RU2560503C1 - Heat power plant operation mode - Google Patents
Heat power plant operation mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560503C1 RU2560503C1 RU2014109239/02A RU2014109239A RU2560503C1 RU 2560503 C1 RU2560503 C1 RU 2560503C1 RU 2014109239/02 A RU2014109239/02 A RU 2014109239/02A RU 2014109239 A RU2014109239 A RU 2014109239A RU 2560503 C1 RU2560503 C1 RU 2560503C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- steam
- condenser
- steam turbine
- network water
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) для утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты в конденсаторах паровых турбин ТЭС, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора.The invention relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) for utilizing low-grade waste heat in condensers of steam turbines for TPPs, utilizing the low-grade heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine, utilizing the excess low-grade heat of return network water and utilizing the high-grade heat of steam for production selection .
Аналогом является способ работы тепловой электрической станции, по которому весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей, последовательно нагревают паром отборов турбины в нижнем и в верхнем сетевых подогревателях, а затем направляют потребителям, охлаждение отработавшего пара производят циркуляционной водой, которую используют в качестве источника низкопотенциальной теплоты для испарителя теплонасосной установки, при этом весь поток сетевой воды после нижнего сетевого подогревателя дополнительно подогревают в конденсаторе теплонасосной установки (патент RU №2269656, МПК F01K 17/02, 10.02.2006).An analogue is the method of operation of a thermal power plant, in which the entire return flow of network water returned from consumers is successively heated by steam of turbine offsets in the lower and upper network heaters, and then directed to consumers, the exhaust steam is cooled by circulating water, which is used as a source low potential heat for the evaporator of the heat pump installation, while the entire flow of network water after the lower network heater is additionally heated to densifier of the heat pump installation (patent RU No. 2269656, IPC F01K 17/02, 02/10/2006).
Прототипом является способ работы тепловой электрической станции, содержащей подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, паровую турбину с отопительными отборами пара и конденсатором, к которому подключены напорный и сливной трубопроводы циркуляционной воды, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами сетевой воды и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку, испаритель которой подключен по греющей среде к сливному трубопроводу циркуляционной воды, при этом конденсатор теплонасосной установки по нагреваемой среде включен в подающий трубопровод сетевой воды после сетевых подогревателей, а также систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод, маслобак, маслонасос и маслоохладитель, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом (патент RU №2268372, МПК F01K 17/02, 20.01.2006).The prototype is the method of operation of a thermal power plant containing supply and return pipelines of network water, a steam turbine with heating steam extraction and a condenser, to which pressure and drain pipelines of circulating water are connected, network heaters connected via a heated medium between the supply and return pipelines of network water and connected through a heating medium to heating taps, a heat pump installation, the evaporator of which is connected through a heating medium to a drain pipe water, while the condenser of the heat pump installation for the heated medium is included in the supply pipe of the network water after the network heaters, as well as the oil supply system of the steam turbine bearings, which contains a drain pipe, an oil tank, an oil pump and an oil cooler connected in series through the heating medium, the output of which is connected through the heated medium with pressure pipeline (patent RU No. 2268372, IPC F01K 17/02, 01/20/2006).
В известном способе сетевую воду, поступающую от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды, с помощью сетевого насоса подают в сетевые подогреватели, где нагревают паром отопительных отборов турбины. Отработавший в турбине пар охлаждают в конденсаторе, для чего подают в него по напорному трубопроводу и отводят по сливному трубопроводу циркуляционную воду. Нагретую в сетевых подогревателях сетевую воду перед подачей потребителям дополнительно нагревают в конденсаторе теплонасосной установки, в качестве низкопотенциального источника теплоты в испарителе теплонасосной установки используют циркуляционную воду из сливного трубопровода. В паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслохладителем.In the known method, the network water coming from consumers through the return line of the network water is supplied to the network heaters by means of the network pump, where they are heated with steam from the heating taps of the turbine. The steam spent in the turbine is cooled in a condenser, for which it is fed into it through a pressure pipe and circulated water is discharged through a drain pipe. The network water heated in the network heaters is additionally heated before being supplied to consumers in the condenser of the heat pump installation, and circulating water from the drain pipe is used as a low-grade heat source in the evaporator of the heat pump installation. In a steam turbine, an oil supply system for bearings of a steam turbine with an oil cooler is used.
