EA009159B1

EA009159B1 - Система теплоэлектроснабжения и способ ее работы

Info

Publication number: EA009159B1
Application number: EA200700789A
Authority: EA
Inventors: Алексей Дмитриевич Кузьмин; Вадим Васильевич Кузнецов; Сергей Вениаминович Скобелев
Original assignee: Алексей Дмитриевич Кузьмин; Вадим Васильевич Кузнецов; Сергей Вениаминович Скобелев
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2007-10-26
Also published as: EA200700789A1

Abstract

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике, в частности к централизованному теплоснабжению и электроснабжению жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений от тепловых электростанций. Технические результаты: повышение КПД и экологичности системы, полноты использования теплотворной способности топлива источником централизованного теплоснабжения, снижение стоимости эксплуатации системы. Система теплоэлектроснабжения вырабатывает доставляемые потребителям электрическую и тепловую энергию и выполнена с возможностью отвода в обогреваемые подсистемой теплоснабжения помещения тепловой энергии, утилизируемой на концевых охладителях.

Description

Область техники

Изобретения относится к теплоэлектроэнергетике, в частности к централизованному теплоснабжению и электроснабжению жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений от тепловых электростанций.

Уровень техники

В настоящее время известны различные системы централизованного отопления и электроснабжения.

Аналогом данной системы можно считать систему теплоэлектроснабжения по патенту РФ № 2174610 МКИ Р01К17/02, оп. 2001.10.10, включающую теплофикационную турбину, сетевые подогреватели и водогрейные котлы, прямой и обратный магистральный трубопроводы тепловой сети, контур циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения.

Недостатками аналога являются недостаточная экологичность, недостаточное использование теплотворной способности топлива, недостаточный КПД системы, повышенная стоимость эксплуатации системы.

Наиболее близким аналогом для предлагаемой системы является интегрированная с системой электроснабжения система централизованного теплоснабжения по патенту РФ № 2168113 МКИ Ρ24Ό3/12, оп.2001.05.27, включающая теплофикационную турбину, сетевые подогреватели и водогрейные котлы, прямой и обратный магистральный трубопроводы тепловой сети, контур циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения, первичный и вторичный контуры циркуляции низкотемпературного теплоносителя тепловой сети, разделительный теплообменник, низкотемпературные системы теплопотребления здания.

Недостатками наиболее близкого аналога являются недостаточная: экологичность, недостаточное использование теплотворной способности топлива, недостаточный КПД системы, повышенная стоимость эксплуатации системы.

Наиболее близким аналогом для предлагаемого способа можно считать «Способ работы тепловой электрической станции» по патенту РФ № 2174610 МКИ Р01К17/02, оп. 2001.10.10, включающий выработку электрической энергии и доставку ее потребителям электрической энергии, нагрев сетевой воды и доставку потребителям тепловой энергии по магистральным трубопроводам тепловой сети.

Недостатками наиболее близкого аналога являются недостаточная экологичность, недостаточное использование теплотворной способности топлива, недостаточный КПД системы, повышенная стоимость эксплуатации системы.

Раскрытие изобретения

В существующих системах теплоэлектроснабжения для повышения КПД, в частности при выработке электроэнергии на паровой турбине, используется охлаждение теплоносителя до более низкой температуры, чем температура теплоносителя в обратной магистрали контура централизованного теплоснабжения зданий и сооружений, например с использованием концевых охладителей (градирен). Повышение КПД тепловых сетей также приводит к повышению КПД всей системы теплоэлектроснабжения. За счет использования теплоты обратного теплоносителя возможно повышение КПД тепловой сети до 25%. При перераспределении тепловых потоков от концевых охладителей к потребителям тепла появляется возможность повышения КПД системы в целом.

Использование системы с возможностью регулируемого отвода в обогреваемые подсистемой теплоснабжения помещения тепловой энергии, утилизируемой на концевых охладителях, позволит усовершенствовать систему.

Задача изобретений улучшить систему теплоэлектроснабжения.

