RU2562743C1 - Method of recovery of heat energy generated by thermal power station - Google Patents
Method of recovery of heat energy generated by thermal power station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2562743C1 RU2562743C1 RU2014118427/02A RU2014118427A RU2562743C1 RU 2562743 C1 RU2562743 C1 RU 2562743C1 RU 2014118427/02 A RU2014118427/02 A RU 2014118427/02A RU 2014118427 A RU2014118427 A RU 2014118427A RU 2562743 C1 RU2562743 C1 RU 2562743C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- steam turbine
- heat
- condenser
- bearings
- Prior art date
Links
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 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 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 low-grade heat of steam of heating steam from heating turbines and utilization high potential heat of steam production selection 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, 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 отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, 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, при этом при конденсации пара отопительных отборов осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины при помощи охлаждающей жидкости, причем в паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с охладителем масла.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, the exhaust steam flows from the steam turbine into the condenser steam space, condenses on the surface of the condenser tubes, the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the steam turbine condenser, and the steam of the heating parameters from the steam turbine take-off flows to the vapor space of the upper and lower network heaters condenses on the surface of the heated tubes of the network heaters, inside of which x coolant flows, wherein the vapor condensation heating selections performed utilization of low-potential heat from the vapor heating heats steam turbine using coolant, which is used in a steam turbine system of a steam turbine bearing oil supply from the oil cooler.
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, 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 низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 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 low potential heat of steam from heating steam from a steam turbine and the utilization of low potential 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 тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией (ТЭС), включающем поступление отработавшего пара из паровой турбины с системой маслоснабжения подшипников паровой турбины с охладителем масла в паровое пространство конденсатора для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, направление конденсата с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины в систему регенерации и подачу пара отопительных параметров из отборов паровой турбины в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей для конденсации на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины при помощи охлаждающей жидкости при конденсации пара отопительных отборов, согласно настоящему изобретению в тепловой электрической станции используют конденсационную установку, имеющую конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара и систему маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем, и дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, при этом все указанные утилизации осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, при этом упомянутое низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя, нагревают в охладителе маслоснабжения подшипников паровой турбины, 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 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.The technical result is achieved by the fact that in the method of utilization of thermal energy generated by a thermal power plant (TPP), which includes the flow of exhaust steam from a steam turbine with an oil supply system of bearings of a steam turbine with an oil cooler into the steam space of the condenser for condensation on the surface of the condenser tubes, the direction of the condensate is using the condensate pump of the condenser of the steam turbine in the regeneration system and supplying steam of heating parameters from the steam turbine offsets to the flat space of the upper and lower network heaters for condensation on the surface of the heated tubes of network heaters, inside which coolant flows, and the utilization of low-grade heat of the steam of the heating taps from the steam turbine with the coolant when the steam of the hot taps is condensed, according to the present invention, they are used in a thermal power station condensing unit having a steam turbine condenser with production steam extraction and oil system the supply of its bearings with an oil cooler, and additionally they utilize the high potential heat of the steam from the production selection, recycle the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings and utilize the low potential heat of the oil supply system of the bearings of the steam turbine with production steam extraction, all of which are carried out using a closed-loop heat engine the circulation circuit operating on the organic Rankine cycle, in which, as the coolant uses a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit, while the aforementioned low-boiling working fluid is compressed in a condensate pump of a heat engine, heated in a heat exchanger-recuperator of a heat engine, heated in an oil supply cooler for bearings of a steam turbine, heated in an oil cooler of a condensation unit, steam turbine heater, heat in the upper steam turbine heater, evaporate and overheat in the steam condenser a howling turbine with production steam extraction, is expanded in a heat engine turboexpander, lowered its temperature in a heat engine heat exchanger-recuperator, and condensed in a heat engine heat exchanger-condenser.
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, 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 охладителе маслоснабжения подшипников паровой турбины, маслоохладителе конденсационной установки, 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 the steam turbine bearings, utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings with production steam, utilizing the low potential heat of the steam from the heating steam extraction turbines and utilizing the high potential heat of the production steam from the steam turbine from steam production for additional generation of electric energy, cat rye is carried out by sequentially heating, respectively, in the coolant oil supply bearings of the steam turbine, the oil cooler condensing unit, a network heaters and the condenser of the steam turbine with productive steam extraction, low boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8) of the heat engine with closed-loop circulation of operating on the organic Rankine cycle.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором, теплообменником-рекуператором, сетевые подогреватели и конденсационную установку.The invention is illustrated in FIG. 1, which shows a thermal power plant having a heat engine with a heat exchanger-condenser, a heat exchanger-recuperator, network heaters and a condensing unit.
