RU2157894C2

RU2157894C2 - Method for heat and power cogeneration at thermal power stations and high-efficiency power unit implementing it (design versions of high-efficiency power unit)

Info

Publication number: RU2157894C2
Application number: RU99101371/06A
Authority: RU
Inventors: А.У. Липец; Л.В. Дирина; С.М. Кузнецова; В.В. Гордеев; Ю.А. Ершов; Д.М. Будняцкий
Original assignee: Открытое акционерное общество "Подольский машиностроительный завод"
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-10-20

Abstract

FIELD: thermal engineering; thermal power stations with high-efficiency power units. SUBSTANCE: part of feedwater taken from general flow passed through regenerative heating system is conveyed to bypass line and turbine economizer is supplied with this part of flow upon cooling it down due to transfer of some heat for desired heating of delivery water by heat transfer between these media. Proposed method can be implemented by means of known high-efficiency power units updated according to proposed invention. Both design versions of power unit incorporate provision for interconnecting main feedwater line upstream of its gate valve and bypass line downstream of its gate valve by means of interconnecting pipe. One of proposed updated units has gate valve installed on mentioned interconnecting pipe and hot loop of its extraction heat exchanger is connected to bypass line upstream of turbine economizer; in other design version hot loop of extraction heat exchanger is connected to interconnecting pipe between its two gate valves. Proposed units are universal as they provide for heat and power cogeneration without derating; they are suitable for running under all conditions and using all kinds of fuel. EFFECT: enlarged functional capabilities. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности - к энергетическим блокам повышенной эффективности (БПЭ), направлено на расширение функциональных возможностей таких блоков и обеспечение их универсальности за счет возможности комбинированной выработки тепла и электрической энергии без потери номинальной электрической мощности БПЭ при сохранении функциональных возможностей существующих БПЭ и возможности реализации указанных режимов при использовании любых видов топлива. The invention relates to a power system, in particular, to power units of increased efficiency (WPT), is aimed at expanding the functionality of such units and ensuring their versatility due to the possibility of combined heat and power generation without losing the rated electrical power of WPT while maintaining the functionality of existing WPT and the possibility of implementing these modes when using any type of fuel.

Известные обычные энергетические блоки ТЭС имеют однопоточную связь турбинной установки с котлом по питательной воде: последняя после нагрева в подогревателях высокого давления (ПВД) системы регенерации турбинной установки подается непосредственно в котельный экономайзер. Это не позволяет обеспечить глубокое охлаждение уходящих дымовых газов и ограничивает экономичность (КПД) котельной установки и энергоблока в целом при производстве только электрической энергии. Другим недостатком обычных энергетических блоков при производстве только электрической энергии является жесткая связь вырабатываемой блоком электрической мощности с расходом пара в голову турбины. Обычные энергетические блоки ТЭС позволяют осуществлять комбинированную выработку тепла и электрической энергии известным в теплоэнергетике способом - за счет дополнительного расхода пара из соответствующих отборов турбины, используемого для нагрева сетевой воды. Это повышает экономичность работы энергетического блока за счет уменьшения сброса пара в конденсатор турбины при неизменной паропроизводительности котла, но при этом снижается электрическая мощность энергоблока, что тоже является одним из недостатков обычных энергетических блоков (1). Well-known conventional power units of TPPs have a single-threaded connection between the turbine unit and the boiler through feedwater: the latter, after heating in the high-pressure heaters (LDPE) of the turbine unit regeneration system, is fed directly to the boiler economizer. This does not allow for deep cooling of the flue gases and limits the efficiency (efficiency) of the boiler plant and the power unit as a whole in the production of only electric energy. Another drawback of conventional energy blocks in the production of only electric energy is the tight connection between the electric power generated by the block and the steam consumption in the turbine head. Conventional power units of TPPs allow for the combined generation of heat and electric energy in a manner known in the power industry — due to the additional flow of steam from the corresponding turbine selections used to heat the mains water. This increases the efficiency of the energy unit by reducing the discharge of steam into the turbine condenser with the boiler constant steam output, but at the same time the electric power of the unit decreases, which is also one of the disadvantages of conventional energy units (1).

