Газотурбинные установки, отличающиеся использованием продуктов сгорания в качестве рабочего тела: ..добавление воды, пара или другой текучей среды в горючие компоненты или в рабочее тело перед выходом из турбины – F02C 3/30

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в теплоэнергетике, газоперекачивающих станциях, наземных и судовых транспортных средствах в стационарных газотурбинных установках, имеющих в своем составе осевой многоступенчатый компрессор. Способ повышения эффективности работы осевого многоступенчатого компрессора осуществляется путем впрыска воды. Воду в воздушный поток подают через калиброванные выпускные каналы, выполненные на поверхности лопаток направляющего аппарата. Впрыск воды проводят при температуре насыщения, соответствующей сумме локального давления в ступенях компрессора и перепада давления в указанных выпускных каналах. Впрыск воды начинают проводить в ступенях компрессора, где температура среды становится выше температуры насыщения воды при локальном давлении в ступенях компрессора. Достигается уменьшение потребляемой компрессором мощности за счет определения оптимальных места и параметров впрыскиваемой воды в проточную часть многоступенчатого компрессора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Газотурбинная установка с впрыском водяного пара в контур ГТУ содержит компрессор для сжатия воздуха, топливный насос, средства для подачи топлива, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор для выработки электроэнергии, механические средства для передачи механической энергии от турбины на работу компрессора и на вращение электрогенератора, котел-утилизатор. В камеру сгорания поступает сжатый компрессором воздух и подаваемое топливо и происходит их смешение, воспламенение и сгорание. Котел-утилизатор предназначен для нагрева подаваемой воды и получения пара за счет тепла продуктов сгорания, систему впрыска пара в камеру сгорания. Газотурбинная установка оснащена системой подачи активатора горения и системой смешения активатора горения с водяным паром, впрыскиваемым в камеру сгорания. Изобретение направлено на увеличение удельной мощности, повышение КПД, снижение удельного расхода топлива и увеличение (продление) ресурса, а также для снижения выбросов в атмосферу токсичных веществ, в частности оксидов азота (NO_x) и угарного газа (CO) с продуктами сгорания. 1 ил.

Газотурбинная установка с подачей паро-топливной смеси содержит компрессор для сжатия воздуха, топливный насос для подачи топлива, средства для подачи паро-топливной смеси, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор для выработки электроэнергии, механические средства для передачи механической энергии от турбины на работу компрессора и на вращение электрогенератора, котел-утилизатор. В камеру сгорания поступает сжатый компрессором воздух и подаваемая паро-топливная смесь, далее происходит их смешение, воспламенение и сгорание. Котел-утилизатор предназначен для нагрева подаваемой воды и получения пара за счет тепла продуктов сгорания, смеситель для получения паро-топливной смеси. Газотурбинная установка оснащена системой подачи активатора горения и системой смешения активатора горения с паро-топливной смесью, подаваемой в камеру сгорания. Изобретение направлено на увеличение удельной мощности, повышение КПД, снижение удельного расхода топлива и увеличение (продление) ресурса, а также для снижения выбросов токсичных веществ, в частности оксидов азота (NO_x) и угарного газа (CO) с продуктами сгорания, в атмосферу. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике. Газотурбинная установка (ГТУ) с впрыском жидкости в контур ГТУ оснащена системой подачи и смешения активатора горения с жидкостью, подаваемой в контур ГТУ. Активатор горения представляет собой вещество, которое при повышенных температурах легко диссоциирует с образованием гидроксильных радикалов, что ускоряет сгорание топлива и продуктов его высокотемпературных превращений. Также представлена Газотурбинная установка с впрыском жидкости в контур ГТУ, содержащая двухступенчатый компрессор, перегреватель смеси жидкости и активатора горения, а также котел-утилизатор теплоты продуктов сгорания. Изобретение позволяет увеличить подачу в камеру сгорания мелкодисперсной влаги, благодаря чему удается повысить КПД и удельную мощность, уменьшить удельный расход топлива, увеличить ресурс за счет снижения температурных градиентов в контуре ГТУ и одновременно понизить в выбросах содержание СО и оксидов азота. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ уменьшения вредных выбросов из газотурбинной установки с регенерацией тепла заключается в ступенчатом сжатии окислителя с впрыском воды, подогревом сжатой смеси окислителя с водой, ступенчатом расширении рабочего тела и сжигании органического топлива в камерах сгорания перед промежуточными ступенями расширения с коэффициентом избытка окислителя меньше единицы, а в последней камере - больше единицы. Регулируют расходы окислителя, воды и топлива и поддерживают допустимые значения температуры стенок промежуточных ступеней расширения и их газодинамических трактов, а также температуру горения в последней камере сгорания. На вход и выход компрессора и между его ступенями осуществляют впрыск воды с суммарным расходом 20-40% от общего расхода рабочего тела на выхлопе. В камерах сгорания перед промежуточными ступенями расширения и в газодинамическом тракте поддерживают коэффициент избытка окислителя не ниже 0,5 и температуру стенок промежуточных ступеней расширения и газодинамического тракта не ниже 730 К. В выходной камере осуществляют процесс каталитического горения, обеспечивающий температуру 1500-1100 K, ниже температуры в предшествующих камерах сгорания, и коэффициент избытка окислителя как равный стехиометрическому, так и больше стехиометрического. Изобретение направлено на снижение вредных выбросов в газотурбинной установке при обеспечении высокого КПД преобразования тепла и исключении сажеобразования. 1 ил.

