RU2560514C1

RU2560514C1 - Heat power plant operation mode

Info

Publication number: RU2560514C1
Application number: RU2014109325/02A
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 waste low-grade heat in condensers of steam turbines of heat power plants, utilisation of low-grade heat of oil supply system of bearings of the steam turbine, utilisation of low-grade heat of oil supply system of bearings of the steam turbine with production steam extraction, utilisation of low-grade heat of heating extraction steam from the steam turbine and utilisation of high-grade heat of industrial steam extraction. The method of utilisation of heat energy generated by heat power plants (HPP) includes pumping of the spent steam from the steam turbine into steam space of the condenser for condensation on surface of condenser tubes with cooling liquid, pumping of condensate into the regeneration system, meanwhile the heating performance steam from the steam turbine extractions is pumped to the steam space of the lower and upper system heaters for condensation on surfaces of the heated tubes of system heaters with cooling liquid, and in the steam turbine the oil supply system with oil cooler for steam turbine bearings is used. In heat power plants the condensation unit is used which has the steam turbine condenser with production steam extraction and oil supply system with oil cooler for bearings and in addition utilisation of high-grade heat of industrial steam extraction, utilisation of low-grade heat of oil supply system of steam turbine bearings and utilisation of low-grade heat of oil supply system of steam turbine bearings with production steam extraction are performed, meanwhile all named utilisations are performed by means of the heat engine with the circulation circuit according to Rankine organic cycle with the low-boiling working body which is compressed in the condensate pump of the heat engine, heated in the steam turbine condenser, in the oil supply cooler, in the oil cooler, in the lower and upper system heaters, heated and evaporated in the steam turbine condenser, expanded in the turbine expander of the heat engine and condensed in the heat exchanger condenser.EFFECT: increased efficiency ratio of heat power plant.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, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 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 utilization of low-grade waste heat in condensers of steam turbines of TPPs, utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings, utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings with steam production, recovery low-grade heat steam from heating steam extraction from a steam turbine and utilization of high-potential heat s selection of steam production.

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 тепловая электрическая станция, содержащая 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 маслоснабжения подшипников паровой турбины, бак маслоснабжения подшипников паровой турбины, насос маслоснабжения подшипников паровой турбины и охладитель маслоснабжения подшипников паровой турбины, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом маслоснабжения подшипников паровой турбины (патент RU №2268372, МПК F01K 17/02, 20.01.2006).The prototype is a thermal power plant containing a supply and return piping of network water, a steam turbine with heating steam extraction and a condenser, to which pressure and drain pipelines of circulation water are connected, network heaters connected through a heated medium between the supply and return pipelines of network water and connected through heating medium to heating taps, a heat pump installation, the evaporator of which is connected via heating medium to a drainage pipe of circulating water, while m 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 for the steam turbine bearings, which contains the oil supply pipe for the steam turbine bearings, the oil supply tank for the steam turbine bearings, the oil supply pump for the steam turbine bearings oil supply cooler for bearings of a steam turbine, the outlet of which is connected to a pressure pipe via a heated medium oil supply for bearings of a steam turbine (patent RU No. 2268372, IPC F01K 17/02, 20.01.2006).

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 охладителем масла.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, конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, при этом при конденсации отработавшего пара и пара отопительных отборов осуществляют, соответственно, утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины при помощи охлаждающей жидкости, причем в паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с охладителем масла.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 of the tubes containing coolant, the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, while the condensation of the spent steam and the steam of the heating extracts, respectively, utilizes the waste low-potential heat energy of the steam that has been exhausted in the turbine and utilizes the low-potential heat of steam heating taps from a steam turbine using coolant, and in the steam turbine use the oil supply system pnikov steam turbine with cooler oil.

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, обусловленной наличием вторичного контура (теплонасосной установки), отсутствия утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, а также отсутствия утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины, для дополнительной выработки электроэнергии.The main disadvantage of the analogue and 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 presence 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 low-grade heat of steam from heating steam from a steam turbine, for additional tion electricity.

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 steam turbine condenser due to the use of technical (circulating) water, which pollutes the steam turbine condenser. 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 низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 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 low-grade heat of steam from heating taps from a steam turbine for additional generation of electric energy, increase the service life and reliability of a steam turbine condenser and reduce thermal emissions into the environment.