Известные энергетические блоки повышенной эффективности от описанных выше обычных энергоблоков отличаются тем, что в котле за основным котельным экономайзером по ходу газов установлен турбинный экономайзер, и питательная вода в котельный экономайзер подается двумя потоками: основным, после нагрева в ПВД системы регенерации турбины, и частично - байпасным недогретым потоком, отводимым из системы регенерации турбины на промежуточном участке, преимущественно перед ПВД, который, минуя ПВД, проходит через турбинный экономайзер, подогревается в нем за счет дополнительного отбора тепла у дымовых газов, которые при этом глубоко охлаждаются, и после такого нагрева подмешивается к основному потоку питательной воды и вместе с ним поступает в котельный экономайзер. Для регулирования соотношения расходов питательной воды в обоих потоках на основном и байпасном трубопроводах установлены задвижки. При таком байпасировании части общего потока питательной воды расход пара из отборов турбины на работу ПВД уменьшается, и освободившийся отборный пар направляется в хвост турбины, вырабатывая дополнительную электрическую мощность, хотя при этом экономичность (КПД) паросилового цикла несколько снижается за счет увеличения сброса пара в конденсатор турбины. В свою очередь указанное выше глубокое охлаждение дымовых газов в турбинном экономайзере снижает температуру уходящих дымовых газов после воздухоподогревателя, что обеспечивает повышение КПД котельной установки. Поскольку повышение КПД котельной установки при таком режиме работы энергоблока в большей или меньшей степени превышает снижение КПД турбины (паросилового цикла), одновременно с выработкой дополнительной электрической мощности увеличивается и общий КПД такого энергетического блока при неизменной паропроизводительности его котельной установки, что и обеспечивает повышенную эффективность таких блоков (2). Однако при использовании известных БПЭ для комбинированной выработки тепла и электрической энергии указанным выше известным способом - за счет дополнительного расхода пара из соответствующих отборов турбины для нагрева сетевой воды - их экономичность растет в меньшей степени, а выработка электрической мощности снижается. The well-known energy blocks of increased efficiency differ from conventional power units described above in that a turbine economizer is installed in the boiler behind the main boiler economizer along the gas paths, and feed water is supplied to the boiler economizer in two streams: the main one, after heating the turbine regeneration system in the LDPE, and partially unheated bypass flow diverted from the turbine regeneration system in the intermediate section, mainly before the LDPE, which, bypassing the LDPE, passes through the turbine economizer, is heated They are heated in it due to additional heat extraction from flue gases, which are deeply cooled, and after this heating is mixed with the main flow of feed water and with it enters the boiler economizer. To regulate the ratio of feed water flow rates in both streams, valves are installed on the main and bypass pipelines. With this bypassing, part of the total feed water flow, the steam consumption from the turbine offsets for LDPE operation decreases, and the released steam is sent to the tail of the turbine, generating additional electric power, although the efficiency (efficiency) of the steam-power cycle is somewhat reduced due to an increase in steam discharge into the condenser turbines. In turn, the above-mentioned deep cooling of the flue gases in the turbine economizer reduces the temperature of the flue gases after the air heater, which ensures an increase in the efficiency of the boiler installation. Since the increase in efficiency of a boiler unit under this operating mode of a power unit exceeds the decrease in efficiency of a turbine (steam-power cycle) to a greater or lesser extent, simultaneously with the generation of additional electric power, the overall efficiency of such an energy unit also increases with the steam production of its boiler unit being unchanged, which ensures increased efficiency blocks (2). However, when using the well-known WPTs for the combined generation of heat and electric energy by the aforementioned known method — due to the additional consumption of steam from the corresponding turbine extraction for heating the network water — their efficiency increases to a lesser extent, and the generation of electric power decreases.

Указанные выше известный способ комбинированной выработки тепла и электрической энергии и известный энергетический блок повышенной эффективности являются наиболее близкими аналогами (прототипами) соответствующих объектов данного изобретения. The aforementioned known method of combined generation of heat and electric energy and a known energy block of increased efficiency are the closest analogues (prototypes) of the corresponding objects of this invention.

Изобретение направлено на решение следующих основных задач:
- разработка нового способа комбинированной выработки тепла и электрической энергии на ТЭС с энергетическими БПЭ без снижения их номинальной электрической мощности при одновременном повышении экономичности;
- разработка принципиальной схемы нового энергетического БПЭ для реализации указанного способа комбинированной выработки тепла и электрической энергии, способного работать на любых топливах, с сохранением функциональных возможностей известного БПЭ.The invention is aimed at solving the following main tasks:
- the development of a new method for the combined generation of heat and electric energy at thermal power plants with energy WPT without reducing their nominal electrical power while improving efficiency;
- development of the concept of a new energy WPT for the implementation of this method of combined production of heat and electric energy that can operate on any fuel, while maintaining the functionality of the well-known WPT.

Решение первой из указанных выше задач обеспечивается тем, что новый способ комбинированной выработки тепла и электрической энергии на ТЭС с блоком повышенной эффективности, при котором в основной котельный экономайзер подают прошедшую через систему регенеративного подогрева питательную воду, а в турбинный экономайзер по байпасному трубопроводу подают часть общего потока питательной воды при более низкой ее температуре и одновременно осуществляют нагрев сетевой воды в теплофикационном теплообменнике, - в соответствии с данным изобретением заключается в том, что отвод части питательной воды в байпасный трубопровод осуществляют из общего потока, прошедшего через систему регенеративного подогрева, а в турбинный экономайзер эту часть потока подают после понижения ее температуры за счет передачи части тепла на требуемый нагрев сетевой воды путем теплообмена между названными средами. The solution to the first of the above problems is ensured by the fact that a new method of combined heat and electric energy generation at TPPs with an increased efficiency unit, in which feed water passed through the regenerative heating system is supplied to the main boiler economizer, and a part of the total is supplied to the turbine economizer through the bypass pipeline feed water at its lower temperature and at the same time carry out heating of the mains water in a heat-exchange heat exchanger, in accordance with this image The fact is that part of the feed water is diverted to the bypass pipeline from the general stream passing through the regenerative heating system, and this part of the stream is fed to the turbine economizer after lowering its temperature by transferring part of the heat to the required heating of the mains water by heat exchange between the above environments.

