Состав ГПТУ, принципиальная тепловая схема.

Газотурбинные двигатели по сравнению с ДВС имеют невысокую экономичность. В тоже время они выигрывают по другим показателям: меньшие массогабаритные характеристики, большая агрегатная мощность, меньшая стоимость, удобство и простота обслуживания и др. Повысить тепловую эконо- мичность ГТД можно путем утилизации теплоты выпускных газов в теплоутилизационном контуре (ТУК), входящем в состав комбинированной ГПТУ.

Принципиальная схема ГПТУ, которую можно считать наиболее распространенной в судовой энергетике приведена на рис. 3.4.

Утилизационный котел 4 водотрубного типа с принудительной циркуляцией, прямоточный. В состав котла входят: экономайзер 5, испарительный пучок

Рис. 3.3 – Принципиальная схема ПГТУ «Ковайгаз»

1 – движитель; 2 – основной редуктор; 3 – электрогенератор; 4 – дополнительный редуктор; 5 – компрессор ГТД; 6 – камера сгорания; 7 – турбина ГТД; 8 – утилизационный пароперегреватель; 9 – паровой котел; 10 – турбина высокого давления; 11 – турбина среднего давления; 12 – турбина низкого давления; 13 – главный конденсатор; 14 – конденсатный насос; 15 – деаэратор; 16 – питательный насос.

трубок 6, пароперегреватель 7. В испарительном пучке образуется пароводяная смесь, которая отводится в сепаратор 13. Из сепаратора отводится насыщенный пар, часть которого идет к потребителям общесудового назначения, другая его часть поступает на перегрев в пароперегреватель, а затем подводится к паровой утилизационной турбине 8. Механическая энергия паровой турбины через редуктор 2 идет на подкрутку движителя 3. Редуктор объединяет мощность га-

газотурбинного двигателя 1 и утилизационной паровой турбины. В ряде тепло-

вых схем ГПТУ часть мощности паровой турбины может затрачиваться на при-

Рис. 3.4 – Принципиальная схема комбинированной газопаротурбинной установки:

1 – газотурбинный двигатель; 2 – редуктор; 3 – движитель; 4 – утилизационный паровой котел; 5 – экономайзер; 6 – испаритель; 7 – пароперегреватель; 8 – паровая турбина; 9 – конденсатор; 10 – конденсатный насос; 11 – деаэратор; 12 – питательный насос; 13 – сепаратор пара; 14 – циркуляционный насос.

вод валогенератора. Отработавший в турбине пар отводится в конденсатор 9, который прокачивается забортной водой. Конденсатный насос 10 подает конденсат в деаэратор 11, после чего питательный насос 12 закачивает воду в сепаратор. Циркуляционный насос 14 подает циркуляционную воду в паровой котел.

Если сравнить ГПТУ с регенеративной ГТУ, то замена регенератора на ТУК позволяет снизить расход топлива на 12..16%. Это связано с тем, что температура циркуляционной воды, поступающей в паровой котел существенно ниже температуры воздуха, поступающего в регенератор. Поэтому температура газов за утилизационным котлом ниже температуры газов за регенератором, то есть большая доля энергии газов преобразуется в полезную энергию.

Сравнительно высокие параметры перегретого пара (давление до 5МПа, температура до 470°С) и умеренное давление в конденсаторе (~10кПа) позволяют получить высокую мощность паровой турбины, которая может достигать 40% от мощности ГТД. Использование одной утилизационной паровой турбины для работы на движитель и электрогенератор, который обеспечивает электроэнергией судно в ходовом режиме существенно повышает экономичность установки по сравнению с разными приводами и уменьшает ее массогабаритные характеристики. Это достигается за счет большего КПД паровой турбины повышенной мощности и понижением общего количества вспомогательных механизмов.