Таким образом, в известном способе работы тепловой электрической станции пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство нижнего и верхнего сетевых подогревателей, сетевая вода поступает от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в нижний сетевой подогреватель и верхний сетевой подогреватель, далее сетевую воду направляют в подающий трубопровод сетевой воды, отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, а в паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслохладителем, причем при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, steam of heating parameters from the steam turbine’s withdrawals enters the steam space of the lower and upper network heaters, the network water is supplied from consumers via the return water pipe to the lower network heater and the upper network heater, then the network water is directed in the supply pipe of the network water, the exhaust steam comes from the steam turbine into the steam space of the condenser, condensate on the surface pipes containing coolant, the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, and the oil supply system of the bearings of the steam turbine with oil cooler is used in the steam turbine, and the waste low-potential heat energy spent in the turbine is utilized during condensation steam with coolant.
Основным недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии из-за отсутствия полной утилизации сбросной скрытой теплоты парообразования в конденсаторе паровой турбины, обусловленную использованием вторичного контура (теплонасосной установки), отсутствия утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, а также отсутствия утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды, для дополнительной выработки электроэнергии.The main disadvantage of the analogue and the prototype is the relatively low efficiency of TPPs for generating electric energy due to the lack of complete utilization of the latent heat of vaporization in the steam turbine condenser due to the use of a secondary circuit (heat pump installation), the lack of utilization of low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, as well as the lack of utilization of excess low-grade heat of reverse network water, for an additional th power generation.
Кроме этого, недостатком является низкий ресурс и надежность работы конденсатора паровой турбины из-за использования технической (циркуляционной) воды, которая загрязняет конденсатор паровой турбины. Из-за повышенных тепловых выбросов циркуляционной воды в водоем-охладитель нарушается его экосистема.In addition, the disadvantage is the low resource and reliability of the condenser of the steam turbine due to the use of technical (circulating) water, which pollutes the condenser of the steam turbine. Due to the increased thermal emissions of the circulation water into the cooling pond, its ecosystem is disturbed.
Задачей изобретения является разработка способа утилизации теплоты ТЭС, в котором устранены указанные недостатки аналога и прототипа.The objective of the invention is to develop a method of utilizing the heat of a thermal power plant, which eliminates these disadvantages of the analogue and prototype.
Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет полного использования сбросной низкопотенциальной теплоты, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды для дополнительной выработки электрической энергии, повышение ресурса и надежности работы конденсатора паровой турбины и снижение тепловых выбросов в окружающую среду.The technical result is to increase the efficiency of TPPs due to the full use of waste low-grade heat, utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings and utilization of excess low-grade heat of return network water for additional generation of electric energy, increase the life and reliability of the steam turbine condenser and reduce heat emissions into the environment.
