RU2323345C1

RU2323345C1 - Method of operation of heat power plant

Info

Publication number: RU2323345C1
Application number: RU2006124106/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Шарапов (RU); Владимир Иванович Шарапов; Сергей Евгеньевич Кубашов (RU); Сергей Евгеньевич Кубашов
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2008-04-27

Abstract

FIELD: heat power engineering.

SUBSTANCE: heat pf windings and of steel of turbine generator is used in cycle of operation of heat power plant and energy of natural gas, supplied to furnace of boiler, is used as well. Method of operation of heat power plant is based upon generation of steam in boiler. For the purpose, natural gas and air are supplied into boiler. Vapor generated in boiler is delivered to turbine which has shaft connected with rotor of turbine generator. Windings and steel of generator are permanently subject to cooling due to circulation of hydrogen through internal space of generator. Hydrogen is cooled in has coolers. Natural gas, delivered to furnace of boiler, is used as cooling medium of gas coolers. Gas is reduced in turbine gas-expansion machine to reach required pressure.

EFFECT: improved economical efficiency of heat power plant.

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, M. Slavnin. Electrical equipment of power plants and transformer substations. M: G statehood Energy Publishing, 1963. Ris.8-3. at p.72, 8-4 on p.72 and text explanations to their s.69-72). This analogue is adopted as a prototype.

Недостатком аналогов и прототипа является 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 эксергии 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 exergy 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 турбодетандере.The peculiarity is that natural gas supplied to the boiler furnace is used as a cooling medium for gas coolers. Gas is reduced to the required pressure in the turboexpander.

Новый способ работы позволяет использовать теплоту обмоток и стали турбогенератора в цикле тепловой электрической станции, а также использовать эксергию газа высокого давления для совершения работы в турбодетандере, т.е. позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем снижения тепловых потерь в окружающую среду и путем использования эксергии газа высокого давления в цикле станции.The new method of operation allows you to use the heat of the windings and steel of the turbogenerator in the cycle of a thermal power plant, as well as use the exergy of high-pressure gas to perform work in a turboexpander, i.e. allows you to increase the efficiency of the thermal power plant by reducing heat loss to the environment and by using the exergy of high pressure gas in the cycle of the station.

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 газопроводом с турбодетандером 10, газоотводящие отверстия 9 газоохладителей 7 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 by a gas pipeline to a turbine expander 10 , gas vents 9 of the gas coolers 7 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 турбодетандере 10, холодный газовый поток пропускают через газоохладители 7 и подают по газопроводу в топку 2 котла 1.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, they are reduced in a turboexpander 10, a cold gas stream is passed through gas coolers 7 and fed through a gas pipeline to the furnace 2 of boiler 1.

Таким образом, новый способ позволяет возвращать теплоту обмоток и стали турбогенератора в котел, использовать эксергию 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 the heat of the windings and steel of the turbogenerator to be returned to the boiler, the use of high pressure gas exergy to heat the hot gas stream, and also to exclude the water cooling system of the circulating hydrogen of the generator from the circuit of the thermal power station, 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, natural gas supplied to the boiler furnace is used as a cooling medium for gas coolers, characterized in that the gas is reduced to the required Avlenie in turboexpander.