На фиг. 1 цифрами обозначены:In FIG. 1 numbers indicate:
1 - паровая турбина,1 - steam turbine,
2 - конденсатор паровой турбины,2 - condenser of a steam turbine,
3 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины,3 - condensate pump condenser of a steam turbine,
4 - основной электрогенератор,4 - the main generator
5 - тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции,5 - heat engine with a closed circuit,
6 - турбодетандер,6 - turboexpander,
7 - электрогенератор,7 - electric generator,
8 - теплообменник-конденсатор,8 - heat exchanger-condenser,
9 - конденсатный насос,9 - condensate pump,
10 - верхний сетевой подогреватель,10 - upper network heater,
11 - нижний сетевой подогреватель,11 - lower network heater,
12 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины,12 - oil supply system for bearings of a steam turbine,
13 - сливной трубопровод маслоснабжения подшипников паровой турбины,13 - drain pipeline oil supply bearings of a steam turbine,
14 - бак маслоснабжения подшипников паровой турбины,14 - tank oil supply bearings of a steam turbine,
15 - насос маслоснабжения подшипников паровой турбины,15 - pump oil supply bearings of a steam turbine,
16 - охладитель маслоснабжения подшипников паровой турбины,16 - cooler oil supply bearings of a steam turbine,
17 - напорный трубопровод маслоснабжения подшипников паровой турбины,17 - pressure pipeline oil supply bearings of a steam turbine,
18 - конденсационная установка,18 - condensation installation
19 - паровая турбина с производственным отбором пара,19 is a steam turbine with production steam extraction,
20 - электрогенератор паровой турбины с производственным отбором пара,20 - electric generator of a steam turbine with production steam extraction,
21 - конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара,21 is a condenser of a steam turbine with production steam extraction,
22 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара,22 is a condensate pump of a condenser of a steam turbine with production steam extraction,
23 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара,23 - oil supply system for bearings of a steam turbine with production steam extraction,
24 - сливной трубопровод,24 - drain pipe
25 - маслобак,25 - oil tank
26 - маслонасос,26 - oil pump,
27 - маслоохладитель,27 - oil cooler
28 - напорный трубопровод,28 - pressure pipe
29 - теплообменник-рекуператор.29 - heat exchanger-recuperator.
Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные паровую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор 4, соединенный с паровой турбиной 1, которая соединена по греющей среде с верхним 10 и нижним 11 сетевыми подогревателями, которые между собой соединены по нагреваемой среде, а также систему 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 13 маслоснабжения подшипников паровой турбины, бак 14 маслоснабжения подшипников паровой турбины, насос 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины и охладитель 16 маслоснабжения подшипников паровой турбины, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 17 маслоснабжения подшипников паровой турбины. The thermal power plant includes a series-connected steam turbine 1, a steam turbine condenser 2 and a condenser pump 3 of a steam turbine condenser, a main electric generator 4 connected to a steam turbine 1, which is connected via heating medium to the upper 10 and lower 11 network heaters, which are interconnected for a heated medium, as well as a system 12 of oil supply for bearings of a steam turbine 1, comprising a drain pipe 13 of oil supply for bearings of pa oic turbine bearing oil supply tank 14, a steam turbine bearing oil supply pump 15 of the steam turbine and the cooler 16, the steam turbine bearing oil supply system, the output of which on the heated medium connected to a pressure oil supply conduit 17, steam turbine bearings.
В тепловую электрическую станцию введены конденсационная установка 18 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.A condensing unit 18 and a heat engine 5 with a closed circulation loop operating on the organic Rankine cycle are introduced into the thermal power station.
Конденсационная установка 18 содержит последовательно соединенные паровую турбину 19 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 20, конденсатор 21 паровой турбины с производственным отбором пара, конденсатный насос 22 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара, и систему 23 маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 24, маслобак 25, маслонасос 26 и маслоохладитель 27, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 28.The condensation unit 18 comprises a steam production turbine 19 connected in series with a steam production steam generator having an electric generator 20, a steam turbine condenser 21 with a steam production steam pump, a condenser pump 22 of a steam turbine condenser with a steam production steam, and an oil supply system for bearings of a steam turbine with a steam production steam, containing a drain pipe 24 connected in series through a heating medium, an oil tank 25, an oil pump 26 and an oil cooler 27, the outlet of which is via a heated medium e is connected to the discharge conduit 28.
Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 29, теплообменник-конденсатор 8 и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 29, который соединен по нагреваемой среде с входом охладителя 16, выход охладителя 16 соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 27 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом нижнего сетевого подогревателя 11, а выход верхнего сетевого подогревателя 10 соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 21 паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора 21 паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, выход турбодетандера 6 по греющей среде соединен с теплообменником-рекуператором 29, выход теплообменника-рекуператора 29 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 29, 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 29, which is connected via a heated medium to the inlet of the cooler 16, the output of the cooler 16 is connected through a heated medium to the input of the oil cooler 27 of the oil supply system of bearings of a steam turbine with steam extraction, the output of which is connected via a heated medium with the input of the lower network heater 11, and the output of the upper network heater 10 is connected through a heated medium with the input of a steam turbine condenser 21 with production steam extraction, the output of a steam turbine condenser 21 with production steam extraction is connected by a heated the medium with the inlet of the turbo-expander 6, the output of the turbo-expander 6 through the heating medium is connected to the heat exchanger-recuperator 29, the output of the heat exchanger-recuperator 29 is connected via the heating medium to the heat exchange ICOM-capacitor 8 whose output is connected by a heating medium inlet 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 поступление отработавшего пара из паровой турбины 1 с системой 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 с охладителем 16 масла в паровое пространство конденсатора 2 для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, направление конденсата с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 1 в систему регенерации и подачу пара отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей для конденсации на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей 10 и 11, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 при помощи охлаждающей жидкости при конденсации пара отопительных отборов.The method includes the flow of exhaust steam from a steam turbine 1 with a 12 oil supply system for bearings of a steam turbine 1 with an oil cooler 16 into the steam space of the condenser 2 for condensation on the surface of the condenser tubes, the direction of the condensate using the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine 1 into the regeneration system and steam supply of heating parameters from the steam turbine withdrawals 1 to the steam space of the upper 10 and lower 11 network heaters for condensation on the surface of the heated pipes the side of the network heaters 10 and 11, inside which the coolant flows, and the utilization of low-grade heat of the steam of the heating taps from the steam turbine 1 by means of the coolant during condensation of the steam of the heating taps.
Отличием предлагаемого способа является то, что в тепловой электрической станции используют конденсационную установку 18, имеющую конденсатор 21 паровой турбины 19 с производственным отбором пара и систему 23 маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем 27, и дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 23 маслоснабжения подшипников паровой турбины 19 с производственным отбором пара, при этом все указанные утилизации осуществляют при помощи теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, при этом упомянутое низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя 5, нагревают в теплообменнике-рекуператоре 29 теплового двигателя, нагревают в охладителе 16 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, нагревают в маслоохладителе 27 конденсационной установки 18, нагревают в нижнем 11 сетевом подогревателе паровой турбины 1, нагревают в верхнем 10 сетевом подогревателе паровой турбины 1, испаряют и перегревают в конденсаторе 21 паровой турбины 19 с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре 29 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.The difference of the proposed method is that a condensing unit 18 is used in a thermal power station, having a condenser 21 of a steam turbine 19 with production steam extraction and an oil supply system 23 of its bearings with oil cooler 27, and additionally utilize the high potential heat of the production steam, utilize the low potential heat of the system 12 oil supply for bearings of a steam turbine 1 and utilization of low-grade heat of the system 23 oil supply for bearings of a steam turbines 19 with production steam extraction, while all of these utilization is carried out using a closed-circuit heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle, in which a low boiling medium circulating in a closed circuit is used as coolant, while the low boiling working fluid is mentioned the body is compressed in the condensate pump 9 of the heat engine 5, heated in the heat exchanger-recuperator 29 of the heat engine, heated in the cooler 16 oil supply bearings steam turbines 1, heated in the oil cooler 27 of the condensing unit 18, 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 superheated in the condenser 21 of the steam turbine 19 with production steam extraction, expanded in the thermal expansion turbine 6 engine, reduce its temperature in the heat exchanger-recuperator 29 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 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и системы 23 маслоснабжения подшипников паровой турбины 19 с производственным отбором пара, а также низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины 1, и высокопотенциальной тепловой энергии пара производственного отбора из паровой турбины 19, в механическую и, далее, в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.Conversion of low-grade heat energy from the oil supply system for bearings of a steam turbine 1 and a 23 system of oil supply to bearings of a steam turbine 19 with a steam extraction, as well as low-potential heat energy from a pair of heating taps from a steam turbine 1, and high-potential heat energy from a steam from a production take-off from steam turbine 19, mechanical and, further, into an electric one, takes place in a closed circuit of the circulation of a heat engine 5 operating according to the organic Rankine cycle.
