RU2562741C1 - Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant - Google Patents
Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2562741C1 RU2562741C1 RU2014118428/02A RU2014118428A RU2562741C1 RU 2562741 C1 RU2562741 C1 RU 2562741C1 RU 2014118428/02 A RU2014118428/02 A RU 2014118428/02A RU 2014118428 A RU2014118428 A RU 2014118428A RU 2562741 C1 RU2562741 C1 RU 2562741C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- condenser
- steam turbine
- heat
- heat exchanger
- 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 с производственным отбором пара, утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.The invention relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) for the utilization of low-grade heat from the oil supply system of bearings of a steam turbine with steam production, the utilization of low-grade heat from steam of heating extracts from a steam turbine, and the utilization of high-grade heat from steam from production steam for the 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 F01K17/02, 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 F01K17 / 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, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, а пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, причем при конденсации пара отопительных отборов осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины при помощи охлаждающей жидкости.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, the exhaust steam flows from the steam turbine into the condenser steam space, 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, and the steam of the heating parameters from the steam turbine offsets enters the steam space of the upper and lower network heaters, condenses on the surface of the heated tubes of the network heaters, inside In which case the coolant flows, and when the steam of the heating taps is condensed, the low-grade heat of the steam of the heating taps is utilized from the steam turbine by means of the coolant.
Основным недостатком аналога и прототипа является то, что утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины осуществляют в целях выработки дополнительной тепловой энергии, а не для дополнительной выработки электрической энергии.The main disadvantage of the analogue and prototype is that the utilization of low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine 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.In addition, the disadvantage of the analogue and prototype is the relatively low efficiency of TPPs for the generation of electric energy, due to the cost of electric power to drive the heat pump installation.
Задачей изобретения является разработка способа утилизации тепловой энергии ТЭС, в котором устранены указанные недостатки аналога и прототипа.The objective of the invention is to develop a method of utilization of thermal energy of thermal power plants, which eliminated the indicated disadvantages of the analogue and prototype.
Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из 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 steam from the heating taps from a steam turbine 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 из отборов паровой турбины в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей и его конденсирование на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, 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 при конденсации пара отопительных параметров из отборов паровой турбины осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины посредством охлаждающей жидкости, согласно настоящему изобретению дополнительно используют конденсационную установку, содержащую конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара, и систему маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем, при этом дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора и утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, причем упомянутые утилизации осуществляют посредством теплового двигателя с замкнутымконтуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, состоящего из турбодетандера с электрогенератором, теплообменника-рекуператора, 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 теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя, нагревают в маслоохладителе конденсационной установки, нагревают в нижнем сетевом подогревателе паровой турбины, нагревают в верхнем сетевом подогревателе паровой турбины, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре 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, the direction of the steam of heating parameters from the steam turbine offsets into the steam space of the upper and lower network heaters and its condensation on the surface of the heated tubes of the network heaters, inside of which coolant flows, while the exhaust steam from the steam turbine is directed into the steam space of the condenser, into which m, it is condensed on the surface of the condenser tubes, and the condensate obtained is sent to the regeneration system using the condenser pump of the steam turbine condenser, and when the steam of the heating parameters is condensed from the steam turbine offsets, the low potential heat of the steam of the heating offsets from the steam turbine is recovered by means of a coolant according to the present invention additionally use a condensing installation containing a steam turbine condenser with production selection m of steam, and the oil supply system of its bearings with an oil cooler, at the same time they additionally utilize the high potential heat of production steam and utilize the low potential heat of the oil supply system of steam turbine bearings with production steam, the above-mentioned utilization being carried out by means of a closed-circuit heat engine operating on an organic cycle Rankine, consisting of a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger-recuperator, heat a heat exchanger-condenser and a condensate pump, moreover, a low boiling medium circulating in a closed circuit is used as a coolant, while the aforementioned low boiling medium is compressed in a heat engine condensate pump, heated in a heat engine heat exchanger-recuperator, heated in an oil cooler of a condensation unit, heated in the lower network heater of the steam turbine, heated in the upper network heater of the steam turbine, evaporate and overheat in the vapor condenser turbines with production steam extraction, expand in the turbine expander of the heat engine, lower its temperature in the heat exchanger-recuperator and condense in the heat exchanger-condenser of the 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 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 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, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в 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 by utilizing the low potential heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine with production steam extraction, utilizing the low potential heat of steam from heating steam from a steam turbine and utilizing the high potential heat of production steam from a steam turbine with production steam extraction for additional generation of electrical energy, which are carried out by sequential heating, respectively, in the oil cooler systems Oil supply for bearings of a steam turbine with production steam extraction, in network heaters and a condenser of a steam turbine with production extraction of steam, low-boiling working fluid (liquefied propane С 3 Н 8 ) of a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель сThe invention is illustrated in the drawing, which shows a thermal power plant having a heat engine with
теплообменником-конденсатором, теплообменником-рекуператором, сетевые подогреватели и конденсационную установку.heat exchanger-condenser, heat exchanger-recuperator, network heaters and 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 - конденсационная установка,12 - condensation installation
13 - паровая турбина с производственным отбором пара,13 - steam turbine with production steam extraction,
14 - электрогенератор паровой турбины с производственным отбором пара,14 - electric generator of a steam turbine with production steam extraction,
15 - конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара,15 is a condenser of a steam turbine with production steam extraction,
16 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара,16 - condensate pump of a condenser of a steam turbine with production steam extraction,
17 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара,17 - oil supply system for bearings of a steam turbine with production steam extraction,
18 - сливной трубопровод,18 - drain pipe
19 - маслобак,19 - oil tank
20 - маслонасос,20 - oil pump,
21 - маслоохладитель,21 - oil cooler
22 - напорный трубопровод,22 - pressure pipe
23 - теплообменник-рекуператор.23 - heat exchanger-recuperator.
Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные паровую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, а также 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.The thermal power plant includes a series-connected steam turbine 1, a steam turbine condenser 2 and a condenser pump 3 of the steam turbine condenser, as well as a main electric generator 4 connected to the steam turbine 1, which is connected via heating medium to the upper 10 and lower 11 network heaters, which are between connected by a heated medium.
В тепловую электрическую станцию введены конденсационная установка 12 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.A condensing unit 12 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 12 содержит последовательно соединенные паровую турбину 13 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 14, конденсатор 15 паровой турбины с производственным отбором пара, конденсатный насос 16 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара, и систему 17 маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 18, маслобак 19, маслонасос 20 и маслоохладитель 21, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 22.The condensing unit 12 comprises a steam production turbine 13 connected in series with a production steam having an electric generator 14, a steam turbine condenser 15 with a production steam, a condensate pump 16 of a steam turbine condenser with a production steam, and an oil supply system for bearings of a steam turbine with a production steam, containing a drain pipe 18 connected in series through a heating medium, an oil tank 19, an oil pump 20, and an oil cooler 21, the outlet of which is via a heated medium e is connected to the discharge conduit 22.
Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 23, теплообменник-конденсатор 8 и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 23, который соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 21, выход маслоохладителя 21 соединен по нагреваемой среде с входом нижнего сетевого подогревателя 11, а выход верхнего сетевого подогревателя 10 соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 15 паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора 15 паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором 23, выход теплообменника-рекуператора 23 соединен по греющей среде с теплообменником-конденсатором 8, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса 9, образуя замкнутый контур охлаждения.The closed circuit of the circulation of the heat engine 5 is made in the form of a circuit with a low boiling fluid containing a turboexpander 6 with an electric generator 7, a heat exchanger-recuperator 23, a heat exchanger-condenser 8 and a condensate pump 9, and the output of the condensate pump 9 is connected via a heated medium to the input of the heat exchanger-recuperator 23, which is connected via a heated medium to the input of the oil cooler 21, the output of the oil cooler 21 is connected via a heated medium to the input of the lower network heater 11, and the output of the upper network is heated For 10, it is connected via a heated medium to the input of a steam turbine condenser 15 with production steam extraction, the output of a steam turbine condenser 15 to a production steam extraction is connected via a heated medium to the input of a turboexpander 6, the output of which is connected via a heating medium to a heat exchanger-recuperator 23, the output of the heat exchanger is the recuperator 23 is connected via a heating medium to a heat exchanger-condenser 8, the output of which is connected via a heated medium to the inlet of the condensate pump 9, forming a closed cooling circuit.
Способ утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, осуществляют следующим образом.A method of utilizing thermal energy generated by a thermal power plant is as follows.
Способ включает в себя отбор пара из паровой турбины 1, направление пара отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей и его конденсирование на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей 10 и 11, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, 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 при конденсации пара отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 посредством охлаждающей жидкости.The method includes steam extraction from a steam turbine 1, steam direction of heating parameters from steam turbine 1 withdrawals to the steam space of the upper 10 and lower 11 network heaters and its condensation on the surface of the heated tubes of the network heaters 10 and 11, inside which coolant flows, the exhaust steam from the steam turbine 1 is 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 using the condensate on 3 wasp steam turbine condenser 1 is directed to the recovery system, the vapor condensation heating parameters selections from a steam turbine 1 is performed recycling low-grade heat from the vapor heating heats the steam turbine 1 by the cooling fluid.
Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно используют конденсационную установку 12, содержащую конденсатор 15 паровой турбины 13 с производственным отбором пара и систему 17 маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем 21, при этом дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора и утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 17 маслоснабжения подшипников паровой турбины 13 с производственным отбором пара, причем упомянутые утилизации осуществляют посредством теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, состоящего из турбодетандера 6 с электрогенератором 7, теплообменника-рекуператора 23, 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 теплообменнике-рекуператоре 23 теплового двигателя, нагревают в маслоохладителе 21 конденсационной установки 12, нагревают в нижнем 11 сетевом подогревателе паровой турбины 1, нагревают в верхнем 10 сетевом подогревателе паровой турбины 1, испаряют и перегревают в конденсаторе 15 паровой турбины 13 с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре 23 и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.The difference of the proposed method is that they additionally use a condensing unit 12, containing a condenser 15 of a steam turbine 13 with production steam and an oil supply system 17 of its bearings with oil cooler 21, while additionally utilizing the high potential heat of the production steam and utilizing the low potential heat of the oil supply system 17 bearings of a steam turbine 13 with production steam extraction, said utilization being carried out by means of heat a fresh closed-circuit engine 5 operating on the organic Rankine cycle, consisting of a turboexpander 6 with an electric generator 7, a heat exchanger-recuperator 23, a heat exchanger-condenser 8 and a condensate pump 9, and a low boiling medium circulating in a closed circuit is used as cooling liquid wherein said low-boiling working fluid is compressed in the condensate pump 9 of the heat engine 5, heated in the heat exchanger-recuperator 23 of the heat engine, heated in an oil cooler 21 of the condensing unit 12, heated in the lower 11 network heater of the steam turbine 1, heated in the upper 10 network heater of the steam turbine 1, evaporated and overheated in the condenser 15 of the steam turbine 13 with production steam extraction, expanded in the turbine expander 6 of the heat engine, reduced its temperature to heat exchanger-recuperator 23 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 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 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 17 маслоснабжения подшипников паровой турбины 13 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 13, в механическую и далее в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.The conversion of low-grade thermal energy from the oil supply system of bearings of a steam turbine 13 with steam production, as well as low-grade thermal energy of heating steam from a steam turbine 1, and high-potential thermal energy from production steam from a steam turbine 13, into mechanical and then into electrical energy occurs in a closed the circulation circuit of the heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle.
Таким образом, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 17 маслоснабжения подшипников паровой турбины 13 с производственным отбором пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины 13 с производственным отбором пара осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в маслоохладителе 21 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, в сетевых подогревателях 11, 10 и конденсаторе 15 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 for bearings of the steam turbine 13 with steam production, the utilization of the low-grade heat of steam from the heating taps from the steam turbine 1, and the utilization of the high-grade heat of the steam of production heat from the steam turbine 13 with steam production is carried out by sequential heating, respectively, in an oil cooler 21 oil supply systems for bearings of a steam turbine with production steam extraction, in network heating 11, 10 and condenser 15 of a steam turbine with production extraction of steam, a low-boiling working fluid (liquefied propane С 3 Н 8 ) of a heat engine 5 with a closed circulation circuit operating 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 теплообменник-рекуператор 23, куда поступает перегретый газообразный пропан С3Н8 из турбодетандера 6, далее в маслоохладитель 21, куда поступает нагретое масло системы 17 маслоснабжения подшипников паровой турбины 13, 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 маслоохладителе 21 может варьироваться в интервале от 318,15 К до 348,15 К.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 heat exchanger-recuperator 23, where superheated gaseous propane C 3 H 8 from the turboexpander 6 enters, then to the oil cooler 21, where the heated the oil of the oil supply system 17 of the bearings of the steam turbine 13, and then to the lower network heater 11, where heating steam from the steam turbine 1 arrives at a temperature of about 365 K, and to the upper network heater 10, where the heating steam enters selection from a steam turbine 1 at a temperature of about 400 K. The temperature of the heated oil in the oil cooler 21 may vary in the range from 318.15 K to 348.15 K.
Пар, поступающий из отопительных отборов паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок, внутри которых протекает сжиженный пропан С3Н8.The steam coming from the heating taps of the steam turbine 1 into the steam space of the upper 10 and lower 11 network heaters condenses on the surface of the heated tubes, inside which liquefied propane C 3 H 8 flows.
