20.03.2019
219.016.e66f

ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАРОВОЙ ТУРБИНОЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области энергетики и предназначено для производства электроэнергии с использованием высокотемпературной паровой турбины с комбинированным, в том числе водородным топливом. Устройство содержит паровой котел, установку для паровой конверсии природного газа в водород, установку для получения кислорода из воздуха, высокотемпературный Н/О пароперегреватель, паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, утилизационный котел. Изобретение обеспечивает высокоэффективное непрерывное производство электроэнергии. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Устройство относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии с использованием комбинированного органического и водородного топлива.

Известно устройство (Патент RU на полезную модель №30848 С2 от 10.10.2002 г.), содержащее паровой котел, Н2/O2-парогенератор, паровую и газопаровую турбину с электрогенераторами, систему генерации водорода и кислорода с использованием электролиза и систему их аккумулирования.

Его недостатком является то, что оно использует для получения Н2 и O2 электролизер, содержит две турбины и два электрогенератора, а газопаровая турбина на водородном топливе может работать только периодически с интервалом, необходимым для накопления водорода и кислорода в специальных установках.

Наиболее близким по технической сущности является устройство (патент RU на полезную модель №54631 от 08.06.05 г.), содержащее паровой котел, установку для производства водорода конверсией из природного газа, Н22 - парогенератор (высокотемпературный Н22-пароперегреватель), паровую турбину с электрогенератором и конденсатором пара, теплоутилизационный котел.

К его недостаткам относится то, что не указано допустимое количество неконденсирующихся газов в Н2 и О2 поступающих в Н22-парогенератор, соотношение расходов Н2 и O2. Эти показатели могут повлиять на работу конденсатора и снижение энергоэффективности установки в целом. Не указаны источники и рабочие среды для получения кислорода и охлаждения проточной части турбины.

Цель изобретения - создание электрогенерирующего комплекса для высокоэффективного непрерывного производства электроэнергии с использованием комбинированного, в том числе водородного топлива, а также исключающего потери энергии при транспорте и хранении водорода.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит паровой котел, высокотемпературный Н22-пароперегреватель, теплоутилизационный котел, паровую турбину с электрогенератором и конденсатором, установку для получения водорода из природного газа методом конверсии, а новым является то, что в устройство включена установка для производства кислорода методом разделения воздуха, а суммарные примеси неконденсирующихся газов при температуре от 20 до 100°С в водороде и кислороде должны быть менее 0,5% по объему, причем входы в высокотемпературный пароперегреватель соединены с выходом парового котла и выходами из установок для производства водорода и кислорода с расходами по водороду и кислороду в пропорциях, близких (около ±1%) к стехиометрическим, для обеспечения их полного сгорания в среде водяного пара без промежуточной теплообменной поверхности, а выход высокотемпературного пароперегревателя соединен с входом в паровую турбину, причем выход установки для производства водорода по уходящим газам соединен с газовым трактом теплоутилизационного котла, и, кроме того, выход из теплоутилизационного котла по пару соединен с промежуточным вводом в паровую турбину и (или) системой охлаждения проточной части паровой турбины.

Включение в состав электростанции установки для производства водорода из природного газа и установки для производства кислорода методом разделения воздуха позволит обеспечить непрерывную работу паровой турбины с номинальной мощностью при высоких начальных температуре и давлении. Высокая температура водяного пара до 2000 К на входе в паровую турбину за счет сжигания водорода с кислородом в среде водяного пара без промежуточной теплообменной поверхности после его выхода из парового котла в высокотемпературном Н22-пароперегревателе обеспечивает ее работу в режимах, характерных для газовых турбин, а выход паровой турбины связан с конденсатором пара, обеспечивающим давление ниже атмосферного. Увеличение начальной и уменьшение температуры на выходе из турбины, а также уменьшение влажности пара позволит повысить энергоэффективность производства электроэнергии.

Следует отметить, что нагрев водяного пара в современных паровых котлах выше 900 К фактически невозможен из-за пережога труб независимо от вида топлива (природный газ, водород, уголь и т.д.).

Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит паровой котел 1, установку для парового производства водорода из природного газа методом конверсии 2, установку для производства кислорода методом разделения воздуха 3, высокотемпературный Н22-пароперегреватель 4, паровую турбину 5 с электрогенератором 6 и конденсатором 7, утилизационный котел 8.

Устройство работает следующим образом.

Из парового котла 1 пар поступает в высокотемпературный Н22-пароперегреватель 4. В высокотемпературном Н22-пароперегревателе водяной пар перегревается за счет поступления и сжигания в нем водорода с кислородом в среде водяного пара без промежуточной теплообменной поверхности. Для полезного использования энергии уходящих газов из установки для конверсии природного газа в водород установлен утилизационный котел 8, выход пара из которого связан с промежуточным вводом пара в турбину 5 с электрогенератором 6 и (или) с системой охлаждения проточной части турбины. Далее пар поступает в конденсатор 7.

