RU2756880C1 - Combined gas and steam unit of a power plant with parallel operation - Google Patents
Combined gas and steam unit of a power plant with parallel operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2756880C1 RU2756880C1 RU2020134707A RU2020134707A RU2756880C1 RU 2756880 C1 RU2756880 C1 RU 2756880C1 RU 2020134707 A RU2020134707 A RU 2020134707A RU 2020134707 A RU2020134707 A RU 2020134707A RU 2756880 C1 RU2756880 C1 RU 2756880C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- power
- boiler
- mixing chamber
- steam
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях.The invention relates to energy and can be used at thermal power plants.
Известен аналог - парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы (см. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: - М.: Издательский дом МЭИ, 2009, рис. 11.3, с. 491), содержащая газотурбинную установку, состоящую из турбокомпрессора, камеры сгорания, газовой турбины, электрогенератора и выхлопного газохода отвода газов газотурбинной установки, котел-утилизатор, питательный электронасос, энергетический котел, главный паропровод, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, конденсатного насоса, деаэратора и питательного насоса, электрический генератор, энергетический котел работает под наддувом. Данный аналог принят за прототип.A known analogue is a combined cycle power plant with a parallel operation scheme (see Tsanev S.V., Burov V.D., Remezov A.N. , p. 491), containing a gas turbine installation, consisting of a turbocompressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric generator and an exhaust gas duct for removing gases from a gas turbine installation, a waste heat boiler, an electric feed pump, an energy boiler, a main steam pipeline, a steam turbine installation consisting of a steam turbine with condenser, condensate pump, deaerator and feed pump, electric generator, power boiler is pressurized. This analogue is taken as a prototype.
К причине препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известной парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы, принятой за прототип, относится то, что известная парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы обладает пониженной экономичностью, так как в котле-утилизаторе вырабатывается водяной пар более низких параметров (пониженной температуры и низкого давления), чем в энергетическом котле. Поэтому поток водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе, подается не в цилиндр высокого давления (ЦВД), а последовательно в цилиндр среднего давления (ЦСД) и цилиндр низкого давления (ЦНД) паровой турбины, где совершает полезную работу паросилового цикла совместно с предварительно отработавшим в ЦВД и вторично перегретым в промежуточном пароперегревателе потоком водяного пара, генерируемого в энергетическом котле. В этом случае работа, совершаемая в паровой турбине 1 кг водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе, будет намного меньше, чем работа 1 кг водяного пара, генерируемого в энергетическом котле, что снижает экономичность парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы. Кроме того, направление в ЦСД паровой турбины двух потоков водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе и в энергетическом котле, требует разработки специальной конструкции паровой турбины, имеющей небольшой ЦВД и значительных размеров ЦСД и ЦНД, что дополнительно снижает экономичность парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы.The reason that prevents the achievement of the technical result indicated below when using a known steam-gas plant of a power plant with a parallel operation scheme, taken as a prototype, is that the known combined-cycle plant of a power plant with a parallel operation scheme has reduced efficiency, since water vapor of lower parameters (lower temperature and low pressure) than in a power boiler. Therefore, the flow of water vapor generated in the waste heat boiler is supplied not to the high-pressure cylinder (HPC), but sequentially to the medium-pressure cylinder (HPC) and the low-pressure cylinder (LPC) of the steam turbine, where it performs the useful work of the steam-power cycle together with the previously worked in the HPC and re-superheated in the intermediate superheater by the flow of water vapor generated in the power boiler. In this case, the work done in the steam turbine of 1 kg of steam generated in the waste heat boiler will be much less than the work of 1 kg of steam generated in the power boiler, which reduces the efficiency of the steam-gas installation of the power plant with a parallel operation. In addition, the direction of two streams of water steam generated in the waste heat boiler and in the power boiler into the HPC of a steam turbine requires the development of a special design of a steam turbine with a small HPC and significant sizes of HPC and LPH, which further reduces the efficiency of the combined cycle plant of a power plant with a parallel circuit. work.