Решение второй из указанных выше задач обеспечивается доработкой принципиальной схемы известного блока повышенной эффективности, включающего паротурбинную установку с системой регенеративного подогрева питательной воды и котельную установку с размещенными последовательно по ходу дымовых газов основным котельным экономайзером, турбинным экономайзером и воздухоподогревателем, а также теплофикационный теплообменник с подводом в него для нагрева и отводом нагретой сетевой воды, при этом вход котельного экономайзера по питательной воде основным трубопроводом с задвижкой подключен к выходу системы регенеративного подогрева - к выходу ПВД, вход турбинного экономайзера по питательной воде байпасным трубопроводом с задвижкой подключен к системе регенеративного подогрева на ее промежуточном участке, преимущественно перед ПВД, а выход турбинного экономайзера промежуточным трубопроводом подключен на вход котельного экономайзера (через концевой участок основного трубопровода питательной воды), - в котором в соответствии с данным изобретением основной трубопровод питательной воды перед установленной на нем задвижкой и байпасный трубопровод после установленной на нем задвижки дополнительно соединены между собой трубопроводом-перемычкой с установленной на ней задвижкой, а теплофикационный теплообменник греющим контуром включен в байпасный трубопровод перед турбинным экономайзером. The solution to the second of the above problems is provided by finalizing the concept of a well-known unit of increased efficiency, including a steam turbine unit with a regenerative feed water heating system and a boiler unit with a main boiler economizer, a turbine economizer and an air heater placed sequentially along the flue gases, as well as a heat exchanger with a supply to him for heating and the removal of heated network water, while the input of the boiler economizer for nutrient The main pipeline with a valve is connected to the output of the regenerative heating system - to the LDPE output, the input of the turbine economizer for feed water by the bypass pipe with the valve is connected to the regenerative heating system in its intermediate section, mainly before the LDPE, and the output of the turbine economizer by the intermediate pipe is connected to the boiler input economizer (through the end section of the main feedwater pipe), in which, in accordance with this invention, the main feed pipe tion of water before valve and the bypass conduit when the valve mounted thereon is further mounted thereon interconnected with a jumper conduit mounted thereon a latch, and a heating heat exchanger thermalclamping circuit included in the bypass conduit upstream of the turbine economizer.

Решение второй из указанных выше задач обеспечивается еще одним вариантом доработки принципиальной схемы известного блока повышенной эффективности с приведенной выше совокупностью существенных признаков, в котором в соответствии с данным изобретением основной трубопровод питательной воды перед установленной на нем задвижкой и байпасный трубопровод после установленной на нем задвижки дополнительно соединены между собой трубопроводом-перемычкой с двумя последовательно установленными на ней задвижками, между которыми включен греющим контуром упомянутый теплофикационный теплообменник. The solution to the second of the above problems is provided by another option for finalizing the concept of a known unit of increased efficiency with the above set of essential features, in which, in accordance with this invention, the main feed water pipe before the valve installed on it and the bypass pipe after the valve installed on it are additionally connected interconnected by a jumper pipeline with two valves in series installed on it, between which gray is connected they circuit thermalclamping said heat exchanger.

Действительно, при реализации заявляемого способа температура части потока питательной воды, отводимого из общего ее потока, прошедшего через всю систему регенеративного подогрева, оказывается значительно выше предусмотренной для подачи в турбинный экономайзер. Понижение температуры этой части потока питательной воды за счет передачи избыточного тепла на требуемый нагрев сетевой воды путем теплообмена между ними в теплофикационном теплообменнике обеспечивает, с одной стороны, нормальную работу турбинного экономайзера, включая глубокое охлаждение в нем уходящих дымовых газов и заданный подъем температуры предварительно охлажденного байпасируемого потока питательной воды для подачи его в котельный экономайзер в смеси с основной частью потока, а с другой стороны исключает дополнительный расход пара из отборов турбины на нагрев сетевой воды и снижение за счет этого вырабатываемой турбиной электрической мощности. Поскольку при таком режиме через систему регенеративного подогрева проходит весь поток питательной воды, турбина обеспечивает выработку номинальной электрической мощности при номинальной паропроизводительности котельной установки, а глубокое охлаждение дымовых газов в турбинном экономайзере позволяет обеспечить допустимое (по условиям коррозии) понижение температуры уходящих дымовых газов после воздухоподогревателя и повышение экономичности (КПД) котельной установки и энергоблока в целом, которое в данном режиме будет выше КПД известных блоков повышенной эффективности. Indeed, when implementing the inventive method, the temperature of a part of the feed water stream withdrawn from its total flow passing through the entire regenerative heating system is significantly higher than that provided for supply to the turbine economizer. Lowering the temperature of this part of the feed water stream by transferring excess heat to the required heating of the mains water by exchanging heat between them in a heat exchanger provides, on the one hand, the normal operation of the turbine economizer, including deep cooling of the flue gas in it and a predetermined temperature rise of the pre-cooled bypass feed water flow for supplying it to the boiler economizer mixed with the main part of the flow, and on the other hand eliminates additional steam flow from the turbine offsets to heat the mains water and a decrease in the electric power generated by the turbine due to this. Since in this mode the entire flow of feed water passes through the regenerative heating system, the turbine ensures the generation of rated electric power at the rated steam capacity of the boiler plant, and the deep cooling of the flue gases in the turbine economizer allows for an acceptable (due to corrosion) lowering of the temperature of the flue gases after the air heater and increasing the efficiency (efficiency) of the boiler plant and the power unit as a whole, which in this mode will be higher than the efficiency and Vestn blocks improved effectiveness.

