RU140431U1 - HEAT ELECTRIC STATION - Google Patents
HEAT ELECTRIC STATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU140431U1 RU140431U1 RU2013153813/06U RU2013153813U RU140431U1 RU 140431 U1 RU140431 U1 RU 140431U1 RU 2013153813/06 U RU2013153813/06 U RU 2013153813/06U RU 2013153813 U RU2013153813 U RU 2013153813U RU 140431 U1 RU140431 U1 RU 140431U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- heated medium
- output
- steam turbine
- condenser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
1. Тепловая электрическая станция, включающая последовательно соединенные паровую турбину, конденсатор паровой турбины и конденсатный насос конденсатора паровой турбины, а также основной электрогенератор, соединенный с паровой турбиной, которая соединена по греющей среде с верхним и нижним сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами сетевой воды, отличающаяся тем, что в нее введены теплообменник-охладитель, вход которого по нагреваемой среде соединен с обратным трубопроводом сетевой воды, а выход по нагреваемой среде - с нижним сетевым подогревателем, и тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина, при этом замкнутый контур циркуляции теплового двигателя выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер с электрогенератором, теплообменник-рекуператор, конденсатор воздушного охлаждения и конденсатный насос, причем выход конденсатного насоса соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора, который соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора паровой турбины, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя, выход теплообменника-охладителя по нагреваемой среде соединен с входом турбодетандера, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором, выход теплообменника-рекуператора соединен по греющей среде с конденсатором воздушного охлаждения, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса, образуя замкнутый контур охлаждения.2. Тепловая электрическая ст1. Thermal power station, including a series-connected steam turbine, a steam turbine condenser and a condensate pump of a steam turbine condenser, as well as a main electric generator connected to a steam turbine, which is connected via a heating medium to the upper and lower network heaters connected via a heated medium between the supply and return pipelines of network water, characterized in that a heat exchanger-cooler is introduced into it, the inlet of which is connected via a heated medium to the return pipeline water, and the outlet through the heated medium with a lower network heater, and a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle, while the closed loop of the heat engine circulation is made in the form of a circuit with a low-boiling working fluid containing a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger a recuperator, an air-cooled condenser, and a condensate pump, the output of the condensate pump being connected via a heated medium to the input of the heat exchanger-recuperator, which is connected by a heated medium with a condenser inlet of a steam turbine, the output of which is connected through a heated medium to the inlet of a heat exchanger-cooler, the output of a heat exchanger-cooler in a heated medium is connected to an inlet of a turbine expander, the output of which is connected through a heating medium to a heat exchanger-recuperator, the output of a heat exchanger-recuperator is connected to a heating medium with an air-cooled condenser, the output of which is connected via a heated medium to the inlet of the condensate pump, forming a closed cooling circuit. 2. Thermal electrical
Description
Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована на тепловых электрических станциях (ТЭС) для утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты в конденсаторах паровых турбин ТЭС и утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды.The utility model relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) for utilization of low-grade waste heat in condensers of steam turbines of TPPs and for utilization of excess low-grade heat of return network water.
Прототипом является тепловая электрическая станция, содержащая подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, паровую турбину с отопительными отборами пара и конденсатором, к которому подключены напорный и сливной трубопроводы циркуляционной воды, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами сетевой воды и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку, испаритель которой подключен по греющей среде к сливному трубопроводу циркуляционной воды, при этом конденсатор теплонасосной установки по нагреваемой среде включен в подающий трубопровод сетевой воды после сетевых подогревателей (патент RU №2268372, МПК F01K 17/02, 20.01.2006).The prototype is a thermal power plant containing a supply and return piping of network water, a steam turbine with heating steam extraction and a condenser, to which pressure and drain pipelines of circulation water are connected, network heaters connected through a heated medium between the supply and return pipelines of network water and connected through heating medium to heating taps, a heat pump installation, the evaporator of which is connected via heating medium to a drainage pipe of circulating water, while m the condenser of the heat pump installation for the heated medium is included in the supply pipe of the network water after the network heaters (patent RU No. 2268372, IPC F01K 17/02, 01/20/2006).
