RU2560607C1 - Heat power plant operation mode - Google Patents
Heat power plant operation mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560607C1 RU2560607C1 RU2014113491/02A RU2014113491A RU2560607C1 RU 2560607 C1 RU2560607 C1 RU 2560607C1 RU 2014113491/02 A RU2014113491/02 A RU 2014113491/02A RU 2014113491 A RU2014113491 A RU 2014113491A RU 2560607 C1 RU2560607 C1 RU 2560607C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- heat
- condenser
- steam turbine
- bearings
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.The invention relates to the field of energy and can be used in thermal power plants (TPPs) for the utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings, the utilization of low-grade heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine with production steam extraction, the utilization of excess low-grade heat of return network water and the utilization of high-grade heat production steam for additional generation of electrical energy.
Аналогом является способ работы тепловой электрической станции, по которому весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей, нагревают паром отборов турбины в нижнем и в верхнем сетевых подогревателях, а также в конденсаторе теплонасосной установки теплотой, отведенной от обратной сетевой воды в испарителе теплонасосной установки, после чего направляют потребителям, при этом весь поток сетевой воды последовательно нагревают в нижнем сетевом подогревателе, конденсаторе теплонасосной установки и верхнем сетевом подогревателе (патент RU №2275512, МПК F01K 17/02, 27.04.2006).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 heated by steam of turbine withdrawals in the lower and upper network heaters, as well as in the condenser of the heat pump installation with heat removed from the return network water in the evaporator of the heat pump installation, after which they are sent to consumers, while the entire flow of network water is sequentially heated in the lower network heater, the condenser of the heat pump installation and the upper network heater atelier (patent RU No. 2275512, IPC F01K 17/02, 04/27/2006).
Прототипом является способ работы тепловой электрической станции, содержащей теплофикационную турбину с отопительными отборами пара, подающий и обратный трубопроводы теплосети, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами теплосети и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку с испарителем, включенным в обратный трубопровод теплосети, и конденсатором, при этом конденсатор теплонасосной установки включен в подающий трубопровод теплосети 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 №2269014, МПК F01K 17/02, 27.01.2006).The prototype is the method of operation of a thermal power plant containing a cogeneration turbine with heating steam extraction, supply and return pipelines of the heating network, network heaters connected via a heated medium between the supply and return pipelines of the heating network and connected via heating medium to the heating selection, heat pump installation with an evaporator included in the return pipe of the heating system, and a condenser, while the condenser of the heat pump installation is included in the supply pipe of the heating system after heaters, as well as an oil supply system for steam turbine bearings, comprising a steam supply line for oil supply of steam turbine bearings, an oil supply tank for steam turbine bearings, an oil supply pump for steam turbine bearings and an oil supply cooler for steam turbine bearings, the outlet of which is connected to a pressure medium through a heated medium the oil supply pipeline for bearings of a steam turbine (patent RU No. 2269014, IPC F01K 17/02, 01/27/2006).
