RU2000449C1

RU2000449C1 - Многоконтурна энергетическа установка

Info

Publication number: RU2000449C1
Authority: RU
Inventors: Николай Яковлевич Бутаков
Original assignee: Николай Яковлевич Бутаков
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1993-09-07

Abstract

Использование: в теплоэнергетике дл выработки электрической энергии за счет утилизации низкотемпературных источников сбросного тепла на промышленных предпри ти х, на атомных электростанци х небольшой мощности, а также дл утилизации сбросного тепла геотермальных источников , Сущность изобретени : парогенератор многоконтурной теплоэнергетической установки с конденсатором-испарителем выполнен в виде котла-утилизатора, пароперегреватель - в виде теплообменника смешивающего типа с расположением в его полости внутреннего оросител и теплообменной поверхности с двум входами и выходами дл подвода и отвода раэнотемпературного теплоносител . Конденсатор-испаритель выполнен с входом и выходом по пару рабочего тела и выходом по его конденсату, причем последний подсоединен к входу насоса первого контура. Вход и выход по пару подключены соответственно к выходу паровой турбины первого контура и посредством трубопровода с запорным органом к входу теплообменника-утилизатора второго контура. Внутренний ороситель подсоединен к выходу насоса второго контура, а выход турбины первого контура посредством паропровода с запорным органом дополнительно подключен к входу теплообменника-утилизатора второго контура. Все контуры установки заполнены низкокип щим рабочим телом. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к промышленным энергетическим установкам, предназначенным дл выработки электрической энергии, и может быть применено дл утилизации низкотемпературных источников сбросного тепла на промышленных предпри ти х , на атомных электростанци х небольшой мощности, а также дл утилизации сбросного тепла геотермальных источников .

Известны теплоэнергетические установки , использующие низкотемпературные источники тепла, в том числе сбросное тепло , с целью увеличени выработки электроэнергии и экономии топлива (авт. св. СССР Мг 300722, кл. F 01 К 17/00, 1971).

В качестве прототипа выбрана многоконтурна установка (Кириллин В.А. и др. Техническа термодинамика, М.. 1974, с. 345, рис. 1.1-31), котора содержит два контура , соединенных между собой посредством конденсатора-испарител , при этом второй контур содержит пароперегреватель , а первый - парогенератор.

Недостатками известных теплоэнергетических установок вл етс то, что они не

ГО

о о о

fc

ю

о

могут одновременно использовать различные низкотемпературные источники сбросного тепла и низкие температуры окружающей среды в широком диапазоне вплоть до -60°С.

Цель изобретени - повышение экономичности многоконтурной теплоэнергетической установки.

Мощность многоконтурной теплоэнергетической установки зависит от количества источников сбросного тепла, различных по температурному уровню и температуре окружающей среды. Поэтому чем больше источников сбросного тепла используетс установкой и чем ниже температура окружающей среды, тем выше полезна мощность и, следовательно, тем выше экономичность предложенной многоконтурной теплоэнергетической установки.

Цель достигаетс тем, что парогенератор выполнен в виде котла-утилизатора, пароперегреватель - в виде теплообменника-утилизатора , а конденсатор-испаритель - в виде теплообменника смешивающего типа с. расположением в его полости внутреннего оросител и теплообменной поверхности с двум входами и выходами дл подвода и отвода разнотемпературног о теплоносител и имеет вход и выход по пару рабочее о тела и оыход по его конденсату, причем последний подсоединен к входу насоса первого контура, вход и выход по пару подключены соответственно к выходу паровой турбины первого контура и посредством трубопровода с запорным органом к входу теплообменника-утилизатора второго контура , а выход турбины первого контура посредством паропровода с запорным органом дополнительно подключен к входу теплообменника-утилизатора второго контура , при этом контуры заполнены низкокип щим рабочим телом.

На фиг. 1 изображена двухкоитурна теплоэнергетическа установка; на фиг. 2 - трехконтурна теплоэнергетическа установка .

Двухконтурна теплоэнергетическа установка состоит из силовых контуров 1 и 2 с электрическим генератором 3 и включает парогенератор 4, выполненный в виде котла-утилизатора , турбину 5, конденсатор-испаритель 6, выполненный в виде теплообменника смешивающего типа с расположением в его полости внутреннего оросител 7 и тсплообменной поверхности с двум входами и выходами дл подвода и отвода разнотемпературного теплоносител и имеющий вход и выход по пару рабочего тела и выход по его конденсату, конденсатный насос 8 контура 1, пароперегреватель 9, выполненный в виде теплообменника-утилизатора , турбину 10, конденсатор 11, конденсатный насос 12 контура 2. Двухконтурна теплоэнергетическа установка использует источники сбросного тепла СИ, Q2, Оз и низкие температуры охлаждающей воды,от 10 до-3°С.