Указанные особенности устройства позволяют достигнуть более высокого коэффициента полезного действия по выработанной электроэнергии по отношению к существующим паротурбинным установкам. Достоинством данного устройства является то, что для генерации пара и обеспечения его начального перегрева могут быть использованы уголь, мазут, альтернативные виды топлива и возобновляемые источники энергии. Включение в состав устройства установки для производства водорода из природного газа методом конверсии позволяет исключить затраты на транспорт и хранение водорода, исключает возможность взрыва большого количества водорода, обеспечивает непрерывность работы устройства с номинальной мощностью.

Электрогенерирующееустройствосвысокотемпературнойпаровойтурбинойдлянепрерывногопроизводстваэлектроэнергии,содержащеепаровойкотел,паровуютурбинусэлектрогенераторомиконденсатором,высокотемпературныйН/О-пароперегреватель,теплоутилизационныйкотел,установкудляпроизводстваводородаизприродногогазаметодомконверсии,отличающеесятем,чтовустройствовключенаустановкадляпроизводствакислородаметодомразделениявоздуха,асуммарныепримесинеконденсирующихсягазовпритемпературеот20до100°Свводородеикислородедолжныбытьменее0,5%пообъему,причемвходыввысокотемпературныйпароперегревательсоединенысвыходомпаровогокотлаивыходамиизустановокдляпроизводстваводородаикислородасрасходамиповодородуикислородувпропорцияхблизких(около±1%)кстехиометрическимдляобеспеченияихполногосгораниявсредеводяногопарабезпромежуточнойтеплообменнойповерхности,авыходвысокотемпературногопароперегревателясоединенсвходомвпаровуютурбину,причемвыходустановкидляпроизводстваводородапоуходящимгазамсоединенсгазовымтрактомтеплоутилизационногокотлаи,крометого,выходизтеплоутилизационногокотлапопарусоединенспромежуточнымвводомвпаровуютурбинуи(или)системойохлажденияпроточнойчастипаровойтурбины.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-8 из 8.
10.08.2013
№216.012.5da0

Универсальная комплексная энергосистема

Универсальная комплексная энергосистема для получения электричества, холода и тепла содержит ветродвигатель, агрегатированный с приводимым им через энергоузел компрессором, накопитель воздуха, теплообменник с горячим и холодным контурами, потребитель теплого воздуха, турбодетандер,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489589
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.11.2013
№216.012.85e2

Парогенератор и способ получения высокотемпературного водяного пара

Группа изобретений относится к области энергетики, углеперерабатывающей, химической, металлургической промышленности и предназначена для получения высокотемпературного водяного пара (до 1500°C). Технический результат заявляемой группы изобретений заключается в упрощении конструкции устройства и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499952
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.01.2014
№216.012.9c6b

Камера сгорания газотурбинного двигателя и способ ее работы

Камера сгорания газотурбинного двигателя содержит корпус, жаровую трубу с зонами горения и разбавления, систему подачи топлива, систему подачи первичного и вторичного потоков воздуха, снабженную устройством воздействия на поток вторичного воздуха в полости кольцевого канала между стенками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505749
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.07.2015
№216.013.6076

Виброизолирующий компенсатор трубопровода аварийной системы расхолаживания ядерного реактора подводной лодки

Изобретение относится к энергетическому оборудованию подводных лодок. Виброизолирующий компенсатор трубопровода аварийной системы расхолаживания ядерного реактора состоит из трубопроводов 1 и 3, фланцев 2 и 4, корпуса корабля 5, внутреннего компенсатора 6, внутренней полости 8, внешних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556235
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.07.2015
№216.013.62e8

Активная виброизолирующая система трубопроводов аварийной системы расхолаживания ядерного реактора подводной лодки

Изобретение относится к энергетическому оборудованию подводных лодок. Изобретение состоит из ядерного реактора 1, виброизоляции 5, трубопроводов 2, корпуса 4, забортного теплообменника 3, датчиков вибрации 6, датчиков динамической силы 10, исполнительных устройств 9, усилителей мощности 8,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556867
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.01.2016
№216.013.a344

Способ форсирования авиационных двигателей

Изобретение относится к энергетике. Способ работы газотурбинного двигателя с форсажной камерой, заключающийся в том, что формируют топливовоздушную смесь и обеспечивают ее горение в основной камере сгорания. Продукты сгорания расширяют в турбине и подают их в форсажную камеру, где смешивают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573438
Дата охранного документа: 20.01.2016
25.08.2017
№217.015.bc9d

Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной парогазовой конденсационной турбиной

Изобретение относится к области энергетики, а точнее к энергетическим установкам, работающим на твердом топливе и на природном газе. Устройство содержит магистральный газопровод природного газа, воздухоразделительную установку для производства кислорода высокого давления, электроприводные и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616148
Дата охранного документа: 12.04.2017
08.02.2020
№220.018.0050

Способ редуцирования давления природного газа

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано при создании систем редуцирования давления природного газа. Способ редуцирования давления природного газа включает разделение газа из магистрального газопровода на высокоскоростной и низкоскоростной высоконапорный потоки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713551
Дата охранного документа: 05.02.2020
Показаны записи 1-10 из 18.
10.08.2013
№216.012.5da0

Универсальная комплексная энергосистема

Универсальная комплексная энергосистема для получения электричества, холода и тепла содержит ветродвигатель, агрегатированный с приводимым им через энергоузел компрессором, накопитель воздуха, теплообменник с горячим и холодным контурами, потребитель теплого воздуха, турбодетандер,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489589
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.01.2014
№216.012.9c6b

Камера сгорания газотурбинного двигателя и способ ее работы

Камера сгорания газотурбинного двигателя содержит корпус, жаровую трубу с зонами горения и разбавления, систему подачи топлива, систему подачи первичного и вторичного потоков воздуха, снабженную устройством воздействия на поток вторичного воздуха в полости кольцевого канала между стенками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505749
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.07.2015
№216.013.6076

Виброизолирующий компенсатор трубопровода аварийной системы расхолаживания ядерного реактора подводной лодки

Изобретение относится к энергетическому оборудованию подводных лодок. Виброизолирующий компенсатор трубопровода аварийной системы расхолаживания ядерного реактора состоит из трубопроводов 1 и 3, фланцев 2 и 4, корпуса корабля 5, внутреннего компенсатора 6, внутренней полости 8, внешних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556235
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.07.2015
№216.013.62e8

Активная виброизолирующая система трубопроводов аварийной системы расхолаживания ядерного реактора подводной лодки

Изобретение относится к энергетическому оборудованию подводных лодок. Изобретение состоит из ядерного реактора 1, виброизоляции 5, трубопроводов 2, корпуса 4, забортного теплообменника 3, датчиков вибрации 6, датчиков динамической силы 10, исполнительных устройств 9, усилителей мощности 8,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556867
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.01.2016
№216.013.a344

Способ форсирования авиационных двигателей

Изобретение относится к энергетике. Способ работы газотурбинного двигателя с форсажной камерой, заключающийся в том, что формируют топливовоздушную смесь и обеспечивают ее горение в основной камере сгорания. Продукты сгорания расширяют в турбине и подают их в форсажную камеру, где смешивают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573438
Дата охранного документа: 20.01.2016
25.08.2017
№217.015.bc9d

Электрогенерирующее устройство с высокотемпературной парогазовой конденсационной турбиной

Изобретение относится к области энергетики, а точнее к энергетическим установкам, работающим на твердом топливе и на природном газе. Устройство содержит магистральный газопровод природного газа, воздухоразделительную установку для производства кислорода высокого давления, электроприводные и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616148
Дата охранного документа: 12.04.2017
15.11.2018
№218.016.9db9

Способ температурной стратификации газа

Изобретение относится к промышленной теплотехнике и может быть использовано при создании холодильно-нагревательных аппаратов. Способ температурной стратификации газа включает подачу исходного газового потока с избыточным давлением на вход внутреннего канала разделительной камеры с обеспечением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672457
Дата охранного документа: 14.11.2018
08.04.2019
№219.016.fe96

Теплообменная поверхность

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах. Изобретение заключается в выполнении теплообменной поверхности для интенсификации теплоотдачи при турбулентном течении теплоносителя в виде периодически нанесенных выемок, которые выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684303
Дата охранного документа: 05.04.2019
19.04.2019
№219.017.2bcf

Газотурбинная надстройка с паротурбинным блоком повышенной эффективности тепловой электростанции

Изобретение предназначено для использования в теплоэнергетике и может быть применено при создании газотурбинных надстроек для получения парогазовых установок (ПГУ) в условиях действующей тепловой электростанции при оборудовании ее паротурбинными блоками повышенной эффективности (БПЭ). В БПЭ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002269009
Дата охранного документа: 27.01.2006
29.05.2019
№219.017.6687

Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом

Изобретение относится к энергетике. Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом включает паровой котел, высокотемпературный водородный пароперегреватель, к которому подведены трубопроводы подачи топлива - кислорода и водорода, установки по производству кислорода и водорода, паровую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002376481
Дата охранного документа: 20.12.2009

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД