RU2560624C1 - Heat power plant heat utilisation method - Google Patents
Heat power plant heat utilisation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560624C1 RU2560624C1 RU2014114070/02A RU2014114070A RU2560624C1 RU 2560624 C1 RU2560624 C1 RU 2560624C1 RU 2014114070/02 A RU2014114070/02 A RU 2014114070/02A RU 2014114070 A RU2014114070 A RU 2014114070A RU 2560624 C1 RU2560624 C1 RU 2560624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- condenser
- heat engine
- steam turbine
- low
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии.The invention relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) when utilizing low-grade heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine for additional generation of electric 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 (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 evyh heaters (patent RU №2269014, IPC F01K 17/02, 27.01.2006).
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.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.
Таким образом, в известном способе работы тепловой электрической станции 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.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, the exhaust steam flows from the steam turbine into the steam space of the condenser, condenses 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.
Основным недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии из-за отсутствия утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электроэнергии.The main disadvantage of the analogue and the prototype is the relatively low efficiency of TPPs for generating electric energy due to the lack of utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings for additional electricity 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 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 low-grade heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine for additional generation of electric energy.
Технический результат достигается тем, что в способе утилизации теплоты тепловой электрической станции, включающий подачу отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, в котором пар конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, согласно настоящему изобретению, дополнительно используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслоохладителем, при этом осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины 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 низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя, испаряют и перегревают в маслоохладителе, расширяют в турбодетандере теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.The technical result is achieved in that in a method for recovering heat from a thermal power plant, comprising supplying exhaust steam from a steam turbine to a steam space of a condenser, in which steam is condensed on the surface of the condenser tubes, the condensate is sent to a regeneration system using a condensate pump of a condenser of a steam turbine, According to the present invention, an oil supply system for bearings of a steam turbine with an oil cooler is additionally used. the low-potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings using a closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used as the cooling fluid, while the low-boiling working fluid is compressed in the condensate pump of the heat engine , heated in a heat engine heat exchanger-recuperator, evaporated and overheated in an oil cooler, expanded in a thermal expansion turbine expander igatelya reduce its temperature in the heat exchanger-recuperator heat engine and condensed in exchanger-condenser heat engine.
В качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.An air cooling condenser or a water cooling condenser, or an air and water cooling condenser are used as a heat exchanger-condenser of a heat engine.
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 утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии, которую осуществляют путем нагрева в маслоохладителе 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-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings to additionally generate electric energy, which is carried out by heating in the oil cooler a low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8 ) of a closed-loop heat engine operating in an organic cycle Rankine.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором и теплообменником-рекуператором.The invention is illustrated in the drawing, which shows a thermal power plant having a heat engine with a heat exchanger-condenser and a heat exchanger-recuperator.
На чертеже (Фиг.1) цифрами обозначены:In the drawing (Figure 1), 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 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины,10 - oil supply system of bearings of a steam turbine,
11 - сливной трубопровод,11 - drain pipe
12 - маслобак,12 - oil tank
13 - маслонасос,13 - oil pump
14 - маслоохладитель,14 - oil cooler
15 - напорный трубопровод,15 - pressure pipe
16 - теплообменник-рекуператор.16 - heat exchanger-recuperator.
Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные паровую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор 4, соединенный с паровой турбиной 1, а также систему 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 11, маслобак 12, маслонасос 13 и маслоохладитель 14, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 15.The thermal power plant includes a
В тепловую электрическую станцию введен тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.A heat engine 5 with a closed circulation loop, operating according to the organic Rankine cycle, has been introduced into the thermal power station.
Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 16, теплообменник-конденсатор 8 и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 16, который соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 14, выход маслоохладителя 14 по нагреваемой среде соединен с входом турбодетандера 6, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором 16, выход теплообменника-рекуператора 16 соединен по греющей среде с теплообменником-конденсатором 8, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса 9, образуя замкнутый контур охлаждения.The closed circuit of the circulation of the heat engine 5 is made in the form of a circuit with a low boiling fluid containing a
Способ утилизации теплоты тепловой электрической станции осуществляют следующим образом.The method of heat recovery of a thermal power plant is as follows.