В известном способе возвращаемая от потребителей по обратному трубопроводу теплосети сетевая вода подается сетевым насосом в испаритель теплонасосной установки, где отдает часть теплоты хладагенту теплонасосной установки и охлаждается, затем сетевая вода поступает в сетевые подогреватели, где нагревается паром отопительных отборов турбины. Перед подачей потребителям сетевая вода дополнительно нагревается в конденсаторе теплонасосной установки за счет теплоты хладагента, циркулирующего в контуре теплонасосной установки. Благодаря последовательному включению испарителя теплонасосной установки в обратный трубопровод теплосети до сетевых подогревателей, а конденсатора в подающий трубопровод теплосети после сетевых подогревателей достигается максимальное охлаждение обратной сетевой воды. В паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с охладителем масла.In the known method, the network water returned from the consumers through the return pipe of the heating network is supplied by the network pump to the evaporator of the heat pump installation, where it transfers part of the heat to the coolant of the heat pump installation and is cooled, then the network water is supplied to the network heaters, where it is heated by steam from the turbine heating taps. Before being supplied to consumers, the network water is additionally heated in the condenser of the heat pump installation due to the heat of the refrigerant circulating in the circuit of the heat pump installation. Due to the sequential inclusion of the evaporator of the heat pump installation in the return pipe of the heating system to the network heaters, and the condenser in the supply pipe of the heating system after the network heaters, maximum cooling of the return network water is achieved. 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 верхнего и нижнего сетевых подогревателей, сетевая вода поступает от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в испаритель, выполняющий функцию теплообменника-охладителя сетевой воды, 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, а конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, при этом в испарителе, выполняющем функцию теплообменника-охладителя сетевой воды, осуществляют утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды 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 upper and lower network heaters, network water is supplied from consumers through a return line of network water to the evaporator, which serves as a heat exchanger-cooler of network water, the lower network the heater and the upper network heater, then the network water is sent to the supply pipe of the network water, the exhaust steam comes from the steam turbine into the steam The space of the condenser is condensed on the surface of the condenser tubes, and the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, while the evaporator, which serves as the heat exchanger-cooler of the network water, utilizes the excess low-potential heat of the return network water using coolant.
Основным недостатком аналога и прототипа является то, что утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды осуществляют в целях выработки дополнительной тепловой энергии, а не для дополнительной выработки электрической энергии.The main disadvantage of the analogue and the prototype is that the disposal of excess low potential heat return network water is carried out in order to generate additional thermal energy, and not for additional generation of electric energy.
Кроме этого недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии, обусловленный затратами электрической мощности на привод теплонасосной установки, а также из-за отсутствия утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электроэнергии.In addition, the disadvantage of the analogue and prototype is the relatively low efficiency of TPPs for generating electric energy, due to the cost of electric power to drive the heat pump installation, and also due to the lack of utilization of low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings for additional power generation.
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 утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии.The technical result is to increase the efficiency of TPPs due to the utilization of excess low potential heat of return network water and the utilization of low potential heat of the oil supply system of steam turbine bearings for additional generation of electric energy.
Технический результат достигается тем, что в способе утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, включающем отбор пара из паровой турбины, направление пара отопительных параметров в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, связанных с подающим трубопроводом и обратным трубопроводом сетевой воды, снабженным теплообменником-охладителем, при этом отработавший пар из паровой турбины направляют в паровое пространство конденсатора, в котором его конденсируют на поверхности конденсаторных трубок, а полученный конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, причем в теплообменнике-охладителе сетевой воды осуществляют утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды посредством охлаждающей жидкости, согласно настоящему изобретению, дополнительно используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, состоящей из охладителя, бака и насоса, и конденсационную установку, состоящую из конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара и системы маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, при этом упомянутые утилизации осуществляют посредством теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина и состоящего из турбодетандера с электрогенератором, теплообменника-конденсатора и конденсатного насоса, причем в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, при этом упомянутое низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в охладителе системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, нагревают в маслоохладителе системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, нагревают в теплообменнике-охладителе сетевой воды, испаряют и перегревают 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, including the selection of steam from a steam turbine, directing the steam of heating parameters to the steam space of the upper and lower network heaters associated with the supply pipe and the return pipe of network water equipped with a heat exchanger cooler, while the exhaust steam from the steam turbine is sent to the steam space of the condenser, in which it is condensed on the surface of the condenser tubes, and the condensate obtained is sent via a condenser pump of a steam turbine condenser to a regeneration system, and in the heat exchanger-cooler of the network water, the excess low-potential heat of the return network water is recycled by means of the cooling liquid according to the present invention, the oil supply system of the steam turbine bearings, further comprising from a cooler, a tank and a pump, and a condensing unit consisting of a condenser of a steam turbine from production by selecting steam and the oil supply system of its bearings with an oil cooler, and additionally utilize the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilize the low potential heat of the oil supply system of the bearings of the steam turbine with production steam extraction and utilize the high potential heat of the steam of production extraction, while the above-mentioned utilization is carried out by means of heat organic closed-loop engine Rankin’s hitch and consisting of a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger-condenser and a condensate pump, and a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used as cooling fluid, while the aforementioned low-boiling working fluid is compressed in a condensate pump of a heat engine, heated in a cooler of the oil supply system of bearings of a steam turbine, heated in an oil cooler of the oil supply system of bearings of a steam turbine with production steam extraction, heated in a heat exchanger heat exchanger-cooler network water, evaporate and overheat in a condenser of a steam turbine with production steam extraction, expand in a turbine expander of a heat engine and condense in a heat exchanger-condenser of a heat engine.
В качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.An air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air and water-cooled condenser are used as a heat exchanger-condenser of a heat engine.
В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .
Таким образом, технический результат достигается за счет утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины с производственным отбором пара для дополнительной выработки электрической энергии, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в охладителе маслоснабжения подшипников паровой турбины, маслоохладителе системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, 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 by utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings with production steam extraction, utilizing the excess low potential heat of the return network water and utilizing the high potential heat of the production steam from the steam turbine with production selection steam for additional generation of electric energy, which they are introduced by sequential heating, respectively, in the oil supply cooler of the steam turbine bearings, the oil cooler of the oil supply system of the steam turbine bearings with steam production, the heat exchanger-cooler of the main water and the 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 фиг.1, на которой представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором, теплообменник-охладитель сетевой воды и конденсационную установку.The invention is illustrated in figure 1, which presents a thermal power plant having a heat engine with a heat exchanger-condenser, a heat exchanger-cooler network water and a condensing unit.
На фиг.1 цифрами обозначены:In figure 1, the numbers denote:
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 - 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 маслоснабжения подшипников паровой турбины,16 - drain pipeline oil supply bearings of a steam turbine,
17 - бак маслоснабжения подшипников паровой турбины,17 - tank oil supply bearings of a steam turbine,
18 - насос маслоснабжения подшипников паровой турбины,18 - oil supply pump bearings of a steam turbine,
19 - охладитель маслоснабжения подшипников паровой турбины,19 - cooler oil supply bearings of a steam turbine,
20 - напорный трубопровод маслоснабжения подшипников паровой турбины,20 - pressure pipeline oil supply bearings of a steam turbine,
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 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара,26 - oil supply system for bearings of a steam turbine with production steam extraction,
27 - сливной трубопровод,27 - drain pipe
28 - маслобак,28 - oil tank
29 - маслонасос,29 - oil pump,
30 - маслоохладитель,30 - oil cooler
31 - напорный трубопровод.31 - 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, включенными по нагреваемой среде между подающим 12 и обратным 13 трубопроводами сетевой воды, и теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, включенный по нагреваемой среде в обратный трубопровод 13 сетевой воды перед нижним сетевым подогревателем 11, а также систему 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 16 маслоснабжения подшипников паровой турбины, бак 17 маслоснабжения подшипников паровой турбины, насос 18 маслоснабжения подшипников паровой турбины и охладитель 19 маслоснабжения подшипников паровой турбины, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 20 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 connected via the heated medium between the supply 12 and the return 13 pipelines of network water, and a heat exchanger-cooler 14 network water connected via a heated medium in the return pipe 13 network water in front of the lower network a heater 11, as well as an oil supply system for bearings of a steam turbine 1, comprising a drain pipe 16 for oil supply of a steam turbine bearings, a tank 17 for oil supply of a steam turbine bearings, a pump 18 for oil supply of a steam turbine bearings and a cooler 19 for oil supply of a steam turbine bearings, which outlet in a heated medium it is connected to a pressure pipe 20 of oil supply for bearings of a steam turbine.
В тепловую электрическую станцию введены конденсационная установка 21 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.A condensing unit 21 and a heat engine 5 with a closed circulation loop operating according to the organic Rankine cycle are introduced into the thermal power station.