Технический результат достигается тем, что в способе утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией (ТЭС), включающем направление отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, направление конденсата с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины в систему регенерации, при этом пар отопительных параметров из отборов паровой турбины направляют в паровое пространство нижнего и верхнего сетевых подогревателей для конденсации на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, причем конденсацию отработавшего пара и пара отопительных отборов осуществляют, соответственно, для утилизации сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара и для утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины при помощи охлаждающей жидкости, при этом в паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с охладителем масла, согласно настоящему изобретению в ТЭС используют конденсационную установку, имеющую конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара и систему маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем, и дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, при этом все указанные утилизации 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 конденсаторе паровой турбины, нагревают в охладителе масла, нагревают в маслоохладителе, нагревают в нижнем сетевом подогревателе паровой турбины, нагревают в верхнем сетевом подогревателе паровой турбины, нагревают и испаряют в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере 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), including the direction of the exhaust steam from a steam turbine into the steam space of the condenser for condensation on the surface of the condenser tubes, inside which the coolant flows, the direction of the condensate using a condensate pump the condenser of the steam turbine into the regeneration system, while the steam of the heating parameters from the steam turbine offsets is sent to the steam space in the lower and upper network heaters for condensation on the surface of the heated tubes of the network heaters, inside which coolant flows, and the condensation of the exhaust steam and steam of heating taps is carried out, respectively, to utilize the waste low-potential heat energy of the steam spent in the turbine and to utilize the low-potential heat of the heating steam sampling from the steam turbine using coolant, while the oil supply system is used in the steam turbine The bearings of a steam turbine with an oil cooler according to the present invention use a condensation unit in a TPP having a steam turbine condenser with production steam extraction and an oil supply system for its bearings with an oil cooler, and additionally utilize the high potential heat of production steam, utilize the low potential heat of the oil supply system of steam bearings turbines and utilization of low-grade heat of the oil supply system for steam bearings rubins with production steam extraction, while all of these utilizations are 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, and it is compressed in a condensate pump heat engine, heated in a condenser of a steam turbine, heated in an oil cooler, heated in an oil cooler, heated in a lower network heater of a steam turbine, heating They are located in the upper network heater of a steam turbine, heated and evaporated in a condenser of a steam turbine with production steam extraction, expanded in a turbine expander of a heat engine and condensed in a heat exchanger-condenser of a 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 низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из турбины с производственным отбором пара, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе паровой турбины, охладителе маслоснабжения подшипников паровой турбины, маслоохладителе системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, в сетевых подогревателях и конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана С₃Н₈) 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 steam turbine bearings, utilization of low potential heat of the oil supply system of steam turbine bearings with production steam extraction, utilization of low potential heat of steam of heating turbines from steam and utilization of high potential heat of production steam from a turbine with water extraction of steam, which is carried out by sequential heating, respectively, in a steam turbine condenser, oil supply cooler for steam turbine bearings, oil cooler for oil supply of steam turbine bearings with production steam extraction, in network heaters and a steam turbine condenser with production extraction of steam, low-boiling medium ( liquefied propane C ₃ H ₈ ) closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором, сетевые подогреватели 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, network heaters 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 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины,12 - oil supply system for bearings of a steam turbine,

13 - сливной трубопровод маслоснабжения подшипников паровой турбины,13 - drain pipeline oil supply bearings of a steam turbine,

14 - бак маслоснабжения подшипников паровой турбины,14 - tank oil supply bearings of a steam turbine,

15 - насос маслоснабжения подшипников паровой турбины,15 - pump oil supply bearings of a steam turbine,

16 - охладитель маслоснабжения подшипников паровой турбины,16 - cooler oil supply bearings of a steam turbine,

17 - напорный трубопровод маслоснабжения подшипников паровой турбины,17 - pressure pipeline oil supply bearings of a steam turbine,

18 - конденсационная установка,18 - condensation installation

19 - паровая турбина с производственным отбором пара,19 is a steam turbine with production steam extraction,

20 - электрогенератор паровой турбины с производственным отбором пара,20 - electric generator of a steam turbine with production steam extraction,

21 - конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара,21 is a condenser of a steam turbine with production steam extraction,

22 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара,22 is a condensate pump of a condenser of a steam turbine with production steam extraction,

23 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара,23 - oil supply system for bearings of a steam turbine with production steam extraction,

24 - сливной трубопровод,24 - drain pipe

25 - маслобак,25 - oil tank

26 - маслонасос,26 - oil pump,

27 - маслоохладитель,27 - oil cooler

28 - напорный трубопровод.28 - pressure pipe.

