Analyzing the Possibility of Reducing Power Loss in a Cooled Power-Generating Gas Turbine Unit


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Evolutionary development of power-generating gas turbine units (GTUs) is characterized by an increase of their parameters and the compressor output and improvement of turbine machinery aerodynamics. With the initial gas temperature increased to 1600°С, the flowrate of compressor air taken for cooling the turbine increases, and its value in the most powerful single-shaft GTUs operating according to a simple thermodynamic cycle reaches 20% of the compressor output. Admixture of air to hot gases causes them to become cooler, which entails heat loss proportional to the total cooling air flowrate. The extent to which the cooling air flowrate is reduced has an essential effect on the improvement of the GTU and combined-cycle power plant (CCPP) efficiencies. The article discusses the possibilities of reducing the cooling air flowrate due to applying closed-loop cooling of the turbine initial stages and using the heat removed in the power generating cycle. In the case of using well-known steam cooling, the removed heat is used in the CCPP steam part, and it is used in the gas turbine cycle with water cooling. In the latter case, the removed heat can be returned into the cycle by using advanced, single-loop water cooling of nozzle vanes and rotor blades. The effectiveness of using closed-loop cooling is evaluated for two values of initial gas temperature of 1430 and 1600°С. With the initial gas temperature of 1430°С, compressor pressure ratio of 23, compressor output of 675 kg/s, and heat removal rate of 21.1 MJ/s, the efficiency of a GTU equipped with water cooling of only its first stage (41.3%) is higher than it is with the initial fully air cooling (39.5%) and existing steam cooling (40.5%) of two stages. The efficiency values of a CCPP with water-cooled and steam-cooled GTUs become essentially equal to each other (60%) and are by 2% higher than the efficiency of an air-cooled CCPP (58%). With the initial gas temperature of 1600°С and the first stage equipped with water cooling, the air flowrate extracted for cooling decreases down to 10%, the GTU efficiency increases to 44.7%, and the CCPP efficiency makes 65.2%, which is 2.1% (abs.) higher than the efficiency of a CCPP equipped with a modern fully air cooled GTU.

Об авторах

Yu. Balashov

All-Russia Thermal Engineering Institute

Email: vti-berezinets@mail.ru
Россия, Moscow, 115280

P. Berezinets

All-Russia Thermal Engineering Institute

Автор, ответственный за переписку.
Email: vti-berezinets@mail.ru
Россия, Moscow, 115280

A. Ageev

All-Russia Thermal Engineering Institute

Email: vti-berezinets@mail.ru
Россия, Moscow, 115280

A. Belyakov

All-Russia Thermal Engineering Institute

Email: vti-berezinets@mail.ru
Россия, Moscow, 115280

D. Taradai

All-Russia Thermal Engineering Institute

Email: vti-berezinets@mail.ru
Россия, Moscow, 115280

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».