CZ7672U1 - Heating device - Google Patents
Heating device Download PDFInfo
- Publication number
- CZ7672U1 CZ7672U1 CZ19988176U CZ817698U CZ7672U1 CZ 7672 U1 CZ7672 U1 CZ 7672U1 CZ 19988176 U CZ19988176 U CZ 19988176U CZ 817698 U CZ817698 U CZ 817698U CZ 7672 U1 CZ7672 U1 CZ 7672U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- accumulator
- turbine
- steam
- heat
- working medium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
Oblast technikyTechnical field
Technické řešení se týká tepelně energetických zařízení tvořených alespoň jedním zařízením pro ohřev pracovního media a alespoň jedním tepelným motorem.The technical solution relates to heat energy devices comprising at least one device for heating the working medium and at least one heat engine.
Dosavadní stav technikyBackground Art
Tepelně energetická zařízení, v nichž dochází ke kompresi, ohřevu a následné expanzi pracovního media při přeměně na mechanickou/elektrickou energii, pracují na principu Camotova cyklu. Účinnost zařízení je tím vyšší, čím je vyšší teplota a tlak pracovního media na vstupu do tepelného motoru, kterým může být např. parní nebo plynová turbina, a čím je naopak nižší teplota a tlak na výstupu. Nejvyšší účinnosti při přeměně tepelné energie na mechanickou se dosahuje ve velkých klasických parních elektrárnách, v nichž turbiny zpracovávají páru na vstupu o teplotě nad 500 °C a tlaku ca 20 MPa na hodnoty desítek stupňů a vakua.Thermal energy equipment, in which compression, heating and subsequent expansion of the working medium occur during conversion to mechanical / electrical energy, operate on the principle of the Camot cycle. The efficiency of the device is higher the higher the temperature and pressure of the working medium at the inlet to the heat engine, which may be eg steam or gas turbine, and the lower the temperature and pressure at the outlet. The highest efficiency in converting thermal energy to mechanical energy is achieved in large conventional steam power plants, where turbines process steam at inlet with a temperature above 500 ° C and a pressure of about 20 MPa to tens of degrees and vacuum.
Vedle těchto zařízení konstruovaných výhradně pro výrobu elektrické energie ve velkých objemech se provozují teplárenská zařízení, která kromě výroby elektřiny dodávají teplo odběratelům tepla, a dále různé náhradní zdroje elektrické energie, u nichž se účinnosti transformace tepelné energie na elektrickou nevěnuje příliš velká pozornost. U tepelně energetických zařízení sloužících zároveň k vytápění, mohou klesat, zejména v letním období, odběry tepla z pracovního media po průchodu turbinou a tím se snižuje účinnost Camotova cyklu. U spalovacích turbin, které nepracují v paroplynovém cyklu, odchází část využitelného tepla se spalinami do vzduchu. Nevýhodou popsaných zařízení dále je, že veškerou tepelnou energii, která je k dispozici, musejí využít v reálném čase; teplo, které není okamžitě využito, se ztrácí.In addition to these large-scale power generation plants, heating plants operate to supply heat to heat consumers in addition to electricity generation, as well as a variety of alternative power sources that do not pay much attention to the efficiency of thermal energy transformation to electricity. In the case of heat-energy installations serving at the same time for heating, heat withdrawals from the working medium after passing through the turbine can decrease, especially in the summer, thereby reducing the efficiency of the Camot cycle. In the case of combustion turbines that do not operate in a CCGT cycle, part of the usable heat with flue gases leaves the air. The disadvantage of the devices described below is that all available thermal energy must be used in real time; heat that is not used immediately is lost.
Technické řešení si klade za úkol potlačit uvedené nevýhody popsaných známých tepelně energetických zařízení.The task of the invention is to suppress the above mentioned disadvantages of the known thermal energy devices.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Uvedený úkol řeší tepelně energetické zařízení tvořené alespoň jedním zařízením pro ohřev pracovního media a alespoň jedním tepelným motorem, jehož podstata spočívá v tom, že na výstupu z tepelného motoru je zapojen akumulátor tepla integrovaný se zařízením k výměně tepla mezi teplejším pracovním mediem a chladnějším pracovním mediem.This task is solved by a thermal energy device comprising at least one device for heating the working medium and at least one heat engine, the principle being that a heat accumulator integrated with the heat exchange device between the hotter working medium and the cooler working medium is connected to the heat engine output .
