RU2314425C2

RU2314425C2 - Method of operation of thermal power station

Info

Publication number: RU2314425C2
Application number: RU2005140519/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Шарапов (RU); Владимир Иванович Шарапов; Сергей Евгеньевич Кубашов (RU); Сергей Евгеньевич Кубашов
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2008-01-10
Also published as: RU2005140519A

Abstract

FIELD: heat power engineering; thermal power stations.

SUBSTANCE: according to proposed method of operation of thermal poser station, steam is generated in boiler to which natural gas and air are delivered into boiler, and steam produced in boiler is directed to turbine whose shaft is connected with rotor of turbogenerator. Cooling of windings and core of generator is provided by hydrogen circulating through its inner space. Hydrogen is cooled in gas coolers in which natural gas delivered to boiler furnace is used as cooling medium. Gas pressure is reduced to required pressure in vortex tube, and cold gas flow is used for cooling turbogenerator. Hot gas flow is delivered into boiler furnace bypassing gas coolers.

EFFECT: increased economy of thermal power station owing to use of heat of windings and core of turbogenerator in operating cycle of thermal power station.

1 dwg

Description

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

Известен аналог - способ работы тепловой электрической станции, по которому в котле вырабатывают пар, для чего в котел подают топливо и воздух, вырабатываемый в котле пар для совершения работы направляют в турбину, вал которой соединен с ротором турбогенератора, осуществляют постоянное охлаждение обмоток и стали генератора путем циркуляции водорода через его внутреннее пространство, водород, в свою очередь, охлаждают в водяных газоохладителях (см. Славнин М.И. Электрооборудование электрических станций и трансформаторных подстанций. М.: Государственное энергетическое издательство. 1963. Рис.8-3 на с.72, 8-4 на с.72 и текстовые пояснения к ним на с.69-72). Этот аналог принят в качестве прототипа.A known analogue is the method of operation of a thermal power plant, in which steam is generated in the boiler, for which fuel and air are supplied to the boiler, steam generated in the boiler for operation is sent to a turbine, the shaft of which is connected to the turbogenerator rotor, and the windings and steel of the generator are constantly cooled by circulating hydrogen through its internal space, hydrogen, in turn, is cooled in water gas coolers (see MI Slavnin. Electrical equipment of power plants and transformer substations. M: G State Energy Publishing House, 1963. Fig. 8-3 on p. 72, 8-4 on p. 72 and textual explanations to them on p. 69-72). This analogue is adopted as a prototype.

Недостатком аналогов и прототипа являются пониженная экономичность тепловых электростанций вследствие потерь теплоты обмоток и стали турбогенератора с охлаждающей водой.The disadvantage of analogues and prototype is the reduced efficiency of thermal power plants due to heat losses of the windings and steel of the turbogenerator with cooling water.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности тепловой электрической станции за счет использования теплоты обмоток и стали турбогенератора в цикле тепловой электрической станции и за счет использования энергии природного газа, подаваемого в топку котла.The technical result achieved by the present invention is to increase the efficiency of the thermal power plant by using the heat of the windings and steel of the turbogenerator in the cycle of the thermal power plant and by using the energy of natural gas supplied to the boiler furnace.

Для достижения этого результата предложен способ работы тепловой электрической станции, по которому в котле вырабатывают пар, для чего в котел подают природный газ и воздух, вырабатываемый в котле пар направляют в турбину, вал которой соединен с ротором турбогенератора, осуществляют постоянное охлаждение обмоток и стали генератора путем циркуляции водорода через его внутреннее пространство, водород охлаждают в газоохладителях.To achieve this result, a method is proposed for operating a thermal power plant, in which steam is generated in the boiler, for which natural gas is supplied to the boiler, air is generated in the boiler, and steam is sent to the turbine, the shaft of which is connected to the turbogenerator rotor, and the windings and steel of the generator are constantly cooled By circulating hydrogen through its internal space, hydrogen is cooled in gas coolers.

Особенность заключается в том, что в качестве охлаждающей среды газоохладителей используют природный газ, подаваемый в топку котла. Газ редуцируют до необходимого давления в вихревой трубе, холодный газовый поток используют для охлаждения турбогенератора, горячий газовый поток подают в топку котла, минуя газоохладители.The peculiarity is that natural gas supplied to the boiler furnace is used as a cooling medium for gas coolers. The gas is reduced to the required pressure in the vortex tube, the cold gas stream is used to cool the turbogenerator, the hot gas stream is fed into the boiler furnace, bypassing the gas coolers.