Выполнение в предлагаемом новом энергетическом БПЭ, по сравнению с известными, трубопровода-перемычки, соединяющей основной трубопровод питательной воды перед установленной на нем задвижкой и байпасный трубопровод после установленной на нем задвижки, с установкой на указанной перемычке аналогичной задвижки и включение теплофикационного теплообменника греющим контуром в байпасный трубопровод перед турбинным экономайзером позволяет не только реализовать новый способ комбинированной выработки тепла и электрической энергии, но и обеспечивает возможность его работы в режимах обычного энергоблока повышенной эффективности - т.е. расширяет функциональные возможности БПЭ и делает его более универсальным. При этом такой БПЭ может работать на любых топливах, включая высокосернистые, поскольку отбор тепла для нагрева сетевой воды осуществляется в обогреваемом питательной водой теплофикационном теплообменнике, а температура питательной воды в турбинном экономайзере может удерживаться на уровне выше точки росы. В качестве недостатка этого варианта нового энергетического БПЭ можно указать увеличенное гидравлическое сопротивление байпасного трубопровода при работе такого блока в режиме обычного БПЭ - при необходимости увеличения электрической мощности турбины при неизменной паропроизводительности котельной установки. Это обусловлено включением греющего тракта теплофикационного теплообменника, в который на таком режиме не подают сетевую воду для нагрева, непосредственно в байпасный трубопровод. Увеличение гидравлического сопротивления требует дополнительных затрат энергии на прокачку питательной воды. The implementation in the proposed new energy WPT, in comparison with the known ones, of a jumper pipe connecting the main feed water pipe in front of the valve installed on it and the bypass pipe after the valve installed on it, with the installation of a similar valve on the said jumper and the inclusion of a heating heat exchanger with a heating circuit in the bypass the pipeline in front of the turbine economizer allows not only to implement a new method for the combined generation of heat and electric energy, but also both sintering the possibility of its operation in the modes of a conventional power unit of increased efficiency - i.e. expands the functionality of WPT and makes it more versatile. At the same time, such WPT can work on any fuels, including high-sulfur ones, since heat is taken out for heating network water in a heating heat exchanger heated with feed water, and the feed water temperature in the turbine economizer can be kept above the dew point. As a drawback of this variant of the new energy WPT, the increased hydraulic resistance of the bypass pipeline during operation of such a unit in the normal WPT mode can be indicated - if it is necessary to increase the electric power of the turbine with the steam boiler plant at constant output. This is due to the inclusion of the heating path of the cogeneration heat exchanger, which in this mode does not supply network water for heating, directly into the bypass pipeline. Increasing hydraulic resistance requires additional energy for pumping feed water.

Этого недостатка лишен второй из предлагаемых вариантов нового БПЭ для осуществления заявляемого способа. Его отличие заключается в том, что упомянутый трубопровод-перемычка имеет две последовательно установленные на ней задвижки, между которыми включен греющим контуром упомянутый теплофикационный теплообменник. Этот вариант нового БПЭ сохраняет все достоинства и преимущества первого варианта такого блока. This disadvantage is devoid of the second of the proposed options for the new WPT for the implementation of the proposed method. Its difference lies in the fact that the said pipeline-jumper has two valves installed in series on it, between which the mentioned heat-exchange heat exchanger is connected by a heating circuit. This version of the new WPT retains all the advantages and benefits of the first version of such a unit.

Таким образом, совокупность существенных признаков каждого объекта изобретения из заявляемой группы обеспечивает решение поставленных задач. Заявляемая группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку они образуют единый изобретательский замысел, причем, один из заявляемых объектов группы - блок повышенной эффективности и вариант выполнения такого блока - предназначены для осуществления другого заявленного объекта группы - способа комбинированной выработки тепла и электрической энергии на ТЭС с энергетическим БПЭ. Thus, the set of essential features of each object of the invention from the claimed group provides a solution to the tasks. The claimed group of inventions meets the requirement of unity of invention, since they form a single inventive concept, moreover, one of the claimed objects of the group — an increased efficiency block and an embodiment of such a block — are intended to implement another claimed object of the group — a method of combined heat and electric energy generation at TPPs with energy WPT.

Проведенный заявителем анализ уровня техники по доступным источникам информации, содержащим сведения об аналогах объектов заявляемой группы изобретений, не выявил аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам каждого объекта заявляемой группы. Определение ближайших аналогов каждого объекта из заявляемой группы изобретений позволило выявить их обличительные признаки, указанные выше и изложенные в формуле изобретения. Следовательно, каждый объект из заявляемой группы изобретений соответствует условно "новизна". The analysis of the prior art by the applicant on available sources of information containing information about analogues of the objects of the claimed group of inventions did not reveal analogues characterized by signs identical to all the essential features of each object of the claimed group. The determination of the closest analogues of each object from the claimed group of inventions made it possible to identify their revealing features indicated above and set forth in the claims. Therefore, each object from the claimed group of inventions corresponds conditionally to "novelty."