Zařízením pro ohřev pracovního media může být parní kotel a tepelným motorem parní turbina, přičemž akumulátor tepla je napojen na výstup páry z turbiny. Akumulátor tepla může být napojen na vstup napájecí vody do parního kotle. Akumulátor tepla může mít přívod čerstvé napájecí vody. Výstup akumulátoru tepla může být napojen na ekonomizérový stupeň nebo varný stupeň parního kotle.The apparatus for heating the working medium may be a steam boiler and a steam engine, and the heat accumulator is connected to the steam outlet of the turbine. The heat accumulator can be connected to the feed water inlet to the steam boiler. The heat accumulator may have a fresh water supply. The heat accumulator output can be connected to an economizer stage or a steam boiler cooking stage.
V dalším provedení může být tepelně energetické zařízení tvořeno alespoň dvěma systémy, jejichž součástí je parní kotel a parní turbina a které se vzájemně liší tlakem páry na vstupu do turbiny, přičemž akumulátor tepla je propojen s výstupem turbiny systému o vyšším tlaku a se vstupem do turbiny systému o nižším tlaku.In a further embodiment, the thermal energy device may comprise at least two systems comprising a steam boiler and a steam turbine that differ from each other by steam pressure at the turbine inlet, the heat accumulator being coupled to the turbine outlet of the higher pressure turbine system.
Přitom akumulátor může být napojen na výstup páry z koncového stupně turbiny nebo na výstup páry z prvního stupně nebo mezistupně turbiny.The accumulator can be connected to the steam outlet of the turbine end stage or to the steam outlet of the first stage or the turbine intermediate stage.
Akumulátor může být zařazen mezi dva stupně turbiny. V tom případě je akumulátor napojen na výstup páry z nižšího stupně parní turbiny a na vstup do vyššího stupně téže parní turbiny.The battery can be placed between two turbine stages. In this case, the accumulator is connected to the steam outlet of the lower steam turbine stage and to the higher stage of the same steam turbine.
- 1 CZ 7672 Ul- 1 CZ 7672 Ul
Zařízením pro ohřev pracovního media může být spalovací komora, tepelným motorem plynová turbina a tepelně energetické zařízení je pak vybaveno kompresorem, přičemž akumulátor tepla je napojen na výstup spalin z plynové turbiny. Akumulátor může být napojen na vstup stlačeného vzduchu do spalovací komory nebo na vstup vzduchu do kompresoru.The apparatus for heating the working medium can be a combustion chamber, the thermal engine is a gas turbine, and the thermal energy apparatus is then equipped with a compressor, wherein the heat accumulator is connected to the exhaust gas outlet of the gas turbine. The battery can be connected to the compressed air inlet to the combustion chamber or to the air inlet to the compressor.
Tepelně energetické zařízení může být tvořeno alespoň jedním systémem zahrnujícím spalovací komoru a spalovací turbinu a alespoň jedním systémem zahrnujícím parní turbinu, přičemž akumulátor teplaje napojen na výstup spalovací komory a na vstup parní turbiny.The heat energy device may comprise at least one system including a combustion chamber and a combustion turbine and at least one system including a steam turbine, wherein the heat storage device is connected to the combustion chamber outlet and to the steam turbine inlet.
V tepelně energetickém zařízení mohou být zařízení pro ohřev pracovního media a tepelný motor integrovány v jednom prostoru, jak je tomu u plynové turbiny se vstřikem paliva do turbiny nebo u pístového spalovacího motoru, a akumulátor je napojen na výstup spalin z motoru.In a thermal power plant, the medium for heating the working medium and the heat engine can be integrated in a single space, as is the case with a gas turbine fueled turbine or a piston internal combustion engine, and the accumulator is connected to the exhaust gas outlet of the engine.
Akumulátorem může být zásobník pracovního media nebo akumulační náplň odlišná od pracovního media. Akumulátorem může být i rozvodná soustava tepla.The accumulator may be a working medium reservoir or an accumulation charge different from the working medium. The accumulator can also be a heat distribution system.
Přehled obrázků na výkreseList of drawings in the drawing
Technické řešení bude dále objasněno pomocí výkresu, na kterém jsou schémata zapojení jednotlivých příkladů provedení tepelně energetických zařízení. Na obr. 1 až 5 jsou zapojení parního kotle, parní turbiny a akumulátoru, na obr. 6 je zapojení dvojitého systému parní kotel turbina s vřazeným akumulátorem, na obr. 7 a 8 jsou schémata zapojení plynové turbiny s akumulátorem a na obr. 9 je schéma kombinovaného paroplynového energetického zařízení s akumulátorem tepla.The technical solution will be further elucidated by means of a drawing showing the circuit diagrams of the individual embodiments of the thermal energy equipment. FIGS. 1 to 5 show the connection of a steam boiler, a steam turbine and an accumulator, FIG. 6 shows the connection of a double system of a steam boiler turbine with an inserted accumulator, FIGS. scheme of combined steam-gas power plant with heat accumulator.
Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solutions
Tepelně energetické zařízení je obecně tvořeno zařízením pro ohřev pracovního media, kterým může být např. parní kotel I viz obr. 1 až 6 nebo spalovací komora 2 - víz obr. 7 až 9 a tepelným motorem, kterým může být parní turbina 3 nebo plynová turbina 4. Jako 11 je na obr. 4 označen ekonomizérový stupeň, jako 12 výpamíkový stupeň a jako 13 přehřívací stupeň kotle. Jako 5 je označen systém tepelných výměníků u odběratelů topné páry ajako 6 akumulátor tepla s integrovaným výměníkem tepla. 7 je kompresor plynové turbiny 4. Jako 8 je označeno sání spalovacího vzduchu ajako 9 výfuk spalin.The thermal energy device is generally comprised of a device for heating the working medium, which may be, for example, a steam boiler 1 as shown in FIGS. 1 to 6 or a combustion chamber 2 - a visa of FIGS. 7 to 9 and a heat engine which may be a steam turbine 3 or a gas turbine 4. As an 11, an economizer stage is indicated in FIG. 4, as a 12-burner stage and 13 as a boiler superheat stage. As 5, a heat exchanger system for heating steam consumers and 6 heat accumulators with an integrated heat exchanger are indicated. 7 is a gas turbine 4 compressor.
V zapojení parní turbiny 3 podle obr. 1 je do akumulátoru 6 tepla řazenému na vstupu do kotle I přiváděna pára z koncového stupně parní turbiny 3 obtokem systému 5 výměníků odběratelů tepla. Toto zapojení umožňuje např. v případě poklesu odběru tepla ohřívat pracovní medium na vstupu do kotle 1 a zároveň akumulovat teplo v akumulátoru 6 pro případ zvýšení odběru.In the connection of the steam turbine 3 according to FIG. 1, steam from the steam turbine end stage 3 is fed to the heat accumulator 6 at the inlet to the boiler I by the bypass of the heat exchanger system 5. This connection allows, for example, to heat the working medium at the inlet to the boiler 1 in the event of a decrease in heat consumption and at the same time to accumulate heat in the accumulator 6 in the event of increased consumption.
Zapojení podle obr. 2 je obdobné s tím rozdílem, že odběr páry do akumulátoru 6 je proveden z mezistupně turbiny 3.The wiring according to FIG. 2 is similar except that the extraction of steam into the accumulator 6 is performed from the intermediate stage of the turbine 3.
Na obr. 3 je schéma provedení podle obr. 1 s přívodem 10 čerstvé napájecí vody do akumulátoruFIG. 3 is a schematic diagram of the embodiment of FIG
6.6.
Obr. 4 znázorňuje alternativní možnost přívodu pracovního media z akumulátoru 6 před ekonomizérový stupeň 11, do ekonomizérového stupně 11 a do výpamíkového stupně 12.FIG. 4 illustrates an alternative possibility of supplying the working medium from the accumulator 6 before the economizer stage 11, to the economizer stage 11 and to the vapor stage 12.
Obr. 5 ukazuje zapojení akumulátoru 6 mezi dva sousední stupně parní turbiny 3 s tím, že je akumulátor 6 napojen na počátek prvního stupně turbiny 3.FIG. 5 shows the connection of the accumulator 6 between two adjacent stages of the steam turbine 3, with the accumulator 6 being connected to the beginning of the first stage of the turbine 3.
Obr. 6 je příkladem použití akumulátoru 6 tepla k přenosu tepla a jeho akumulaci mezi dvěma energetickými systémy parní kotel i - parní turbina 3, ve kterém je akumulátor 6 zapojen na výstupu turbíny 3 systému o vyšším tlaku a vyšší teplotě pracovního media a na vstupu turbiny 3 systému o nižším tlaku a teplotě pracovního media.FIG. 6 is an example of using heat accumulator 6 to transfer heat and accumulate it between two power systems steam boiler i - steam turbine 3 in which the accumulator 6 is connected at the turbine outlet 3 of the higher pressure and higher temperature operating medium system and at the system 3 turbine inlet about lower pressure and temperature of the working medium.