Конденсационная установка 21 содержит последовательно соединенные паровую турбину 22 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 23, конденсатор 24 паровой турбины с производственным отбором пара, конденсатный насос 25 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара и систему 26 маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 27, маслобак 28, маслонасос 29 и маслоохладитель 30, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 31.The condensing unit 21 comprises a series-coupled steam turbine 22 with production steam having a generator 23, a steam turbine condenser 24 with production steam, a condenser pump 25 of a steam turbine condenser with production steam and a steam supply system 26 of steam turbine bearings with production steam containing a drain pipe 27, an oil tank 28, an oil pump 29 and an oil cooler 30, the outlet of which is via a heated medium, connected in series through a heating medium e connected to the pressure pipe 31.
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 и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом охладителя 19, выход охладителя 19 соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 30 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя 14 сетевой воды, а 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, 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 working fluid containing a turboexpander 6 connected in series with an electric generator 7, a heat exchanger-condenser 8 and a condensate pump 9, the output of the condensate pump 9 being connected via a heated medium to the input of the cooler 19, the output of the cooler 19 connected via a heated medium to the inlet of the oil cooler 30 of the oil supply system of bearings of a steam turbine with production steam extraction, the output of which is connected through a heated medium to the input of a heat exchanger cooler 14 of the network water, and the outlet of the heat exchanger cooler 14 of the network water through the heated medium is connected to the input of the condenser 24 of the steam turbine with production steam extraction, the output of the condenser 24 of the steam turbine with the production steam extraction is connected via the heated medium to the input of the turbine expander 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 отбор пара из паровой турбины 1, направление пара отопительных параметров в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей, связанных с подающим 12 трубопроводом и обратным 13 трубопроводом сетевой воды, снабженным теплообменником-охладителем 14, при этом отработавший пар из паровой турбины 1 направляют в паровое пространство конденсатора 2, в котором его конденсируют на поверхности конденсаторных трубок, а полученный конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 1 направляют в систему регенерации, причем в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды осуществляют утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды посредством охлаждающей жидкости.The method includes the selection of steam from a steam turbine 1, the direction of the steam of heating parameters into the steam space of the upper 10 and lower 11 network heaters associated with the supply 12 pipe and return 13 network water pipe equipped with a heat exchanger-cooler 14, while the exhaust steam from the steam the turbines 1 are sent to the steam space of the condenser 2, in which it is condensed on the surface of the condenser tubes, and the condensate obtained by the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine 1 is directed pour into the regeneration system, and in the heat exchanger-cooler 14 of the network water, the excess low-grade heat of the return network water is recycled by means of a cooling liquid.
Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно используют систему 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, состоящей из охладителя 19, бака 17 и насоса 18, и конденсационную установку 21, состоящую из конденсатора 24 паровой турбины 22 с производственным отбором пара и системы 26 маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем 30, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 26 маслоснабжения подшипников паровой турбины 22 с производственным отбором пара и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, при этом упомянутые утилизации осуществляют посредством теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина и состоящего из турбодетандера 6 с электрогенератором 7, теплообменника-конденсатора 8 и конденсатного насоса 9, причем в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, при этом упомянутое низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя 5, нагревают в охладителе 19 системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, нагревают в маслоохладителе 30 системы 26 маслоснабжения подшипников паровой турбины 22 с производственным отбором пара, нагревают в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды, испаряют и перегревают в конденсаторе 24 паровой турбины 22 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 they additionally use the oil supply system 15 for bearings of a steam turbine 1, consisting of a cooler 19, a tank 17 and a pump 18, and a condensation unit 21, consisting of a condenser 24 of a steam turbine 22 with production steam extraction and an oil supply system 26 for its bearings with an oil cooler 30, and further utilize the low potential heat of the oil supply system of the bearings of the steam turbine 15, 1, utilize the low potential heat of the oil supply system 26 of the sub Ipnikov of a steam turbine 22 with production steam extraction and utilization of high potential heat of production steam, the said utilization is carried out by means of a closed-circuit heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle and consisting of a turbine expander 6 with an electric generator 7, a heat exchanger-condenser 8 and a condensate pump 9, moreover, as a coolant, a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used, while the aforementioned low-boiling medium The working fluid is compressed in the condensate pump 9 of the heat engine 5, heated in the cooler 19 of the oil supply system for bearings of the steam turbine 1, heated in the oil cooler 30 of the oil supply system of the bearings of the steam turbine 22 with steam production, heated in the heat exchanger-cooler 14 of the mains water, evaporated and superheat in the condenser 24 of the steam turbine 22 with production steam extraction, expand in the turbine expander 6 of the heat engine and condense in the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine.