Способ включает в себя подачу отработавшего пара из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, в котором пар конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 1 направляют в систему регенерации.The method includes supplying the exhaust steam from the
Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно используют систему 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 с маслоохладителем 14, при этом осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 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 низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя 5, нагревают в теплообменнике-рекуператоре 16 теплового двигателя, испаряют и перегревают в маслоохладителе 14, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре 16 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 10 of the bearings of the
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-
В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан С3Н8.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
Преобразование низкопотенциальной тепловой энергии системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 в механическую и, далее, в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.Conversion of low-grade thermal energy of the oil supply system 10 of the bearings of the
Таким образом, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 осуществляют путем нагрева в маслоохладителе 14 низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C3H8) теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the low-grade heat of the oil supply system 10 of the bearings of the
Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C3H8, который в начале направляют на нагрев в теплообменник-рекуператор 16, а затем направляют на испарение и перегрев в маслоохладитель 14, куда поступает нагретое масло системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 с температурой в интервале от 313,15 K до 348,15 K.The whole process begins with compression in a condensate pump 9 of liquefied propane C 3 H 8 , which is first sent for heating to the heat exchanger-
Температура кипения сжиженного пропана C3H8 сравнительно низка (293 K при давлении 0,833 МПа), поэтому в маслоохладителе 14, в процессе теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном C3H8, происходит испарение сжиженного пропана C3H8 и его перегрев до температуры в интервале от 308,15 K до 338,15 K. После маслоохладителя 14 перегретый газообразный пропан C3H8 направляют в турбодетандер 6.The boiling point of the liquefied propane C 3 H 8 is relatively low (293 K at a pressure of 0.833 MPa), so the
Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного пропана C3H8 в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный пропан C3H8, имеющий температуру перегретого газа около 288 K, направляют в теплообменник-рекуператор 16 для снижения температуры.The process is configured in such a way that condensation of gaseous propane C 3 H 8 does not occur in the operation of the heat transfer in the turbine expander 6. The power of the
В теплообменнике-рекуператоре 16 в процессе отвода теплоты на нагрев сжиженного пропана C3H8 снижается нагрузка на теплообменник-конденсатор 8, выполненный, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, и затраты мощности на привод вентиляторов воздушного охлаждения.In the heat exchanger-
Далее, при снижении температуры газообразного пропана C3H8, происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, охлаждаемом воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 К до 283,15 K.Further, with a decrease in the temperature of gaseous propane C 3 H 8 , it is liquefied in a heat exchanger-
После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии пропан C3H8 направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя.After the heat exchanger-condenser 8 in a liquefied state, propane C 3 H 8 is sent for compression to the condensate pump 9 of the heat engine.
Далее органический цикл Ренкина на основе низкокипящего рабочего тела повторяется.Further, the organic Rankine cycle based on a low-boiling working fluid is repeated.
Использование предлагаемого способа работы тепловой электрической станции позволит, по сравнению с прототипом, повысить коэффициент полезного действия ТЭС за счет утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины 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-grade heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine for additional generation of electric energy.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114070/02A RU2560624C1 (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Heat power plant heat utilisation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114070/02A RU2560624C1 (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Heat power plant heat utilisation method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2560624C1 true RU2560624C1 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014114070/02A RU2560624C1 (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Heat power plant heat utilisation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2560624C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
RU2279553C1 (en) * | 2005-04-26 | 2006-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of operation of thermal power station |
RU2279555C1 (en) * | 2005-04-26 | 2006-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of operation of thermal power station |
WO2013171685A1 (en) * | 2012-05-17 | 2013-11-21 | Exergy S.P.A. | Orc system and process for generation of energy by organic rankine cycle |
-
2014
- 2014-04-09 RU RU2014114070/02A patent/RU2560624C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
RU2279553C1 (en) * | 2005-04-26 | 2006-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of operation of thermal power station |
RU2279555C1 (en) * | 2005-04-26 | 2006-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of operation of thermal power station |
WO2013171685A1 (en) * | 2012-05-17 | 2013-11-21 | Exergy S.P.A. | Orc system and process for generation of energy by 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 | |
RU2560615C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU2562745C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
RU2562735C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
RU2560624C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method | |
RU2560505C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU2562730C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
RU145194U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU2560622C1 (en) | Method of utilisation of low-grade heat of oil supply system of steam turbine bearings of heat power plant | |
RU2560613C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU2562738C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
RU2560612C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU2562733C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
RU2560614C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU2560608C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU2562741C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
RU2562743C1 (en) | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station | |
RU2566249C1 (en) | Method of heat recycling of thermal power plant | |
RU2562724C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
RU2575252C2 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU2560617C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
RU2562727C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power station | |
RU2560611C1 (en) | Heat power plant operation mode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160410 |