RU2163670C1 - Steam-and-water power and heat generating plant - Google Patents

Steam-and-water power and heat generating plant Download PDF

Info

Publication number
RU2163670C1
RU2163670C1 RU99122623/06A RU99122623A RU2163670C1 RU 2163670 C1 RU2163670 C1 RU 2163670C1 RU 99122623/06 A RU99122623/06 A RU 99122623/06A RU 99122623 A RU99122623 A RU 99122623A RU 2163670 C1 RU2163670 C1 RU 2163670C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
heat
pressure
turbine
heater
Prior art date
Application number
RU99122623/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.Г. Кириллов
Original Assignee
Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского filed Critical Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского
Priority to RU99122623/06A priority Critical patent/RU2163670C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2163670C1 publication Critical patent/RU2163670C1/en

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: heat power industry. SUBSTANCE: invention is related to generation of heat and power with use of steam-and-water plants with high-temperature sources of heat and is intended for employment in the capacity of combined systems simultaneously generating electric power and heat. Heat of source 3 of heat is removed with the aid of heat transfer agent circulating over circuit 1. Thanks to heat exchange with heat transfer agent condensate evaporates in steam generator 5 with formation of steam and then is overheated with increase of pressure in heat exchanger-preheater 4. Steam expands in turbine 7 and work usefully converting electric power with the help of electric generator 8. From turbine 7 steam goes to low-pressure steam-and-power pump-preheater 9 simultaneously with water from heat users 17 where is condenses and later condensate is fed into high-pressure steam-and-power pump-preheater 12. Steam is supplied over line 10 through regulating valve 11 into steam-and-water pump-preheater 12 at same time with condensate. In steam-and-water pump-preheater 12 steam and condensate are intensively mixed with subsequent generation of heated condensate of high pressure and temperature. Owing to this pressure heated condensate is supplied into steam generator 5 and to heat users 17. Non-return valves 13, 14 and final-control valve 16 are meant to control direction of flow and number of working media. EFFECT: enhanced operational efficiency of plants thanks to reduced consumption of power for plant auxiliaries, reduced mass and size characteristics of plant, provision for simultaneous generation of power and heat. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики с использованием пароводяных установок с высокотемпературными источниками теплоты и предназначено в качестве комбинированных систем для одновременной выработки электроэнергии и тепла. The invention relates to the field of power engineering using steam-water installations with high-temperature heat sources and is intended as combined systems for the simultaneous generation of electricity and heat.

Известно устройство ротоклонного реактора, включающее в себя ванну с топливной смесью из расплава солей радиоактивных металлов, каналы для прохода теплоносителя и каплеуловитель. Температура топливной смеси колеблется в пределах 600-1500oC и зависит от концентрации солей. Реактор надежен и безопасен в работе. Однако, в качестве теплоносителя, проходящего через ванну, необходимо использовать газы, которые не становятся радиоактивными при контакте с расплавом солей радиоактивных металлов, например, гелий (С. Макшакова, В. Рычков. Ядерная сковородка. Изобретатель и рационализатор, N 2, 1991. - стр. 9).A device for a rotoclone reactor is known, which includes a bath with a fuel mixture of molten salts of radioactive metals, channels for the passage of coolant and a droplet eliminator. The temperature of the fuel mixture ranges from 600-1500 o C and depends on the concentration of salts. The reactor is reliable and safe to operate. However, as a heat carrier passing through the bath, it is necessary to use gases that do not become radioactive upon contact with the molten salt of radioactive metals, for example, helium (S. Makshakova, V. Rychkov. Nuclear frying pan. Inventor and rationalizer, N 2, 1991. - page 9).

Известен способ регенеративного подогрева питательной воды в струйном подогревателе, включающий в себя подачу пара в турбогенератор, отбор пара из турбогенератора, отвод в конденсатор, подачу конденсата из конденсатора и пара, отобранного из турбогенератора в струйный аппарат с конденсацией пара в струйном аппарате и нагрева, за счет этого конденсата, с последующей подачей подогретого конденсата в диаэратор и далее в котел-парогенератор (Патент РФ N 2115831, Бюл. N 20 от 20.07.98 г.). A known method of regenerative heating of feed water in a jet heater, which includes supplying steam to a turbogenerator, taking steam from a turbogenerator, taking it to a condenser, supplying condensate from a condenser and steam taken from a turbogenerator to a jet apparatus with steam condensation in the jet apparatus and heating, the account of this condensate, followed by the supply of heated condensate to the diaerator and then to the steam boiler (RF Patent N 2115831, Bull. N 20 from 07.20.98).

