RU2215878C2 - Regeneration steam-turbine plant - Google Patents
Regeneration steam-turbine plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215878C2 RU2215878C2 RU2001109101/06A RU2001109101A RU2215878C2 RU 2215878 C2 RU2215878 C2 RU 2215878C2 RU 2001109101/06 A RU2001109101/06 A RU 2001109101/06A RU 2001109101 A RU2001109101 A RU 2001109101A RU 2215878 C2 RU2215878 C2 RU 2215878C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- turbine
- deaerator
- evaporator
- pressure turbine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическим установкам для выработки электрической энергии. The invention relates to power plants for generating electrical energy.
Известна паротурбинная установка, содержащая парогенератор, паровую турбину, конденсатор. Known steam turbine installation containing a steam generator, steam turbine, condenser.
Недостатком известной ПТУ является потеря теплоты парообразования в конденсаторе турбины, что приводит к существенному снижению КПД установки, причем охлаждение циркуляционной воды происходит в градирнях и разного рода водоемах с выделением тепла и влаги (пара) в атмосферу, способствуя тем самым образованию так называемого парникового эффекта, увеличивая при этом нагрузку на экологию. Это известная ПТУ является сложным, громоздким сооружением с большой удельной металлоемкостью, где с целью повышения КПД установки требуются высокие и сверхвысокие параметры пара перед турбиной, что усложняет и удорожает ее конструкцию. A disadvantage of the known technical colleges is the loss of heat of vaporization in the turbine condenser, which leads to a significant decrease in the efficiency of the installation, and the cooling of the circulating water occurs in cooling towers and various water bodies with the release of heat and moisture (steam) into the atmosphere, thereby contributing to the formation of the so-called greenhouse effect, while increasing the burden on the environment. This well-known technical and vocational school is a complex, cumbersome structure with a large specific metal consumption, where in order to increase the efficiency of the installation, high and ultrahigh parameters of the steam in front of the turbine are required, which complicates and increases the cost of its construction.
Все это относится и к парогенератору, требующему значительных расходов топлива для парообразования и перегрева пара, больших объемов топочных устройств и развитых поверхностей нагрева, тем более, что теплоносителем в парогенераторах являются газы со сравнительно низкой теплоемкостью. All this applies to the steam generator, which requires significant fuel consumption for steam formation and steam overheating, large volumes of furnace devices and developed heating surfaces, especially since the heat carrier in the steam generators are gases with a relatively low heat capacity.
Из вышесказанного следует вывод, что решение проблемы повышения КПД ПТУ, равно как и рационализации других затратных схем установок, а также снижения нагрузок на экологию может быть только в условиях принципиально новых технологий выработки электроэнергии на тепловых электростанциях. From the above it follows that the solution to the problem of increasing the efficiency of vocational schools, as well as the rationalization of other costly plant schemes, as well as reducing environmental stresses, can only be in conditions of fundamentally new technologies for generating electricity in thermal power plants.
Известна регенеративная паротурбинная установка, содержащая парогенератор, соединенный с пароперегревателем, турбину высокого давления, конденсатор, турбину низкого давления, охлажденный конденсат которой конденсатным насосом подается в деаэратор и циркуляционная вода после деаэратора питательным насосом подается в парогенератор (Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции, Москва, Энергия, 1976, рис. 14-1 и описание к нему с.203-204). Недостатком установки является невысокий коэффициент полезного действия. A regenerative steam turbine installation is known, comprising a steam generator connected to a superheater, a high pressure turbine, a condenser, a low pressure turbine, the cooled condensate of which is supplied to the deaerator by a condensate pump and after the deaerator, the circulating water is fed to the steam generator (Ryzhkin V.Ya. Moscow, Energy, 1976, Fig. 14-1 and description to it p.203-204). The disadvantage of the installation is the low efficiency.
Задача настоящего изобретения является повышение коэффициента полезного действия регенеративной паротурбинной установки. The objective of the present invention is to increase the efficiency of a regenerative steam turbine installation.