Способ уменьшения выбросов окислов азота из газотурбинной установки с регенерацией тепла заключается в ступенчатом сжатии окислителя с впрыском воды, подогревом сжатой смеси окислителя с водой, ступенчатом расширении рабочего тела и сжигании органического топлива в камерах сгорания перед промежуточными ступенями расширения с коэффициентом избытка окислителя меньше единицы, а в последней камере - больше единицы. Регулируют расходы окислителя, воды и топлива и поддерживают допустимые значения температуры стенок промежуточных ступеней расширения и их газодинамических трактов, а также температуру горения в последней камере сгорания. На вход и выход компрессора и между его ступенями осуществляют впрыск воды с суммарным расходом 20-40% от общего расхода рабочего тела на выхлопе. В камерах сгорания перед промежуточными ступенями расширения и в газодинамическом тракте поддерживают коэффициент избытка окислителя не ниже 0,5 и температуру стенок промежуточных ступеней расширения и газодинамического тракта не ниже 730 К. В выходной камере осуществляют процесс горения, обеспечивающий температуру 1500-1100 К, ниже температуры в предшествующих камерах сгорания, и коэффициент избытка окислителя, близкий к стехиометрическому от 1,01 до 1,3. Изобретение направлено на снижение образования окислов азота при обеспечении высокого КПД преобразования тепла и исключении сажеобразования в газотурбинной установке. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, Камерно-инжекторно-турбинный двигатель содержит сообщенные между собой посредством вала турбину и компрессор с электрогенератором, камеры сгорания, системы управления, охлаждения и зажигания. Камеры сгорания расположены в системе охлаждения, выполненной в виде рубашки парообразования. Рубашка имеет для подачи воды подвод с термостатом и термочувствительный элемент и отвод. Каждая камера сгорания снабжена свечой зажигания и электроклапанами для подачи топлива, воздуха от компрессора и отработанного газа в проходную камеру на инжектор. Система управления выполнена из аккумулятора, выключателя, педали управления, тиристорного усилителя, электродвигателя скорости и электрораспределителя. Электрораспределитель состоит из ротора и микровыключателей, соединенных с электроклапанами и системой зажигания. Достигается уменьшение трудовых, материальных затрат при изготовлении, увеличение КПД двигателя и улучшение экологии за счет нейтрализации выхлопных газов. 3 ил.

