RU2164606C1

RU2164606C1 - Thermal power plant

Info

Publication number: RU2164606C1
Application number: RU99126241A
Authority: RU
Inventors: В.И. Шарапов; П.В. Ротов; М.Е. Орлов
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-03-27

Abstract

FIELD: thermal engineering. SUBSTANCE: peak-power source of plant is peak-demand surface steam-to-water heat exchanger whose heating path is connected to industrial extraction stage of steam turbine and water-cooled water heater is connected to heating-system pipeline downstream of main heating-system heaters; heating line of water- cooled water heater is connected to condensate line of peak-demand surface steam-to-water heat exchanger. Heating-medium outlet pipeline running from main water-cooled water heater is connected to turbine-condensate line between second and third low-pressure heaters as counted along condensate flow. EFFECT: improved reliability and economic efficiency of plant; increased power for heat generation. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях. The invention relates to the field of power engineering and can be used at thermal power plants.

Известны аналоги - тепловые электрические станции, содержащие паровые турбины с регулируемыми отопительными и производственным отборами, основные сетевые подогреватели, в которых сетевая вода нагревается паром отопительных отборов паровой турбины, и пиковые водогрейные котлы, используемые в качестве пиковых источников мощности, подогреватели низкого давления для подогрева основного конденсата паром регенеративных отборов и подогреватели высокого давления (см. кн. Соколова Е.Я. "Теплофикация и тепловые сети", М.: Энергоиздат, 1982, рис. 3.1 а на с. 53 и описание к нему на с. 53-54). Analogs are known - thermal power plants containing steam turbines with adjustable heating and production taps, main network heaters in which network water is heated by steam of heating taps of a steam turbine, and peak hot water boilers used as peak power sources, low pressure heaters for heating the main condensate by steam of regenerative offsets and high-pressure heaters (see book. Sokolova E.Ya. "Heating and Heat Networks", M .: Energoizdat, 1982, Fig. 3.1 and on p. 53 and a description of it on p. 53-54).

Данный аналог принят в качестве прототипа. This analogue is adopted as a prototype.

Недостатками аналогов и прототипа являются низкие надежность и экономичность работы тепловых электрических станций из-за неполной загрузки и высокой повреждаемости водогрейных котлов, применяемых в качестве пиковых источников тепловой мощности, в связи с накипеобразованием на поверхностях котлов. Низкая экономичность также обусловлена необходимостью применения дорогостоящих методов водоподготовки для предотвращения накипеобразования и пережога поверхностей котлов. The disadvantages of analogues and prototype are the low reliability and efficiency of thermal power plants due to incomplete loading and high damage to hot water boilers, used as peak sources of thermal power, due to scale formation on the surfaces of the boilers. Low efficiency is also due to the need for expensive water treatment methods to prevent scale formation and burnout of boiler surfaces.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение надежности и экономичности работы тепловой электрической станции. The technical result achieved by the present invention is to increase the reliability and efficiency of the thermal power plant.

Для достижения этого результата предложена тепловая электрическая станция, содержащая паровую турбину с отопительными и производственными отборами пара, трубопроводом основного конденсата с включенными в него подогревателями низкого давления, включенный в сетевой трубопровод после основных сетевых подогревателей пиковый источник тепловой мощности. To achieve this result, a thermal power plant is proposed that contains a steam turbine with heating and production steam extraction, a main condensate pipeline with low-pressure heaters included in it, a peak source of thermal power connected to the mains pipe after the main network heaters.

Отличием заявляемой тепловой электрической станции является то, что в качестве пикового источника тепловой мощности установлен пиковый поверхностный пароводяной теплообменник, который по греющей среде подключен к производственному отбору паровой турбины, а в сетевой трубопровод после основных сетевых подогревателей включен водоводяной подогреватель, который по греющей среде соединен с конденсатопроводом пикового поверхностного пароводяного теплообменника. Трубопровод отвода греющей среды из водоводяного подогревателя соединен с трубопроводом основного конденсата между вторым и третьим по ходу движения конденсата подогревателями низкого давления. The difference of the claimed thermal power plant is that a peak surface steam-water heat exchanger is installed as a peak source of thermal power, which is connected through a heating medium to the production sampling of a steam turbine, and a water-water heater is connected to the main pipeline after the main network heaters, which is connected to the heating medium with condensate line of the peak surface steam-water heat exchanger. The pipeline for removing the heating medium from the water-water heater is connected to the main condensate pipe between the second and third low pressure heaters along the direction of the condensate.