Поставленная задача решается тем, что регенеративная паротурбинная установка, содержащая парогенератор, соединенный с пароперегревателем, турбину высокого давления, конденсатор, турбину низкого давления, охлажденный конденсат которой конденсатным насосом подается в деаэратор и циркуляционная вода после деаэратора питательным насосом подается в парогенератор. Установка также снабжена камерой сгорания с установленным в ней пароперегревателем, состоящим из первичного и вторичного перегрева, турбиной, конденсат которой после конденсатора также конденсатным насосом подается в деаэратор, головным испарителем и испарителями с собственными пароперегревателями, обогреваемыми газами из камеры сгорания, регенератором, в котором циркуляционная вода после деаэратора нагревается паром выхлопа турбины низкого давления с последующей частичной подачей с помощью насоса подачи в головной испаритель с дальнейшей каскадной подачей в испарители и далее с помощью циркуляционного насоса в общий поток после деаэратора, при этом выход парогенератора по пару соединен с головным испарителем, пар которого, проходя через пароперегреватель первичного перегрева, поступает после разделения потока одной частью в турбину высокого давления и в турбину с выхлопом в конденсатор, а другой частью на вторичный перегрев в пароперегреватель, а пар следующего после головного испарителя поступает в турбину низкого давления, встречаясь при этом с отработавшим паром турбины высокого давления, причем деаэратор работает паром последнего испарителя. The problem is solved in that a regenerative steam turbine installation comprising a steam generator connected to a superheater, a high pressure turbine, a condenser, a low pressure turbine, the cooled condensate of which is supplied to the deaerator by a condensate pump, and the circulation water after the deaerator is fed to the steam generator by a feed pump. The installation is also equipped with a combustion chamber with a superheater installed in it, consisting of primary and secondary overheating, a turbine, the condensate of which after the condenser is also supplied to the deaerator by a condensate pump, with a head evaporator and evaporators with their own superheaters, heated by gases from the combustion chamber, and a regenerator in which the water after the deaerator is heated by the steam of the exhaust of the low-pressure turbine, followed by a partial supply by means of a feed pump to the head evaporator with by cascade feed to the evaporators and then through the circulation pump to the common stream after the deaerator, while the steam generator output is connected in pairs to the head evaporator, the steam of which, passing through the primary superheater, enters after the separation of the flow in one part into the high pressure turbine and into the turbine with exhaust to the condenser, and the other part to the secondary overheating in the superheater, and the steam of the next after the head evaporator enters the low-pressure turbine, meeting with High pressure steam turbine, wherein steam deaerator works last evaporator.
Циркуляционная вода (рабочая среда для испарителей), поступившая посредством насоса подачи от регенератора на выхлопе турбины (и там нагретая), в головной испаритель и здесь частично испарившаяся (в основном за счет пара от парогенератора) и дополнительно нагретая, с высоким потенциалом по давлению и температуре направляется (каскадно) в очередные испарители, выдавая пар, полученный при испарении и перегретый в собственных пароперегревателях, обогреваемых газами камеры сгорания, в турбину низкого давления и деаэратор, причем вода, охлажденная в испарителях до температуры немногим более 100oС, отбирается циркуляционным насосом и подается в регенератор в общем потоке с водой от деаэратора в качестве хладагента с последующим ее здесь нагревом, а далее испарением и охлаждением в испарителях.The circulation water (working medium for evaporators), received through the feed pump from the regenerator at the turbine exhaust (and heated there), to the head evaporator and here partially evaporated (mainly due to steam from the steam generator) and additionally heated, with a high pressure potential and temperature is directed (cascade) to the next evaporators, issuing the steam obtained by evaporation and superheated in its own superheaters, heated by the gases of the combustion chamber, into the low pressure turbine and deaerator, moreover, water, cooling It is taken in evaporators to a temperature of a little more than 100 o С, it is taken out by a circulation pump and fed to the regenerator in the general stream with water from the deaerator as a refrigerant, followed by heating here, and then evaporation and cooling in the evaporators.
Главной идеей изобретения является то, что в отличие от традиционных установок, где охлаждение циркуляционной воды происходит при пассивном процессе испарения с выделением тепла и влаги (пара) в атмосферу и в условиях огромного расхода циркуляционной воды, где принятая теплота парообразования "растворяется" в этой массе и ее невозможно использовать, предлагаемый процесс испарения и охлаждения воды происходит в активной фазе и носит "взрывной" характер. The main idea of the invention is that, unlike traditional installations, where the circulation water is cooled by a passive evaporation process with the release of heat and moisture (steam) into the atmosphere and under conditions of a huge flow of circulating water, where the heat of vaporization "dissolves" in this mass and it is impossible to use, the proposed process of evaporation and cooling of water occurs in the active phase and is "explosive" in nature.
