Improving the contact gas of steam-turbine installations of objects of marine infrastructure

Борцов, О. С. Вдосконалення контактних газопаротурбінних установок об’єктів морської інфраструктури = Improving the contact gas of steam-turbine installations of objects of marine infrastructure / О. С. Борцов, А. П. Шевцов // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2019. – № 1 (11). – С. 66–73.Анотація. У статті досліджено напрями поліпшення техніко-економічних, масогабаритних та екологічних показників за тепловими викидами контактних газопаротурбінних установок під час виробництва механічної, теплової та електричної енергії на об’єктах морської інфраструктури. Визначення техніко-економічних характеристик контактних газопаротурбінних установок виконано для установок потужністю від 4 до 40 МВт. Масогабаритні показники в контактних газопаротурбінних установок показано з урахуванням схемних рішень систем охолодження та теплових викидів у повітря та море. Надходження води в контактний конденсатор як елемент енергетичної установки об’єкта морської інфраструктури за температур охолоджуючої морської води досягається завдяки інтенсифікації тепломасообмінних процесів зі збільшенням швидкості газопарової суміші. Обґрунтування використання запропонованого рішення виконано методами математичного моделювання та аналізу теплотехнічних процесів за сукупної дії контактного конденсатора та охолоджувача.Abstract. In the article, the directions of improvement of technical-economic, weight-size and ecological indicators of heat releases of gas-steam turbine contact installations in the production of mechanical, thermal and electric energy at the facilities of the marine infrastructure are investigated. Determination of technical and economic characteristics of contact gas steam turbine installations is made for installations with capacity from 4 to 40 MW. The weight and dimensions in the contact gas-steam-turbine installations are made with regard to the circuit design of the cooling systems and heat releases into the surrounding air and the sea. The product of water in a direct-contact condenser, as an element of the power plant of a marine infrastructure facility, at cooling temperatures of sea water is achieved due to the intensification of heat and mass transfer processes with an increase in the gas-vapor mixture rate. The substantiation of the use of the proposed solution was made by the methods of mathematical modeling and analysis of thermal processes with the cumulative action of a direct-contact condenser and cooler. It has been proved that when using condenser cooling water with a temperature of 10–25 0C in contact gas-steam-turbine installations, it results in a positive water production at constant rates of steam and gas stream up to 4.5 m/s. Under these conditions, there is a decrease in the flue gas temperature and an increase in the pressure drop of the exhaust gas-vapor mixture, which does not significantly affect the change in power of the power plant. The results of reducing the weight and size indicators of the elements of power plants were obtained for water-cooled cooling systems of steam and gas stream and features of their use during the year in the northern regions of the Black Sea, taking into account the temperature distribution of sea water depending on the depth