-2CZ 7672 Ul-2CZ 7672 Ul
Obr. 7 a 8 ukazují příklady zapojení akumulátoru 6 v systému plynové turbiny 4, v příkladu na obr. 7 se předehřívá vzduch ve výtlaku kompresoru 7 a v příkladu na obr. 8 vzduch v sání kompresoru 7.FIG. 7 and 8 show examples of the connection of the accumulator 6 in the gas turbine system 4, in the example of FIG. 7, the air in the discharge of the compressor 7 is preheated and in the example in FIG.
Na obr. 9 je příklad použití akumulátoru 6 tepla s integrovaným výměníkem u kombinovaného 5 paroplynového tepelně energetického zařízení, kde spaliny vystupující ze spalovací turbiny 4 ohřívají pracovní medium před vstupem do parní turbiny 3.Fig. 9 is an example of the use of a heat accumulator 6 with an integrated heat exchanger in a combined 5 CCGT, where the exhaust gas exiting the combustion turbine 4 heats the working medium before entering the steam turbine 3.
V uvedených příkladech provedení technického řešení vystupují zařízení pro ohřev pracovního media a tepelný motor jako dvě samostatné součásti tepelně energetického zařízení. Technické řešení se však týká rovněž případů, kdy je zařízení pro ohřev pracovního media integrováno do ío stejného prostoru jako tepelný motor, jako je tomu u spalovacích turbin s přímým vstřikem paliva nebo u pístových spalovacích motorů. Akumulátor s integrovaným výměníkem je u těchto zařízení napojen na výstup spalin.In the examples of the invention, the heating medium for the working medium and the heat motor are two separate components of the thermal energy plant. However, the technical solution also relates to cases where the working medium heating device is integrated into the same space as the heat engine, as is the case with direct fuel injection turbines or piston combustion engines. The accumulator with integrated heat exchanger is connected to the flue gas outlet of these devices.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19988176U CZ7672U1 (en) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | Heating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19988176U CZ7672U1 (en) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | Heating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ7672U1 true CZ7672U1 (en) | 1998-07-23 |
Family
ID=38887545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19988176U CZ7672U1 (en) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | Heating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ7672U1 (en) |
-
1998
- 1998-06-17 CZ CZ19988176U patent/CZ7672U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5537822A (en) | Compressed air energy storage method and system | |
| US8938966B2 (en) | Storage of electrical energy with thermal storage and return through a thermodynamic cycle | |
| CA2292488C (en) | Waste heat recovery in an organic energy converter using an intermediate liquid cycle | |
| US8261552B2 (en) | Advanced adiabatic compressed air energy storage system | |
| US8881528B2 (en) | System for the generation of mechanical and/or electrical energy | |
| EP2383522B1 (en) | Thermal integration of a carbon dioxide capture and compression unit with a steam or combined cycle plant | |
| GB2528757A (en) | Hybrid electricity storage and power generation system | |
| CN102308065A (en) | Conversion of combined cycle power plant to compressed air energy storage power plant | |
| US10677162B2 (en) | Grid scale energy storage systems using reheated air turbine or gas turbine expanders | |
| US10487746B2 (en) | Optimization of cold starts in thermal power stations, in particular in steam-electric power plants or in combined cycle power plants (CCPPS) | |
| US8584465B2 (en) | Method for increasing the efficiency of a power plant which is equipped with a gas turbine, and power plant for carrying out the method | |
| WO2016165932A1 (en) | Energy storage system and method | |
| CN111271702A (en) | Parallel steam extraction energy level lifting system of steam turbine | |
| CN115118017A (en) | Open type liquid carbon dioxide energy storage system | |
| CN113623038A (en) | Air-steam combined cycle power generation system and method | |
| JPH11173110A (en) | Generating plant | |
| CN216482441U (en) | Steam heat storage and release system | |
| Ighodaro et al. | Thermo-economic analysis of a heat recovery steam generator combined cycle | |
| KR20190069994A (en) | Power plant sysyem combined with gas turbine | |
| CZ7672U1 (en) | Heating device | |
| WO2022058125A1 (en) | Carbon dioxide capture from atmosphere | |
| CN202900338U (en) | Back-pressure-heating circulation power generation and multi-stage back-pressure-heating circulation power generation and multi-generation system | |
| RU2272914C1 (en) | Gas-steam thermoelectric plant | |
| CN216788502U (en) | Utilize conduction oil heat-retaining coupling pure condensation electric motor group system | |
| RU2785183C1 (en) | Solar hybrid gas-turbine power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20020617 |