Циркуляционная вода в сравнительно небольшом количестве, нагретая паром выхлопа турбины, поступает в испарители (расширители), где в замкнутом объеме "взрывается" за счет накопленной тепловой энергии (известный процесс), при этом полученный пар не сбрасывается в атмосферу, а в качестве рабочего тела направляется в турбины и деаэратор. Circulating water in a relatively small amount, heated by the steam of the turbine exhaust, enters evaporators (expanders), where it “explodes” in a closed volume due to the accumulated thermal energy (a known process), while the resulting vapor is not discharged into the atmosphere, but as a working fluid goes to turbines and a deaerator.
Далее, как было сказано выше, пар выхлопа турбины направляется в отличие от традиционных установок не в конденсатор с потерей тепла, а в регенератор для нагрева циркуляционной воды с последующим ее испарением и охлаждением с выдачей пара для турбины, что коренным образом меняет принцип работы цикла установки. Further, as mentioned above, the steam of the turbine exhaust is sent, in contrast to traditional plants, not to a condenser with heat loss, but to a regenerator for heating the circulating water with its subsequent evaporation and cooling with the release of steam for the turbine, which radically changes the principle of the installation cycle .
И, наконец, теплоносителем для парогенератора являются не продукты сгорания топлива - газы с их низкой теплоемкостью, а пар высокой температуры и давления, чья теплоемкость в несколько раз выше теплоемкости газов, причем топка парогенератора заменена на компактную камеру сгорания, работающую с наддувом, и предназначена только для перегрева пара. And, finally, the heat carrier for the steam generator is not the products of fuel combustion - gases with their low heat capacity, but high temperature and pressure steam whose heat capacity is several times higher than the heat capacity of the gases, and the furnace of the steam generator is replaced by a compact combustion chamber that works with supercharging and is intended only for steam overheating.
Организация контура рециркуляции тепла в закрытом рабочем цикле ПТУ позволяет полностью использовать теплоту парообразования и существенно повысить КПД установки. The organization of the heat recirculation loop in the closed cycle of the vocational school allows you to fully use the heat of vaporization and significantly increase the efficiency of the installation.
На фиг.1 представлена общая тепловая схема установки; на фиг.2 - примерные ее параметры. Figure 1 presents the General thermal diagram of the installation; figure 2 - its approximate parameters.
ПТУ содержит (см. фиг.1) камеру сгорания 1, парогенератор 2, головной испаритель 3, испарители 4, 5, 6, пароперегреватели 7, 8, 9, воздухоподогреватель 10, дутьевую машину 11, турбины 12, 13, 14, регенератор 15, конденсатор 16, конденсатные насосы 17, 18, 19, 20, деаэратор 21, откачивающий насос 22, циркуляционный насос 23, насос подачи 24, питательные насосы 25, 26, солевой насос 27, теплообменники 28, 29, пусковой котел 30, дымовую трубу 31, электрогенератор 32. The technical and vocational school contains (see Fig. 1) a combustion chamber 1, a
ПТУ работает следующим образом. Vocational school works as follows.