Способ охлаждения ротора газотурбинной установки осуществляется путем непрерывного преобразования энергии за счет эндотермической реакции. Воздух сжимают в компрессоре, затем подают его в камеру сгорания для сжигания топлива. Полученный при сжигании горячий газ подают для расширения на активную газовую силовую турбину, которую используют для привода компрессора. Осуществляют дожигание преобразованного топлива с повышенной абсолютной теплотворной способностью, которое получают за счет эндотермической реакции исходного топлива в реакторе парового реформинга. Проводят параллельный тепловой цикл, в котором нагретую в парогенераторе смесь паров воды с углеводородным топливом подают через полый вал газотурбинной установки в реакционный объем. Реакционный объем содержит пористый металлоуглеродный контейнер, расположенный во внутренней полости реактивной газовой турбины, которая находится в тепловом контакте с силовой или является ее частью. Реактор приводят во вращательное движение, за счет чего частично сжимают смесь в ходе эндотермической реакции. Смесь нагревают частично за счет охлаждения силовой турбины и за счет тепла отработанного газа, а затем выпускают через реактивные сопла, создавая дополнительный вращающий момент. Достигается повышение КПД и безопасности эксплуатации.

Система для повышения выходной мощности газотурбинного двигателя, имеющего воздуховод, расположенный перед газотурбинным двигателем, включающим камеру сгорания и компрессор, содержит насосный агрегат. К насосному агрегату подключен блок управления, предназначенный для регулирования числа оборотов насоса, устройство для промывки и, по меньшей мере, одно устройство для впрыска жидкости. Устройство для промывки содержит, по меньшей мере, одну форсунку и, по меньшей мере, один клапан, предназначенный для регулирования расхода жидкости, подводимой, по меньшей мере, к одной форсунке. По меньшей мере, одна форсунка устройства для промывки предназначена для впрыска струи распыленной жидкости так, чтобы эта струя падала на лопатки компрессора и смачивала эти лопатки, тем самым, обеспечивая удаление осажденного материала с лопаток. Устройство для впрыска жидкости также соединено с насосным агрегатом и содержит, по меньшей мере, одну форсунку и, по меньшей мере, один клапан, предназначенный для регулирования расхода жидкости, подводимой, по меньшей мере, к одной указанной форсунке. По меньшей мере, одна форсунка устройства для впрыска жидкости предназначена для впрыска струи распыленной жидкости в воздушный поток в воздуховоде или в указанный газотурбинный двигатель для того, чтобы увеличить массовый расход воздуха. Изобретение обеспечивает увеличение выходной мощности газотурбинного двигателя, экономию топлива и улучшает экологические характеристики за счет уменьшения выброса вредных веществ в атмосферу. 2 н. и 40 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ работы газотурбинной установки включает в себя процессы всоса наружного воздуха в проточную часть, сжатия его в компрессоре, подвода тепла в камере сгорания, расширения на турбинах и перерасширения в турбинах. Посредством сопла Лаваля создают дозвуковой и сверхзвуковой поток горячего газа. В дозвуковом потоке горячего газа, в процессе расширения, продольно-поперечными колебаниями создают неравновесное состояние газа посредством установленного за силовой турбиной кольцевого блока из двухканальных вибраторов. Затем подают охладитель и охлаждают им неравновесный газ на участках дозвукового и сверхзвукового течения, после чего тормозят охлажденное рабочее тело в скачках уплотнения. Изобретение позволяет повысить кпд и удельную мощность газотурбинной установки. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к системам переработки вредных газов. В предлагаемом средстве выбрасываемый отработанный газ, содержащий летучее органическое соединение, подается в адсорбирующее устройство для адсорбции летучего органического соединения адсорбентом. Летучее органическое соединение десорбируется из адсорбента и смешивается с паром при повышенном давлении. Пар, содержащий летучее органическое соединение, в условиях повышенного давления подается в камеру сгорания газовой турбины и сгорает вместе с топливным газом. Изобретение позволяет превратить летучее органическое соединение в безвредный продукт, а также одновременно повысить энергоэффективность средства переработки летучего органического соединения. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области газотурбинных установок для промышленной теплоэнергетики для привода электрогенераторов. Парогазовая установка содержит емкость с водой, генератор пара и газотурбинный двигатель, включающий компрессор, камеру сгорания с форсункой подачи топлива, топливоподводящую втулку с каналами подачи воды из емкости, соединенный эжекторами коллектор подачи пара в ядро горения камеры сгорания, газовую турбину с выхлопным соплом, ротор двигателя. Генератор пара выполнен в виде кольцевой емкости, расположенной на внешних стенках выхлопного сопла. Форсунка подачи топлива выполнена вращающейся и закреплена на валу двигателя. Каналы подачи топлива в топливной втулке выполнены с направлением струи воды внутрь полости вращающейся форсунки в сторону направления вращения последней на ее торцевую поверхность. Изобретение повышает КПД газотурбинного двигателя путем улучшения качества распыления топливоводяной смеси в камере сгорания двигателя и улучшения полноты сгорания топлива. 3 ил.