Проведенный анализ не выявил и известность использования отличительных признаков объектов заявляемой группы изобретений для решения таких же или аналогичных задач в этой же или в смежных областях техники. Каждый объект из заявляемой группы изобретений не вытекает для специалиста явным образом из анализа известного уровня техники. Следовательно, каждый из объектов заявляемой группы изобретений соответствует условию "изобретательский уровень". The analysis did not reveal the popularity of the use of distinctive features of the objects of the claimed group of inventions to solve the same or similar problems in the same or related fields of technology. Each object from the claimed group of inventions does not follow for a specialist explicitly from the analysis of the prior art. Therefore, each of the objects of the claimed group of inventions meets the condition of "inventive step".

Отсутствие препятствий технического, технологического или иного характера для промышленной реализации каждого из объектов заявляемой группы изобретений делает их соответствующими условно "промышленная применимость". The absence of technical, technological or other obstacles for the industrial implementation of each of the objects of the claimed group of inventions makes them conditionally “industrial applicability”.

Сущность изобретения поясняют приводимые ниже описания конкретных примеров осуществления каждого из объектов заявляемой группы изобретений и чертежи, на которых представлены:
- на фиг. 1 - принципиальная схема нового БПЭ, обеспечивающего реализацию заявляемого способа комбинированной выработки тепла и электрической энергии;
- на фиг. 2 - узел А на фиг. 1, поясняющий вариант выполнения принципиальной схемы нового БПЭ для реализации этого же способа.The invention is illustrated by the following descriptions of specific examples of the implementation of each of the objects of the claimed group of inventions and drawings, which show:
- in FIG. 1 is a schematic diagram of a new WPT, ensuring the implementation of the proposed method for the combined generation of heat and electric energy;
- in FIG. 2 - node A in FIG. 1, illustrating an embodiment of a schematic diagram of a new WPT for implementing the same method.

Заявляемый способ реализуется с помощью предлагаемого нового БПЭ. Как и известные БПЭ, заявляемый блок включает (см. фиг.1) турбинную установку 1, выхлоп которой подключен к охлаждаемому турбинному конденсатору 2, соединенному конденсатным насосом 3 со входом группы подогревателей 4 низкого давления (ПНД 1-2). Насос 5 соединяет выход подогревателей 4 со входом следующей группы подогревателей 6 низкого давления (ПНД 3- 4), выход которых соединен с деаэратором 7. Выход деаэратора 7 питательным насосом 8 подключен на вход группы подогревателей 9 высокого давления (ПВД) и к байпасному трубопроводу 10 с установленной на нем задвижкой 11. Выход ПВД (9) подключен к основному трубопроводу 12 питательной воды с установленной на нем задвижкой 13. В подогреватели 4 и 6 низкого давления, деаэратор 7 и подогреватели 9 высокого давления выполнен подвод греющего пара из регенеративных отборов цилиндров соответствующего давления турбинной установки 1, которые все вместе образуют систему регенеративного подогрева питательной воды. Котельная часть заявляемого БПЭ на фиг. 1 представлена хвостовыми поверхностями нагрева - последовательно установленными по ходу дымовых газов основным котельным экономайзером 14, турбинным экономайзером 15 и воздухоподогревателем 16, в данном случае РВП. Подача в РВП дутьевого воздуха предусмотрена вентилятором 17 через обогреваемый калорифер 18. Для расширения возможности регулировки температуры уходящих дымовых газов и защиты воздухоподогревателя от коррозии вход и выход РВП по воздуху соединен байпасным воздухопроводом 19 с шибером 20. Вход турбинного экономайзера 15 соединен с байпасным трубопроводом 10, а его выход промежуточным трубопроводом 21 соединен со входом основного котельного экономайзера 14 через концевой участок основного трубопровода 12 питательной воды от системы регенеративного подогрева. The inventive method is implemented using the proposed new WPT. Like well-known WPTs, the inventive unit includes (see FIG. 1) a turbine unit 1, the exhaust of which is connected to a cooled turbine condenser 2 connected by a condensate pump 3 to the inlet of a group of low pressure heaters 4 (PND 1-2). The pump 5 connects the output of the heaters 4 to the input of the next group of low pressure heaters 6 (PND 3-4), the output of which is connected to the deaerator 7. The output of the deaerator 7 by the feed pump 8 is connected to the input of the group of high pressure heaters 9 and to the bypass pipe 10 with a valve installed on it 11. The LDPE outlet (9) is connected to the main water supply pipe 12 with a valve installed on it 13. Low pressure heaters 4 and 6, deaerator 7 and high pressure heaters 9 are supplied with heating steam regenerative sampling cylinders of the corresponding pressure of the turbine unit 1, which together form a system of regenerative heating of feed water. The boiler part of the inventive WPT in FIG. 1 is represented by tail heating surfaces — sequentially installed along the flue gases by the main boiler economizer 14, turbine economizer 15 and air heater 16, in this case RVP. The blower air is supplied to the RHP by a fan 17 through a heated air heater 18. To expand the possibility of adjusting the temperature of the exhaust flue gases and protect the air heater from corrosion, the air inlet and outlet of the RHP are connected through the bypass duct 19 to the gate 20. The turbine economizer inlet 15 is connected to the bypass duct 10, and its output by an intermediate pipe 21 is connected to the input of the main boiler economizer 14 through the end section of the main pipe 12 of the feed water from the regenerator system ivnogo heating.