В качестве теплообменника-конденсатора 8 теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.As the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine, an air-cooled condenser or a water-cooled condenser, or an air and water-cooled condenser are used.
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 выполнения.An example of a specific implementation.
Отработавший пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок. При этом образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации. 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 is condensed on the surface of the condenser tubes. In this case, the condensate formed is sent via a condensate pump 3 of the steam turbine condenser to the regeneration system. The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main generator 4 connected to one shaft.
Преобразование низкопотенциальной тепловой энергии системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и системы 26 маслоснабжения подшипников паровой турбины 22 с производственным отбором пара, 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 low potential heat energy of the oil supply system 15 for bearings of a steam turbine 1 and system 26 for oil supply of the bearings of a steam turbine 22 with production steam extraction, as well as excess low potential heat energy of the return network water and high potential heat energy of production steam from the steam turbine 22 to mechanical and, further, in the electric occurs in a closed loop circulation of the heat engine 5, operating on the organic Rankine cycle.
Таким образом, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 26 маслоснабжения подшипников паровой турбины 22 с производственным отбором пара, 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 охладителе 19 маслоснабжения подшипников паровой турбины, маслоохладителе 30 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды и конденсаторе 24 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 the low-grade heat of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1, the utilization of the low-grade heat of the oil supply system 26 of the bearings of the steam turbine 22 with production steam extraction, the utilization of the excess low-grade heat of the return network water and the utilization of the high-grade heat of the production steam from the steam turbine 22 with production selection the steam is carried out by sequential heating, respectively, in the cooler 19 oil supply bearing a steam turbine, the oil cooler 30, the system oil supply steam turbine bearings industrial steam extraction, a heat exchanger-cooler 14 of mains water and the condenser 24, the steam turbine with productive steam extraction, low boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8) thermal engine 5, the closed-loop circulation working on the organic Rankine cycle.
Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана С3Н8, который последовательно направляют на нагрев в начале в охладитель 19, куда поступает нагретое масло системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, далее в маслоохладитель 30, куда поступает нагретое масло системы 26 маслоснабжения подшипников паровой турбины 22, 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 K до 343,15 K.The whole process begins with the compression in the condensate pump 9 of liquefied propane C 3 H 8 , which is subsequently sent for heating at the beginning to the cooler 19, where the heated oil of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1 enters, then to the oil cooler 30, where the heated oil of the system 26 enters oil supply bearings of the steam turbine 22, and then to the heat exchanger-cooler 14 network water, which receives the return network water from the return pipe 13. The temperature of the heated oil and return network water can vary stay in the range from 313.15 K to 343.15 K.
В процессе теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном С3Н8 в охладителе 19 и в маслоохладителе 30, а также в процессе теплообмена обратной сетевой воды с сжиженным пропаном С3Н8 в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды происходит нагрев сжиженного пропана C3H8 в пределах критической температуры в интервале от 308,15 K до 338,15 K при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 13 МПа, и далее его направляют на испарение и перегрев в конденсатор 24 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 22 при температуре около 573 K.In the process of heat exchange of heated oil with liquefied propane C 3 H 8 in cooler 19 and in oil cooler 30, as well as in the process of heat exchange of return network water with liquefied propane C 3 H 8 in heat exchanger-cooler 14 of network water, liquefied propane C 3 H 8 is heated within the critical temperature range from 308.15 K to 338.15 K with supercritical pressure from 4.2512 MPa to 13 MPa, and then it is directed to evaporation and overheating in the condenser 24 of the steam turbine with production steam extraction, where the production steam is supplied selection from rovoy turbine 22 at a temperature of about 573 K.
