RU2560505C1

RU2560505C1 - Heat power plant operation mode

Info

Publication number: RU2560505C1
Application number: RU2014109241/02A
Authority: RU
Inventors: Айрат Маратович Гафуров; Наиль Маратович Гафуров
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2015-08-20

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering and can be used in the heat power plants (HPP) for utilisation of discharge low-grade heat in condensers of steam turbines of heat power plants, utilisation of low-grade heat of oil supply system of the steam turbine bearings, utilisation of excessive low-grade heat of return network water. The method of utilisation of heat of the heat power plant (HPP) includes the supply of heating performance steam from the steam turbine extractions into the steam space of the upper and lower system heaters, supply of system water along the return system water pipeline into the lower and upper heat exchanger coolers and into the supply water pipeline, and the spent steam is pumped from the steam turbine into steam space of the condenser for condensing on the surface of condenser tubes, the condensate is pumped into the regeneration system. In the steam turbine the oil supply system with the oil cooler of steam turbine bearings is used, and at vapour condensation the utilisation of waste low-potential heat energy of steam spent in the turbine by means of cooling liquid is performed. In the heat power plant in addition the heat exchanger cooler of system water is used and the utilisation of low-grade heat of oil supply system of bearings, and also utilisation of low-grade heat of the return system water are performed, while the utilisation of waste low-potential heat energy of the spent steam, low-grade heat of oil supply system and low-grade heat of the return system water are performed by means of the heat engine with the closed circulation circuit, operating according to Renkin organic cycle using the low-boiling working body, while it is compressed it in the condensate pump, heated in the heat exchanger recuperator, heated and evaporated in the steam turbine condenser, heated in the oil cooler, in the heat exchanger cooler of system water, expanded in the turbine expander, its temperature is decreased in the heat exchanger recuperator and it is condensed in the heat exchanger condenser.

EFFECT: increase of efficiency of heat power plant and decrease of heat emissions into environment.

3 cl, 1 dwg

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 и утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды.The invention relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) for utilization of low-grade waste heat in condensers of steam turbines of a TPP, utilization of low-grade heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine and utilization of excess low-grade heat of return network water.

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, что обусловлено 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 prototype is the relatively low efficiency of thermal power plants for generating electric energy due to the lack of complete utilization of the latent heat of vaporization in the steam turbine condenser, which is caused by 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 potential heat of return network water, for additional 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 тепловой электрической станцией (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, причем 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 дополнительно используют теплообменник-охладитель сетевой воды, который устанавливают на обратном трубопроводе сетевой воды, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, а также утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды, при этом утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды 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 и испаряют в конденсаторе паровой турбины, нагревают в маслоохладителе, нагревают в теплообменнике-охладителе сетевой воды, 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 a thermal power plant (TPP), which includes 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 pipeline of network water to the lower network heater and the upper network heater, while further the network water is sent to the supply network of the network water, and the exhaust steam is sent from the steam a new turbine into the condenser’s steam space for condensing on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, 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 steam turbine bearings with oil cooler is used in the steam turbine, moreover, during steam condensation they utilize the waste low-potential thermal energy of the steam exhausted in the turbine using coolant, of the present invention, thermal power plants additionally use a heat exchanger-cooler of network water, which is installed on the return pipe of network water, and additionally utilize the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, as well as utilize the low potential heat of the return network water, while utilizing the waste low potential heat of the spent in a steam turbine, utilization of low-grade heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine and The low-potential heat of the return network water is stabilized using a closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed loop is used as coolant, and it is compressed in a condensate pump of a heat engine, heated in heat exchanger-recuperator of a heat engine, heated and evaporated in a condenser of a steam turbine, heated in an oil cooler, heated in a heat exchanger-cooler body mains water, is expanded in an expansion turbine of the heat engine, reduce its temperature in the heat exchanger-recuperator heat engine and condensed in exchanger-condenser 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 и утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе паровой турбины, маслоохладителе и теплообменнике-охладителе сетевой воды, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C₃H₈) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved due to the complete utilization of waste low potential heat (latent heat of vaporization), utilization of low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings and utilization of the excess low potential heat of the return network water, which is carried out by sequential heating, respectively, in the condenser of the steam turbine, oil cooler and heat exchanger-cooler network water, low-boiling working fluid (liquefied propane C ₃ H ₈ ) thermal closed-loop 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, и теплообменник-охладитель сетевой воды.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, and a heat exchanger-cooler network water.

На чертеже обозначены:In the drawing are indicated:

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 контуром5 - closed-loop heat engine

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 - подающий 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 - теплообменник-рекуператор.21 - 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 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина. 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 thermal power plant includes a series-connected steam turbine 1, a steam turbine condenser 2 and a condenser pump 3 of a steam turbine condenser, a main electric generator 4 connected to a steam turbine 1, which is connected via heating medium to the upper 10 and lower 11 network heaters connected via the heated medium between the supply 12 and return 13 pipelines of network water, as well as the oil supply system 15 for bearings of a steam turbine 1, comprising drain pipes connected in series through a heating medium wire 16, the oil tank 17, oil pump 18 and oil cooler 19, the output of the heated medium connected to the feed line 20. In thermal power station administered exchanger-cooler 14 and heating water heat engine 5, a closed-loop circulation of working on organic Rankine cycle. The input of the heat exchanger-cooler 14 through a heated medium is connected to the return pipe 13 of the network water. The output of the heat exchanger-cooler 14 through the heated medium is connected to the lower network heater 11.

Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 21, теплообменник-конденсатор 8, конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 21, который соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 2 паровой турбины, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 19, выход маслоохладителя 19 по нагреваемой среде соединен с входом теплообменника-охладителя 14 сетевой воды, а выход теплообменника-охладителя 14 сетевой воды по нагреваемой среде соединен с входом турбодетандера 6, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором 21, выход теплообменника-рекуператора 21 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 turboexpander 6 with an electric generator 7, a heat exchanger-recuperator 21, a heat exchanger-condenser 8, a condensate pump 9, and the output of the condensate pump 9 is connected via a heated medium to the input of the heat exchanger-recuperator 21, which is connected via a heated medium to the inlet of a condenser 2 of a steam turbine, the output of which is connected through a heated medium to the input of an oil cooler 19, the output of the oil cooler 19 is connected via a heated medium is not connected to the inlet of the heat exchanger-cooler 14 of the network water, and the outlet of the heat exchanger-cooler 14 of the network water is connected via a heated medium to the inlet of the turbo-expander 6, the output of which is connected via a heating medium to the heat exchanger-recuperator 21, the output of the heat exchanger-recuperator 21 is connected via a heating medium to the heat exchanger -capacitor 8, the output of which is connected via a heated medium to the inlet of the condensate pump 9, forming a closed cooling circuit.

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, причем конденсат с помощьюконденсатного 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 низкоцотенциальной 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 return 13 pipeline of network water to the lower 11 network heater and the upper 10 network heater, and then the network water is sent to the supply water pipe 12, and the exhaust steam is sent from the steam turbine 1 to the steam space of the condenser 2 for condensation on the surface of the condenser tubes, inside three of which coolant flows, and the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine 1, and the steam turbine 1 uses the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1 with an oil cooler 19, and when condensing the steam, the waste low-potential thermal energy of the spent 1 steam turbine with coolant.

Отличием предлагаемого способа является то, что в ТЭС дополнительно используют теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, который устанавливают на обратном трубопроводе 13 сетевой воды, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, а также утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды, при этом утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды осуществляют при помощи теплового двигателя 5 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 9 теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре 21 теплового двигателя, нагревают и испаряют в конденсаторе 2 паровой турбины, нагревают в маслоохладителе 19, нагревают в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре 21 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.The difference of the proposed method is that in the thermal power plant they additionally use a network water heat exchanger-cooler 14, which is installed on the return line 13 of the network water, and additionally, the low potential heat of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1 is recycled, as well as the low potential heat of the return network water is recycled, at the same time, utilization of low-grade waste heat energy spent in the turbine 1 steam, utilization of low-grade heat of oil supply system 15 bearings of the steam turbine 1 and the utilization of low-potential heat of the return network water is carried out using a closed-circuit heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used as coolant, and it is compressed in condensate heat engine pump 9, heated in a heat engine heat exchanger-recuperator 21, heated and evaporated in a steam turbine condenser 2, heated in oil cooler le 19, heated in the heat exchanger-cooler 14 network water, expand in the turbine expander 6 of the heat engine, lower its temperature in the heat exchanger-recuperator 21 of the heat engine and condense in the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine.

В качестве теплообменника-конденсатора 8 теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C₃H₈.As the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine, either an air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air and water-cooled condenser are used. Liquefied propane C ₃ H ₈ is used as a low-boiling working fluid.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

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 condenser 2 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C ₃ H ₈ ). The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main electric generator 4 connected to one shaft.

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, и низкопотенциальной тепловой энергии системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, а также избыточной низкопотенциальной тепловой энергии обратной сетевой воды, в механическую и, далее, в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.The conversion of waste low-potential thermal energy spent in the turbine 1 steam and low-potential thermal energy of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1, as well as excess low-potential thermal energy of the return network water, into mechanical and, further, into electrical energy occurs in a closed circuit of the heat engine 5 working on the organic Rankine cycle.

Таким образом, утилизацию сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования) отработавшего в турбине 1 пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе 2 паровой турбины 1, маслоохладителе 19 и теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C₃H₈) теплового двигателя 5 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 low-grade heat of the oil supply system of bearings 15 of the steam turbine 1 are utilized, and the excess low-grade heat of return network water is utilized by sequential heating, respectively, in the condenser 2 of the steam turbine 1, oil cooler 19 and heat exchanger-cooler 14 network water, low-boiling working fluid (liquefied propane C ₃ H ₈ ) heat engine 5 with a closed the pure circulation loop operating on the organic Rankine cycle.

Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C₃H₈, который направляют на нагрев в теплообменник-рекуператор 21, а затем направляют на нагрев и испарение в конденсатор 2 паровой турбины, куда поступает отработавший в турбине 1 пар с температурой в интервале от 300 К до 313,15 К.The whole process begins with compression in a condensate pump 9 of liquefied propane C ₃ H ₈ , which is sent for heating to a heat exchanger-recuperator 21, and then sent for heating and evaporation to a condenser 2 of a steam turbine, where 1 steam spent in the turbine enters with a temperature in the range from 300 K to 313.15 K.

Температура кипения сжиженного пропана C₃H₈ сравнительна низка (293 К при давлении 0,833 МПа), поэтому в конденсаторе 2 паровой турбины он быстро испаряется и переходит в газообразное состояние.The boiling point of liquefied propane C ₃ H _{8 is} relatively low (293 K at a pressure of 0.833 MPa); therefore, it quickly evaporates in the condenser 2 of the steam turbine and goes into a gaseous state.

Далее газообразный пропан C₃H₈ направляют на перегрев вначале в маслоохладитель 19, куда поступает нагретое масло системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, а затем 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.Next, gaseous propane C ₃ H _{8 is} sent for overheating, first to the oil cooler 19, where the heated oil of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1 enters, and then to the heat exchanger-cooler 14 of the network water, to which the return network water from the return pipe 13 enters. heated oil and reverse mains water can vary from 313.15 K to 343.15 K.

В процессе теплообмена нагретого масла и обратной сетевой воды с газообразным пропаном C₃H₈ происходит перегрев газообразного пропана C₃H₈ до температуры в интервале от 308,15 К до 333,15 К. После теплообменника-охладителя 14 перегретый газообразный пропан C₃H₈ направляют в турбодетандер 6.In the process of heat exchange of heated oil and reverse network water with gaseous propane C ₃ H ₈ , gaseous propane C ₃ H ₈ overheats to a temperature in the range from 308.15 K to 333.15 K. After heat exchanger-cooler 14, superheated gaseous propane C ₃ H ₈ sent to the turbo expander 6.

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 21 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 turbine expander 6. The power of the turboexpander 6 is transmitted to an electric generator 7 connected to one shaft. At the outlet of the turboexpander 6, gaseous propane C ₃ H ₈ having a superheated gas temperature of about 288 K is sent to a heat exchanger-recuperator 21 to reduce the temperature.

В теплообменнике-рекуператоре 21 в процессе отвода теплоты на нагрев сжиженного пропана C₃H₈ снижается нагрузка на теплообменник-конденсатор 8, выполненный, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, и затраты мощности на привод вентиляторов воздушного охлаждения.In the heat exchanger-recuperator 21 in the process of heat removal for heating liquefied propane C ₃ H _{8, the} load on the heat exchanger-condenser 8, made, for example, in the form of an air-cooled condenser, and the power consumption for driving air-cooled fans are reduced.

Далее, при снижении температуры газообразного пропана C₃H₈, происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, охлаждаемым 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-condenser 8 cooled by ambient air in the temperature range from 223.15 K to 283.15 K.

После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии пропан C₃H₈ направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя.After the heat exchanger-condenser 8 in a liquefied state, propane C ₃ H _{8 is} sent for compression to the condensate pump 9 of the heat engine.

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 предлагаемого способа работы тепловой электрической станции позволит, по сравнению с прототипом, повысить коэффициент 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, 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 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 resource and reliability of the condenser of a steam turbine and reduce heat emissions in circling environment.

Claims

1. The method of utilization of thermal energy generated by a thermal power plant (TPP), 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 line of the network water, and the exhaust steam is sent from the steam turbine to the steam space of the condenser a torus for condensing on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, and 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 steam turbine bearings with oil cooler is used in the steam turbine, and the waste low-potential thermal waste is utilized during steam condensation the energy of the steam exhausted in the turbine using a coolant, characterized in that in thermal power plants I additionally use a heat exchanger-cooler of network water, which is installed on the return pipe of network water, and additionally utilize the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, as well as utilize the low potential heat of the return network water, and utilize the waste low potential heat of the steam exhausted in the turbine, and utilize the low potential heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine and utilization of low-potential heat of the return network water is carried out using a closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed loop is used as coolant, while it is compressed in a heat engine condensate pump, heated in a heat engine heat exchanger-recuperator , heated and evaporated in a condenser of a steam turbine, heated in an oil cooler, heated in a heat exchanger-cooler of network water, expanded in a turboexpander engine, reduce its temperature in the heat exchanger-recuperator heat engine and condensed in exchanger-condenser heat engine.

2. The method according to p. 1, characterized in that the air-cooled condenser, or the water-cooled condenser, or the air and water-cooled condenser are used as the heat exchanger-condenser of the heat engine.

3. The method according to p. 1, characterized in that as a low-boiling working fluid use liquefied propane C ₃ H ₈ .