Сущность изобретения заключается в следующем. Для повышения экономичности парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы целесообразно в котле-утилизаторе генерировать поток водяного пара такой же температуры и такого же давления, как и в энергетическом котле (высоких или сверхкритических параметров) и направлять этот поток совместно с потоком пара, генерируемого в энергетическом котле, в ЦВД паровой турбины. Отработавший в ЦВД суммарный поток водяного пара следует вторично перегревать в промежуточном пароперегревателе, расположенном в энергетическом котле, и затем последовательно направлять в ЦСД и ЦНД паровой турбины. Для генерации в котле-утилизаторе потока перегретого водяного пара такой же температуры, как и в энергетическом котле целесообразно в выхлопном газоходе отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор установить камеру смешения, которую соединить байпасным газоходом с газовым трактом работающего под наддувом энергетического котла, при этом в байпасном газоходе перед камерой смешения необходимо установить регулирующий орган. В камере смешения будет происходить смешивание продуктов сгорания энергетического котла, имеющих более высокую температуру, с газами, отработавшими в газотурбинной установке и имеющими пониженную температуру. При этом температура суммарного потока газов, поступающего в котел-утилизатор, повысится, что позволит в котле-утилизаторе генерировать перегретый водяной пар такой же температуры, как и в энергетическом котле. Температуру суммарного потока газов, поступающих в котел-утилизатор, следует регулировать изменением расхода продуктов сгорания, поступающих в камеру смешения из газового тракта энергетического котла, регулирующим органом, установленным в байпасном газоходе перед камерой смешения. Высокое или сверхкритическое давление перегретого водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе, создается питательным электронасосом.The essence of the invention is as follows. To increase the efficiency of a steam-gas plant of a power plant with a parallel operation scheme, it is advisable to generate a steam flow in the waste heat boiler with the same temperature and the same pressure as in a power boiler (high or supercritical parameters) and direct this flow together with the steam flow generated in a power plant. boiler, in the HPC of a steam turbine. The total flow of water vapor spent in the HPC should be reheated in an intermediate superheater located in the power boiler, and then sequentially sent to the HPC and LPG of the steam turbine. To generate in the waste heat boiler a stream of superheated water vapor of the same temperature as in the power boiler, it is advisable to install a mixing chamber in the exhaust gas outlet of the gas turbine installation into the waste heat boiler, which is connected by a bypass gas flue with the gas path of the pressurized power boiler, while a regulating device must be installed in the bypass gas duct in front of the mixing chamber. In the mixing chamber, the combustion products of the power boiler, which have a higher temperature, will be mixed with the gases that have been exhausted in the gas turbine unit and have a lower temperature. In this case, the temperature of the total gas flow entering the waste heat boiler will increase, which will allow generating superheated water vapor in the waste heat boiler at the same temperature as in the power boiler. The temperature of the total flow of gases entering the waste heat boiler should be regulated by changing the flow rate of combustion products entering the mixing chamber from the gas path of the power boiler, by a regulating body installed in the bypass gas duct in front of the mixing chamber. The high or supercritical pressure of the superheated water vapor generated in the waste heat boiler is generated by an electric feed pump.
Технический результат - повышение экономичности парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы.The technical result is an increase in the efficiency of a combined cycle plant of a power plant with a parallel operation scheme.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известная парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы, содержащая газотурбинную установку, состоящую из турбокомпрессора, камеры сгорания, газовой турбины, электрогенератора и выхлопного газохода отвода газов газотурбинной установки, котел-утилизатор, питательный электронасос, энергетический котел, главный паропровод, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, конденсатного насоса, деаэратора и питательного насоса, электрический генератор, энергетический котел работает под наддувом, особенность парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы заключается в том, что парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы дополнительно снабжена камерой смешения, установленной в выхлопном газоходе отвода газов газотурбинной установки при температуре 450-550°С в котел-утилизатор, и байпасным газоходом, соединяющим газовый тракт работающего под наддувом энергетического котла с камерой смешения, при этом для генерации в котле-утилизаторе перегретого водяного пара сверхкритических параметров с температурой 560-600°С изменение расхода продуктов сгорания, поступающих из газового тракта энергетического котла при температуре 700-750°С в камеру смешения, осуществляется регулирующим органом, установленным в байпасном газоходе перед камерой смешения.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved in that the known steam-gas plant of a power plant with a parallel scheme of operation, containing a gas turbine plant consisting of a turbocompressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric generator and an exhaust gas duct for the gas a boiler, a main steam line, a steam turbine unit consisting of a steam turbine with a condenser, a condensate pump, a deaerator and a feed pump, an electric generator, a power boiler operates under pressurization; the scheme of operation is additionally equipped with a mixing chamber installed in the exhaust gas duct of the gas-turbine plant gases at a temperature of 450-550 ° C into the waste heat boiler, and a bypass gas duct connecting the gas path of the working melting under pressure of a power boiler with a mixing chamber, while generating in the waste heat boiler supercritical parameters with a temperature of 560-600 ° C change in the consumption of combustion products coming from the gas path of a power boiler at a temperature of 700-750 ° C into the mixing chamber , is carried out by a regulating body installed in the bypass gas duct in front of the mixing chamber.
