RU2323349C1

RU2323349C1 - Method of operation of heat power plant

Info

Publication number: RU2323349C1
Application number: RU2006132030/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Шарапов (RU); Владимир Иванович Шарапов; Сергей Евгеньевич Кубашов (RU); Сергей Евгеньевич Кубашов
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2008-04-27

Abstract

FIELD: heat power engineering.

SUBSTANCE: heat of windings and of steel of turbine generator is used during cycle of operation of heat power plant. Energy of natural gas supplied to funnel of boiler is used for performing operation turbo-expander. Vapor is generated in boiler. Natural gas and air are supplied to boiler. Vapor generated in boiler is supplied to turbine, which has shaft connected with rotor of turbine generator. Windings and steel of turbine generators are permanently subject to cool down due to circulation of cooling hydrogen through internal space of turbine generators. Natural gas, supplied to funnels of boiler, is used as cooling medium of gas coolers of at least single turbine generators. Pressure of natural gas being required for operation of boiler is reduced to reach necessary pressure in turbo-expander. Hydrogen is subject to dry out due to re-circulating its parts through additional low temperature hydrogen coolers. Natural gas is used as cooling medium, which medium is supplied to main coolers of hydrogen. Condensate is removed from additional coolers through devices for condensate removers.

EFFECT: improved economical efficiency of operation.

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, 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, the 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, hydrogen, in turn, is cooled in water gas coolers (see MI Slavnin. Electrical equipment of power plants and transformer substations. M.: 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 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. Осуществляют осушку водорода путем рециркуляции его части через дополнительные низкотемпературные охладители водорода, в качестве охлаждающей среды которых используют природный газ, подаваемый на основные охладители водорода, осушку водорода осуществляют путем отвода конденсата из дополнительных охладителей водорода.The peculiarity lies in the fact that natural gas supplied to the furnace of the boiler is used as a cooling medium for gas coolers, the gas is reduced to the required pressure in the turboexpander. Hydrogen is dried by recirculating a part of it through additional low-temperature hydrogen coolers, the natural gas supplied to the main hydrogen coolers is used as the cooling medium, and hydrogen is dried by draining the condensate from additional hydrogen coolers.

Новый способ работы позволяет использовать теплоту обмоток и стали турбогенератора в цикле тепловой электрической станции, эксергию газа высокого давления для совершения работы в турбодетандере, низкую температуру редуцированного природного газа для осушки циркуляционного водорода, т.е. позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем снижения тепловых потерь в окружающую среду, путем использования эксергии газа высокого давления в цикле станции и путем исключения энергозатратных устройств и мероприятий для осушки водорода.The new method of operation allows the heat of the windings and steel of the turbogenerator to be used in the cycle of a thermal power plant, the exergy of high pressure gas to perform work in a turboexpander, and the low temperature of reduced natural gas to dry circulating hydrogen, i.e. allows you to increase the efficiency of the thermal power plant by reducing heat loss to the environment, by using exergy of high pressure gas in the cycle of the station and by eliminating energy-consuming devices and measures for drying hydrogen.

Рассмотрим пример реализаций заявленного способа работы тепловой электрической станции.Consider an example of implementations 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 4, ротор которого соединен с валом турбины 3, основные 5 и дополнительные низкотемпературные 6 охладители водорода турбогенератора с газозаборными и газоотводящими отверстиями, устройства для отвода конденсата 7, газозаборные отверсия дополнительного охладителя водорода соединены газопроводом с турбодетандером 8, газоотводящие отверстия основного охладителя водорода 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 4, the rotor of which is connected to the shaft of the turbine 3, the main 5 and additional low-temperature 6 hydrogen coolers of the turbogenerator with gas sampling and gas outlet openings, condensate drainage devices 7, gas sampling an additional hydrogen cooler is connected by a gas line to a turboexpander 8, gas vents of the main hydrogen cooler are connected to a burner 2 of a boiler 1.

В котел 1 через горелку 2 подают природный газ и воздух. Вырабатываемый в котле 1 пар направляют в турбину 3, вал которой соединен с ротором турбогенератора 4, осуществляют постоянное охлаждение обмоток и стали турбогенератора 4 путем циркуляции водорода через его внутреннее пространство, циркуляционный водород охлаждают в основных охладителях водорода 5, осушку водорода осуществляют путем рециркуляции части водорода через дополнительные низкотемпературные охладители водорода 6, конденсат из дополнительных охладителей отводят через устройство для отвода конденсата 7. Газ, необходимый для работы котла, редуцируют в турбодетандере 8, холодный газовый поток пропускают через дополнительные низкотемпературные охладители водорода 6, затем через основные охладители водорода 5 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 of which is connected to the rotor of the turbogenerator 4, the windings and steel of the turbogenerator 4 are constantly cooled by circulating hydrogen through its internal space, the circulating hydrogen is cooled in the main hydrogen coolers 5, the hydrogen is dried by recirculating part of the hydrogen through additional low-temperature hydrogen coolers 6, the condensate from the additional coolers is discharged through the condensate discharge device 7. The gas necessary for operation boiler bots are reduced in turbo expander 8, a cold gas stream is passed through additional low-temperature hydrogen coolers 6, then through main hydrogen coolers 5 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 совершения работы в турбодетандере, исключить энергозатратные устройства осушки циркуляционного водорода турбогенератора из схемы тепловой электрической станции, т.е. позволяет повысить экономичность. тепловой электрической станции путем снижения потерь теплоты в окружающую среду, путем использования эксергии газа в цикле станции и путем снижения энергетических и капитальных затрат на осушку циркуляционного водорода турбогенератора.Thus, the new method allows you to return the heat of the windings and steel of the turbogenerator to the boiler, use the exergy of high pressure gas to perform work in the turboexpander, to exclude energy-intensive devices for drying circulating hydrogen of the turbogenerator from the circuit of a thermal power plant, i.e. allows to increase profitability. thermal power plant by reducing heat loss to the environment, by using gas exergy in the plant cycle and by reducing energy and capital costs for drying the circulating hydrogen of a turbogenerator.

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 constantly cooled by circulating hydrogen through it the internal space, hydrogen is cooled in gas coolers, characterized in that the natural gas supplied to the boiler furnace is used as a cooling medium for gas coolers, the gas is reduced to the required The pressure in the turboexpander, the hydrogen is dried by recirculating part of it through additional low-temperature hydrogen coolers, the natural gas supplied to the main hydrogen coolers is used as the cooling medium, condensate is removed from the additional hydrogen coolers through condensate drainage devices.