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, которые между собой соединены по нагреваемой среде, а также систему 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 13 маслоснабжения подшипников паровой турбины, бак 14 маслоснабжения подшипников паровой турбины, насос 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины и охладитель 16 маслоснабжения подшипников паровой турбины, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 17 маслоснабжения подшипников паровой турбины.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, which are interconnected for a heated medium, as well as a system 12 of oil supply for bearings of a steam turbine 1, comprising a drain pipe 13 of oil supply for bearings of pa oic turbine bearing oil supply tank 14, a steam turbine bearing oil supply pump 15 of the steam turbine and the cooler 16, the steam turbine bearing oil supply system, the output of which on the heated medium connected to a pressure oil supply conduit 17, steam turbine bearings.

В тепловую электрическую станцию введены тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина, и конденсационная установка 18.A heat engine 5 with a closed circulation loop operating according to the organic Rankine cycle and a condensing unit 18 are introduced into the thermal power station.

Конденсационная установка 18 содержит последовательно соединенные паровую турбину 19 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 20, конденсатор 21 паровой турбины с производственным отбором пара, конденсатный насос 22 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара и систему 23 маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 24, маслобак 25, маслонасос 26 и маслоохладитель 27, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 28.The condensing unit 18 comprises a series-coupled steam turbine 19 with production steam having an electric generator 20, a steam turbine condenser 21 with steam production, a condenser pump 22 of a steam turbine condenser with steam production and an oil supply system for bearings of a steam turbine with steam production drain pipe 24, oil tank 25, oil pump 26 and oil cooler 27, the output of which is via heated media, connected in series through a heating medium e connected to the pressure pipe 28.

Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим последовательно соединенные турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-конденсатор 8, конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 2 паровой турбины, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом охладителя 16, выход охладителя 16 соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 27 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом нижнего сетевого подогревателя 11, а выход верхнего сетевого подогревателя 10 соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 21 паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора 21 паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, образуя замкнутый контур охлаждения.The closed circulation circuit of the heat engine 5 is made in the form of a circuit with a low-boiling working fluid containing a turboexpander 6 connected in series with an electric generator 7, a heat exchanger-condenser 8, a condensate pump 9, the output of the condensate pump 9 being connected via a heated medium to the input of the condenser 2 of the steam turbine, output which is connected via a heated medium to the inlet of the cooler 16, the output of the cooler 16 is connected through a heated medium to the input of the oil cooler 27 of the oil supply system of bearings of a steam turbine with production steam extraction, the output of which is connected via a heated medium to the input of the lower network heater 11, and the output of the upper network heater 10 is connected via a heated medium to the input of a steam turbine condenser 21 with production steam extraction, the output of a steam turbine condenser 21 with production steam extraction is connected to a heated the environment with the input of the turboexpander 6, 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 отработавшего пара из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2 для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, направление конденсата с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 1 в систему регенерации, при этом пар отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 направляют в паровое пространство нижнего 11 и верхнего 10 сетевых подогревателей для конденсации на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, причем конденсацию отработавшего пара и пара отопительных отборов осуществляют, соответственно, для утилизации сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара и для утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 при помощи охлаждающей жидкости, при этом в паровой турбине 1 используют систему 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 с охладителем 16 масла.The method includes the direction of the exhaust steam from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2 for condensation on the surface of the condenser tubes, inside which the coolant flows, the direction of the condensate using the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine 1 into the regeneration system, while the steam heating parameters from sampling of the steam turbine 1 is sent to the steam space of the lower 11 and upper 10 network heaters for condensation on the surface of the heated tubes network heating heat transfer fluid inside, and the condensation of the spent steam and the steam of the heating taps is carried out, respectively, to utilize the waste low potential heat of the steam spent in the turbine 1 and to utilize the low potential heat of the steam of the heating taps from the steam turbine 1 using coolant, in a steam turbine 1, an oil supply system 12 for bearings of a steam turbine 1 with an oil cooler 16 is used.

