RU162433U1

RU162433U1 - WATER BOILER ROOM

Info

Publication number: RU162433U1
Application number: RU2015136619/06U
Authority: RU
Inventors: Ренат Ахатович Садыков; Айрат Заудатович Даминов; Илья Николаевич Соломин
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2016-06-10

Abstract

Водогрейная котельная, включающая водогрейный котел, экономайзер, сетевой насос, термоэлектрическую установку, работающую по органическому циклу Ренкина, отличающаяся тем, что в качестве рабочего тела использован изопентан (CH), нагреваемый в испарителе сетевой водой системы теплоснабжения, подогретой в котле и экономайзере, конденсируемый сетевой водой из тепловой сети системы теплоснабжения в конденсаторе.A boiler room, including a boiler, an economizer, a network pump, a thermoelectric plant operating according to the organic Rankine cycle, characterized in that isopentane (CH) is used as a working fluid; network water from the heat network of the heat supply system in the condenser.

Description

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована в водогрейных котельных для производства электрической энергии.The utility model relates to the field of energy and can be used in hot water boilers for the production of electrical energy.

Известна схема водогрейной котельной, включающая водогрейный котел, соединенный с подающим и обратным трубопроводами сетевой воды системы теплоснабжения, сетевой и рециркуляционный насос, систему подготовки подпиточной воды, содержащую подогреватель сырой воды, химводоочистку, подогреватель химочищенной воды, вакуумный деаэратор и подпиточный насос, контур низкокипящего рабочего агента, включающий турбину с электрогенератором, теплообменник-испаритель, конденсатор и питательный насос, причем вход турбины соединен с выходом теплообменника-испарителя, а выход турбины - с входом конденсатора, выход которого соединен с входом теплообменника-испарителя через питательный насос, отличающаяся тем, что дополнительно содержит поверхностный теплообменный аппарат, встроенный в газоход водогрейного котла, при этом выход поверхностного теплообменного аппарата соединен с входом теплообменника-испарителя, а вход через рециркуляционный насос и систему трубопроводов соединен с выходом теплообменника-испарителя (см. МПК F22B 33/18 Патент Российской Федерации 145822, опубл. 27.09.2014). Недостатком данной установки является то, что дополнительная установка поверхностного теплообменного аппарата, встроенного в газоход водогрейного котла повлечет увеличение аэродинамического сопротивления потоку уходящих дымовых газов, что может повлечь увеличение мощности привода дымососа или нагнетательного вентилятора. Также, температура уходящих дымовых газов современных котлов не более 120°C, при необходимой для исключения образования разрушающих конденсатов в дымовой трубе 110°C. Учитываю очень малую теплоемкость дымовых газов, передаваемая энтальпия воде в теплообменнике будет также значительно мала, что может быть недостаточным для вывода низкокипящего агента в паровую фазу.There is a known scheme of a hot water boiler house, including a hot water boiler connected to the supply and return pipelines of the heating system water supply network, a network and recirculation pump, a make-up water preparation system containing a raw water heater, chemical water treatment, a chemically purified water heater, a vacuum deaerator and a make-up pump, a low boiling water circuit agent, including a turbine with an electric generator, a heat exchanger-evaporator, a condenser and a feed pump, and the turbine inlet is connected to the heat output the exchanger-evaporator, and the turbine outlet is connected to the condenser inlet, the outlet of which is connected to the inlet of the heat exchanger-evaporator through a feed pump, characterized in that it further comprises a surface heat exchanger integrated in the gas duct of the boiler, while the output of the surface heat exchanger is connected to the inlet of the heat exchanger -evaporator, and the inlet through the recirculation pump and the piping system is connected to the outlet of the heat exchanger-evaporator (see IPC F22B 33/18 Patent of the Russian Federation 145822, publ. 09/27/2014). The disadvantage of this installation is that the additional installation of a surface heat exchanger built into the flue of the boiler will result in an increase in aerodynamic resistance to the flow of flue gases, which may lead to an increase in the drive power of the exhaust fan or blower fan. Also, the temperature of the flue gases of modern boilers is not more than 120 ° C, while necessary to prevent the formation of destructive condensates in the chimney 110 ° C. I take into account the very small heat capacity of the flue gases, the enthalpy transmitted to the water in the heat exchanger will also be significantly small, which may not be enough to remove the low boiling agent into the vapor phase.

