Газопаротурбінна установка із загальним газопароутворюючим пристроєм і незалежними турбінами

Abstract

У статті розглядається газопаротурбінна установка із загальним газопароутворюючим при-строєм та незалежними паровою та газовою турбінами. Газопароутворюючий пристрій конс-труктивно являє собою два вертикально розташовані концентричні циліндри. Порожнина внут-рішнього циліндра є камерою згоряння газової турбіни, а порожнина між концентричними цилін-драми – пароутворюючим пристроєм. Вода, стиснута до високого тиску та регенеративно на-гріта до стану насичення, розпорошується на нижню розжарену поверхню камери згоряння і пе-ретворюється на пару. У верхній, незрошуваній частині поверхні камери згоряння, з самого по-чатку здійснюється перегрів пари, що утворюється при дроселюванні рідини. Після перетворення в насичену пару основної частини води, яка не перетворилася повністю на пару при дроселюванні, нижня основна частина поверхні камери згоряння включається в перегрів усієї пари. Використо-вуючи систему клапанів, реалізуються ізохорні процеси згоряння палива та перегріву пари. Це дозволяє регулювати температуру (тиск) газів, що утворюються в газопароутворюючому при-строї та надходять на лопатки газової турбіни, а також – кількість і параметри одержуваної перегрітої пари. Пропонуєма газопаротурбінна установка позбавлена численних недоліків, які властиві як газотурбінним, так і паротурбінним установкам,а головне, їй властиві простота та мобільність при користуванні. Виконані попередні розрахунки ідеалізованої установки (без ураху-вання неминучих термодинамічних та механічних втрат) показали її високу ефективність. При витраті природного газу 1 кг/с, тиску р0 = 2,2 бар і температурі t0 = 30 °С, його об’єм, перерахо-ваний на нормальні умови, становить 1,4 нм3/с. Прийнявши співвідношення 1:10 між об’ємами га-зоподібного палива і повітря, останнє необхідно подавати в камеру згоряння в кількості 14 нм3/с повітря. За цих умов потужність газопаротурбінної установки перевищила 33 МВт при терміч-ному ККД 0,66 та питомій витраті палива 0,1066 кг/(кВтгод).