Таким образом, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 23 маслоснабжения подшипников паровой турбины 19 с производственным отбором пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины 19 с производственным отбором пара осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в охладителе 16 маслоснабжения подшипников паровой турбины, маслоохладителе 27 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, в сетевых подогревателях 11, 10 и конденсаторе 21 паровой турбины с производственным отбором пара низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C3H8) 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 12 of the bearings of the steam turbine 1, the utilization of the low-grade heat of the oil supply system 23 of the bearings of the steam turbine 19 with steam production, the utilization of low-grade heat of the steam from heating extracts from the steam turbine 1 and the utilization of the high-grade heat of the steam of production selection from the steam turbine 19 with the production selection of steam is carried out by sequential heating, respectively, in the cooler 16 steam turbine bearings, oil cooler 27 steam turbine bearing oil supply systems with steam production, in network heaters 11, 10 and condenser 21 of a steam turbine with steam production of low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8 ) of a closed-circuit heat engine 5 working on the organic Rankine cycle.
Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C3H8, который последовательно направляют на нагрев в начале в теплообменник-рекуператор 29, куда поступает перегретый газообразный пропан C3H8 из турбодетандера 6, далее в охладитель 16, куда поступает нагретое масло системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, затем в маслоохладитель 27, куда поступает нагретое масло системы 23 маслоснабжения подшипников паровой турбины 19, а потом в нижний сетевой подогреватель 11, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 365 К, и в верхний сетевой подогреватель 10, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 400 К. При этом температура нагретого масла в охладителе 16 и маслоохладителе 27 может варьироваться в интервале от 318,15 К до 348,15 К.The whole process begins with 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 29, where superheated gaseous propane C 3 H 8 from the turbine expander 6 enters, then to the cooler 16, where the heated the oil of the oil supply system 12 of the bearings of the steam turbine 1, then to the oil cooler 27, where the heated oil of the oil supply system 23 of the bearings of the steam turbine 19 enters, and then to the lower network heater 11, where the heating selection steam enters and from a steam turbine 1 at a temperature of about 365 K, and to the upper network heater 10, where heating steam from a steam turbine 1 arrives at a temperature of about 400 K. Moreover, the temperature of the heated oil in cooler 16 and oil cooler 27 can vary in the range from 318, 15 K to 348.15 K.
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 C3H8.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 C3H8 с сжиженным пропаном C3H8 в теплообменнике-рекуператоре 29 и теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном C3H8 в охладителе 16 и маслоохладителе 27, а также в процессе конденсации пара отопительных отборов в нижнем сетевом подогревателе 11, и в верхнем сетевом подогревателе 10 паровой турбины 1, происходит нагрев сжиженного пропана C3H8 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 21 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 19 при температуре около 573 К.In the process of heat exchange of superheated gaseous propane C 3 H 8 with liquefied propane C 3 H 8 in the heat exchanger-recuperator 29 and heat exchange of heated oil with liquefied propane C 3 H 8 in cooler 16 and oil cooler 27, as well as in the process of condensation of a pair of heating taps in the lower the 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 to evaporation and overheating in capacitor 21 steam turbines with production steam extraction, to which production steam is supplied from steam turbine 19 at a temperature of about 573 K.
Пар, поступающий из производственного отбора паровой турбины 19 в паровое пространство конденсатора 21, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан C3H8). Мощность паровой турбины 19 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 20.The steam coming from the production selection of the steam turbine 19 into the vapor space of the condenser 21 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C 3 H 8 ). The power of the steam turbine 19 is transmitted to the main electric generator 20 connected to one shaft.
Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 22 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара направляют в систему регенерации.Steam condensation is accompanied by the release of latent heat of vaporization, which is removed using coolant. The condensate formed by means of a condensate pump 22 of a steam turbine condenser with production steam extraction is sent to a regeneration system.