Отличием предлагаемого способа является то, что в ТЭС используют конденсационную установку 18, имеющую конденсатор 21 паровой турбины с производственным отбором пара и систему 23 маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем 27, и дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 23 маслоснабжения подшипников паровой турбины 19 с производственным отбором пара, при этом все указанные утилизации 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 конденсаторе 2 паровой турбины, нагревают в охладителе масла 16, нагревают в маслоохладителе 27, нагревают в нижнем сетевом подогревателе 11 паровой турбины 1, нагревают в верхнем сетевом подогревателе 10 паровой турбины 1, нагревают и испаряют в конденсаторе 21 паровой турбины 19 с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.The difference of the proposed method is that a condensing unit 18 is used in the TPP, having a condenser 21 of a steam turbine with production steam extraction and an oil supply system 23 for its bearings with oil cooler 27, and additionally utilize the high potential heat of the production selection steam, utilize the low potential heat of the oil supply system 12 of the bearings steam turbine 1 and the utilization of low-grade heat of the oil supply system 23 of the bearings of the steam turbine 19 with production the selection of steam, while all these utilization is carried out using a heat engine 5 with a closed circulation loop operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used as a cooling fluid, while it is compressed in a heat condensate pump 9 engine, heated in a condenser 2 of a steam turbine, heated in an oil cooler 16, heated in an oil cooler 27, heated in a lower power heater 11 of a steam turbine 1, heated in an upper steam heater, the heater 10 of the steam turbine 1 is heated and evaporated in the condenser 21 of the steam turbine 19 with production steam extraction, expanded in the turbine expander 6 of the heat engine and condensed 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.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.

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, низкопотенциальной тепловой энергии системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и системы 23 маслоснабжения подшипников паровой турбины 19 с производственным отбором пара, а также низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины 1 и высокопотенциальной тепловой энергии пара производственного отбора из паровой турбины 19 в механическую и далее в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.Conversion of waste low-potential heat energy spent in the turbine 1 steam, low-potential heat energy of the oil supply system 12 of the steam turbine bearings 1 and 23 of the oil supply system of the bearings of the steam turbine 19 with production steam extraction, as well as low-potential heat energy of the heating steam from the steam turbine 1 and high-potential heat energy steam production selection from a steam turbine 19 to mechanical and then to electrical occurs in a closed loop heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle.

Таким образом, утилизацию сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования) отработавшего в турбине 1 пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 23 маслоснабжения подшипников паровой турбины 19 с производственным отбором пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины 19 с производственным отбором пара осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе 2 паровой турбины, охладителе 16 маслоснабжения подшипников паровой турбины, маслоохладителе 27 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара в сетевых подогревателях 11, 10 и конденсаторе 21 паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана С₃Н₈) 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 utilization of low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings 12, the utilization of the low-grade heat of the oil supply system of the steam-bearing bearings of the steam turbine 19 with production steam extraction, the utilization of low-grade heat of steam from a steam turbine 1 and utilization of high potential heat of steam of production selection from a steam turbine 19 with steam extraction is carried out by sequential heating, respectively, in the steam turbine condenser 2, cooler 16 for oil supply of steam turbine bearings, oil cooler 27 for oil supply system of steam turbine bearings with production steam extraction in network heaters 11, 10 and condenser 21 of steam turbine with production steam extraction, low-boiling working fluid (liquefied propane C ₃ H ₈ ) of the heat engine 5 with a closed loop, working on the organic Rankine cycle.

Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана С₃Н₈, который последовательно направляют на нагрев вначале в конденсатор 2 паровой турбины, куда поступает отработавший в турбине 1 пар с температурой в интервале от 300 К до 313,15 К, далее в охладитель 16, куда поступает нагретое масло системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и в маслоохладитель 27, куда поступает нагретое масло системы 23 маслоснабжения подшипников паровой турбины 19, а затем в нижний сетевой подогреватель 11, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 365 К и в верхний сетевой подогреватель 10, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 400 К. При этом температура нагретого масла в охладителе 16 и маслоохладителе 27 может варьироваться в интервале от 318,15 К до 348,15 К.The whole process begins with compression in a condensate pump 9 of liquefied propane C ₃ H ₈ , which is subsequently directed for heating first to the condenser 2 of the steam turbine, where 1 steam spent in the turbine enters with a temperature in the range from 300 K to 313.15 K, then to cooler 16, where the heated oil of the oil supply system 12 of the bearings of the steam turbine 1 enters and into the oil cooler 27, where the heated oil of the oil supply system 23 of the bearings of the steam turbine 19 enters, and then to the lower main heater 11, where the heating steam enters first extraction from the steam turbine 1 at a temperature of about 365 K and to the upper network heater 10, where heating steam from the steam turbine 1 enters at a temperature of about 400 K. Moreover, the temperature of the heated oil in cooler 16 and oil cooler 27 can vary in the range from 318 , 15 K to 348.15 K.