Основным недостатком прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии из-за отсутствия полной утилизации сбросной скрытой теплоты парообразования в конденсаторе паровой турбины, обусловленную наличием вторичного контура (теплонасосной установки), а также отсутствия утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды, для дополнительной выработки электроэнергии. Кроме этого, недостатком является низкий ресурс и надежность работы конденсатора паровой турбины из-за использования технической (циркуляционной) воды, которая загрязняет конденсатор паровой турбины. Из-за повышенных тепловых выбросов циркуляционной воды в водоем-охладитель нарушается его экосистема.The main disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of thermal power plants for generating electric energy due to the lack of complete utilization of the latent heat of vaporization in the condenser of a steam turbine due to the presence of a secondary circuit (heat pump installation), as well as the lack of utilization of excess low potential heat of return network water, for additional electricity generation. In addition, the disadvantage is the low resource and reliability of the condenser of the steam turbine due to the use of technical (circulating) water, which pollutes the condenser of the steam turbine. Due to the increased thermal emissions of the circulation water into the cooling pond, its ecosystem is disturbed.
Задачей полезной модели является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет полного использования сбросной низкопотенциальной теплоты и утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды для дополнительной выработки электрической энергии, повышение ресурса и надежности работы конденсатора паровой турбины и снижение тепловых выбросов в окружающую среду.The objective of the utility model is to increase the efficiency of TPPs due to the full use of waste low-grade heat and utilization of excess low-grade heat of return network water for additional generation of electric energy, increase the resource and reliability of the steam turbine condenser, and reduce thermal emissions into the environment.
Технический результат достигается тем, что в тепловую электрическую станцию, включающую последовательно соединенные паровую турбину, конденсатор паровой турбины и конденсатный насос конденсатора паровой турбины, а также основной электрогенератор, соединенный с паровой турбиной, которая соединена по греющей среде с верхним и нижним сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами сетевой воды, согласно настоящей полезной модели, введены теплообменник-охладитель, вход которого по нагреваемой среде соединен с обратным трубопроводом сетевой воды, а выход по нагреваемой среде - с нижним сетевым подогревателем, и тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина, при этом замкнутый контур циркуляции теплового двигателя выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер с электрогенератором, теплообменник-рекуператор, конденсатор воздушного охлаждения и конденсатный насос, причем выход конденсатного насоса соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора, который соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора паровой турбины, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя, выход теплообменника-охладителя по нагреваемой среде соединен с входом турбодетандера, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором, выход теплообменника-рекуператора соединен по греющей среде с конденсатором воздушного охлаждения, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса, образуя замкнутый контур охлаждения. В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8.The technical result is achieved by the fact that in a thermal power station including a series-connected steam turbine, a steam turbine condenser and a condensate pump of a steam turbine condenser, as well as a main electric generator connected to a steam turbine, which is connected via heating medium to the upper and lower network heaters included According to the present utility model, a heat exchanger-cooler is introduced along the heated medium between the supply and return pipelines of the network water, the input of which is through the medium to be heated is connected to the return pipe of the network water, and the outlet through the heated medium is connected to the lower network heater, and the closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle, while the closed loop of the heat engine is made in the form of a circuit with a low boiling medium, comprising a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger-recuperator, an air-cooled condenser and a condensate pump, the output of the condensate pump being connected to the input via a heated medium a heat exchanger-recuperator, which is connected via a heated medium to the condenser inlet of a steam turbine, the output of which is connected through a heated medium to the input of a heat exchanger-cooler, the output of a heat exchanger-cooler through a heated medium is connected to the inlet of a turbine expander, the output of which is connected through a heating medium to a heat exchanger-recuperator, the output of the heat exchanger-recuperator is connected via a heating medium to an air-cooled condenser, the output of which is connected via a heated medium to the inlet of the condensate pump, forming a mentioned cooling circuit. As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .
Таким образом, технический результат достигается за счет полной утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования) и утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе паровой турбины и теплообменнике-охладителе, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C3H8) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved due to the complete utilization of waste low-grade heat (latent heat of vaporization) and the utilization of excess low-grade heat of return network water, which is carried out by sequential heating, respectively, in the condenser of the steam turbine and heat exchanger-cooler, low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8 ) closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена предлагаемая тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с воздушным охлаждением, теплообменником-рекуператором, и теплообменник-охладитель.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows the proposed thermal power plant having an air-cooled heat engine, a heat exchanger-recuperator, and a heat exchanger-cooler.
На чертеже цифрами обозначены:In the drawing, the numbers indicate:
1 - паровая турбина,1 - steam turbine,
2 - конденсатор паровой турбины,2 - condenser of a steam turbine,
3 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины,3 - condensate pump condenser of a steam turbine,
4 - основной электрогенератор,4 - the main generator
5 - тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции,5 - heat engine with a closed circuit,
6 - турбодетандер,6 - turboexpander,
7 - электрогенератор,7 - electric generator,
8 - конденсатор воздушного охлаждения,8 - air-cooled condenser,
9 - конденсатный насос,9 - condensate pump,
10 - верхний сетевой подогреватель,10 - upper network heater,
11 - нижний сетевой подогреватель,11 - lower network heater,
12 - подающий трубопровод сетевой воды,12 - supply pipe network water,
13 - обратный трубопровод сетевой воды,13 - return pipe network water,
14 - теплообменник-охладитель,14 - heat exchanger-cooler,
15 - теплообменник-рекуператор.15 - heat exchanger-recuperator.
Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные паровую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, а также основной электрогенератор 4, соединенный с паровой турбиной 1, которая соединена по греющей среде с верхним 10 и нижним 11 сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде между подающим 12 и обратным 13 трубопроводами сетевой воды.The thermal power plant includes a series-connected steam turbine 1, a steam turbine condenser 2 and a condenser pump 3 of the steam turbine condenser, as well as a main
Отличием предлагаемой тепловой электрической станции является то, что в нее введены теплообменник-охладитель 14 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина. Вход теплообменника-охладителя 14 по нагреваемой среде соединен с обратным трубопроводом 13 сетевой воды. Выход теплообменника-охладителя 14 по нагреваемой среде соединен с нижним сетевым подогревателем 11.The difference of the proposed thermal power plant is that it introduced a heat exchanger-
Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 15, конденсатор 8 воздушного охлаждения и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 15, который соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 2 паровой турбины, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя 14, выход теплообменника-охладителя 14 по нагреваемой среде соединен с входом турбодетандера 6, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором 15, выход теплообменника-рекуператора 15 соединен по греющей среде с конденсатором 8 воздушного охлаждения, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса 9, образуя замкнутый контур охлаждения.The closed circulation circuit of the heat engine 5 is made in the form of a circuit with a low boiling fluid containing a
В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .
Предлагаемая тепловая электрическая станция работает следующим образом.The proposed thermal power plant operates as follows.
Пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан C3H8). Мощность паровой турбины 1 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 4.The steam coming from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C 3 H 8 ). The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main
Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации.Steam condensation is accompanied by the release of latent heat of vaporization, which is removed using coolant. The condensate formed by means of a condensate pump 3 of a steam turbine condenser is sent to a regeneration system.
