Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11582
.pdf
энергия этой газовой турбины может быть невелика, поэтому для привода компрессора, помимо газовой
турбины, необходим дополнительный первичный двигатель, например, электродвигатель или паровая
турбина. Если отходящие газы имеют обычную низкую температуру, чтобы избежать снижения КПД котла, и
если турбина отходящих газов является обычной, энергия, обеспечиваемая дополнительным первичным
двигателем, должна значительно превышать энергию, обеспечиваемую газовой турбиной.
Поскольку энергия дополнительного первичного нагревателя должна производиться отдельно, возникают
значительные потери, которые снижают эффективность парогенераторной установки. По этой причине было
предложено разместить газовую турбину не в конце потока нагревательных газов, а в промежуточном
положении, где температура все еще настолько высока, что энергии, получаемой из этих газов газовой
турбиной, достаточно для получения мощности для привода компрессора и любого дополнительного
вспомогательного оборудования, необходимого для работы котла, такого как циркуляционный насос воды,
топливный насос и тому подобное.
Поэтому эти парогенераторы снабжены дополнительными теплообменными поверхностями, например,
подогревателем питательной воды, через который проходят нагреваемые газы после выхода из газовой
турбины. Такой парогенератор описан в Спецификации № 347619. Доступные для использования в газовой
турбине температуры неизбежно высоки и увеличивают сложности в производстве и надежной работе газовой
турбины, поэтому для использования парогенераторов, работающих под давлением, было бы значительным
шагом вперед, если бы эти высокие температуры удалось несколько снизить.
Настоящее изобретение предлагает следующее: позволить газовой турбине извлекать большую часть
мощности, необходимой для сжатия, а остальную мощность обеспечивать вспомогательной машиной. В этом
случае температура рабочих газов может быть ниже, что соответствует меньшей мощности, которую теперь
должна производить газовая турбина.
В нашей заявке на патент № 34376 от 1932 года, находящейся на рассмотрении, предлагается использовать
поршневой двигатель в качестве вспомогательного приводного средства для главного компрессора, и следует
понимать, что в настоящей заявке не заявлено использование поршневого двигателя для этой цели.
Изобретение представляет собой парогенератор, работающий под давлением, превышающим несколько
метров водяного столба, в котором давление в камере сгорания поддерживается компрессором, а компрессор
вместе с генератором и вспомогательными машинами, такими как циркуляционный насос воды, топливный
насос и тому подобное, приводится в движение энергией, получаемой частично от газовой турбины, которая
служит исключительно для привода этого компрессора и вспомогательных машин, и частично от
дополнительного источника, отличного от поршневого двигателя, например, электрического ротора или
турбины Штейна, отличающегося тем, что эта турбина расположена в таком промежуточном положении в
потоке отходящего газа, что указанная газовая турбина производит большую часть энергии, необходимой для
привода компрессора и вспомогательных машин, и в то же время позволяет использовать неохлаждаемые
лопатки и другие жаростойкие стали при изготовлении указанной газовой турбины.
Поскольку мощность газовой турбины увеличивается или уменьшается приблизительно пропорционально
абсолютной температуре приводных газов, эту температуру можно уменьшить почти в той же пропорции, в
какой увеличивается мощность вспомогательной машины.
Например, для работы компрессора требуется температура рабочего колеса 6300 °C или 9 Q 30 абсолютных
температур, однако эту температуру можно снизить до 4000 °C.
или 6730 абсолютного значения, если вспомогательная машина принимает на себя только четверть
мощности, необходимой для привода компрессора At.
4000 При работе с колесом и лопатками можно использовать обычную жаропрочную сталь, а также обойтись
без охлаждения для облегчения работы турбины.
Однако, если вспомогательный двигатель не должен приводить к снижению эффективности, то
вспомогательный привод должен быть выполнен таким образом, чтобы тепло, используемое для его работы,
не терялось на выработку пара.