Технический результат достигается тем, что в способе утилизации тепловой энергии, вырабатываемой ТЭС, включающем направление пара отопительных параметров из отборов паровой турбины в паровое пространство нижнего и верхнего сетевых подогревателей, направление сетевой воды от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в нижний сетевой подогреватель и верхний сетевой подогреватель, при этом далее сетевую воду направляют в подающий трубопровод сетевой воды, а отработавший пар направляют из паровой турбины в паровое пространство конденсатора для конденсирования на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, а в паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслоохладителем, причем при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости, согласно настоящему изобретению, в ТЭС используют теплообменник-охладитель сетевой воды, который устанавливают на обратном трубопроводе сетевой воды, а также конденсационную установку, имеющую конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, при этом утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, при этом его сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя, нагревают в конденсаторе паровой турбины, нагревают в маслоохладителе, нагревают в теплообменнике-охладителе сетевой воды, нагревают и испаряют в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.The technical result is achieved by the fact that in the method of utilization of thermal energy generated by TPPs, including the direction of the steam of heating parameters from the steam turbine offsets to the steam space of the lower and upper network heaters, the direction of the network water from consumers through the return network water pipe to the lower network heater and the upper network a heater, further, the network water is sent to the supply pipe of the network water, and the exhaust steam is directed from the steam turbine into the steam space o condenser for condensing on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, while the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, and in the steam turbine, the oil supply system of the bearings of the steam turbine with an oil cooler is used, and when condensing steam, the waste is disposed of low-potential thermal energy of the steam exhausted in the turbine using a coolant according to the present invention in a thermal power plant use the heat exchanger-cooler of the network water, which is installed on the return pipe of the network water, as well as a condensation unit having a steam turbine condenser with production steam extraction, and additionally utilize the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilize the low potential heat of the return network water and utilize the high potential the heat of steam production selection, while the disposal of waste low-grade thermal energy the steam spent in the turbine, the utilization of the low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, the utilization of the low-grade heat of the return mains water and the utilization of the high-grade heat of the production steam is carried out using a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which the cooling liquid is used low-boiling working fluid circulating in a closed circuit, while it is compressed in a condensate pump engine, heated in a heat engine heat exchanger-recuperator, heated in a steam turbine condenser, heated in an oil cooler, heated in a network water heat exchanger-cooler, heated and evaporated in a steam turbine condenser with production steam extraction, expanded in a heat engine turbine expander, lowered its temperature in the heat exchanger-recuperator of the heat engine and condense in the heat exchanger-condenser of the heat engine.
В качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.As a heat exchanger-condenser of a heat engine, either an air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air-cooled and water-cooled condenser are used.
В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан С3Н8.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .
Таким образом, технический результат достигается за счет полной утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования), утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины с производственным отбором пара, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе паровой турбины, маслоохладителе, теплообменнике-охладителе сетевой воды и конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C3H8) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved through the complete utilization of waste low potential heat (latent heat of vaporization), utilization of the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilization of the excess low potential heat of the return network water and utilization of the high potential heat of the production steam from a steam turbine with production steam extraction, which are carried out by sequential heating, respectively, in the condenser of a steam turbine, oil cooler, network water heat exchanger-cooler and steam turbine condenser with production steam extraction, low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8 ) closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором, теплообменником-рекуператором, теплообменник-охладитель сетевой воды и конденсационную установку.The invention is illustrated in the drawing, which shows a thermal power plant having a heat engine with a heat exchanger-condenser, a heat exchanger-recuperator, a heat exchanger-cooler network water and a condensing unit.
На чертеже цифрами обозначены:In the drawing, the numbers indicate:
1 - паровая турбина,1 - steam turbine,
2 - конденсатор паровой турбины,2 - condenser of a steam turbine,
3 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины,3 - condensate pump condenser of a steam turbine,
4 - основной электрогенератор,4 - the main generator
5 - тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции,5 - heat engine with a closed circuit,
6 - турбодетандер,6 - turboexpander,
7 - электрогенератор,7 - electric generator,
8 - теплообменник-конденсатор,8 - heat exchanger-condenser,
9 - конденсатный насос,9 - condensate pump,
10 - верхний сетевой подогреватель,10 - upper network heater,
11 - нижний сетевой подогреватель,11 - lower network heater,
12 - по дающий трубопровод сетевой воды,12 - supply pipe network water,
13 - обратный трубопровод сетевой воды,13 - return pipe network water,
14 - теплообменник-охладитель сетевой воды,14 - heat exchanger-cooler network water,
15 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины,15 - oil supply system of bearings of a steam turbine,
16 - сливной трубопровод,16 - drain pipe
17 - маслобак,17 - oil tank
18 - маслонасос,18 - oil pump
19 - маслоохладитель,19 - oil cooler
20 - напорный трубопровод,20 - pressure pipe
21 - конденсационная установка,21 - condensation installation,
22 - паровая турбина с производственным отбором пара,22 - steam turbine with production steam extraction,
23 - электрогенератор паровой турбины с производственным отбором пара,23 - electric generator of a steam turbine with production steam extraction,
24 - конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара,24 - steam turbine condenser with production steam extraction,
25 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара,25 is a condensate pump of a condenser of a steam turbine with production steam extraction,
26 - теплообменник-рекуператор.26 - heat exchanger-recuperator.
Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные паровую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор 4, соединенный с паровой турбиной 1, которая соединена по греющей среде с верхним 10 и нижним 11 сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде между подающим 12 и обратным 13 трубопроводами сетевой воды, а также систему 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 16, маслобак 17, маслонасос 18 и маслоохладитель 19, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 20. В тепловую электрическую станцию введены теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, конденсационная установка 21 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.The thermal power plant includes a series-connected steam turbine 1, a
Вход теплообменника-охладителя 14 по нагреваемой среде соединен с обратным трубопроводом 13 сетевой воды. Выход теплообменника-охладителя 14 по нагреваемой среде соединен с нижним сетевым подогревателем 11.The input of the heat exchanger-
Конденсационная установка 21 содержит последовательно соединенные паровую турбину 22 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 23, конденсатор 24 паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатный насос 25 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара.The
Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 26, теплообменник-конденсатор 8, конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 26, который соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 2 паровой турбины, выход конденсатора 2 паровой турбины по нагреваемой среде соединен с входом маслоохладителя 19, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя 14 сетевой воды, выход теплообменника-охладителя 14 сетевой воды по нагреваемой среде соединен с входом конденсатора 24 паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора 24 паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором 26, выход теплообменника-рекуператора 26 соединен по греющей среде с теплообменником-конденсатором 8, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса 9, образуя замкнутый контур охлаждения.The closed circuit of the circulation of the heat engine 5 is made in the form of a circuit with a low boiling fluid containing a
Способ утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, осуществляют следующим образом.A method of utilizing thermal energy generated by a thermal power plant is as follows.
Способ включает в себя направление пара отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 в паровое пространство нижнего 11 и верхнего 10 сетевых подогревателей, направление сетевой воды от потребителей по обратному 13 трубопроводу сетевой воды в нижний 11 сетевой подогреватель и верхний 10 сетевой подогреватель, при этом далее сетевую воду направляют в подающий 12 трубопровод сетевой воды, а отработавший пар направляют из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2 для конденсирования на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 1 направляют в систему регенерации, а в паровой турбине 1 используют систему 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 с маслоохладителем 19, причем при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара при помощи охлаждающей жидкости.The method includes the direction of the steam of heating parameters from the steam turbine withdrawals 1 to the steam space of the lower 11 and upper 10 network heaters, the direction of the network water from consumers through the
Отличием предлагаемого способа является то, что в ТЭС используют теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, который устанавливают на обратном трубопроводе 13 сетевой воды, а также конденсационную установку 21, имеющую конденсатор 24 паровой турбины 22 с производственным отбором пара, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, при этом утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора осуществляют при помощи теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкица, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, при этом его сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре 26 теплового двигателя, нагревают в конденсаторе 2 паровой турбины, нагревают в маслоохладителе 19, нагревают в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды, нагревают и испаряют в конденсаторе 24 паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре 26 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя. В качестве теплообменника-конденсатора 8 теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.The difference of the proposed method is that in the TPP use a heat exchanger-
В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .
Пример конкретного выполненияConcrete example
Отработавший пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан C3H8). Мощность паровой турбины 1 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 4.The exhaust steam coming from the steam turbine 1 into the steam space of the
Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации.Steam condensation is accompanied by the release of latent heat of vaporization, which is removed using coolant. The condensate formed by means of a condensate pump 3 of a steam turbine condenser is sent to a regeneration system.