В процессе теплообмена перегретого газообразного пропана С3Н8 с сжиженным пропаном С3Н8 в теплообменнике-рекуператоре 23 и теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном С3Н8 в маслоохладителе 21, 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 8 МПа, и далее его направляют на испарение и перегрев в конденсатор 15 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 13 при температуре около 573 К.In the process of heat exchange of superheated gaseous propane C 3 H 8 with liquefied propane C 3 H 8 in the heat exchanger-recuperator 23 and heat exchange of heated oil with liquefied propane C 3 H 8 in oil cooler 21, as well as in the process of condensation of steam of heating taps in the lower network heater 11 and in the upper network heater 10 of the 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 8 MPa, and then it is sent for evaporation and overheating to the steam condenser 15 steam production turbines, where production steam is supplied from steam turbine 13 at a temperature of about 573 K.
Пар, поступающий из производственного отбора паровой турбины 13 в паровое пространство конденсатора 15, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан С3Н8). Мощность паровой турбины 13 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 14.The steam coming from the production selection of the steam turbine 13 into the vapor space of the condenser 15 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C 3 H 8 ). The power of the steam turbine 13 is transmitted to the main electric generator 14 connected to one shaft.
Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 16 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 16 of a steam turbine condenser with production steam extraction is sent to a regeneration system.
В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 15 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 8 МПа, который направляют на расширение в турбодетандер 6.During the condensation of production steam in the condenser 15 of the 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 8 MPa, which is directed to expansion to turbo 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, имеющий температуру перегретого газа около 288 К, направляют в теплообменник-рекуператор 23 для снижения температуры.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 transferred to an electric generator 7 connected to one shaft. At the outlet of the turboexpander 6, gaseous propane C 3 H 8 having a superheated gas temperature of about 288 K is sent to a heat exchanger-recuperator 23 to reduce the temperature.
В теплообменнике-рекуператоре 23 в процессе отвода теплоты на нагрев сжиженного пропана С3Н8 снижается нагрузка на теплообменник-конденсатор 8, выполненноый, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, и затраты мощности на привод вентиляторов воздушного охлаждения.In the heat exchanger-recuperator 23 in the process of heat removal for heating liquefied propane C 3 H 8, the load on the heat exchanger-condenser 8, made, for example, in the form of an air-cooled condenser, and the power consumption for driving air-cooled fans are reduced.
Далее, при снижении температуры газообразного пропана С3Н8 происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, охлаждаемом воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 К до 283,15 К.Further, with a decrease in the temperature of gaseous propane C 3 H 8 , it liquefies in a heat exchanger-condenser 8 cooled by ambient air in the temperature range from 223.15 K to 283.15 K.
После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии пропан СзН8 направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя.After the heat exchanger-condenser 8 in a liquefied state, C3H8 propane 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 12 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 12 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 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.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 the steam turbine bearings with production steam extraction, utilizing the low potential heat of steam from the heating taps from the steam turbine and utilizing the high potential heat of the production steam from a steam turbine with production steam extraction for additional generation of electric oh energy.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118428/02A RU2562741C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118428/02A RU2562741C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2562741C1 true RU2562741C1 (en) | 2015-09-10 |
Family
ID=54073784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014118428/02A RU2562741C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2562741C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1276841A1 (en) * | 1985-06-26 | 1986-12-15 | Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности | Method for operation of thermal power plant |
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| US7665304B2 (en) * | 2004-11-30 | 2010-02-23 | Carrier Corporation | Rankine cycle device having multiple turbo-generators |
| US8046999B2 (en) * | 2007-10-12 | 2011-11-01 | Doty Scientific, Inc. | High-temperature dual-source organic Rankine cycle with gas separations |
| RU2498091C1 (en) * | 2012-07-16 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Method of operation of thermal power plant |
-
2014
- 2014-05-06 RU RU2014118428/02A patent/RU2562741C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1276841A1 (en) * | 1985-06-26 | 1986-12-15 | Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности | Method for operation of thermal power plant |
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| US7665304B2 (en) * | 2004-11-30 | 2010-02-23 | Carrier Corporation | Rankine cycle device having multiple turbo-generators |
| US8046999B2 (en) * | 2007-10-12 | 2011-11-01 | Doty Scientific, Inc. | High-temperature dual-source organic Rankine cycle with gas separations |
| RU2498091C1 (en) * | 2012-07-16 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Method of operation of thermal power plant |
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 | |
| RU2562730C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| 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 | |
| RU2560505C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562741C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2559655C1 (en) | Method of operation of thermal power plant | |
| RU2562728C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562727C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power station | |
| RU2562724C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562733C1 (en) | Utilisation method of heat 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 | |
| RU2562725C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562738C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2560612C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560617C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560624C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method | |
| RU2570132C2 (en) | Recovery of heat power generated by thermal electric station | |
| RU2560607C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2570943C2 (en) | Method of operation of thermal power plant | |
| RU2555600C1 (en) | Operating method of thermal power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160507 |