В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 21 паровой турбины происходит испарение сжиженного пропана C3H8 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.In the process of condensation of production steam in the condenser 21 of a steam turbine, the liquefied propane C 3 H 8 evaporates and then overheats to a supercritical temperature of 369.89 K to 420 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa to 8 MPa, which is directed to expansion to turbo expander 6.
Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного пропана C3H8 в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный пропан C3H8, имеющий температуру перегретого газа около 288 К, направляют в теплообменник-рекуператор 29 для снижения температуры.The process is configured in such a way that condensation of gaseous propane C 3 H 8 does not occur in the operation of the heat transfer in the turbine expander 6. The power of the turboexpander 6 is transmitted to an electric generator 7 connected to one shaft. At the outlet of the turboexpander 6, gaseous propane C 3 H 8 having a superheated gas temperature of about 288 K is sent to a heat exchanger-recuperator 29 to reduce the temperature.
В теплообменнике-рекуператоре 29 в процессе отвода теплоты на нагрев сжиженного пропана C3H8 снижается нагрузка на теплообменник-конденсатор 8, выполненный, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, и затраты мощности на привод вентиляторов воздушного охлаждения.In the heat exchanger-recuperator 29 in the process of heat removal for heating liquefied propane C 3 H 8, the load on the heat exchanger-condenser 8, made, for example, in the form of an air-cooled condenser, and the power consumption for driving air-cooled fans are reduced.
Далее, при снижении температуры газообразного пропана C3H8 происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, охлаждаемом воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 К до 283,15 К.Further, when the temperature of gaseous propane C 3 H 8 decreases, it 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 C3H8 направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя.After the heat exchanger-condenser 8 in a liquefied state, propane C 3 H 8 is sent for compression to the condensate pump 9 of the heat engine.
Далее органический цикл Ренкина на основе низкокипящего рабочего тела повторяется.Further, the organic Rankine cycle based on a low-boiling working fluid is repeated.
Использование в работе тепловой электрической станции конденсационной установки 18 позволяет повысить начальные параметры низкокипящего рабочего тела теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции до сверхкритических параметров, что приводит к увеличению теплоперепада на турбодетандере 6.The use of a condensing unit 18 in a thermal 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 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 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 low potential heat of steam from heating steam turbine and utilization of high potential heat of steam production selection of the steam turbine with steam extraction for production of additional electric power generation.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118427/02A RU2562743C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118427/02A RU2562743C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2562743C1 true RU2562743C1 (en) | 2015-09-10 |
Family
ID=54073785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014118427/02A RU2562743C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2562743C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1451290A1 (en) * | 1987-04-20 | 1989-01-15 | Ивановский энергетический институт им.В.И.Ленина | Steam power and central heating unit |
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| RU2007110245A (en) * | 2007-03-20 | 2008-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образовани "Уль новский государственный технический университет" (RU) | METHOD OF WORK OF THE HEAT ELECTRIC STATION |
| RU2012121950A (en) * | 2009-11-30 | 2014-01-10 | Нуово Пиньоне С.п.А. | DIRECT EVAPORATION SYSTEM AND METHOD FOR SYSTEMS WITH THE RENKIN CYCLE ON THE ORGANIC COOLANT |
-
2014
- 2014-05-06 RU RU2014118427/02A patent/RU2562743C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1451290A1 (en) * | 1987-04-20 | 1989-01-15 | Ивановский энергетический институт им.В.И.Ленина | Steam power and central heating unit |
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| RU2007110245A (en) * | 2007-03-20 | 2008-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образовани "Уль новский государственный технический университет" (RU) | METHOD OF WORK OF THE HEAT ELECTRIC STATION |
| RU2012121950A (en) * | 2009-11-30 | 2014-01-10 | Нуово Пиньоне С.п.А. | DIRECT EVAPORATION SYSTEM AND METHOD FOR SYSTEMS WITH THE RENKIN CYCLE ON THE ORGANIC COOLANT |
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 | |
| RU2562730C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562745C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU2562735C1 (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 | |
| RU2562737C1 (en) | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station | |
| RU2562741C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2560613C1 (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 | |
| RU2560612C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560614C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562724C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2560607C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560624C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method | |
| RU2562733C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU2562728C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2570132C2 (en) | Recovery of heat power generated by thermal electric station | |
| RU2562725C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2560608C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562738C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160507 |