Новый способ работы позволяет использовать теплоту обмоток и стали турбогенератора в цикле тепловой электрической станции, а также использовать энергию газа высокого давления для нагрева горячего газового потока, т.е. позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем снижения тепловых потерь в окружающую среду.The new way of working allows you to use the heat of the windings and steel of the turbogenerator in the cycle of a thermal power station, as well as use the energy of high pressure gas to heat a hot gas stream, i.e. allows you to increase the efficiency of thermal power plants by reducing heat loss to the environment.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа работы тепловой электрической станции.Consider an example of the implementation of the claimed method of operation of a thermal power plant.

На чертеже изображена схема тепловой электрической станции, в которой реализуется новый способ.The drawing shows a diagram of a thermal power plant in which a new method is implemented.

Станция содержит котел 1 с горелкой 2, связанный паропроводом острого пара с турбиной 3, турбогенератор 6, ротор 5 которого соединен с валом 4 турбины 3, газоохладители 7 циркуляционного водорода турбогенератора с газозаборными 8 и газоотводящими 9 отверстиями, газозаборные отверстия 8 соединены с трубопроводом холодного газового потока вихревой трубы 10, газоотводящие отверстия 9 газоохладителей 7 и газопровод горячего потока вихревой трубы 10 соединены с горелкой 2 котла 1.The station contains a boiler 1 with a burner 2, connected by a steam line of sharp steam to the turbine 3, a turbogenerator 6, a rotor 5 of which is connected to the shaft 4 of the turbine 3, gas coolers 7 of the circulating hydrogen of the turbogenerator with gas sampling 8 and gas outlet 9 openings, gas sampling openings 8 are connected to the cold gas pipeline the flow of the vortex tube 10, the gas outlet 9 of the gas coolers 7 and the gas pipeline of the hot stream of the vortex tube 10 are connected to the burner 2 of the boiler 1.

В котел 1 через горелку 2 подают природный газ и воздух. Вырабатываемый в котле 1 пар направляют в турбину 3, вал 4 которой соединен с ротором 5 турбогенератора 6, осуществляют постоянное охлаждение обмоток и стали турбогенератора 6 путем циркуляции водорода через его внутреннее пространство, циркуляционный водород охлаждают в газоохладителях 7. Газ, необходимый для работы котла, редуцируют в вихревой трубе 10, холодный газовый поток пропускают через газоохладители 7 и подают по газопроводу в топку 2 котла 1, горячий газовый поток подают в топку 1, минуя газоохладители 7.Natural gas and air are supplied to boiler 1 through burner 2. The steam generated in the boiler 1 is sent to the turbine 3, the shaft 4 of which is connected to the rotor 5 of the turbogenerator 6, the windings and steel of the turbogenerator 6 are constantly cooled by circulating hydrogen through its internal space, the circulating hydrogen is cooled in gas coolers 7. The gas necessary for the operation of the boiler, reduced in the vortex tube 10, a cold gas stream is passed through gas coolers 7 and fed through a gas pipeline to the furnace 2 of boiler 1, hot gas stream is fed into the furnace 1, bypassing gas coolers 7.

Таким образом, новый способ позволяет возвращать теплоту обмоток и стали турбогенератора в котел, использовать энергию газа высокого давления для нагрева горячего газового потока, а также исключить систему водяного охлаждения циркуляционного водорода генератора из схемы тепловой электрической станции, т.е. позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем снижения потерь теплоты в окружающую среду и упрощения схемы станции.Thus, the new method allows you to return the heat of the windings and steel of the turbogenerator to the boiler, use the energy of high pressure gas to heat the hot gas stream, and also exclude the water cooling system of the circulating hydrogen of the generator from the circuit of a thermal power plant, i.e. allows you to increase the efficiency of thermal power plants by reducing heat loss to the environment and simplifying the scheme of the station.

Claims

The method of operation of a thermal power plant, through which steam is generated in the boiler, for which natural gas is supplied to the boiler and air, the steam generated in the boiler is sent to a turbine, the shaft of which is connected to the turbogenerator rotor, and the windings and steel of the generator are continuously cooled by circulating hydrogen through it the internal space, hydrogen is cooled in gas coolers by natural gas supplied to the boiler furnace, characterized in that natural gas is reduced to the required pressure in the vortex tube, cold gas ca is used for cooling turbine generator, the hot gas stream fed to the furnace, passing the gas coolers.