Изобретение осуществл етс в виде трехконтурной теплоэнергетической установки , приведенной на фиг. 2, с использованием источников сбросного тепла Си, Q2, Оз, Q.4, Qs и низкой температуры наружного воздуха , вплоть до -60°С и ниже.

Многокоитурна (трехконтурна ) энергетическа установка работает следующим образом.

Перегретые пары низкокип щего рабочего тела из парогенератора 4 силового контура 1 поступают в турбину 5, где, расшир сь , совершают механическую работу, Часть отработавших паров после турбины 5 поступает о конденсатор-испаритель 6 с встроенным оросителем 7, где нагревает до температуры насыщени поступивший в него конденсат низкокип щего рабочего тела путем непосредственного контакта. Испарение конденсата происходит за счет источника сбросного тепла Ог, циркулирующего в трубках теплопередающей поверхности

конденсатора-испарител 6 вместо охлаждающей воды. Оставша с часть отработавших паров после турбины 5 и насыщенные пары из конденсатора-испарител 6 поступают в теплообменник-утилизатор 9. Из него перегретые пары поступают в турбину 10 силового контура 2. Отработавшие пары после турбины 10 поступают в конденсатор- испаритель 11 с встроенным оросителем 13, где нагревают до температуры насыщени

поступивший в него конденсат низкокип щего рабочего тела путем непосредственного контакта. Испарение конденсата происходит за счет источника сбросного тепла Си, циркулирующего в трубках тепло

передающей поверхности конденсатора-испарител 11 вместо охлаждающей воды. Насыщенные пары из конденсатора-испарител 1 1 поступают в теплообменник-утилизатор 14 дл перегрева источником

0 сбросного тепла Qs. Перегретые пары из теплообменникэ-утилизатор 14 поступают в турбину 15 силового контура 3, где, расшир сь , совершают механическую работу. Отработавшие пары из турбины 15 поступают

5 в турбину 16, где, расшир сь, совершают механическую работу. Отработавшие пары после турбины 1G поступают в конденсатор 17, где конденсируютс за счет охлаждающего рассола, поступившего из градирни 18 при помощи циркул ционного насоса 19.

щего рассола, поступившего из градирни 18 при помощи циркул ционного насоса 19. Конденсат низкокип щего рабочего тела конденсатным насосом 20 подаетс в регенеративный подогреватель 21. где подогре- ваетс до положительных температур паром из отбора после турбины 15. Затем подогретый конденсат поступает в ороситель 13 конденсатора-испарител 11. где подогреваетс и частично испар етс . На- сыщенные пары подаютс в теплообменник-утилизатор 14, а конденсат конденсатным насосом 12 подаетс в ороситель 7 конденсатора-испарител б, где по- догреваетс и частично испар етс . Насыщенные пары подаютс в теплообменник-утилизатор 9, а конденсат конденсатным насосом 8 подаетс в парогенератор 4 силового контура 1 и цикл повтор етс .

Турбины 5 и 10 служат дл привода электрического генератора 22, а турбины 15 и 16 - дл привода электрического генератора 23.

Таким образом, в многоконтурной теплоэнергетической установке силовые конту- ры используют источники сбросного тепла различного темг -ратурного уровн и низкие температуры наружного воздуха

Технико-экономические расчеты показывают целесообразность создани много- контурной теплоэнергетической установки, использующей бросовое тепло в виде пара и воды, и широкое использование низких температур окружающей среды, особенно в районах с холодным климатом.

Claims

Формула изобретени Многоконтурна энергетическа установка , содержаща по крайней мере два соединенных посредством конденсатора- испарител контура, включающих паровые турбины с генератором и насосы, при этом на входе в турбины первого и второго контуров установлены соответственно парогенератор и пароперегреватель, а на выходе турбины второго контура - конденсатор, о т- личающа с тем, что, с целью повышени экономичности, парогенератор выполнен в виде котла-утилизатора, пароперегреватель - в виде теплообменника-утилизатора , а конденсатор-испаритель - в виде теплообменника смешивающего типа с расположением в его полости внутреннего оросител , и теплообменной поверхности с двум входами и выходами дл подвода и отвода разнотемпературного теплоносител и имеет вход и выход по пару рабочего тела и выход по его конденсату, причем последний подсоединен к входу в насос первого контура, вход и выход по пару подключены соответственно к выходу паровой турбины первого контура и посредством трубопровода с запорным органом - к входу теплообменника-утилизатора второго контура , внутренний ороситель подсоединен к выходу насоса второго контура, а выход турбины первого контура посредством паропровода с запорным органом дополнительно подключен к входу теплообменника-утилизатора второго контура, при этом контуры заполнены низкокип щим рабочим телом.

фиг. Г

№