Преобразование сбросной низкопотенциальной тепловой энергии, отработавшего в турбине 1 пара, низкопотенциальной тепловой энергии системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, а также избыточной низкопотенциальной тепловой энергии обратной сетевой воды и высокопотенциальной тепловой энергии пара производственного отбора из паровой турбины 22, в механическую и далее в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.Conversion of waste low-potential thermal energy spent in the turbine 1 steam, low-potential thermal energy of the
Таким образом, утилизацию сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования) отработавшего в турбине 1 пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины 22 с производственным отбором пара осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе 2 паровой турбины, маслоохладителе 19, теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды и конденсаторе 24 паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C3H8) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the utilization of low-grade waste heat (latent heat of vaporization) of 1 steam spent in the turbine, the utilization of low-grade heat of the oil supply system for bearings of the steam turbine 1, the utilization of excess low-grade heat of the return network water, and the utilization of the high-grade heat of production steam from the
Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C3H8, который последовательно направляют на нагрев в начале в теплообменник-рекуператор 26, куда поступает перегретый газообразный пропан C3H8 из турбодетандера 6, далее в конденсатор 2 паровой турбины, куда поступает отработавший в турбине 1 пар с температурой в интервале от 300 К до 313,15 К, а затем в маслоохладитель 19, куда поступает нагретое масло системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и в теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, куда поступает обратная сетевая вода из обратного трубопровода 13. При этом температура нагретого масла и обратной сетевой воды может варьироваться в интервале от 313,15 К до 343,15 К.The whole process begins with compression in a
В процессе теплообмена перегретого газообразного пропана C3H8 с сжиженным пропаном C3H8 в теплообменнике-рекуператоре 21 и конденсации отработавшего в турбине 1 пара в конденсаторе 2 паровой турбины, а также в процессе теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном C3H8 в маслоохладителе 19, и в процессе теплообмена обратной сетевой воды с сжиженным пропаном C3H8 в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды, происходит нагрев сжиженного пропана C3H8 в пределах критической температуры в интервале от 308,15 К до 338,15 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 8 МПа, и далее его направляют на нагрев и испарение в конденсатор 24 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 22 при температуре около 573 К.In the process of heat exchange of superheated gaseous propane C 3 H 8 with liquefied propane C 3 H 8 in the heat exchanger-
Пар, поступающий из производственного отбора паровой турбины 22 в паровое пространство конденсатора 24, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан C3H8). Мощность паровой турбины 22 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 23.The steam coming from the production selection of the
Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 25 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара направляют в систему регенерации.Steam condensation is accompanied by the release of latent heat of vaporization, which is removed using coolant. The condensate formed by means of a
В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 24 паровой турбины, происходит нагрев сжиженного пропана C3H8 до критической температуры 369,89 К, с последующим его испарением и перегревом до сверхкритической температуры от 369,89 К до 420 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 8 МПа, который направляют в турбодетандер 6.In the process of condensation of production steam in a
Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного пропана C3H8 в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный пропан C3H8, имеющий температуру перегретого газа около 288 К, направляют в теплообменник-рекуператор 26 для снижения температуры.The process is configured in such a way that condensation of gaseous propane C 3 H 8 does not occur in the operation of the heat transfer in the
В теплообменнике-рекуператоре 26 в процессе отвода теплоты на нагрев сжиженного пропана C3H8 снижается нагрузка на теплообменник-конденсатор 8, выполненного, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, и затраты мощности на привод вентиляторов воздушного охлаждения.In the heat exchanger-
Далее, при снижении температуры газообразного пропана C3H8, происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, охлаждаемого воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 К до 283,15 К.Further, with a decrease in the temperature of gaseous propane C 3 H 8 , it is liquefied in a heat exchanger-
После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии пропан C3H8 направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя.After the heat exchanger-
Далее органический цикл Ренкина на основе низкокипящего рабочего тела повторяется.Further, the organic Rankine cycle based on a low-boiling working fluid is repeated.