Известно устройство пароводяного насоса-подогревателя (ПНП), предназначенного для применения в различных промышленных технологиях с использованием пара, совмещающего в себе функции подогревателя и насоса одновременно. Применение ПНП позволяет существенно сократить расход электроэнергии на собственные нужды и уменьшить массогабаритные характеристики теплообменных аппаратов ("Энергетика Петербурга" /газета/, N 5 (11), от 25.05.99 г. ). Однако, ранее пароводяной насос-подогреватель в комбинированных установках с преобразователями энергии прямого цикла не применялся. A device for a steam-water pump-heater (PNP), designed for use in various industrial technologies using steam, combining the functions of a heater and a pump at the same time. The use of PPS allows you to significantly reduce energy consumption for your own needs and to reduce the weight and size characteristics of heat exchangers (Petersburg Power Engineering / newspaper /, N 5 (11), dated May 25, 1999). However, previously a steam-water heater pump was not used in combined installations with direct-cycle energy converters.

Известна схема энергетического реактора с газовым теплоносителем, включающая в себя газоохлаждаемый ядерный реактор, контур газообразного теплоносителя с компрессором (газодувкой), проходящего через реактор и парогенератор, контур паротурбинной установки, содержащей парогенератор, паровую турбину, конденсатор и насос питательной воды (Дж. Боуэн, Е. Мейстерс. Управление ядерными реакторами. М.: "Госатомиздат", 1961, стр. 11). A known scheme of an energy reactor with a gas coolant, including a gas-cooled nuclear reactor, a gaseous coolant circuit with a compressor (gas blower) passing through the reactor and a steam generator, a circuit of a steam turbine installation containing a steam generator, steam turbine, condenser and feed water pump (J. Bowen, E. Meisters, Nuclear Reactor Management, Moscow: Gosatomizdat, 1961, p. 11).

Недостатком данных технических решений является высокая стоимость и сложность эксплуатации газоохлаждаемых ядерных реакторов. The disadvantage of these technical solutions is the high cost and complexity of the operation of gas-cooled nuclear reactors.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении КПД установки, за счет уменьшения энергозатрат на собственные нужды, снижении массогабаритных характеристик установки и возможности одновременного производства электроэнергии и тепла. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of the installation by reducing energy consumption for its own needs, reducing the overall dimensions of the installation and the possibility of simultaneous production of electricity and heat.

Для достижения этого технического результата пароводяная теплоэнергетическая установка, включающая в себя источник высокотемпературной теплоты с контуром теплоносителя, проходящего через парогенератор, контур паротурбинной установки, содержащей парогенератор, паровую турбину, снабжена в контуре паротурбинной установки теплообменником-подогревателем пара, причем контур теплоносителя последовательно проходит, сначала, через теплообменник-подогреватель, а затем, через парогенератор, электрогенератором, расположенным на одном валу с турбиной, и двумя пароводяными насосами-подогревателями высокого и низкого давления, первый из которых расположен на линии подачи пара с регулирующим клапаном, начинающейся из контура паротурбинной установки между теплообменником-подогревателем пара и турбиной, а второй установлен после турбины, при этом выход пароводяного насоса низкого давления направлен на вход пароводяного насоса высокого давления, а также, замкнутой системой теплоснабжения с регулирующим клапаном, проходящей через пароводяные насосы-подогреватели высокого и низкого давления и потребителя теплоты, при этом между теплообменником-подогревателем, парогенератором и пароводяным насосом-подогревателем высокого давления установлены обратные клапаны, а выход из пароводяного насоса-подогревателя высокого давления разделяется на линии, идущие в парогенератор и к потребителю тепла. To achieve this technical result, a steam-water heat power plant including a high-temperature heat source with a coolant circuit passing through a steam generator, a steam turbine plant circuit containing a steam generator, a steam turbine, is equipped with a steam heat exchanger-heater in the steam turbine circuit, and the heat-transfer circuit passes sequentially, first through a heat exchanger-heater, and then, through a steam generator, an electric generator located on one shaft with a turbine and two high-pressure and low-pressure steam-water heater pumps, the first of which is located on the steam supply line with a control valve starting from the steam-turbine installation between the steam heat exchanger-steam heater and the turbine, and the second is installed after the turbine, with the steam-water pump output low pressure is directed to the inlet of the high-pressure steam-water pump, as well as a closed heat supply system with a control valve passing through the high-pressure steam and water heating pumps izkogo consumer pressure and heat, wherein between the heat exchanger-heater, steam generator and steam-heater-pump high-pressure check valve and the outlet of the steam-pump high-pressure preheater is divided into a line extending to the steam generator and the heat consumer.