Отличие заявляемого БПЭ от известных аналогичных блоков заключается в том, что основной трубопровод 12 подачи питательной воды в котельный экономайзер 14 перед задвижкой 13 и байпасный трубопровод 10 после задвижки 11 дополнительно соединены между собой трубопроводом-перемычкой 22 с задвижкой 23, а в разрыв байпасного трубопровода 10 перед турбинным экономайзером 14 включены греющим контуром теплофикационный теплообменник 24, в нагреваемый контур которого предусмотрен подвод и отвод сетевой воды. The difference between the claimed WPT and the known similar units is that the main pipe 12 for supplying feed water to the boiler economizer 14 in front of the valve 13 and the bypass pipe 10 after the valve 11 are additionally interconnected by a jumper pipe 22 with a valve 23, and in the gap of the bypass pipe 10 in front of the turbine economizer 14, a heating cogeneration heat exchanger 24 is included in the heating circuit, into the heated circuit of which the supply and removal of network water is provided.

Заявляемый способ может быть реализован и с помощью нового БПЭ, представляющего собой вариант энергетического БПЭ по фиг. 1, фрагмент которого - узел А на фиг. 1 - представлен на фиг. 2 чертежей. Отличие этого варианта заявляемого БПЭ от представленного на фиг. 1 заключается в том, что теплофикационный теплообменник 24 включен греющим контуром в разрыв трубопровода-перемычки 22 после задвижки 23, при этом на трубопроводе-перемычке 22 после теплофикационного теплообменника 24 может быть установлена вторая задвижка 25. The inventive method can be implemented using a new WPT, which is a variant of the energy WPT of FIG. 1, a fragment of which is node A in FIG. 1 is shown in FIG. 2 drawings. The difference of this variant of the claimed WPT from that shown in FIG. 1 consists in the fact that the heat-transfer heat exchanger 24 is connected by a heating circuit to the rupture of the jumper pipe 22 after the valve 23, while a second valve 25 can be installed on the jumper pipe 22 after the heat-transfer heat exchanger 24.

Указанные отличия заявляемого БПЭ и варианта его выполнения определяют особенность их работы при осуществлении заявляемого способа комбинированной выработки тепла и электрической энергии при сохранении возможности его работы на режимах, присущих известным БПЭ. Сущность заявляемого способа поясняют описание работы предлагаемого БПЭ и варианта его осуществления, которая заключается в следующем. The indicated differences between the claimed WPT and the variant of its execution determine the peculiarity of their work when implementing the inventive method for the combined generation of heat and electric energy while maintaining the possibility of its operation in the modes inherent in the known WPT. The essence of the proposed method is explained by the description of the proposed WPT and the options for its implementation, which is as follows.