Для этой цели могут быть использованы различные режимы работы, которые также являются предметом
настоящего изобретения, которое будет описано далее в качестве примера со ссылкой на прилагаемые
чертежи.
На чертежах: на фиг. 1 показана установка согласно изобретению, а на фиг. 2 — турбина в качестве
вспомогательной машины.
Предполагается, что парогенератор представляет собой парогенератор, например, описанный в патентной
заявке №.
371,669 Он состоит из камеры сгорания 1, на стенках которой расположены водотрубки, через которые
проходят нагревательные трубки и в которых происходит испарение воды. Нагревательные газы собираются в
канале 2 и затем текут через трубу 3, в которой находится пароперегреватель. Эта труба открывается в
прямоугольный канал 4, который ведет к газовой турбине 5. После совершения работы в газовой турбине
нагревательные газы проходят через прямоугольный канал 6 в трубу 7, которая (на чертежах) расположена за
трубой 3 и содержит подогреватель питательной воды, а затем в открытый воздух. Газовая турбина 5
приводит в движение компрессор 8 и циркуляционный насос 9 и, в соответствии с изобретением, ей помогает
вспомогательная машина 10. Через циркуляционный насос 9 избыточное количество испаряемой воды
прокачивается мимо нагревательных поверхностей. Испаренная и неиспаренная вода проходит через трубу
12 в сепаратор 13, где под действием центробежного эффекта вода отделяется 7 от пара. Пар поступает по
трубе 14 в пароперегреватель, а вода возвращается по трубе обратно к насосу. Питательная вода может
подаваться из водонагревателя дымовых газов 75 в контур циркуляционного насоса в любом подходящем
месте, при этом топливо, в данном случае жидкое топливо, подается в точке 16, где также входит напорная
труба 17 компрессора 8. 80 Вспомогательная машина для помощи газовой турбине, как предполагается,
представляет собой паровую турбину 10. Чтобы избежать потерь тепла, эта паровая турбина с
преимуществом будет представлять собой турбину противодавления, и 85 ее отработанный пар будет
использоваться для предварительного подогрева питательной воды. В качестве конденсатора для этой
турбины будет использоваться смесительный подогреватель 18, в который холодная питательная вода
поступает в точке 19 и, будучи нагретой до 9°C, выходит в точке 20, после чего дополнительно нагревается в
подогревателе дымовых газов 7. По мере нагревания пара при выполнении контура, он проходит через вход
компрессора 8. В результате трения теплота сжатие с воздухом поступает в камеру сгорания, а отработанное
тепло пара передается в питательную воду; привод с помощью вспомогательной турбины не вызывает потерь
тепла, за исключением небольших потерь в подшипниках, а также потерь из-за утечек и излучения.
Ещё один экономичный способ привода вспомогательной паровой турбины — её размещение перед рабочими
паровыми турбинами. Относительно низкая мощность вспомогательной турбины может быть также получена
за счёт повышения давления в котле несколько выше требуемого рабочего давления пара и использования
этой разницы давлений для выполнения работы во вспомогательной турбине. Таким образом, через эту
вспомогательную турбину проходит весь или, по крайней мере, большая часть вырабатываемого пара. Вся
работа, не преобразованная в работу сжатия, остаётся доступной в отработанном паре вспомогательной
турбины, который теперь используется рабочими турбинами. Поскольку при использовании всего пара
падение давления во вспомогательной турбине незначительно, достаточно, если вспомогательная турбина
имеет умеренную периферийную скорость вращения. В этом случае важно, чтобы сальниковое уплотнение
было хорошо сконструировано.
На рисунке 2 показана турбина такого типа с ее соединениями: 21 — вспомогательная турбина, пар,
поступающий из пароперегревателя, — через соединение 22, а 23 — соединение для рабочего пара. Для
регулирования, как E W, X 407,158, была определена природа нашего изобретения и способ его реализации.
Соседние файлы в папке патенты