Пар головного испарителя 3, поступивший из парогенератора 2 вместе с паром, дополнительно образованным в результате испарения части циркуляционной воды, в состоянии насыщения направляется в экранные трубы первичного перегрева пара камеры сгорания 1. The steam of the
Перегретый до температуры, необходимой для работы турбины (допустим 560oС), пар на выходе из пароперегревателя разделяется на два потока, меньшая часть которого поступает в турбину высокого давления 12, а другая большая его часть направляется в пароперегреватель вторичного перегрева камеры сгорания и затем в качестве теплоносителя с температурой (условно более 800oС) в парогенератор 2.Superheated to the temperature necessary for the operation of the turbine (say 560 o C), the steam at the outlet of the superheater is divided into two streams, the smaller part of which enters the high-
Циркуляционная вода с достаточно высоким потенциалом по давлению и температуре из головного испарителя 3 поступает в испаритель 4, где часть ее испаряется, охлаждаясь до определенной температуры. Circulation water with a sufficiently high potential in pressure and temperature from the
Полученный пар в испарителе 4 проходит через собственный пароперегреватель 8, обогреваемый газами из камеры сгорания 1, направляется в турбину низкого давления 13, встречаясь при этом с отработавшим паром турбины 12, причем в трубе переброса обе категории пара смешиваются в однородность по температуре. The resulting vapor in the
Циркуляционная вода с оставшимся потенциалом из испарителя 4 поступает в испаритель 5, где происходит тот же процесс испарения (генерации пара) и охлаждения воды, но уже при более низких параметрах, затем пар также через собственный пароперегреватель 9 направляется в деаэратор 21, а вода с температурой немногим более 100oC отбирается циркуляционным насосом 23 и в общем потоке от насоса откачки 22 поступает в бойлер 15 в качестве хладагента с последующим ее нагревом и испарением.The circulation water with the remaining potential from the
По мере движения циркуляционной воды из испарителя в испаритель последние из своих нижних точек непрерывно продуваются через дроссельные шайбы, причем вода каскадно направляется в приемник концентрации солей испарителя 5, из которого солевым насосом 27 откачивается в испаритель 6, где выпаривается, а ее концентрат сбрасывается за границу цикла. As the circulating water moves from the evaporator to the evaporator, the last of its lower points are continuously blown through throttle washers, and the water is cascaded to the salt concentration receiver of the evaporator 5, from which it is pumped by the salt pump 27 to the
Пар выхлопа турбины 13 поступает в регенератор 15, конденсат которого насосом 17 направляется в деаэратор, работающий паром от испарителя 5. The exhaust steam of the turbine 13 enters the
Из деаэратора 21 вода откачивающим насосом 22 в общем потоке от насоса 23 направляется через регенератор 15 в качестве хладагента и затем нагретая в регенераторе 15 поступает на всас к питательному насосу 25 парогенератора и к насосу подачи воды 24 с приводом от турбины 14. From the
Выхлоп турбины 14 направлен в конденсатор 16, работающий водой в качестве хладагента от внешнего источника, или водой теплосети. The exhaust of the
Конденсат конденсатора 16 вместе с хим. очищенной водой и конденсатом от теплообменника 28 через теплообменник 28 насосом 18 подается на всас к насосу 17 и в общем потоке направляется в деаэратор. Condensate condenser 16 together with chem. purified water and condensate from the heat exchanger 28 through the heat exchanger 28 by the
По тракту циркуляционной воды от испарителя 5 может быть установлен подогреватель сетевой воды, при этом электрическая и тепловая мощность установки увеличиваются. A network water heater can be installed along the circulation water path from the evaporator 5, while the electric and thermal power of the installation increase.
Вода от насоса подачи 24 поступает в головной испаритель 3 двумя потоками - на верхний ярус испарителя и на нижний через регулятор режима работы испарителя. Water from the
Вода от питательного насоса 25 направляется в парогенератор 2 (прямоточный котел), работающий в качестве теплоносителя паром высокой температуры и давления, причем конденсат греющего пара насосом 20 направлен в поток от насоса подачи 24 в головной испаритель 3. Water from the
Пар от парогенератора 2 с высоким давлением и температурой (в пределах 800oС) поступает в головной испаритель 3 - в средний ярус.Steam from the
Камера сгорания 1, экранированная трубами пароперегревателей первичного и вторичного перегрева, работает с наддувом от дутьевой машины 11, давление при этом во всему газовому тракту поддерживается устройством пережима на выходе газов из воздухоподогревателя, что, как известно, способствует более эффективному использованию потенциала топлива и придает компактность всему устройству по тракту перегрева пара, снижая при этом удельную металлоемкость. The combustion chamber 1, shielded by the pipes of the superheaters of the primary and secondary overheating, works with pressurization from the
В тепловой схеме установки предусмотрен пусковой котел для прогрева всей схемы оборудования по тракту воды и пара. The thermal circuit of the installation includes a starting boiler for heating the entire circuit of the equipment along the water and steam path.
Использование предлагаемой паротурбинной установки для производства элекроэнергии позволяет сравнительно с традиционной существенно повысить КПД ПТУ в результате ее работы по регенеративному типу и рационализации всего процесса выработки электроэнергии. The use of the proposed steam turbine unit for the production of electric energy allows, compared with the traditional one, to significantly increase the efficiency of vocational schools as a result of its work on the regenerative type and rationalization of the entire process of generating electricity.