Введение в состав пароводяной теплоэнергетической установки расположенных в контуре паротурбинной установки теплообменника-подогревателя пара, двух пароводяных насосов-подогревателей высокого и низкого давления, электрогенератора на одном валу с турбиной и замкнутой системы внешнего теплоснабжения, проходящей через пароводяные насосы-подогреватели высокого и низкого давления и потребителя теплоты, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности получения электроэнергии в электрогенераторе, а также, использования пара для замены питательных насосов и конденсатора, за счет использования пароводяных насосов-подогревателей. Introduction to the steam-water heat power plant located in the steam-turbine installation of a heat exchanger-steam heater, two steam-water pumps-heaters of high and low pressure, an electric generator on one shaft with a turbine and a closed external heat supply system passing through steam-water pumps-heaters of high and low pressure and a consumer heat, allows you to get a new property, which consists in the possibility of obtaining electricity in the generator, as well as, use steam for replacement of feed pumps and condenser, due to the use of steam-water heating pumps.

На чертеже изображена пароводяная теплоэнергетическая установка. The drawing shows a steam-water heat power plant.

Теплоэнергетическая установка включает в себя контур теплоносителя 1 с устройством 2, обеспечивающим его циркуляцию, проходящим через источник высокотемпературной теплоты 3 (например, газоохлаждаемый ядерный реактор, жидкостной ядерный реактор и т.д.), а также, через теплообменник-подогреватель пара 4 и парогенератор 5, входящих в контур паротурбинной установки 6. В контур паротурбинной установки 6 входят, также, турбина 7 с электрогенератором 8 на одном валу, пароводяной насос-подогреватель низкого давления 9, линия подачи пара 10 с регулирующим клапаном 11 и пароводяным насосом-подогревателем 12, начинающаяся из участка между теплообменником-подогревателем пара 4 и турбиной 7. Между парогенератором 5 и теплообменником-подогревателем 4, а также, между пароводяным насосом-подогревателем высокого давления 12 и парогенератором 5, установлены обратные клапаны, соответственно, 13, 14. В состав теплоэнергетической установки, также, входит замкнутая система внешнего теплоснабжения 15 с регулирующим клапаном 16, проходящая последовательно через пароводяной насос-подогреватель высокого давления 12, потребителя тепла 17 и пароводяной насос-подогреватель низкого давления 9. The heat power plant includes a coolant circuit 1 with a device 2 that ensures its circulation, passing through a source of high temperature heat 3 (for example, a gas-cooled nuclear reactor, a liquid nuclear reactor, etc.), as well as through a steam heat exchanger-heater 4 and a steam generator 5 included in the circuit of the steam turbine installation 6. The circuit of the steam turbine installation 6 also includes a turbine 7 with an electric generator 8 on one shaft, a steam-water low-pressure heating pump 9, and a steam supply line of 10 s they have a valve 11 and a steam-water pump-heater 12, starting from the section between the steam heat exchanger-heater 4 and the turbine 7. Between the steam generator 5 and the heat exchanger-heater 4, and also, between the steam-water pump-heater of a high pressure 12 and the steam generator 5, check valves are installed , respectively, 13, 14. The structure of the power plant also includes a closed system of external heat supply 15 with a control valve 16, passing sequentially through the steam-water pump-heater of high pressure line 12, heat consumer 17 and steam-water pump-heater low pressure 9.

Пароводяная теплоэнергетическая установка работает следующим образом. Steam-water heat power plant operates as follows.