Для осуществления заявляемого способа комбинированной выработки тепла и электрической энергии в энергоблоке на фиг.1 закрывают задвижку 11 на байпасном трубопроводе 10, открывают задвижку 23 на трубопроводе-перемычке 22, регулировкой положения задвижки 13 на основном трубопроводе 12 питательной воды обеспечивают требуемое соотношение расходов питательной воды по основному трубопроводу 12 в котельный экономайзер 14 и через трубопровод-перемычку 22 и часть байпасного трубопровода 10 в турбинный экономайзер 15, и в теплофикационный теплообменник 24 осуществляют подвод сетевой воды в нагреваемый контур и отвод нагретой воды. В этом случае весь поток питательной воды проходит через систему регенеративного подогрева турбинной установки 1, включая ПВД (9). При этом вырабатываемая турбиной 1 электрическая мощность при номинальной паропроизводительности котельной установки остается на уровне номинального значения, как при работе ТЭС в конденсационном режиме, а весь поток питательной воды поступает в основной трубопровод 12 при максимальной температуре ее нагрева после ПВД (9). Отвод части потока питательной воды из основного трубопровода 12 через трубопровод-перемычку 22 и греющий контур теплофикационного теплообменника 24 на байпасном трубопроводе 10 в турбинный экономайзер 15 обеспечивает требуемый нагрев сетевой воды в теплофикационном теплообменнике 24 и соответствующее охлаждение байпасируемой части потока питательной воды. В турбинном экономайзере 15 обеспечивается заданный нагрев предварительно охлажденного байпасируемого потока питательной воды за счет отвода тепла у потока уходящих дымовых газов, которые при этом глубоко охлаждаются. Из турбинного экономайзера 15 нагретый байпасируемый поток питательной воды через промежуточный трубопровод 21 поступает в концевой участок основного трубопровода 12, смешивается с основным потоком питательной воды и поступает в основной питательный экономайзер 14. Глубоко охлажденные в турбинном экономайзере 15 дымовые газы, проходя через газовый тракт воздухоподогревателя 16, обеспечивают нагрев подаваемого вентилятором 17 дутьевого воздуха. При этом температура уходящих дымовых газов после воздухоподогревателя понижается, обеспечивая повышение экономичности работы (КПД) котельной установки и блока в целом. При чрезмерном охлаждении дымовых газов для защиты воздухоподогревателя 16 от коррозии может быть включен калорифер 18, а регулировка температуры уходящих дымовых газов в этом случае обеспечивается соответствующим открытием шибера 20 на байпасном воздухопроводе 19 воздушного тракта воздухоподогревателя 16. Благодаря повышенной экономичности работы котельной установки энергоблока в таком режиме отбор тепла в теплофикационном теплообменнике 24 на нагрев сетевой воды эффективнее нагрева ее за счет регенеративных отборов пара турбинной установки 1, как на обычных ТЭС при их работе в теплофикационном режиме. To implement the proposed method for the combined generation of heat and electric energy in the power unit of Fig. 1, close the valve 11 on the bypass pipe 10, open the valve 23 on the jumper pipe 22, adjust the position of the valve 13 on the main pipe 12 of the feed water to provide the required ratio of feed water consumption the main pipe 12 to the boiler economizer 14 and through the jumper pipe 22 and part of the bypass pipe 10 to the turbine economizer 15, and to the heat exchanger 24 supply network water to the heated circuit and drain hot water. In this case, the entire flow of feed water passes through the regenerative heating system of the turbine unit 1, including LDPE (9). In this case, the electric power generated by turbine 1 at the nominal steam capacity of the boiler installation remains at the level of the nominal value, as when the TPP is in condensation mode, and the entire feed water stream enters the main pipeline 12 at the maximum temperature of its heating after LDPE (9). The removal of a part of the feed water stream from the main pipeline 12 through the jumper pipe 22 and the heating circuit of the heating heat exchanger 24 on the bypass pipe 10 to the turbine economizer 15 provides the required heating of the mains water in the heating heat exchanger 24 and the corresponding cooling of the bypassed part of the feed water stream. In the turbine economizer 15, a predetermined heating of the pre-cooled bypassed feed water stream is provided by removing heat from the exhaust flue gas stream, which is then deeply cooled. From the turbine economizer 15, the heated bypassed feed stream of water through the intermediate pipe 21 enters the end portion of the main pipe 12, mixes with the main feed water stream and enters the main feed economizer 14. The flue gases deeply cooled in the turbine economizer 15 pass through the gas path of the air heater 16 provide heating supplied by the blower fan 17. At the same time, the temperature of the exhaust flue gases after the air heater decreases, providing increased efficiency (efficiency) of the boiler plant and the unit as a whole. If the flue gas is excessively cooled, the air heater 18 can be turned on to protect the air heater 16 from corrosion, and the flue gas temperature control in this case is ensured by the corresponding opening of the gate 20 on the bypass air duct 19 of the air heater 16 air duct. Due to the increased efficiency of the operation of the boiler unit in this mode heat extraction in the heat-exchanging heat exchanger 24 for heating network water is more efficient than heating it due to regenerative extraction of steam of a turbine unit anovki 1, as in conventional thermal power plants during their operation in the heating mode.

При закрытой задвижке 23 на трубопроводе-перемычке 22 и отключенной подаче сетевой воды через нагреваемый контур теплофикационного теплообменника 24 энергоблок на фиг. 1 может работать в режимах обычного БПЭ, при закрытой задвижке 11 на байпасном трубопроводе 10 - как обычный энергоблок ТЭС с подачей всего потока питательной воды в котельный экономайзер 14 при обеспечении номинальной экономичности и электрической мощности, а при открытии задвижки 11 и отводе части недогретого потока питательной воды в обход ПВД (9) через турбинный экономайзер 15 - в режиме повышенной эффективности с дополнительной выработкой электрической мощности при номинальной паропроизводительности котельной установки. Правда, в последнем случае гидравлическое сопротивление байпасного трубопровода 10 несколько возрастает из-за установленного на нем теплофикационного теплообменника, что потребует некоторого увеличения энергозатрат на прокачку байпасируемого потока питательной воды. When the valve 23 is closed on the jumper pipe 22 and the supply of network water is switched off through the heated circuit of the heat-exchange heat exchanger 24, the power unit in FIG. 1 can operate in the usual WPT mode, with the shutter valve 11 closed on the bypass pipeline 10 - as a conventional TPP power unit with the entire feed water flow supplying to the boiler economizer 14 while ensuring rated economy and electric power, and when the shutter 11 is opened and part of the unheated feed flow is removed water bypassing the LDPE (9) through the turbine economizer 15 - in a mode of increased efficiency with additional generation of electric power at a nominal steam capacity of the boiler plant. True, in the latter case, the hydraulic resistance of the bypass pipe 10 increases somewhat due to the heat-setting heat exchanger installed on it, which will require some increase in energy consumption for pumping the bypassed feed water stream.