Использование вместо водогрейного котла пикового поверхностного пароводяного теплообменника позволяет повысить экономичность и надежность работы тепловой электрической станции за счет полного использования пиковой тепловой мощности, исключения повреждений источников пиковой тепловой мощности, использования для подготовки подпиточной воды недорогих методов водоподготовки и увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении при увеличении использования пара производственного отбора, являющегося греющей средой в пиковом поверхностном пароводяном теплообменнике. Подогрев конденсатом пикового поверхностного пароводяного теплообменника сетевой воды и последующий отвод конденсата в трубопровод основного конденсата между вторым и третьим по ходу движения конденсата подогревателями низкого давления также повышает экономичность работы тепловой электрической станции за счет максимальной выработки электроэнергии на тепловом потреблении. The use of a peak surface steam-water heat exchanger instead of a hot water boiler makes it possible to increase the efficiency and reliability of a thermal power plant by making full use of peak thermal power, eliminating damage to peak thermal power sources, using inexpensive methods of water treatment for increasing makeup water, and increasing electricity consumption for heat consumption with increasing use production sampling steam heating peaks Ohm surface steam-water heat exchanger. The condensate heating of the peak surface steam-water heat exchanger of the network water and the subsequent condensate drain into the main condensate pipeline between the second and third low pressure heaters along the direction of the condensate also increase the efficiency of the thermal power plant due to the maximum generation of electricity for thermal consumption.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна". The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential distinguishing features in relation to the applicant's technical result in the claimed device set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусмотрено дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений. Так, к такому преобразованию не может быть отнесена замена пикового водогрейного котла пиковым поверхностным пароводяным теплообменником, поскольку эта оптация в заявленном устройстве осуществляется в другой совокупности существенных признаков способа и по другим правилам по сравнению с известными способами, что позволяет обеспечить достижение искомого технического результата. To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not derive explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art as defined by the applicant, in particular, the claimed invention does not provide for the addition of the known means any known part attached to it according to known rules to achieve a technical result, in relation to The effect of just such additions has been established. So, such a conversion cannot be attributed to the replacement of a peak hot water boiler with a peak surface steam-water heat exchanger, since this option in the inventive device is carried out in a different set of essential features of the method and according to different rules compared to known methods, which allows to achieve the desired technical result.

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого технического результата. Next, we consider the information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the desired technical result.

На чертеже изображена принципиальная схема тепловой электрической станции, предназначенной для работы по заявляемому способу. Тепловая электрическая станция содержит, по крайней мере, одну паровую турбину 1 с подключенными к отопительным отборам 2 основными сетевыми подогревателями 3, трубопровод основного конденсата 4, в который последовательно включены конденсатор 5, насос 6, подогреватели низкого давления 7-10, деаэратор 11. По греющей среде подогреватели низкого давления 7 и 8 подключены к отопительным отборам 2, подогреватели низкого давления 9 и 10 подключены к регенеративным отборам 12. Подогреватель высокого давления 13 по греющей среде подключен к производственному отбору 14, в подогревателях высокого давления 15-16 греющей средой является пар из отборов высокого давления 17 турбины 1. В сетевой трубопровод 18 последовательно включены насос 19, основные сетевые подогреватели 3, водоводяной подогреватель 20, пиковый поверхностный пароводяной теплообменник 21 и насос 22. Греющей средой в водоводяном подогревателе 20 служит конденсат, образовавшийся в пиковом поверхностном пароводяном теплообменнике 21. Пиковый поверхностный пароводяной теплообменник 21 по греющей среде подключен к производственному отбору 14 паровой турбины 1. В трубопровод отвода греющей среды 23, соединяющий водоводяной подогреватель 20 и трубопровод основного конденсата 4, включен конденсатный насос 24. К производственному отбору 14 подключен паропровод 25. К трубопроводу сетевой воды 18 подключен подпиточный трубопровод 26. The drawing shows a schematic diagram of a thermal power plant designed to operate by the present method. The thermal power plant contains at least one steam turbine 1 with main network heaters 3 connected to the heating taps 2, a main condensate pipe 4, in which the condenser 5, pump 6, low pressure heaters 7-10, deaerator 11 are connected in series. the heating medium, low pressure heaters 7 and 8 are connected to the heating taps 2, the low pressure heaters 9 and 10 are connected to the regenerative taps 12. The high pressure heater 13 for the heating medium is connected to the production To the sampling 14, in the high-pressure heaters 15-16, the heating medium is steam from the high-pressure take-offs 17 of the turbine 1. Pump 19, main network heaters 3, water-water heater 20, peak surface steam-water heat exchanger 21 and pump 22 are serially connected to the network pipe 18. The heating medium in the water-water heater 20 is condensate formed in the peak surface steam-water heat exchanger 21. The peak surface steam-water heat exchanger 21 in the heating medium is connected to the production selection 14 of a steam turbine 1. A condensate pump 24 is included in the heating medium drain pipe 23 connecting the water heater 20 and the main condensate pipe 4. A steam pipe 25 is connected to the production selection 14. A make-up pipe 26 is connected to the network water pipe 18.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа. Consider an example implementation of the claimed method.