На чертеже представлена парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы.The drawing shows a combined cycle power plant with a parallel operation.
Парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы содержит газотурбинную установку, состоящую из турбокомпрессора 1, камеры сгорания 2, газовой турбины 3 и электрогенератора 4, камеру смешения 5, установленную в выхлопном газоходе 6 отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор 7, регулирующий орган 8, установленный в байпасном газоходе 9, соединяющем камеру смешения 5 с энергетическим котлом 10, работающим под наддувом, главный паропровод 11, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины 12 с конденсатором 13, конденсатного насоса 14, деаэратора 15 и питательного насоса 16, электрический генератор 17, питательный электронасос 18 и дымовую трубу 19.A combined cycle plant of a power plant with a parallel operation scheme contains a gas turbine plant, consisting of a
Парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работает следующим образом.Combined-cycle power plant with a parallel circuit operates as follows.
В турбокомпрессор 1 газотурбинной установки подают атмосферный воздух, где осуществляется процесс сжатия воздуха до необходимого давления, после чего сжатый воздух направляют в камеру сгорания 2, куда также подают органическое топливо. Образовавшиеся в камере сгорания 2 продукты сгорания смешивают с вторичным воздухом. Смесь продуктов сгорания с вторичным воздухом (газы) подают в газовую турбину 3, в которой газы совершают работу газотурбинного цикла, затрачиваемую на привод турбокомпрессора 1 и электрогенератора 4 газотурбинной установки.Atmospheric air is supplied to the
Отработавшие в газовой турбине 2 газы при температуре 450-550°С подают в камеру смешения 5, установленную в выхлопном газоходе 6 отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор 7. Одновременно в камеру смешения 5, по байпасному газоходу 9 поступают продукты сгорания при температуре 700-750°С из газового тракта энергетического котла 10, работающего под наддувом. В камере смешения 5 осуществляется смешивание продуктов сгорания энергетического котла 10, имеющих более высокую температуру, с газами, отработавшими в газотурбинной установке и имеющими пониженную температуру. После смешивания температура суммарного потока газов, поступающего в котел-утилизатор 7, повысится до 585-625°С, что позволяет в котле-утилизаторе 7 генерировать перегретый водяной пар такой же температуры (560-600°С), как и в энергетическом котле 10. Температуру суммарного потока газов, поступающих в котел-утилизатор 7, следует регулировать изменением расхода продуктов сгорания, поступающих в камеру смешения 5 из энергетического котла 10, регулирующим органом 8, установленным в байпасном газоходе 9 перед камерой смешения 5. Давление перегретого водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе 7 создается питательным электронасосом 18.The gases spent in the gas turbine 2 at a temperature of 450-550 ° C are fed into the
Поток перегретого водяного пара высоких или сверхкритических параметров из котла-утилизатора 7 подают в главный паропровод 11, смешивают с потоком водяного пара высоких или сверхкритических параметров, генерируемого в энергетическом котле 10, суммарный поток водяного пара направляют в цилиндр высокого давления паровой турбины 12 конденсационного типа.The flow of superheated water vapor of high or supercritical parameters from the
В цилиндре высокого давления паровой турбины 12 осуществляют процесс расширения суммарного потока водяного пара, после чего отработавший водяной пар с пониженными значениями температуры и давления подают в расположенный в энергетическом котле 10 промежуточный пароперегреватель (ПП). В промежуточном пароперегревателе водяной пар вторично перегревают до заданной температуры. Затем вторично перегретый водяной пар направляют последовательно в цилиндр среднего и в цилиндр низкого давления паровой турбины 12 конденсационного типа, где осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора 17. Отработавший в паровой турбине 12 конденсационного типа водяной пар подают в конденсатор 13, в котором осуществляют процесс конденсации водяного пара за счет подачи в конденсатор 13 циркуляционной воды. Образовавшийся в конденсаторе 13 конденсат конденсатным насосом 14 направляют в деаэратор 15. Из деаэратора 15 вода питательным насосом 16 подается в греющий тракт энергетического котла 10, а питательным электронасосом 18 в греющий тракт котла-утилизатора 7. Отработавшие в энергетическом котле 10 и в котле-утилизаторе 7 газы отводятся в атмосферу через дымовую трубу 19.In the high-pressure cylinder of the