Этого недостатка лишен заявляемый энергоблок с изменениями в принципиальной его схеме, представленными на фиг. 2 чертежей. В этом варианте энергетического БПЭ теплофикационный теплообменник 24 включен греющим контуром в трубопровод-перемычку 22 после установленной на ней задвижки 23, причем, на трубопроводе-перемычке 22 целесообразна установка еще одной задвижки 25. В том случае энергетический БПЭ в представленном на фиг. 2 варианте при перекрытии задвижек 23 и 25 работает как обычный БПЭ в указанных выше режимах. При перекрытии задвижки 11 на байпасном трубопроводе 10 и открытии задвижек 23 и 25 заявляемый энергетический БПЭ в представленном на фиг. 2 варианте позволяет реализовать заявляемый способ комбинированной выработки тепла и электрической энергии, а его работа не имеет принципиальных отличий от работы БПЭ на фиг. 1. The claimed power unit is devoid of this drawback with changes in its circuit diagram shown in FIG. 2 drawings. In this version of the energy WPT, the heat-exchange heat exchanger 24 is connected by a heating circuit to the jumper pipe 22 after the valve 23 is installed on it, moreover, it is advisable to install another valve 25 on the jumper pipe 22. In that case, the energy WPT in FIG. In option 2, when the gate valves 23 and 25 are closed, it works like a conventional WPT in the above modes. When the gate valve 11 is closed on the bypass pipe 10 and the gate valves 23 and 25 are opened, the claimed energy WPT in FIG. 2 option allows you to implement the inventive method of combined heat and electric energy, and its work does not have fundamental differences from the WPT in FIG. 1.

Источники информации
1. "Блок мощностью 250 МВт", "Теплотехнический справочник", т. 1. М.: Энергия, 1975 г., с. 479-482, рис. 9-21, табл. 9-20 - прототип способа.Sources of information
1. "Block with a capacity of 250 MW", "Thermal Technical Reference", vol. 1. M .: Energy, 1975, p. 479-482, fig. 9-21, tab. 9-20 is a prototype of the method.

2. Л.П. Сафонов. А.У. Липец и др. Обоснование технической возможности и экономической целесообразности реконструкции существующих типов паротурбинных энергоблоков с целью повышения их располагаемой мощности, КПД и улучшения экологических показателей. АООТ "НПО ЦКТИ", т. 1, С.-Петербург, 1997 г., с. 16-19, рис. на стр. 17 - прототип БПЭ. 2. L.P. Safonov. A.U. Lipets et al. Substantiation of the technical feasibility and economic feasibility of reconstructing the existing types of steam turbine power units in order to increase their available capacity, efficiency and improve environmental performance. AOOT "NPO CKTI", vol. 1, St. Petersburg, 1997, p. 16-19, fig. on page 17 is a WPT prototype.

Claims

1. A method for the combined generation of heat and electric energy at a thermal power plant with an energy block of increased efficiency, in which feed water passed through a regenerative heating system is supplied to the main boiler economizer, and a part of the total feed water stream is supplied to the turbine economizer by the bypass line at its lower temperature and carry out heating of the mains water in a heat-exchange heat exchanger, characterized in that a part of the feed water is withdrawn to the bypass pipeline from the common th stream passing through the regenerative heating system, and in this portion of the turbine economizer flow is fed after lowering its temperature in the heating heat exchanger by transfer of part of the heat required for heating the heating water by heat exchange between said mediums.

2. The unit of increased efficiency for implementing the method of combined generation of heat and electric energy according to claim 1, including a steam turbine unit with a regenerative heating feedwater system and a boiler unit with a main boiler economizer, a turbine economizer and an air heater placed sequentially along the flue gases, as well as a heating a heat exchanger with a supply to it for heating and removal of heated network water, while the input of the boiler economizer for feed water is mainly a pipeline with a valve is connected to the outlet of the regenerative heating system - to the outlet of the high pressure heaters (LDPE), the input of the turbine economizer for feed water bypass pipe with a valve is connected to the regenerative heating system in its intermediate section, mainly before the LDPE, and the output of the turbine economizer is intermediate the pipeline is connected to the inlet of the boiler economizer through the end section of the main feed water pipeline, characterized in that the main feed pipe tion of water before valve and the bypass conduit when the valve mounted thereon is further mounted thereon interconnected with a jumper conduit mounted thereon a latch, and a heating heat exchanger thermalclamping circuit included in the bypass conduit upstream of the turbine economizer.

3. The unit of increased efficiency for implementing the method of combined generation of heat and electric energy according to claim 1, including a steam turbine unit with a regenerative heating feedwater system and a boiler unit with a main boiler economizer, a turbine economizer and an air heater placed sequentially along the flue gases, as well as a heating a heat exchanger with a supply to it for heating and removal of heated network water, while the input of the boiler economizer for feed water is mainly a pipeline with a valve is connected to the outlet of the regenerative heating system - to the exit from the LDPE, the input of the turbine economizer for feed water bypass pipe with a valve is connected to the regenerative heating system at its intermediate section, mainly before the LDPE, and the output of the turbine economizer by the intermediate pipe is connected to the input of the boiler economizer through the end section of the main feedwater pipe, characterized in that the main feedwater pipe before installed and with it a valve and a bypass pipe after the valves installed on it are additionally interconnected by a jumper pipe with two valves in series installed on it, between which the mentioned heat-exchange heat exchanger is connected by a heating circuit.