Известна схема водогрейной котельной, включающая водогрейный котел, сетевой и рециркуляционный насосы, систему подготовки подпиточной воды, содержащую подогреватель сырой воды (первой и второй ступени), систему химводоочистки, подогреватель химочищенной воды, вакуумный деаэратор, подпиточный насос, тепловой двигатель с электрогенератором, теплообменник-испаритель, конденсатор и циркуляционный насос, отличающаяся тем, что выход теплового двигателя связан со входом теплообменника первой ступени подогревателя химочищенной воды, в качестве которого используется охладитель рабочего агента, выход которого связан со входом подогреватель сырой воды, в качестве которого использован конденсатор рабочего агента, а выход конденсатора через рециркуляционный насос и теплообменник-испаритель рабочего агента связан со входом теплового двигателя, кроме того, трубопровод холодной воды через конденсатор, блок химводоочистки и охладитель рабочего агента связан со входом второй ступени подогревателя химочищенной воды и деаэратором (см. МПК F22B 33/18 патент Российской Федерации, опубл. 27.01.2006). Недостатком известной схемы является то, что для конденсации низкокипящего рабочего агента использование сырой водопроводной и химически подготовленной воды по существу подходит только для тепловых сетей открытого типа, с достаточным расходом подпиточной воды. В системах теплоснабжения с тепловыми сетями закрытого типа расход подпиточной воды в тепловую сеть очень маленький, поэтому и полезная мощность теплового двигателя для данных систем будет незначительной.There is a known scheme of a hot water boiler house, including a hot water boiler, network and recirculation pumps, a make-up water preparation system containing a raw water heater (first and second stage), a chemical water treatment system, a chemically purified water heater, a vacuum deaerator, a feed pump, a heat engine with an electric generator, a heat exchanger an evaporator, a condenser and a circulation pump, characterized in that the output of the heat engine is connected to the input of the heat exchanger of the first stage of the cleaner water heater, as which uses a working agent cooler, the outlet of which is connected to the inlet of the raw water heater, which uses the condenser of the working agent, and the condenser outlet through the recirculation pump and the heat exchanger-evaporator of the working agent is connected to the inlet of the heat engine, in addition, the cold water pipeline through the condenser , the chemical water treatment unit and the working agent cooler are connected to the inlet of the second stage of the chemically purified water heater and a deaerator (see IPC F22B 33/18 patent of the Russian Federation, publ. 01/27/2006). A disadvantage of the known scheme is that for the condensation of a low boiling working agent, the use of raw tap and chemically prepared water is essentially suitable only for open heating networks with a sufficient consumption of make-up water. In heat supply systems with closed-circuit heating networks, the make-up water consumption in the heating network is very small, therefore, the useful power of the heat engine for these systems will be insignificant.

Водогрейная котельная содержит водогрейный котел и экономайзер для подогрева сетевой воды системы теплоснабжения, сетевой насос для циркуляции сетевой воды, термоэлектрическую установку, работающую по органическому циклу Ренкина, для производства электроэнергии. В качестве рабочего тела термоэлектрической установки применяется изопентан (химическая формула C₅H₁₂). Работа водогрейной котельной осуществляется по схеме, представленной на фиг 1.The hot water boiler house contains a hot water boiler and an economizer for heating the network water of the heat supply system, a network pump for circulating network water, a thermoelectric plant operating according to the organic Rankine cycle for generating electricity. Isopentane (chemical formula C ₅ H ₁₂ ) is used as the working fluid of the thermoelectric installation. The work of the boiler is carried out according to the scheme shown in Fig 1.

Водогрейная котельная содержит водогрейный котел 1, вынесенный экономайзер 2, сетевой насос 9, термоэлектрическую установку 3, работающую по органическому циклу Ренкина с рабочим телом изопентан, включающую испаритель 4, детандер 5, генератор 6, конденсатор 7, циркуляционный насос 8.The hot water boiler house contains a hot water boiler 1, an external economizer 2, a network pump 9, a thermoelectric plant 3 operating on an organic Rankine cycle with an isopentane working medium, including an evaporator 4, expander 5, generator 6, condenser 7, and circulation pump 8.

Сетевая вода системы теплоснабжения, подогревается в котле 1, после чего частично подается в экономайзер 2, а частично направляется на вход в испаритель 4, смешиваясь с водой, прошедшей экономайзер 2. В испарителе сетевая вода нагревает рабочее тело, который в свою очередь переходит в состояние пара. Далее рабочее тело в паровом состоянии подается в детандер 5, где совершает полезную работу, раскручивая рабочий орган турбомашины. Полезная мощность, возникающая на валу детандера, передается на вал генератора 6 и преобразуется в электрическую.The network water of the heat supply system is heated in the boiler 1, after which it is partially supplied to the economizer 2, and partially sent to the entrance to the evaporator 4, mixing with water that has passed through the economizer 2. In the evaporator, the network water heats the working fluid, which in turn goes into a state couple. Next, the working fluid in the vapor state is fed to the expander 5, where it performs useful work, untwisting the working body of the turbomachine. The net power arising on the expander shaft is transmitted to the shaft of the generator 6 and converted into electric.

Далее рабочее тело поступает в конденсатор 7, где где конденсируется, охлаждаясь оборотной сетевой водой, подаваемой сетевым насосом 9. Далее с помощью циркуляционного насоса 8 повышается давление рабочего тела до необходимого и вновь подается в испаритель 4.Next, the working fluid enters the condenser 7, where it condenses, being cooled by the circulating network water supplied by the network pump 9. Then, using the circulation pump 8, the working fluid pressure is increased to the required pressure and is again fed to the evaporator 4.

Технический результат заключается в том, что применение полезной модели позволит производить электрическую энергию в водогрейной котельной; также полезная модель позволит в термоэлектрической установке вырабатывать мощность, способную полностью покрывать собственные нужды котельной в электроэнергии; также полезная модель позволит использовать сетевую воду для нагрева и охлаждения рабочего тела термоэлектрической установки, что снизит затраты на производство тепловой и электрической энергий.The technical result is that the use of a utility model will allow the production of electrical energy in a boiler room; The utility model will also allow generating a power in a thermoelectric installation that can fully cover the boiler’s own needs for electricity; The utility model will also allow the use of network water for heating and cooling the working fluid of a thermoelectric installation, which will reduce the cost of producing thermal and electric energy.

Claims

A hot water boiler room, including a hot water boiler, an economizer, a network pump, a thermoelectric plant operating on the organic Rankine cycle, characterized in that isopentane (C ₅ H ₁₂ ) is used as a working fluid, heated in the evaporator by the network water of the heating system heated in the boiler and an economizer condensed by network water from the heat network of a heat supply system in a condenser.