Газопаротурбінна установка із загальним газопароутворюючим пристроєм і незалежними турбінами

Анотація

У статті розглядається газопаротурбінна установка із загальним газопароутворюючим пристроєм та незалежними паровою та газовою турбінами. Газопароутворюючий пристрій конструктивно являє собою два вертикально розташовані концентричні циліндри. Порожнина внутрішнього циліндра є камерою згоряння газової турбіни, а порожнина між концентричними циліндрами – пароутворюючим пристроєм. Вода, стиснута до високого тиску та регенеративно нагріта до стану насичення, розпорошується на нижню розжарену поверхню камери згоряння і перетворюється на пару. У верхній, незрошуваній частині поверхні камери згоряння, з самого по­чатку 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. Використовуючи систему клапанів, реалізуються ізохорні процеси згоряння палива та перегріву пари. Це дозволяє регулювати температуру (тиск) газів, що утворюються в газопароутворюючому пристрої 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 урахування 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, перерахований на нормальні умови, становить 1,4 нм³/с. Прийнявши співвідношення 1:10 між об’ємами газоподібного 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 термічному ККД 0,66 та питомій витраті палива 0,1066 кг/(кВтгод)