Тепловая электрическая станция работает следующим образом. Поступающая от потребителей сетевая вода подается по сетевому трубопроводу 18 насосом 19 в основные сетевые подогреватели 3 паровой турбины 1, где нагревается в базовом режиме по температурному графику теплосети паром отопительных отборов 2, а в пиковом режиме дополнительно нагревается в пиковом поверхностном пароводяном подогревателе 21 паром производственного отбора 14 паровой турбины 1. Высокотемпературный конденсат из пикового поверхностного пароводяного подогревателя 21 поступает в водоводяной подогреватель 20, из которого конденсатным насосом 24 по трубопроводу отвода греющей среды 23 подается в трубопровод основного конденсата 4 между вторым 8 и третьим 9 по ходу движения конденсата подогревателями низкого давления. Thermal power station operates as follows. The network water coming from consumers is supplied through a network pipe 18 by a pump 19 to the main network heaters 3 of a steam turbine 1, where it is heated in the basic mode according to the temperature schedule of the heating system with steam of heating 2, and in peak mode it is additionally heated in a peak surface steam-water heater 21 with production steam 14 of the steam turbine 1. High-temperature condensate from the peak surface steam-water heater 21 enters the water-water heater 20, from which the condensate th pump outlet conduit 24 to the heating medium 23 is fed into the main condensate conduit 4 between the second 8 and third 9 downstream of the condensate preheater movement of low pressure.

Подогрев сетевой воды в водоводяном подогревателе 20 и в пиковом поверхностном пароводяном теплообменнике 21, отвод конденсата в трубопровод основного конденсата 4 между вторым 8 и третьим 9 по ходу движения конденсата подогревателями низкого давления обеспечивают максимальную выработку электроэнергии на тепловом потреблении. Насосом 22 сетевая вода подается в теплосеть. По паропроводу 25 пар подается промышленным потребителям. Утечки сетевой воды в системе теплоснабжения компенсируются подпиточной водой, подготавливаемой по упрощенной технологии и подаваемой в теплосеть по подпиточному трубопроводу 26. The heating of the mains water in the water-water heater 20 and in the peak surface steam-water heat exchanger 21, the condensate drain into the main condensate pipe 4 between the second 8 and the third 9 in the direction of the condensate by the low pressure heaters ensures maximum power generation for heat consumption. Pump 22 network water is supplied to the heating system. 25 steam is supplied to industrial consumers through a steam line. Leaks of network water in the heat supply system are compensated by make-up water, prepared according to simplified technology and supplied to the heating system through make-up pipe 26.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного решения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленную тепловую электрическую станцию при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области теплоэнергетики;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- тепловая электрическая станция, воплощающая заявленное изобретение при его осуществлении, способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.The above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed solution:
- a tool embodying the claimed thermal power plant in its implementation, is intended for use in industry, namely in the field of heat power;
- for the claimed device in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;
- thermal power plant embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

1. Thermal power station, containing a steam turbine with heating and production steam extraction, a main condensate pipeline with low-pressure heaters included in it, a peak heat source included in the main pipeline after the main network heaters, characterized in that as a peak heat source a peak surface steam-water heat exchanger is installed, which is connected through a heating medium to the production sampling of a steam turbine in a network pipe the wire after the main network heaters includes a water-to-water heater, which is connected via a heating medium to the condensate line of the peak surface steam-water heat exchanger.

2. Thermal power station according to claim 1, characterized in that the pipeline for removing the heating medium from the water-water heater is connected to the main condensate pipe between the second and third low pressure heaters along the direction of the condensate.