Использование конденсационной установки 21 позволяет повысить начальные параметры низкокипящего рабочего тела теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции до сверхкритических параметров, что приводит к увеличению теплоперепада на турбодетандере 6.The use of
Использование предлагаемого способа работы тепловой электрической станции позволит, по сравнению с прототипом, повысить коэффициент полезного действия ТЭС за счет полного использования сбросной низкопотенциальной теплоты отработавшего пара, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии, повысить ресурс и надежность работы конденсатора паровой турбины и снизить тепловые выбросы в окружающую среду.Using the proposed method of operation of a thermal power plant will allow, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of TPPs due to the full use of low-grade waste heat of exhaust steam, utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings, utilization of excess low-grade heat of return network water and utilization of high-grade heat of steam production selection for additional generation of electric energy, save the life and reliability of the steam turbine condenser and reduce heat emissions into the environment.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014109239/02A RU2560503C1 (en) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Heat power plant operation mode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014109239/02A RU2560503C1 (en) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Heat power plant operation mode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2560503C1 true RU2560503C1 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014109239/02A RU2560503C1 (en) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Heat power plant operation mode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2560503C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110332026A (en) * | 2019-06-20 | 2019-10-15 | 华电电力科学研究院有限公司 | A kind of solidifying steam extraction power generation heating system and operation method for taking out back heat supply of coupling |
| CN112780373A (en) * | 2020-12-30 | 2021-05-11 | 华北电力大学（保定） | Water vapor cycle based on supercritical and subcritical heat regeneration |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2230199C2 (en) * | 2002-08-06 | 2004-06-10 | Осыка Александр Семёнович | Heat recovery method |
| RU2268372C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermoelectric power station |
| WO2010104897A2 (en) * | 2009-03-09 | 2010-09-16 | E-Cube Energy, Inc. | Systems and methods of thermal-electric power generation including latent heat utilization features |
| RU2476688C1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Power plant |
-
2014
- 2014-03-11 RU RU2014109239/02A patent/RU2560503C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2230199C2 (en) * | 2002-08-06 | 2004-06-10 | Осыка Александр Семёнович | Heat recovery method |
| RU2268372C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermoelectric power station |
| WO2010104897A2 (en) * | 2009-03-09 | 2010-09-16 | E-Cube Energy, Inc. | Systems and methods of thermal-electric power generation including latent heat utilization features |
| RU2476688C1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Power plant |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110332026A (en) * | 2019-06-20 | 2019-10-15 | 华电电力科学研究院有限公司 | A kind of solidifying steam extraction power generation heating system and operation method for taking out back heat supply of coupling |
| CN110332026B (en) * | 2019-06-20 | 2024-03-08 | 华电电力科学研究院有限公司 | Steam extraction power generation heat supply system for coupling condensation back extraction heat supply and operation method |
| CN112780373A (en) * | 2020-12-30 | 2021-05-11 | 华北电力大学（保定） | Water vapor cycle based on supercritical and subcritical heat regeneration |
| CN112780373B (en) * | 2020-12-30 | 2022-11-11 | 华北电力大学（保定） | Water vapor cycle based on supercritical and subcritical heat regeneration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2560503C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560606C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method | |
| RU2560505C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560502C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560615C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2559655C9 (en) | Method of operation of thermal power plant | |
| RU145185U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
| RU144911U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
| RU2560504C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560507C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560499C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560509C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560500C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560495C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560496C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560498C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2575252C2 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2564470C2 (en) | Operating method of thermal power plant | |
| RU2571275C2 (en) | Method of operation of thermal power plant | |
| RU2564466C2 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560497C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560513C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560512C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560510C1 (en) | Operating method of thermal power plant | |
| RU2568348C2 (en) | Operating method of thermal power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160312 |