В процессе конденсации отработавшего в турбине 1 пара в конденсаторе 2 паровой турбины и теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном С₃Н₈ в охладителе 16 и в маслоохладителе 27, а также в процессе конденсации пара отопительных отборов в нижнем сетевом подогревателе 11 и в верхнем сетевом подогревателе 10 паровой турбины 1 происходит нагрев сжиженного пропана С₃Н₈ до критической температуры 369,89 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 13 МПа, и далее его направляют на нагрев и испарение в конденсатор 21 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 19 при температуре около 573 К.In the process of condensation of 1 steam spent in the turbine in the condenser 2 of the steam turbine and heat exchange of heated oil with liquefied propane C ₃ H ₈ in the cooler 16 and in the oil cooler 27, as well as in the process of condensation of the steam of heating selections in the lower network heater 11 and in the upper network heater 10 steam turbine 1, the liquefied propane C ₃ H ₈ is heated to a critical temperature of 369.89 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa to 13 MPa, and then it is sent for heating and evaporation to the condenser 21 of the steam turbine with production steam extraction, to which the production steam from the steam turbine 19 enters at a temperature of about 573 K.

Пар, поступающий из производственного отбора паровой турбины 19 в паровое пространство конденсатора 21, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан С₃Н₈). Мощность паровой турбины 19 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 20.The steam coming from the production selection of the steam turbine 19 into the steam space of the condenser 21 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C ₃ H ₈ ). The power of the steam turbine 19 is transmitted to the main electric generator 20 connected to one shaft.

Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 22 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 condensate pump 22 of a steam turbine condenser with production steam extraction is sent to a regeneration system.

В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 21 паровой турбины происходит испарение сжиженного пропана С₃Н₈ и дальнейший его перегрев до сверхкритической температуры от 369,89 К до 420 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 13 МПа, который направляют в турбодетандер 6.During the condensation of production steam in the condenser 21 of a steam turbine, the liquefied propane C ₃ H ₈ evaporates and then overheats to a supercritical temperature of 369.89 K to 420 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa to 13 MPa, which is sent to a turbine expander 6.

Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного пропана С₃Н₈ в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный пропан С₃Н₈ имеет температуру около 288 К с влажностью, не превышающей 12%.The process is set up in such a way that in the expander 6 there is no condensation of gaseous propane C ₃ H ₈ during the operation of the heat transfer. 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 has a temperature of about 288 K with a humidity not exceeding 12%.

Далее, при снижении температуры газообразного пропана С₃Н₈, происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, выполненном, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, охлаждаемого воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 К до 283,15 К.Further, when the temperature of gaseous propane C ₃ H ₈ decreases, it is liquefied in the heat exchanger-condenser 8, made, for example, in the form of an air-cooled condenser 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 в работе тепловой электрической станции конденсационной установки 18 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 a condensing unit 18 in a thermal electric power station allows increasing the initial parameters of a low-boiling working fluid of a heat engine with a closed circulation circuit to supercritical parameters, which leads to an increase in heat transfer on a turbo-expander 6.

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 низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины с производственным отбором пара 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 thermal power plants 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 low-grade heat of the oil-supply system of steam turbine bearings with steam production , utilization of low-grade heat of steam heating taps from steam t Rbin and recycling high-grade heat steam production the selection of a steam turbine with steam extraction for production of additional electric power generation, increase service life and reliability of the steam turbine condenser and reduce heat emission to the environment.

Claims

1. The method of utilization of thermal energy generated by a thermal power plant (TPP), including the direction of the exhaust steam from a steam turbine into the steam space of the condenser for condensation on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, the direction of the condensate using the condenser pump of the condenser of the steam turbine in the system regeneration, while the steam of heating parameters from the steam turbine is sent to the steam space of the lower and upper network heater for condensation on the surface of the heated tubes of the network heaters, inside which coolant flows, and the condensation of the exhaust steam and the steam of the heating taps is carried out, respectively, to utilize the waste low-potential heat energy of the steam spent in the turbine and to utilize the low potential heat of the steam of the heating taps from the steam turbine at coolant, while in a steam turbine use the oil supply system of bearings of a steam turbine with a cooler m of oil, characterized in that a thermal power plant uses a condensing unit having a steam turbine condenser with production steam extraction and an oil supply system for its bearings with an oil cooler, and additionally utilize the high potential heat of production steam, utilize the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings and utilize the low potential heat of the oil supply system for bearings of a steam turbine with production steam extraction, all of which These utilizations are 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 a coolant, while it is compressed in a condensate pump of a heat engine, heated in a steam turbine condenser, heated in an oil cooler, heated in an oil cooler, heated in a lower network heater of a steam turbine, heated in an upper network heater of a steam turbine, Revai and evaporated in the condenser of a steam turbine with productive steam extraction, is expanded in an expansion turbine of the 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 .