Преобразование сбросной низкопотенциальной тепловой энергии, отработавшего в турбине 1 пара, и избыточной низкопотенциальной тепловой энергии обратной сетевой воды, в механическую и, далее, в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина. Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C3H8, который направляют на подогрев в теплообменник-рекуператор 15, а затем направляют на подогрев и испарение в конденсатор 2 паровой турбины, куда поступает отработавший в турбине 1 пар.The conversion of waste low-potential thermal energy spent in the turbine 1 steam and excess low-potential thermal energy of reverse network water into mechanical and, further, into electric energy occurs in a closed circuit of the heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle. The whole process begins with compression in a
Температура кипения сжиженного пропана C3H8 сравнительна низка (293 К при давлении 0,833 МПа), поэтому в конденсаторе 2 паровой турбины он быстро испаряется и переходит в газообразное состояние, далее его направляют на перегрев в теплообменник-охладитель 14. Температура обратной сетевой воды может варьироваться в интервале от 313,15 К до 343,15 К.The boiling point of liquefied propane C 3 H 8 is relatively low (293 K at a pressure of 0.833 MPa), therefore, it quickly evaporates in the condenser 2 of the steam turbine and goes into a gaseous state, then it is sent for overheating to the heat exchanger-
В теплообменнике-охладителе 14 в процессе теплообмена обратной сетевой воды с газообразным пропаном C3H8 происходит перегрев газообразного пропана C3H8 до температуры в интервале от 308,15 К до 323,15 К. После теплообменника-охладителя 14 перегретый газообразный пропан C3H8 направляют в турбодетандер 6.In the heat exchanger-
Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного пропана C3H8 в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный пропан C3H8, имеющий температуру перегретого газа, направляют в теплообменник-рекуператор 15 для снижения температуры.The process is configured in such a way that condensation of gaseous propane C 3 H 8 does not occur in the operation of the heat transfer in the
В теплообменнике-рекуператоре 15 в процессе отвода теплоты на нагрев сжиженного пропана C3H8 снижается нагрузка на конденсатор 8 и затраты мощности на привод вентилятора воздушного охлаждения.In the heat exchanger-
Далее его температуру снижают и сжижают в конденсаторе 8 воздушного охлаждения, охлаждаемого воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 К до 283,15 К.Further, its temperature is reduced and liquefied in an air-cooled condenser 8 cooled by ambient air in the temperature range from 223.15 K to 283.15 K.
После конденсатора 8 воздушного охлаждения в сжиженном состоянии пропан C3H8 сжимают в конденсатном насосе 9 и направляют на подогрев в теплообменник-рекуператор 15, а затем на подогрев и испарение в конденсатор 2 паровой турбины.After the condenser 8 of air cooling in a liquefied state, propane C 3 H 8 is compressed in a
Для решения проблемы излишнего потребления пресной воды настоящая полезная модель позволяет осуществить воздушное охлаждение теплового двигателя 5. Применение конденсатора 8 воздушного охлаждения позволяет его эксплуатировать в условиях холодного климата со средней температурой воздуха в наиболее холодный период не ниже 218 К. Конденсатор 8 воздушного охлаждения имеет более длительный срок службы по сравнению с конденсатором водяного охлаждения из-за меньшего загрязнения и коррозии наружной поверхности теплообмена.To solve the problem of excessive fresh water consumption, this utility model allows air cooling of the heat engine 5. The use of air-cooled condenser 8 allows it to be operated in cold climates with an average air temperature in the coldest period of at least 218 K. The air-cooled condenser 8 has a longer service life compared to a water-cooled condenser due to less pollution and corrosion of the outer surface of the heat exchange.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013153813/06U RU140431U1 (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | HEAT ELECTRIC STATION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013153813/06U RU140431U1 (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | HEAT ELECTRIC STATION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU140431U1 true RU140431U1 (en) | 2014-05-10 |
Family
ID=50630127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013153813/06U RU140431U1 (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | HEAT ELECTRIC STATION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU140431U1 (en) |
-
2013
- 2013-12-04 RU RU2013153813/06U patent/RU140431U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU140428U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140802U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140431U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140395U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140394U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140877U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140392U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140785U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140384U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140414U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140396U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140794U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140435U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140275U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140254U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140381U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU144904U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140800U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140410U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140791U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140796U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU144920U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140405U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU144895U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU140383U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20141205 |