Установка для выработки энергии содержит узел компрессора для сжатия воздуха, имеющий компрессор низкого давления, который соединен с компрессором высокого давления через канал для первичного воздуха. Кроме того, предусмотрен узел компрессорной турбины для привода компрессора низкого давления и/или компрессора высокого давления. Установка также имеет устройство для сжигания, чтобы производить сжигание подходящей смеси сжатого воздуха и топлива, и силовую турбину с вращающимся валом для выделения механической энергии. Система труб для отходящих газов соединена с выходом для отходящих газов из силовой турбины. Установка содержит канал для вторичного воздуха, входной конец которого присоединен между выходом из компрессора низкого давления и входом в компрессор высокого давления таким образом, что из сжатого воздуха, который берет начало от выхода из компрессора низкого давления, поток первичного воздуха проходит через канал для первичного воздуха в компрессор высокого давления, и поток вторичного воздуха проходит в канал для вторичного воздуха. В канале для вторичного воздуха предусмотрены первые средства для впрыскивания воды для того, чтобы впрыскивать воду в поток вторичного воздуха. Выходной конец канала для вторичного воздуха соединен с соединительной деталью между выходом из узла компрессорной турбины и входом в силовую турбину. 16 з.п. ф-лы, 1 ил.

Трубчатая камера сгорания газотурбинного двигателя содержит полость, образованную корпусом, в которой расположена жаровая труба, имеющая завихритель, зону горения, зону смешения и свечу зажигания. Камера сгорания выполнена с возможностью сжигания водородно-кислородной смеси. Полость, образованная корпусом, герметизирована от поступления в нее водородно-кислородной смеси и снабжена форсункой, выполненной с возможностью управляемой подачи в нее охлаждающей жаровую трубу и затем продукты сгорания топлива жидкости. Жаровая труба выполнена с возможностью ее разъемного и герметичного крепления к выходному патрубку компрессора. Завихритель выполнен в виде конической или сферической формы отсекателя, установленного в жаровой трубе с возможностью осевого перемещения его рабочего органа в положения открыто-закрыто. Изобретение повышает экономическую и экологическую эффективности. 3 ил.

Трубчато-кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевую полость, образованную внутренней и наружной стенками, между которыми расположены жаровые трубы, сообщенные между собой пламеперебрасывающими патрубками, имеющие завихритель, зону горения, зону смешения и свечу зажигания. Камера сгорания выполнена с возможностью сжигания водородно-кислородной смеси. Кольцевая полость, образованная внутренней и наружной стенками, герметизирована от поступления в нее водородно-кислородной смеси и снабжена форсунками, выполненными с возможностью управляемой подачи в нее охлаждающей жаровые трубы и затем продукты сгорания топлива жидкости. Каждая жаровая труба выполнена с возможностью ее разъемного и герметичного крепления к выходному кольцевому патрубку компрессора. Завихритель выполнен в виде конической или сферической формы отсекателя, установленного в каждой жаровой трубе с возможностью осевого перемещения его рабочего органа в положения открыто-закрыто. Изобретение повышает экономическую и экологическую эффективность. 4 ил.

Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевую полость, образованную внешним и внутренним кожухами, между которыми расположена жаровая труба с блоком головок в передней своей части и со стабилизатором горения в каждой головке, зону горения, зону смешения и воспламенитель. Кольцевая камера сгорания выполнена с возможностью сжигания водородно-кислородной смеси. Кольцевая полость, образованная кожухами, герметизирована от поступления в нее водородно-кислородной смеси и снабжена форсунками, выполненными с возможностью управляемой подачи в нее охлаждающей жаровую трубу и затем продукты сгорания топлива жидкости. Жаровая труба выполнена с возможностью ее разъемного и герметичного крепления к выходному кольцевому патрубку компрессора. Стабилизатор горения выполнен в виде конической или сферической формы отсекателя, установленного в каждой головке блока головок с возможностью осевого перемещения его рабочего органа в положения открыто-закрыто. Изобретение повышает экономическую и экологическую эффективности. 3 ил.

Газогенератор содержит полый корпус, топливную форсунку во внутреннем контуре, противоточный кольцевой канал регенерации в наружном контуре, на выходе центральное тело и выходное сопло. В зоне горения установлен разгонный направляющий сопловой аппарат регенерата. В зоне смешения установлено конфузорное сопло регенерации, отражатель, лобовой тормоз реактивной струи в форме сферического сегмента. В наружном контуре расположены камера высокого давления регенерата с кольцевым отражателем реактивной струи, диффузорная тупиковая камера, противоточный конический водяной экономайзер с кольцевым коллектором и кольцевое противоточное сопло регенерации с форсунками распыливания воды в плоскости критического сечения и с конфузорным каналом. Изобретение позволяет уменьшить теплонапряженность газогенератора при генерировании рабочего тела. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Трубчато-кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевую полость, образованную внутренней и наружной стенками, между которыми расположены жаровые трубы, сообщенные между собой пламеперебрасывающими патрубками, имеющие завихритель, зону горения, зону смешения и свечу зажигания. Трубчато-кольцевая камера сгорания выполнена с возможностью сжигания водородно-кислородной смеси. Кольцевая полость, образованная внутренней и наружной стенками, герметизирована от поступления в нее водородно-кислородной смеси и снабжена форсунками, выполненными с возможностью управляемой подачи в нее охлаждающей жаровые трубы и затем продукты сгорания топлива жидкости. Каждая жаровая труба выполнена с возможностью ее разъемного и герметичного крепления к выходному кольцевому патрубку компрессора. Изобретение направлено на повышение экономической и экологической эффективности трубчато-кольцевой камеры сгорания. 3 ил.

Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя содержит кольцевую полость, образованную внешним и внутренним кожухами, между которыми расположена жаровая труба с блоком головок в передней своей части и с завихрителем в каждой головке, зону горения, зону смешения и воспламенитель. Кольцевая камера сгорания выполнена с возможностью сжигания водородно-кислородной смеси. Кольцевая полость, образованная кожухами, герметизирована от поступления в нее водородно-кислородной смеси и снабжена форсунками, выполненными с возможностью управляемой подачи в нее охлаждающей жаровую трубу и затем продукты сгорания топлива жидкости. Жаровая труба выполнена с возможностью ее разъемного и герметичного крепления к выходному кольцевому патрубку компрессора. Изобретение направлено на повышение экономической и экологической эффективности кольцевой камеры сгорания. 2 ил.

Трубчатая камера сгорания газотурбинного двигателя содержит полость, образованную корпусом, в которой расположена жаровая труба, имеющая завихритель, зону горения, зону смешения и свечу зажигания. Трубчатая камера сгорания выполнена с возможностью сжигания водородно-кислородной смеси. Полость, образованная корпусом, герметизирована от поступления в нее водородно-кислородной смеси и снабжена форсункой, выполненной с возможностью управляемой подачи в нее охлаждающей жаровую трубу и затем продукты сгорания топлива жидкости. Жаровая труба выполнена с возможностью ее разъемного и герметичного крепления к выходному патрубку компрессора. Изобретение направлено на повышение экономической и экологической эффективности трубчатой камеры сгорания. 1 ил.