Высокотемпературное тепло, генерируемое внутри источника 3, отводится с помощью теплоносителя и по контуру 1 передается, сначала, пару в теплообменнике-подогревателе 4, а затем, конденсату в парогенераторе 5. После этого, охлажденный теплоноситель с помощью устройства 2 (насос, компрессор) вновь подается к источнику 3. За счет теплообмена с теплоносителем конденсат в парогенераторе 5 испаряется с образованием пара. Пар из парогенератора 5 по контуру паротурбинной установки 6, сначала, поступает в теплообменник-подогреватель 4, где перегревается с повышением давления, а затем, в турбину 7, где расширяясь совершает полезную работу, преобразуемую в электрическую энергию с помощью электрогенератора 8, расположенного на одном валу с турбиной 7. Из турбины 7 пар поступает в пароводяной насос-подогреватель низкого давления 9, где конденсируется, за счет одновременного с ним поступления охлажденной воды от потребителей тепла 17 замкнутой системы теплоснабжения 15. Подогретый конденсат низкого давления из пароводяного насоса-подогревателя 9 поступает в пароводяной насос-подогреватель высокого давления 12. Одновременно с конденсатом, в пароводяной насос-подогреватель 12 поступает пар по линии 10, через регулирующий клапан 11. В пароводяном насосе-подогревателе высокого давления 12, за счет особой конструкции и эффекта смешивания двухфазных парожидкостных сред происходит интенсивное перемешивание подогретого конденсата и воды, с последующим получением конденсата с высокой температурой и давлением. За счет этого давления происходит подача горячего конденсата в парогенератор 5 и потребителю тепла 17. Для регулирования направления движения пара между теплообменником-подогревателем 4, парогенератором 5 и пароводяным насосом-подогревателем высокого давления 12 установлены обратные клапаны 13 и 14. Для регулирования расхода горячего конденсата к парогенератору 5 и потребителю тепла 17, в замкнутой системе внешнего теплоснабжения 15 установлен регулирующий клапан 16. The high-temperature heat generated inside the source 3 is removed using the coolant and is transferred, along the circuit 1, first, to the steam in the heat exchanger-heater 4, and then to the condensate in the steam generator 5. After that, the cooled coolant using device 2 (pump, compressor) again fed to the source 3. Due to heat exchange with the coolant, the condensate in the steam generator 5 evaporates with the formation of steam. Steam from the steam generator 5 along the circuit of the steam turbine unit 6, first enters the heat exchanger-heater 4, where it overheats with increasing pressure, and then, into the turbine 7, where it expands it performs useful work that is converted into electrical energy by means of an electric generator 8 located on one the shaft with the turbine 7. From the turbine 7 steam enters the steam-water pump-heater of low pressure 9, where it condenses due to the simultaneous supply of chilled water from heat consumers 17 of the closed heat supply system 15. Heated condensate of low pressure from the steam-water pump-heater 9 enters the steam-water pump-heater high pressure 12. Simultaneously with the condensate, steam-water pump-heater 12 receives steam through line 10, through the control valve 11. In the steam-water pump-heater high pressure 12, due to the special design and the effect of mixing two-phase vapor-liquid media, intensive mixing of heated condensate and water occurs, followed by condensate with high temperature and pressure . Due to this pressure, hot condensate is supplied to the steam generator 5 and to the heat consumer 17. To control the direction of steam movement, check valves 13 and 14 are installed between the heat exchanger-heater 4, the steam generator 5 and the steam-water pump-heater of high pressure 12. steam generator 5 and heat consumer 17, in a closed system of external heat supply 15, a control valve 16 is installed.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. С. Макшакова, В. Рычков. Ядерная сковородка. Изобретатель и рационализатор, N 2, 1991, с. 9.Sources of information taken into account when preparing the application:
1. S. Makshakova, V. Rychkov. Nuclear pan. Inventor and Rationalizer, N 2, 1991, p. 9.

2. Патент РФ N 2115831, Бюл. N 20 от 20.07.98 г. 2. RF patent N 2115831, bull. N 20 from 07/20/98

3. "Энергетика Петербурга" //газета//, N 5 (11), от 25.05.99 г. 3. "Energy of St. Petersburg" // newspaper //, N 5 (11), from 25.05.99

4. Дж. Боуэн, Е. Мейстерс. Управление ядерными реакторами. М.: "Госатомиздат", 1961, с. 11 - прототип. 4. J. Bowen, E. Masters. Management of nuclear reactors. M .: "Gosatomizdat", 1961, p. 11 is a prototype.

Claims (1)