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 С3Н8). Мощность паровой турбины 22 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 23.The steam coming from the production selection of the steam turbine 22 into the steam space of the condenser 24 is condensed on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C 3 H 8 ). The power of the steam turbine 22 is transmitted to the main electric generator 23 connected to one shaft.
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 condensate pump 25 of a steam turbine condenser with production steam extraction is sent to a regeneration system.
В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 24 паровой турбины происходит нагрев сжиженного пропана C3H8 до критической температуры 369,89 K, с последующим его испарением и перегревом до сверхкритической температуры от 369,89 K до 420 K при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 13 МПа, который направляют в турбодетандер 6.During the condensation of production steam in the condenser 24 of the steam turbine, the liquefied propane C 3 H 8 is heated to a critical temperature of 369.89 K, followed by its evaporation and overheating 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 turboexpander 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 K 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, выполненного, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, охлаждаемого воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 K до 283,15 K.Further, when the temperature of gaseous propane C 3 H 8 decreases, it is liquefied in a 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 С3Н8 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 21 позволяет повысить начальные параметры низкокипящего рабочего тела теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции до сверхкритических параметров, что приводит к увеличению теплоперепада на турбодетандере 6.The use of a condensing unit 21 in a thermal power plant allows increasing the initial parameters of the low-boiling working fluid of a heat engine 5 with a closed circulation circuit to supercritical parameters, which leads to an increase in heat transfer on a turboexpander 6.
Использование предлагаемого способа работы тепловой электрической станции позволит, по сравнению с прототипом, повысить коэффициент полезного действия ТЭС за счет утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.Using the proposed method of operation of a thermal power plant will allow, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of TPPs by utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings with production steam extraction, and utilizing the excess low potential heat of the return network water and utilization of high potential heat of steam production selection to complement efficient production of electric energy.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113491/02A RU2560607C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Heat power plant operation mode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113491/02A RU2560607C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Heat power plant operation mode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2560607C1 true RU2560607C1 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014113491/02A RU2560607C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Heat power plant operation mode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2560607C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1384801A1 (en) * | 1985-10-14 | 1988-03-30 | Институт технической теплофизики АН УССР | Method of operation of steam power plant |
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| US20090094983A1 (en) * | 2006-01-20 | 2009-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine cycle |
| RU2425987C1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of power plant operation |
| WO2011117074A1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Costanzo Perico | Plant for the production of energy based upon the organic rankine cycle. |
-
2014
- 2014-04-07 RU RU2014113491/02A patent/RU2560607C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1384801A1 (en) * | 1985-10-14 | 1988-03-30 | Институт технической теплофизики АН УССР | Method of operation of steam power plant |
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| US20090094983A1 (en) * | 2006-01-20 | 2009-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine cycle |
| RU2425987C1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of power plant operation |
| WO2011117074A1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Costanzo Perico | Plant for the production of energy based upon the organic rankine cycle. |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2570131C2 (en) | Operating method of thermal power plant | |
| RU2560606C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method | |
| RU2560503C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562745C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU2560615C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562730C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562735C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU2560607C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560617C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560605C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560621C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2570132C2 (en) | Recovery of heat power generated by thermal electric station | |
| RU2560613C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562743C1 (en) | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station | |
| RU2562727C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power station | |
| RU2560622C1 (en) | Method of utilisation of low-grade heat of oil supply system of steam turbine bearings of heat power plant | |
| RU2562724C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562741C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562728C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2560608C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560611C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2566249C1 (en) | Method of heat recycling of thermal power plant | |
| RU2562737C1 (en) | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station | |
| RU2570133C2 (en) | Recovery of heat power generated by thermal electric power station | |
| RU2560624C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160408 |