Способ форсирования газотурбинной установки заключаются в подаче воды во внутрь осевого компрессора. Вода подается во внутреннюю полость ротора (барабан) осевого компрессора, имеющего степень сжатия не менее 15, и в теплообменник, расположенный в корпусе статора компрессора, в количестве не менее 3% от расхода воздуха через компрессор. Образующийся в барабане и теплообменнике пар удаляют в газовоздушный тракт газотурбинной установки. Способ позволяет повышать эффективный КПД газотурбинной установки. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Газотурбинная установка содержит газификатор угля, систему очистки продуктов газификации, камеру сгорания, газовую турбину, по крайней мере, один рекуперативный теплообменник и воздушный компрессор с системой подачи воды в его газовый тракт. Многоступенчатый воздушный компрессор дополнительно снабжен, по крайней мере, одной смесительной камерой, установленной между корпусами различных ступеней и/или на выходе корпуса последней ступени компрессора. Смесительная камера снабжена средствами для впрыска воды, организации вихревого течения паровоздушного потока и дренирования неиспарившейся воды. Смесительная камера выполнена в виде кольцевой цилиндрической полости, размещенной в газовом тракте многоступенчатого компрессора симметрично относительно его оси. Размер смесительной камеры выполнен увеличенным в радиальном направлении по сравнению с размером корпуса примыкающей ступени компрессора. Средства для организации вихревого течения паровоздушного потока в смесительной камере могут быть выполнены преимущественно в виде направляющих элементов в форме ленточных спиралей для закручивания потока в направлении вращения лопаточного аппарата компрессора. Изобретение позволяет повысить термический кпд. 3 ил.

Камера сгорания газотурбинного двигателя содержит наружный корпус, жаровую трубу, пусковые воспламенители, коллекторы с коммуникациями подвода топлива и воды, комбинированные форсунки, горелочные устройства. Каждое горелочное устройство состоит из пустотелого цилиндрического корпуса, в стенках которого размещены улиточный и воздушный радиальные завихрители с лопатками, имеющими противоположную закрутку, обечайки, втулки с возможностью перемещения в радиальном направлении, патрубка, завихрительных камер и сопла. Каждая комбинированная форсунка включает в себя центробежную форсунку, корпус которой своей наружной поверхностью контактирует с внутренней поверхностью втулки, и струйную форсунку с цилиндрическим корпусом, размещенную коаксиально во внутренней полости патрубка с зазором между наружной стенкой корпуса струйной форсунки и внутренней стенкой патрубка. Выходная часть корпуса струйной форсунки изогнута по направлению канала спирали улиточного радиального завихрителя. Выходное сечение струйной форсунки выполнено в виде плоского среза параллельно стенке входной части патрубка и отстоит от нее на расстоянии 0,8...1,2 величины диаметра корпуса струйной форсунки. Изобретение позволяет снизить гидравлические потери в камере сгорания и уменьшить выбросы окислов азота. 9 ил.

Парогазотурбинная установка относится к области энергетики. Рабочим телом парогазотурбинной установки является смесь продуктов сгорания и водяных паров, которая образуется в камере смешения, расположенной перед парогазовой турбиной. При этом продукты сгорания образуются в камере сгорания, расположенной за компрессором, а водяной пар в теплообменнике-испарителе, расположенном за парогазовой турбиной. Расход пара не менее 15% от расхода газа. Термический кпд парогазотурбинной установки более 60%. Изобретение позволяет на базе парогазотурбинной установки создать авиационный двигатель, превосходящий известные турбовальные и турбовинтовые двигатели по удельной мощности в 3÷4 раза, а по экономичности в 2÷3 раза. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.