Установка может иметь самую широкую область применения с выработкой не только электрической, но и механической энергии. The installation can have the widest scope with the generation of not only electrical but also mechanical energy.
ПТУ автономна в работе, не требует большого количества технологической воды, достаточно мобильна и экологична. The vocational school is autonomous in operation, does not require a large amount of technological water, is sufficiently mobile and environmentally friendly.
Источник информации
Литература по проблемам теплоэнергетики и эволюции ее развития.Sourse of information
Literature on the problems of heat power engineering and the evolution of its development.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001109101/06A RU2215878C2 (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Regeneration steam-turbine plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001109101/06A RU2215878C2 (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Regeneration steam-turbine plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001109101A RU2001109101A (en) | 2003-03-10 |
RU2215878C2 true RU2215878C2 (en) | 2003-11-10 |
Family
ID=32026548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001109101/06A RU2215878C2 (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Regeneration steam-turbine plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2215878C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463467C1 (en) * | 2011-08-02 | 2012-10-10 | Николай Павлович Иванников | Gas-turbine-hydraulic power plant of closed cycle for water transport |
RU2463468C1 (en) * | 2011-08-02 | 2012-10-10 | Николай Павлович Иванников | Gas-turbine-hydraulic plant of closed cycle |
RU2481881C2 (en) * | 2007-12-13 | 2013-05-20 | Альстом Текнолоджи Лтд | System and method of absorbent solution recovery |
-
2001
- 2001-04-09 RU RU2001109101/06A patent/RU2215878C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. - М.: Энергия, 1976, рис. 14-1 и описание к нему с.203-204. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2481881C2 (en) * | 2007-12-13 | 2013-05-20 | Альстом Текнолоджи Лтд | System and method of absorbent solution recovery |
RU2463467C1 (en) * | 2011-08-02 | 2012-10-10 | Николай Павлович Иванников | Gas-turbine-hydraulic power plant of closed cycle for water transport |
RU2463468C1 (en) * | 2011-08-02 | 2012-10-10 | Николай Павлович Иванников | Gas-turbine-hydraulic plant of closed cycle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5555738A (en) | Ammonia absorption refrigeration cycle for combined cycle power plant | |
RU2215165C2 (en) | Method of regeneration of heat of exhaust gases in organic energy converter by means of intermediate liquid cycle (versions) and exhaust gas heat regeneration system | |
US5755089A (en) | Method and apparatus for operating a gas and steam turbine plant using hydrogen fuel | |
WO2020181677A1 (en) | Flexible hybrid solar/coal-fired power generation system and operation method | |
JPH07174003A (en) | Improving method of whole generation of available energy in energy utilizer and liquid-cooled thermal power engine carrying out improving method | |
RU2691881C1 (en) | Thermal power plant | |
KR20130091806A (en) | Cogeneration system using heat pump | |
CN103075216A (en) | Brayton-cascade steam Rankine combined cycle power generation system | |
KR101282091B1 (en) | Power Generation System of cold energy utilization | |
CN108708835A (en) | A kind of novel solar complementation association circulating power generation system of cooling burning machine inlet air | |
RU2215878C2 (en) | Regeneration steam-turbine plant | |
RU2409746C2 (en) | Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine | |
Chaimongkol et al. | Waste heat harvesting from continuous blowdown for power generation via organic Rankine cycle network: Case study of a coal-fired power plant | |
CN103089355B (en) | Steam Rankine-low boiling working fluid Rankine combined cycle generating unit | |
RU2749800C1 (en) | Thermal power station | |
Ahmadı et al. | Examining performance and optimization of a cogeneration system comprised with allam cycle and MED-TVC for generating power and drinking water: Case study: Kish island | |
RU2547828C1 (en) | Steam-gas unit of two-circuit nuclear power plant | |
RU167924U1 (en) | Binary Combined Cycle Plant | |
JP2010096414A (en) | Ammonia absorption refrigeration type power generating device | |
Madan et al. | Second Law-Based Assessment of Combined Cycle Power Plant | |
RU2715073C1 (en) | Combined cycle gas turbine with cooled diffuser | |
TW201520500A (en) | Heat exchanger with preheating and evaporating functions and heat cycle system and method using the same | |
RU2775732C1 (en) | Oxygen-fuel power plant | |
RU2745468C1 (en) | Combined-cycle plant with air condenser | |
RU2768325C1 (en) | Thermal power plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050410 |