Технические результаты изобретений:

1) повышение КПД системы;

2) повышение экологичности системы;

3) повышение полноты использования теплотворной способности топлива источником централизованного теплоснабжения;

4) снижение стоимости эксплуатации системы.

Технические результаты достигаются тем, что система теплоэлектроснабжения содержит подсистему электроснабжения с тепловой электростанцией, с магистралями циркуляции теплоносителя теплофикационной турбины, сетевыми подогревателями и водогрейными котлами, разделительными теплообменниками, связывающими конденсаторный контур циркуляции теплоносителя по меньшей мере с одним концевым охладителем и линиями электропередачи, подсистему использования тепловой энергии возвратного низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения, включающую прямой и обратный магистральные трубопроводы тепловой сети, контур циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения по меньшей мере с одним отопительным прибором здания, первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения с циркуляционным насосом первичного низкотемпературного контура с забором в первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения из обратного магистрального трубопровода тепловой сети и сбросом из первичного контура циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения в обратный магистральный трубопровод тепловой сети, вторичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя с циркуляционным насосом вторичного низкотемпературного контура и низкотемпературными системами теплопосребления здания, упо

- 1 009159 мянутый первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения соединен с упомянутым вторичным контуром циркуляции низкотемпературного теплоносителя разделительным теплообменником, при этом первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения связан через элемент, регулирующий расход, и разделительный теплообменник с конденсаторным контуром циркуляции теплоносителя таким образом, чтобы тепловой поток поступал из конденсаторного контура циркуляции теплоносителя через разделительный теплообменник через первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения к низкотемпературным системам теплопотребления здания, а возвратный теплоноситель конденсаторного контура циркуляции охлаждался до температуры, получаемой после концевого охладителя.

Технические результаты могут достигаться также тем, что элемент, регулирующий расход, и разделительный теплообменник конденсаторного контура и первичного контура циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения выполнены с возможностью охлаждать теплоноситель конденсаторного контура циркуляции только через первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения и низкотемпературные системы теплопотребления здания.

Технические результаты могут достигаться также тем, что элемент, регулирующий расход, и разделительный теплообменник конденсаторного контура и первичного контура циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения выполнены с возможностью охлаждать теплоноситель конденсаторного контура циркуляции только через концевой охладитель.

Технические результаты достигаются также тем, что способ работы системы теплоэлектроснабжения заключается в том, что вырабатывают и доставляют потребителям электрическую и тепловую энергию, а по меньшей мере часть тепловой энергии, утилизируемой на концевых охладителях, отводят в обогреваемые подсистемой теплоснабжения помещения.

Краткое описание фигур

На прилагаемой фигуре представлена схема системы теплоэлектроснабжения.

Осуществление изобретения

Система теплоэлектроснабжения содержит подсистему электроснабжения с тепловой электростанцией 1, с магистралями 2 циркуляции теплоносителя теплофикационной турбины 3, сетевыми подогревателями 4 и водогрейными котлами 5, разделительными теплообменниками 6, связывающими конденсаторный контур 7 циркуляции теплоносителя по меньшей мере с одним концевым охладителем 8, например градирней, и линиями электропередачи, подсистему использования тепловой энергии возвратного низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения, включающую прямой 9 и обратный 10 магистральные трубопроводы тепловой сети, контур 11 циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения по меньшей мере с одним отопительным прибором здания 12, первичный контур 13 циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения с циркуляционным насосом 14 первичного низкотемпературного контура с забором в первичный контур 13 циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения из обратного магистрального трубопровода 10 тепловой сети и сбросом из первичного контура 13 циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения в обратный магистральный трубопровод 10 тепловой сети, вторичный контур 15 циркуляции низкотемпературного теплоносителя с циркуляционным насосом 16 вторичного низкотемпературного контура и низкотемпературными системами теплопотребления 17 здания 12. Первичный контур 13 циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения соединен с вторичным контуром 15 циркуляции низкотемпературного теплоносителя разделительным теплообменником 18. При этом первичный контур 13 циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения связан через элемент 19, регулирующий расход, и разделительный теплообменник 20 с конденсаторным контуром 7 циркуляции теплоносителя таким образом, чтобы тепловой поток поступал из конденсаторного контура 7 циркуляции теплоносителя через разделительный теплообменник 20 через первичный контур 13 циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения к низкотемпературным системам теплопотребления 17 здания 12, а возвратный теплоноситель конденсаторного контура 7 циркуляции охлаждался до температуры, получаемой после концевого охладителя 8.

Низкотемпературными системами теплопотребления здания 17 могут быть, например, напольные отопительные панели, установки вентиляции, установки воздушного отопления. При этом последние два типа систем теплопотребления имеют увеличенные теплообменные блоки, рассчитанные на утилизацию тепловой энергии возвратного низкотемпературного теплоносителя. Подсистема теплоснабжения может включать центральные тепловые подстанции.

Система теплоэлектроснабжения работает следующим образом. Вырабатывают на теплофикационной турбине 3 путем сжигания топлива в котлах 5, подаваемого через устройства подачи 21, и доставляют потребителям, например, в здания 12 электрическую и тепловую энергию соответственно подсистемами теплоснабжения и электроснабжения, а тепловую энергию, утилизируемую на концевых охладителях 8, отводят в обогреваемые подсистемой теплоснабжения помещения 12.

Изготовление элементов системы теплоэлектроснабжения может быть осуществлено из известных

- 2 009159 комплектующих и материалов и известными методами.

Соединение элементов теплоэлектроснабжения может быть осуществлено известными методами.

Таким образом, система теплоэлектроснабжения позволяет достичь указанных выше технических результатов.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Система теплоэлектроснабжения, содержащая подсистему электроснабжения с тепловой электростанцией с магистралями циркуляции теплоносителя теплофикационной турбины, сетевыми подогревателями и водогрейными котлами, разделительными теплообменниками, связывающими конденсаторный контур циркуляции теплоносителя по меньшей мере с одним концевым охладителем и линиями электропередачи, подсистему использования тепловой энергии возвратного низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения, включающую прямой и обратный магистральные трубопроводы тепловой сети, контур циркуляции теплоносителя централизованного теплоснабжения по меньшей мере с одним отопительным прибором здания, первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения с циркуляционным насосом первичного низкотемпературного контура с забором в первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения из обратного магистрального трубопровода тепловой сети и сбросом из первичного контура циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения в обратный магистральный трубопровод тепловой сети, вторичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя с циркуляционным насосом вторичного низкотемпературного контура и низкотемпературными системами теплопотребления здания, упомянутый первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения соединен с упомянутым вторичным контуром циркуляции низкотемпературного теплоносителя разделительным теплообменником, отличающаяся тем, что первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения связан через элемент, регулирующий расход, и разделительный теплообменник с конденсаторным контуром циркуляции теплоносителя таким образом, чтобы тепловой поток поступал из конденсаторного контура циркуляции теплоносителя через разделительный теплообменник через первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения к низкотемпературным системам теплопотребления здания, а возвратный теплоноситель конденсаторного контура циркуляции охлаждался до температуры, получаемой после концевого охладителя.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что элемент, регулирующий расход, и разделительный теплообменник конденсаторного контура и первичного контура циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения выполнены с возможностью охлаждать теплоноситель конденсаторного контура циркуляции только через первичный контур циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения и низкотемпературные системы теплопотребления здания.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что элемент, регулирующий расход, и разделительный теплообменник конденсаторного контура и первичного контура циркуляции низкотемпературного теплоносителя централизованного теплоснабжения выполнены с возможностью охлаждать теплоноситель конденсаторного контура циркуляции только через концевой охладитель.
4. Способ работы системы теплоэлектроснабжения по п.1, заключающийся в том, что вырабатывают и доставляют потребителям электрическую и тепловую энергию, отличающийся тем, что по меньшей мере часть тепловой энергии, утилизируемой на концевых охладителях, отводят в обогреваемые подсистемой теплоснабжения помещения.