Таким образом, снабжение парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы камерой смешения, установленной в выхлопном газоходе отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор, и байпасным газоходом с регулирующим органом, соединяющим камеру смешения с газовым трактом энергетического котла, позволяет повысить экономичность парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы.Thus, the supply of a combined cycle gas plant of a power plant with a parallel operation scheme with a mixing chamber installed in the exhaust gas duct of the gas turbine plant into a waste heat boiler and a bypass gas duct with a regulating body connecting the mixing chamber with the gas path of a power boiler makes it possible to increase the economy parallel operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134707A RU2756880C1 (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Combined gas and steam unit of a power plant with parallel operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134707A RU2756880C1 (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Combined gas and steam unit of a power plant with parallel operation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2756880C1 true RU2756880C1 (en) | 2021-10-06 |
Family
ID=78000282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020134707A RU2756880C1 (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Combined gas and steam unit of a power plant with parallel operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2756880C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2272915C1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Самара-Авиагаз" | Method of operation of gas-steam plant |
RU2561755C2 (en) * | 2013-11-07 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Operating method and system of gas-turbine plant |
-
2020
- 2020-10-21 RU RU2020134707A patent/RU2756880C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2272915C1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Самара-Авиагаз" | Method of operation of gas-steam plant |
RU2561755C2 (en) * | 2013-11-07 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Operating method and system of gas-turbine plant |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. - М.: Издательский дом МЭИ, 2009, рис. 11.3, с. 491. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5724807A (en) | Combined gas turbine-steam cycle waste-to-energy plant | |
SU1521284A3 (en) | Power plant | |
RU2335641C2 (en) | Method of enhancing efficiency and output of two-loop nuclear power station | |
RU2409746C2 (en) | Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine | |
RU2756880C1 (en) | Combined gas and steam unit of a power plant with parallel operation | |
RU2650238C1 (en) | Gas distribution station power plant or the gas control unit operation method | |
RU2611138C1 (en) | Method of operating combined-cycle power plant | |
RU2174615C2 (en) | Gas-steam plant operation method | |
RU2693567C1 (en) | Method of operation of steam-gas plant of power plant | |
RU126373U1 (en) | STEAM GAS INSTALLATION | |
RU167924U1 (en) | Binary Combined Cycle Plant | |
RU2620610C1 (en) | Work method of combined cycle gas turbine power plant | |
RU2272914C1 (en) | Gas-steam thermoelectric plant | |
RU2328045C2 (en) | Method of operating atomic steam-turbine power generating system and equipment for implementing method | |
Kudinov et al. | Development of technologies to increase efficiency and reliability of combined cycle power plant with double-pressure heat recovery steam generator | |
RU2769044C1 (en) | Steam-gas plant with compressor steam turbine drive and high-pressure steam generator with intermediate steam superheater | |
RU2806956C1 (en) | Method for operation of combined cycle unit of power plant | |
RU2261337C1 (en) | Power and heating plant with open power and heat supply system | |
JPH09209713A (en) | Steam cooling combined cycle plant | |
RU2740670C1 (en) | Method of operation of steam-gas plant of power plant | |
RU2784165C1 (en) | Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant | |
RU2806955C1 (en) | Combined cycle power plant unit | |
RU2791638C1 (en) | Gas-steam power plant | |
RU2273740C1 (en) | Method of operation of gas-steam thermoelectric plant | |
RU2787627C1 (en) | Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant |