RU145767U1 - HEAT ELECTRIC STATION - Google Patents
HEAT ELECTRIC STATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU145767U1 RU145767U1 RU2014116191/06U RU2014116191U RU145767U1 RU 145767 U1 RU145767 U1 RU 145767U1 RU 2014116191/06 U RU2014116191/06 U RU 2014116191/06U RU 2014116191 U RU2014116191 U RU 2014116191U RU 145767 U1 RU145767 U1 RU 145767U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam turbine
- output
- recuperator
- connected via
- heat exchanger
- Prior art date
Links
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, которые между собой соединены по нагреваемой среде, отличающаяся тем, что в нее введен 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 нижнего сетевого подогревателя, а выход верхнего сетевого подогревателя соединен по нагреваемой среде 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 станция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан CH.1. 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 through a heating medium to the upper and lower network heaters, which are interconnected by a heated environment, characterized in that it introduced a heat engine with a closed circulation loop, operating on the organic Rankine cycle, while the closed loop heat circulation the fishing engine is made in the form of a circuit with a low boiling fluid containing 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 via a heated medium to the input of the heat exchanger-recuperator, which is connected via a heated medium to the input of the lower network a heater, and the output of the upper network heater is connected via a heated medium to the inlet of a turboexpander, the output of which is connected through a heating medium to a heat exchanger - a 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 closed cooling circuit. 2. Thermal power station according to claim 1, characterized in that as a low-boiling working fluid, liquefied propane CH is used.
Description
Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии.The utility model relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) for the utilization of low-grade heat from steam from heating steam from a steam turbine for additional generation of electric energy.
Прототипом является тепловая электрическая станция, содержащая теплофикационную турбину с отопительными отборами пара, подающий и обратный трубопроводы теплосети, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами теплосети и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку с испарителем, включенным в обратный трубопровод теплосети, и конденсатором, при этом конденсатор теплонасосной установки включен в подающий трубопровод теплосети после сетевых подогревателей (патент RU №2269014, МПК F01K 17/02, 27.01.2006).The prototype is a thermal power plant containing a cogeneration turbine with heating steam extraction, supply and return pipelines of the heating network, network heaters connected via a heated medium between the supply and return pipelines of the heating network and connected via heating medium to the heating selection, heat pump installation with an evaporator included in the return the heating pipeline, and a condenser, while the condenser of the heat pump installation is included in the supply pipe of the heating network after heating ateliers (patent RU No. 2269014, IPC F01K 17/02, 01/27/2006).
Основным недостатком прототипа является то, что утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины осуществляют в целях выработки дополнительной тепловой энергии, а не для дополнительной выработки электрической энергии.The main disadvantage of the prototype is that the utilization of low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine is carried out in order to generate additional thermal energy, and not for additional generation of electric energy.
Кроме этого, недостатком прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии, обусловленный затратами электрической мощности на привод теплонасосной установки.In addition, the disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of thermal power plants for the generation of electric energy, due to the cost of electric power to drive the heat pump installation.
Задачей полезной модели является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии.The objective of the utility model is to increase the efficiency of TPPs by utilizing the low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine to generate additional electric energy.
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, которые между собой соединены по нагреваемой среде, согласно настоящей полезной модели, введен 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 нижнего сетевого подогревателя, а выход верхнего сетевого подогревателя соединен по нагреваемой среде 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.The technical result is achieved by the fact that in a thermal power station comprising 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, which interconnected by a heated medium, according to this utility model, a closed-circuit heat engine has been introduced, operating on an organic qi lu Rankina, while the closed circuit of the circulation of the heat engine is made in the form of a circuit with a low boiling fluid containing a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger-recuperator, an air-cooled condenser and a condensate pump, and the output of the condensate pump is connected via a heated medium to the input of the heat exchanger-recuperator, which connected via a heated medium to the input of the lower network heater, and the output of the upper network heater is connected by a heated medium to the input of the turbo expander otorrhea connected by the heating medium to the heat exchanger-recuperator, yield exchanger-recuperator is connected by the heating medium with air-cooled condenser, the output of which is connected by a heating medium inlet of the condensate pump, forming a closed cooling circuit.
В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .
Таким образом, технический результат достигается за счет утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии, которую осуществляют путем нагрева в сетевых подогревателях низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C3H8) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved by utilizing the low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine to additionally generate electric energy, which is carried out by heating in the network heaters a low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8 ) of a closed-circuit heat engine operating on organic Rankine cycle.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена предлагаемая тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с воздушным охлаждением и теплообменником-рекуператором, и сетевые подогреватели.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows the proposed thermal power plant having a heat engine with air cooling and a heat exchanger-recuperator, and network heaters.
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 - теплообменник-рекуператор.12 - 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, которые между собой соединены по нагреваемой среде.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 electric generator 4 connected to the steam turbine 1, which is connected via heating medium to the upper 10 and lower 11 network heaters, which are between connected by a heated medium.
Отличием предлагаемой тепловой электрической станции является то, что в нее введен тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.The difference of the proposed thermal power plant is that it introduced a heat engine 5 with a closed loop, operating on the organic Rankine cycle.
Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 12, конденсатор 8 воздушного охлаждения и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 12, который соединен по нагреваемой среде с входом нижнего сетевого подогревателя 11, а выход верхнего сетевого подогревателя 10 соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором 12, выход теплообменника-рекуператора 12 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 circuit of the circulation of the heat engine 5 is made in the form of a circuit with a low boiling fluid containing a turboexpander 6 with an electric generator 7, a heat exchanger-recuperator 12, an air-cooled condenser 8 and a condensate pump 9, and the output of the condensate pump 9 is connected via a heated medium to the input of the heat exchanger-recuperator 12, which is connected via a heated medium to the input of the lower network heater 11, and the output of the upper network heater 10 is connected by a heated medium to the input of the turbo expander 6, the output of which connected by a heating medium to the heat exchanger-recuperator 12, the output of the heat exchanger-recuperator 12 is connected by the heating medium with air cooling condenser 8, the output of which is connected by a heating medium inlet condensate pump 9, forming a closed cooling circuit.
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.
Отработавший пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок. При этом образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации. Мощность паровой турбины 1 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 4.The exhaust steam coming from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2 is condensed on the surface of the condenser tubes. In this case, the condensate formed is sent via a condensate pump 3 of the steam turbine condenser to the regeneration system. The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main generator 4 connected to one shaft.
Преобразование низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины 1, в механическую и, далее, в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.The conversion of low-grade thermal energy from the steam from the steam turbine 1 to the mechanical and, further, to the electric one takes place in a closed loop of the heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle.
Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C3H8, который в начале направляют на нагрев в теплообменник-рекуператор 12, а затем направляют на нагрев и испарение в нижний сетевой подогреватель 11, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 380 K.The whole process begins with compression in a condensate pump 9 of liquefied propane C 3 H 8 , which is first sent for heating to the heat exchanger-recuperator 12, and then sent for heating and evaporation to the lower network heater 11, where the heating steam from the steam turbine 1 is supplied at a temperature of about 380 K.
Пар, поступающий из отопительного отбора паровой турбины 1 в паровое пространство нижнего сетевого подогревателя 11, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок, внутри которых протекает сжиженный пропан C3H8.The steam coming from the heating selection of the steam turbine 1 into the steam space of the lower network heater 11 condenses on the surface of the heated tubes, inside which liquefied propane C 3 H 8 flows.
В процессе теплообмена перегретого газообразного пропана C3H8 с сжиженным пропаном C3H8 в теплообменнике-рекуператоре 12, а также в процессе конденсации пара отопительного отбора в нижнем сетевом подогревателе 11 паровой турбины 1, происходит нагрев сжиженного пропана C3H8 до критической температуры 369,89 K, с последующим его испарением при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 5,7 МПа. После нижнего сетевого подогревателя 11 газообразный пропан C3H8 направляют на перегрев в верхний сетевой подогреватель 10, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 410 K.In the process of heat exchange of superheated gaseous propane C 3 H 8 with liquefied propane C 3 H 8 in the heat exchanger-recuperator 12, as well as in the process of condensation of heating steam in the lower network heater 11 of the steam turbine 1, the liquefied propane C 3 H 8 is heated to critical temperature 369.89 K, followed by its evaporation at supercritical pressure from 4.2512 MPa to 5.7 MPa. After the lower network heater 11, gaseous propane C 3 H 8 is directed to overheat in the upper network heater 10, where the heating steam from the steam turbine 1 enters at a temperature of about 410 K.
Пар, поступающий из отопительного отбора паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего сетевого подогревателя 10, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок, внутри которых протекает газообразный пропан C3H8.The steam coming from the heating selection of the steam turbine 1 into the steam space of the upper network heater 10 condenses on the surface of the heated tubes, inside which gaseous propane C 3 H 8 flows.
В процессе конденсации пара отопительного отбора в верхнем сетевом подогревателе 10 паровой турбины 1, происходит перегрев газообразного пропана C3H8 до сверхкритической температуры от 369,89 K до 400 K при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 5,7 МПа, который направляют в турбодетандер 6.In the process of condensation of heating selection steam in the upper network heater 10 of the steam turbine 1, gaseous propane C 3 H 8 overheats to a supercritical temperature of 369.89 K to 400 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa to 5.7 MPa, which is directed to turbo expander 6.
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 около 288 K, направляют в теплообменник-рекуператор 12 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 turbine expander 6. The power of the turboexpander 6 is transmitted to a generator 7 connected to one shaft. At the outlet of the turboexpander 6, gaseous propane C 3 H 8 having a superheated gas temperature of about 288 K is sent to a heat exchanger-recuperator 12 to reduce the temperature.
В теплообменнике-рекуператоре 12 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-recuperator 12, in the process of heat removal for heating liquefied propane C 3 H 8, the load on the condenser 8 and the power consumption for driving the air-cooled fan are reduced.
Далее, при снижении температуры газообразного пропана C3H8, происходит его сжижение в конденсаторе 8 воздушного охлаждения, охлаждаемого воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 K до 283,15 K.Further, with a decrease in the temperature of gaseous propane C 3 H 8 , it is 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 направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя 5.After the condenser 8 of air cooling in a liquefied state, propane C 3 H 8 is sent for compression to the condensate pump 9 of the heat engine 5.
Далее органический цикл Ренкина на основе низкокипящего рабочего тела повторяется.Further, the organic Rankine cycle based on a low-boiling working fluid is repeated.
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 K. 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 useful 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 not lower than 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 |
---|---|---|---|
RU2014116191/06U RU145767U1 (en) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | HEAT ELECTRIC STATION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014116191/06U RU145767U1 (en) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | HEAT ELECTRIC STATION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU145767U1 true RU145767U1 (en) | 2014-09-27 |
Family
ID=51656954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014116191/06U RU145767U1 (en) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | HEAT ELECTRIC STATION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU145767U1 (en) |
-
2014
- 2014-04-22 RU RU2014116191/06U patent/RU145767U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU145229U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145767U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145828U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU146400U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145218U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU146349U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145803U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145211U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU146405U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU144945U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145808U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145226U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145832U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145196U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145769U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145723U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145223U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU146404U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145736U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU146406U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU144935U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145221U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145227U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU146387U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145794U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150423 |