Пароводяная теплоэнергетическая установка, включающая в себя источник высокотемпературной теплоты с контуром теплоносителя, проходящего через парогенератор, контур паротурбинной установки, содержащей парогенератор, паровую турбину, отличающаяся тем, что снабжена в контуре паротурбинной установки теплообменником - подогревателем пара, причем контур теплоносителя последовательно проходит сначала через теплообменник-подогреватель, а затем через парогенератор, электрогенератором, расположенным на одном валу с турбиной, и двумя пароводяными насосами-подогревателями высокого и низкого давлений, первый из которых расположен на линии подачи пара с регулирующим клапаном, начинающейся из контура паротурбинной установки между теплообменником-подогревателем пара и турбиной, а второй установлен после турбины, при этом выход пароводяного насоса низкого давления направлен на вход пароводяного насоса высокого давления, а также замкнутой системой теплоснабжения с регулирующим клапаном, проходящей через пароводяные насосы-подогреватели высокого и низкого давлений и потребителя теплоты, при этом между теплообменником-подогревателем, парогенератором и пароводяным насосом-подогревателем высокого давления установлены обратные клапаны, а выход из пароводяного насоса-подогревателя высокого давления разделяется на линии, идущие в парогенератор и к потребителю тепла. A steam-water heat power plant including a source of high-temperature heat with a coolant circuit passing through a steam generator, a steam turbine plant circuit containing a steam generator, a steam turbine, characterized in that it is equipped with a heat exchanger — a steam heater in the circuit of the steam turbine installation, the heat-transfer circuit passing first through the heat exchanger -heater, and then through the steam generator, an electric generator located on the same shaft with the turbine, and two vapors high-pressure and low-pressure heaters, the first of which is located on the steam supply line with a control valve starting from the steam turbine installation between the steam heat exchanger-heater and the turbine, and the second is installed after the turbine, while the low-pressure steam-water pump output is directed to the input steam-water pump of high pressure, as well as a closed heat supply system with a control valve passing through steam-water pumps-heaters of high and low pressure and consumption heat of Tell, wherein between the heat exchanger-heater, steam generator and steam-heater-pump high-pressure check valve and the outlet of the steam-pump high-pressure preheater is divided into a line extending to the steam generator and the heat consumer.
RU99122623/06A 1999-10-26 1999-10-26 Steam-and-water power and heat generating plant RU2163670C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99122623/06A RU2163670C1 (en) 1999-10-26 1999-10-26 Steam-and-water power and heat generating plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99122623/06A RU2163670C1 (en) 1999-10-26 1999-10-26 Steam-and-water power and heat generating plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2163670C1 true RU2163670C1 (en) 2001-02-27

Family

ID=20226290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99122623/06A RU2163670C1 (en) 1999-10-26 1999-10-26 Steam-and-water power and heat generating plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2163670C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449391C2 (en) * 2010-06-16 2012-04-27 Рашид Зарифович Аминов Method to increase capacity of double-circuit nuclear power unit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БОУЭН Д.Ж., МЕЙСТЕРС Е. Управление ядерными реакторами. - М.: Госатомиздат, 1961, с. 11. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449391C2 (en) * 2010-06-16 2012-04-27 Рашид Зарифович Аминов Method to increase capacity of double-circuit nuclear power unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2010326107B2 (en) Utilizing steam and/or hot water generated using solar energy
US8667799B2 (en) Cascaded power plant using low and medium temperature source fluid
US9671138B2 (en) Cascaded power plant using low and medium temperature source fluid
US9341086B2 (en) Cascaded power plant using low and medium temperature source fluid
US9784248B2 (en) Cascaded power plant using low and medium temperature source fluid
RU2004133070A (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING ELECTRIC POWER BASED ON HEAT DISTRIBUTED IN AN ACTIVE ZONE, AT LEAST, ONE HIGH-TEMPERATURE NUCLEAR REACTOR
WO2017165111A2 (en) System using heat energy to produce power and pure water
US7493764B2 (en) Electric power generation/hydrogen production combination plant
WO2006126914A1 (en) Nuclear power plant and a steam turbine
RU2163670C1 (en) Steam-and-water power and heat generating plant
RU170194U1 (en) NUCLEAR POWER PLANT
CN111600512A (en) Nuclear reactor power supply system with energy gradient utilization function
RU2160839C1 (en) Power plant with gas-cooled reactor
RU2622603C1 (en) Operation method of the nuclear electric station
RU2174609C2 (en) Thermal power system with gas-cooled reactor
RU2449391C2 (en) Method to increase capacity of double-circuit nuclear power unit
RU2767427C1 (en) Gas heater operation method (versions)
RU2164615C1 (en) Thermal power plant
RU2162533C1 (en) Off-line heat-and-power cogeneration plant
RU2689233C1 (en) Method for increasing energy efficiency of a power plant and device for its implementation
RU2196243C2 (en) Combination stirling engine plant for simultaneous generation of power and heat
RU2162532C1 (en) Off-line stirling-engine heat-and-power cogeneration plant
RU2163684C1 (en) Off-line heat-and-power cogeneration plant
RU2774012C1 (en) Gas heater (options)
RU2759583C1 (en) Thermal power station and method for operation thereof