ступень сжати  или, мину  последнюю, через теплообменник, обогреваемый отработавшими газами, в турбину.

Рабочий процесс в подобных установках характеризуетс  таким распределением тепла, при котором область высокого потенциала используетс  дл  сжати  воздуха в полост х компрессорных цилиндров свободнопоршневого генератора газов, а эффективна  работа на валу турбины развиваетс  при использовании теплового перепада в области сравнительно низких температур.

Изобретение направлено на обеспечение оптимального регулировани  и повышени  экономичности таких установок путем эффективного использовани  энергии разделенных потоков сжатых газов и воздуха.

Разделение потоков организуетс  не в одном свободнопоршневом генераторе газов, имеющем, например, двухступенчатый компрессор, а в нескольких свободнопоршневых генераторах газа, объединенных по группам в блок, в котором продувка и зар дка всех цилиндров внутреннего сгорани  осуществл етс  от одного или нескольких специально выдел емых из этой группы свободнопоршневых генераторов газа.

В этом случае достигаетс  раздельна  работа и регулирование параметров двух потоков, давление и температура которых могут быть при этом различны.

На фиг. 1 и 2 показаны схемы выполнени  газотурбинных установок.

Установка (фиг. 1) состоит из нескольких свободнопоршневых

№ 114827

генераторов газа У, камеры сгорани  2, газовых турбин 3 н 4 и регенераторов 5 и 6.

Установка действует следующим образом.

Воздух из атмосферы или из предвключенного нагнетател  поступает в компрессорные пилости всех свободнопоршневых генераторов газа. Сжатый воздух от одного из них направл етс  только дл  продувки и наддува цилиндров внутреннего сгорани  всех генераторов, объединенных в блок. Перед продувкой цилиндров этот воздух может быть подогрет в регенераторе 6. Газы из всех цилиндров внутреннего сгорани  блока свободнопоршневых генераторов газа собираютс  в общем коллекторе и подвод тс  к газовой турбине 3. Отработавщие газы из турбины 3 последовательно проход т через регенераторы 5 и и выбрасываютс  в атмосферу. Сжатый воздух из компрессорных полостей двух других свободнопоршневых генераторов газа направл етс  по трубопроводам в регенератор 5 и поступает в камеру сгорани  2, где к нему может быть подведено тепло путем сжигани  топлива. Из камеры сгорани  2 газы подвод тс  к турбине 4, срабатывают в ней и отвод тс  в атмосферу, или могут быть испааьзованы дл  теплофикационных целей.

Таким образом, работа установки осуществл етс  с использованием двух самосто тельных потоков газа.

Газовый поток низкого давлени  организуетс  из выпускных газов всех цилиндров внутреннего сгорани  блока свободнопоршневых генераторов с последующим использованием энергии этого потока в турбине.

Воздушный поток высокого давлени  организуетс  несколькими свободнопорщневыми генераторами и непосредственно из компрессорных полостей последних направл етс  через регенератор в камеру 2 сгорани  второй турбины, в которой отдает основную часть своей энергии.

Камера сгорани  второй турбины, помимо форсировки, предназначаетс  также дл  осуществлени  внешнего регулировани  установки при работе на переменных режимах. При снижении нагрузки постепенно выключают подачу топлива в камеру сгорани , а при дальнейшем уменьшении потребл емой мощности выключают один из свободнопоршневых генераторов газа и вновь включают камеру сгорани .

При таком способе регулировани  рабочие параметры свободнопоршневых генераторов газа сохран ютс  оптимальными во всем диапазоне нагрузок, что повышает экономичность установки.

Повышение экономичности установки, работающей по описанной схеме, обусловлено также тем, что разделение потоков позвол ет при снижении давлени  наддува значительно повысить степень сжати  в цилиндрах внутреннего сгорани , не выход  за пределы максимально допустимых давлений цикла. Одновременно создаютс  услови  дл  регенеративного подогрева воздуха и обеспеч1иваетс  снижение гидродинамических потерь при продувке цилиндров внутреннего сгорани  свободнопоршневых генераторов газа.

Организаци  такого рабочего процесса в установке, состо щей из блока свободнопорщневых генераторов газа, позвол ет достигнуть оптимальных термодинамических параметров обоих разделенных потоков.

На фиг. 2 показана видоизмененна  схема установки, котора  действует следующим образом: сжатый воздух из всех компрессорных полостей блока свободнопорщневых генераторов / газа направл етс  к регенератору 7, имеющему разобщенные полости А и Б, и раздел етс  На два потока. Один из этих потоков, пройд  полость А регенератора, распредел етс  дл  продувки и зар дки всех цилиндров внутреннего сгорани  блока свободнопорщневых генераторов газа, из которых выпускные газы направл ютс  в турбину 3. Эта турбина может быть снабжена камерой 8 сгорани .

Отработавшие газы из турбины 5 проход т через регенератор 7 и выбрасываютс  в атмосферу. Другой воздушный поток проходит через полость Б регенератора 7 и поступает в камеру сгорани  2 турбины 4. Отработавшие газы трубины 4 выпускаютс  в атмосферу или используютс  дл  теплофикационных целейКамеры 2 и S сгорани  могут отключатьс  или не устанавливатьс .

При работе свободнопрршневых генераторов газа на газовом топливе возможно использовать камеру 8 сгорани  дл  дожигани  газа, тер емого с продувкой.

Предмет изобретени 

Claims (3)

1.Комбинированна  газотурбинна  установка со свободнопоршневыми генераторами газа, с двум  турбинами и раздельной подачей к ним выпускных газов и воздуха, подогреваемого в промежуточном регенераторе , отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  оптимального регулировани  и повышени  экономичности установки, свобоДнопоршневые генераторы газа выполнены в виде блока с общим дл  всех цилиндров внутреннего сгорайи  газовым и воздушным коллекторами, из которых первый отводит все выпускные газы к одной турбине, а второй направл ет воздух от компрессорных полостей одного или нескольких свободнопоршневых генераторов газа через регенератор на продувку и зар дку всех цилиндров внутреннего сгорани , и с рессивером, объедин ющим воздух но второму потоку, направл емому к другой турбине от компрессорных цилиндров остальных свободнопоршневых генераторов газа, имеющих независимую регулировку.

2.В установке по п. I применение камер сгорани  дл  дополнительного подвод  тепла к рабочему агенту перед турбинами.

3.Способ регулировани  установки по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что, с целью сохранени  экономичности установки во всем диапазоне нагрузок, при снижении последних, производ т постепенное выключение подачи топлива в камеры сгорани  перед турбинами с последующим выключением одного из свободнопорщневых генераторов газа и восстановлением нагрузки указанной камеры сгорани .

-3-№ 114827