RU2566249C1 - Method of heat recycling of thermal power plant - Google Patents

Method of heat recycling of thermal power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2566249C1
RU2566249C1 RU2014118404/02A RU2014118404A RU2566249C1 RU 2566249 C1 RU2566249 C1 RU 2566249C1 RU 2014118404/02 A RU2014118404/02 A RU 2014118404/02A RU 2014118404 A RU2014118404 A RU 2014118404A RU 2566249 C1 RU2566249 C1 RU 2566249C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam turbine
heat
steam
low
heating
Prior art date
Application number
RU2014118404/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Айрат Маратович Гафуров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority to RU2014118404/02A priority Critical patent/RU2566249C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2566249C1 publication Critical patent/RU2566249C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: invention can be used in thermal power plants (TPP). Additionally, the recycling of low-grade heat of the oil supply system of bearings of the steam turbine is carried out, and the recycling of low-grade heat of the oil supply system of bearings of the steam turbine and the recycling of low-grade heat of steam of the heating outfeed from the steam turbine is carried out by means of a heat engine with a closed circuit of circulation, operating in the organic Rankine cycle, in which the coolant is used as low boiling working body circulating in a closed circuit, at that it is compressed in the condensate pump of the heat engine, heated in the heat-exchanger-recuperator of the heat engine, heated in the oil cooler, heated and vaporized in the lower network heater of the steam turbine, superheated in the upper network preheater of the steam turbine, expanded in a turbo-expander of the heat engine, its temperature is reduced in the heat exchanger-recuperator of the heat engine and condensed in the heat exchanger-condenser of the heat engine.
EFFECT: invention enables to recycle low-grade heat of the oil supply system of bearings of the steam turbine and the low-grade heat of steam of heating outfeeds from the steam turbine for additional production of electric energy, which is carried out by sequential heating, respectively, in the oil cooler and the network heaters of low boiling working body of the heat engine with a closed circuit of circulation, working on organic Rankine cycle.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 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 and the utilization of low-grade heat from steam of heating extracts from a steam turbine for additional generation of electric energy.

Аналогом является способ работы тепловой электрической станции, по которому весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей, нагревают паром отборов турбины в нижнем и в верхнем сетевых подогревателях, а также в конденсаторе теплонасосной установки теплотой, отведенной от обратной сетевой воды в испарителе теплонасосной установки, после чего направляют потребителям, при этом весь поток сетевой воды последовательно нагревают в нижнем сетевом подогревателе, конденсаторе теплонасосной установки и верхнем сетевом подогревателе (патент RU №2275512, МПК F01K 17/02, 27.04.2006).An analogue is the method of operation of a thermal power plant, in which the entire return flow of network water returned from consumers is heated by steam of turbine withdrawals in the lower and upper network heaters, as well as in the condenser of the heat pump installation with heat removed from the return network water in the evaporator of the heat pump installation, after which they are sent to consumers, while the entire flow of network water is sequentially heated in the lower network heater, the condenser of the heat pump installation and the upper network heater atelier (patent RU No. 2275512, IPC F01K 17/02, 04/27/2006).

Прототипом является способ работы тепловой электрической станции, содержащей теплофикационную турбину с отопительными отборами пара, подающий и обратный трубопроводы теплосети, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами теплосети и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку с испарителем, включенным в обратный трубопровод теплосети, и конденсатором, при этом конденсатор теплонасосной установки включен в подающий трубопровод теплосети после сетевых подогревателей, а также систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод, маслобак, маслонасос и маслоохладитель, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом (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 a steam turbine bearing oil supply system, comprising a drain pipe, an oil tank, an oil pump and an oil cooler connected in series through a heating medium, the outlet of which is connected to a pressure pipe through a heated medium (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 маслоохладителем.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 маслоохладителем.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 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 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 objective of the invention 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 работы тепловой электрической станции, по которому 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 маслоохладителем, согласно настоящему изобретению дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, при этом утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, при этом его сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя, нагревают в маслоохладителе, нагревают и испаряют в нижнем сетевом подогревателе паровой турбины, перегревают в верхнем сетевом подогревателе паровой турбины, 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 operation of a thermal power plant, in which the exhaust steam from the steam turbine to the condenser steam space is condensed on the surface of the condenser tubes, the condensate is sent to the regeneration system using the condenser pump of the condenser of the steam turbine, and the steam of the heating parameters from steam turbine sampling enters the steam space of the upper and lower network heaters, condenses on the surface of the heated network tubes x heaters, inside which coolant flows, while the condensation of the heating steam is used to utilize the low-grade heat of the steam from the heating steam from the steam turbine using coolant, and the steam turbine uses an oil supply system for bearings of a steam turbine with an oil cooler, according to the present invention, recycling low-potential heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine, while recycling low The specific heat of the oil supply system of the steam turbine bearings and the low potential heat of the steam from the heating steam from the steam turbine are utilized using a closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed loop is used as coolant, this is compressed in a heat engine condensate pump, heated in a heat engine heat exchanger-recuperator, heated in oil aditele heated and vaporized in the lower network preheater steam turbine is superheated in the upper network preheater steam turbines is expanded in an expansion turbine of the heat engine, reduce its temperature in the heat exchanger-recuperator heat engine and condensed in exchanger-condenser heat engine.

В качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.As a heat exchanger-condenser of a heat engine, either an air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air-cooled and water-cooled condenser are used.

В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .

Таким образом, технический результат достигается за счет утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии, которые осуществляют путем последовательного нагрева соответственно в маслоохладителе и сетевых подогревателях низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C3H8) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved by utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings and utilizing the low potential heat of the steam from the heating steam extraction from the steam turbine to additionally generate electric energy, which is carried out by sequential heating in the oil cooler and network heaters of the low boiling medium (liquefied propane C 3 H 8) of the heat engine with closed-loop circulation operation in the organic iklu Rankine.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором, теплообменником-рекуператором и сетевые подогреватели.The invention is illustrated in the drawing, which shows a thermal power plant having a heat engine with a heat exchanger-condenser, a heat exchanger-recuperator and network heaters.

На чертеже цифрами обозначены:In the drawing, the numbers indicate:

1 - паровая турбина,1 - steam turbine,

2 - конденсатор паровой турбины,2 - condenser of a steam turbine,

3 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины,3 - condensate pump condenser of a steam turbine,

4 - основной электрогенератор,4 - the main generator

5 - тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции,5 - heat engine with a closed circuit,

6 - турбодетандер,6 - turboexpander,

7 - электрогенератор,7 - electric generator,

8 - теплообменник-конденсатор,8 - heat exchanger-condenser,

9 - конденсатный насос,9 - condensate pump,

10 - верхний сетевой подогреватель,10 - upper network heater,

11 - нижний сетевой подогреватель,11 - lower network heater,

12 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины,12 - oil supply system for bearings of a steam turbine,

13 - сливной трубопровод,13 - drain pipe

14 - маслобак,14 - oil tank

15 - маслонасос,15 - oil pump,

16 - маслоохладитель,16 - oil cooler

17 - напорный трубопровод,17 - pressure pipe

18 - теплообменник-рекуператор.18 - 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, маслобак 14, маслонасос 15 и маслоохладитель 16, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 17.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 on a heated medium, as well as a system 12 of oil supply for bearings of a steam turbine 1, comprising a drain pipe 13, an oil tank 14, an oil pump 15 and oil, connected in series through a heating medium cooler 16, the output of which is connected via a heated medium to a pressure pipe 17.

В тепловую электрическую станцию введен тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.A heat engine 5 with a closed circulation loop, operating according to the organic Rankine cycle, has been introduced into the thermal power station.

Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 18, теплообменник-конденсатор 8 и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 18, который соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 16, выход маслоохладителя 16 соединен по нагреваемой среде с входом нижнего сетевого подогревателя 11, а выход верхнего сетевого подогревателя 10 соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором 18, выход теплообменника-рекуператора 18 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 18, 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 18, which is connected via a heated medium to the input of the oil cooler 16, the output of the oil cooler 16 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 inlet of a turboexpander 6, the output of which is connected via a heating medium to a heat exchanger-recuperator 18, the output of a heat exchanger-recuperator 18 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 a condensate pump 9, forming a closed cooling circuit.

Способ работы тепловой электрической станции осуществляют следующим образом.The method of operation of a thermal power plant is as follows.

Отработавший пар поступает из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, а пар отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 поступает в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей 10 и 11, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом при конденсации пара отопительных отборов осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 при помощи охлаждающей жидкости, причем в паровой турбине 1 используют систему 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслоохладителем 16.The exhaust steam comes from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2, condenses on the surface of the condenser tubes, the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine, and the steam of heating parameters from the steam turbine take-offs 1 enters the steam space of the upper 10 and lower 11 network heaters, condenses on the surface of the heated tubes of the network heaters 10 and 11, inside which coolant flows, while pa heating selections performed utilization of low-potential heat from the vapor heating heats the steam turbine 1 by means of a cooling fluid, wherein in the steam turbine 1 uses the oil supply system 12 of the steam turbine bearing oil cooler 16.

Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, при этом утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 осуществляют при помощи теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, при этом его сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре 18 теплового двигателя, нагревают в маслоохладителе 16, нагревают и испаряют в нижнем сетевом подогревателе 11 паровой турбины, перегревают в верхнем сетевом подогревателе 10 паровой турбины, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре 18 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.The difference of the proposed method is that they additionally utilize the low-grade heat of the oil supply system 12 of the bearings of the steam turbine 1, while utilizing the low-grade heat of the oil supply system 12 of the bearings of the steam turbine 1 and utilize the low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine 1 using a heat engine 5 s closed loop operating on the organic Rankine cycle, in which n is used as a coolant a boiling working fluid circulating in a closed circuit, while it is compressed in the condensate pump 9 of the heat engine, heated in the heat exchanger-recuperator 18 of the heat engine, heated in the oil cooler 16, heated and evaporated in the lower network heater 11 of the steam turbine, overheated in the upper network heater 10 of a steam turbine, expand in a turbine expander 6 of a heat engine, lower its temperature in a heat exchanger-recuperator 18 of a heat engine and condense in a heat exchanger-condenser 8 of a heat engine Igater.

В качестве теплообменника-конденсатора 8 теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.As the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine, either an air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air and water-cooled condenser are used.

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 выполненияConcrete example

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 низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины 1 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 the steam turbine 1 to 12 and low-grade thermal energy from the steam of the heating taps from the steam turbine 1 to mechanical and then to the electric one takes place in a closed loop of the heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle.

Таким образом, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 осуществляют путем последовательного нагрева соответственно в маслоохладителе 16 и сетевых подогревателях 11, 10 низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C3H8) теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the low-grade heat of the oil supply system 12 of the bearings of the steam turbine 1 is utilized and the low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine 1 is recovered by sequential heating of the low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8 ) in the oil cooler 16 and network heaters 11, 10, respectively engine 5 with a closed loop operating on the organic Rankine cycle.

Весь процесс начинается со сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C3H8, который последовательно направляют на нагрев вначале в теплообменник-рекуператор 18, куда поступает перегретый газообразный пропан C3H8 из турбодетандера 6, а затем в маслоохладитель 16, куда поступает нагретое масло системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1. При этом температура нагретого масла в маслоохладителе 16 может варьироваться в интервале от 318,15 K до 348,15 K.The whole process begins with compression in a condensate pump 9 of liquefied propane C 3 H 8 , which is subsequently directed for heating first to a heat exchanger-recuperator 18, where superheated gaseous propane C 3 H 8 from the turbine expander 6 enters, and then to the oil cooler 16, where the heated the oil of the oil supply system 12 of the bearings of the steam turbine 1. The temperature of the heated oil in the oil cooler 16 can vary from 318.15 K to 348.15 K.

В процессе теплообмена перегретого газообразного пропана C3H8 со сжиженным пропаном C3H8 в теплообменнике-рекуператоре 18 и теплообмена нагретого масла со сжиженным пропаном C3H8 в маслоохладителе 16 происходит нагрев сжиженного пропана C3H8 в пределах критической температуры в интервале от 300 K до 343,15 K при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 5,7 МПа, и далее его направляют на нагрев и испарение в нижний сетевой подогреватель 11, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 380 K.In the process of heat exchange of superheated gaseous propane C 3 H 8 with liquefied propane C 3 H 8 in heat exchanger-recuperator 18 and heat exchange of heated oil with liquefied propane C 3 H 8 in oil cooler 16, liquefied propane C 3 H 8 is heated within a critical temperature range from 300 K to 343.15 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa to 5.7 MPa, and then it is sent for heating and evaporation to the lower mains heater 11, where heating steam is taken from the steam turbine 1 at a temperature of about 380 K .

Пар, поступающий из отопительного отбора паровой турбины 1 в паровое пространство нижнего сетевого подогревателя 11, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок, внутри которых протекает сжиженный пропан C3H8.The steam coming from the heating selection of the steam turbine 1 into the steam space of the lower network heater 11 condenses on the surface of the heated tubes, inside which liquefied propane C 3 H 8 flows.

В процессе конденсации пара отопительного отбора в нижнем сетевом подогревателе 11 паровой турбины 1, происходит нагрев сжиженного пропана C3H8 свыше критической температуры 369,89 K, при котором происходит его интенсивное испарение, при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 5,7 МПа. После нижнего сетевого подогревателя 11 газообразный пропан C3H8 направляют на перегрев в верхний сетевой подогреватель 10, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 410 K.In the process of condensation of heating steam in the lower network heater 11 of the steam turbine 1, the liquefied propane C 3 H 8 is heated above a critical temperature of 369.89 K, at which it evaporates intensively, at a supercritical pressure of 4.2512 MPa to 5.7 MPa After the lower network heater 11, gaseous propane C 3 H 8 is directed to overheat in the upper network heater 10, where the heating steam from the steam turbine 1 enters at a temperature of about 410 K.

Пар, поступающий из отопительного отбора паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего сетевого подогревателя 10, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок, внутри которых протекает газообразный пропан C3H8.The steam coming from the heating selection of the steam turbine 1 into the steam space of the upper network heater 10 condenses on the surface of the heated tubes, inside which gaseous propane C 3 H 8 flows.

В процессе конденсации пара отопительного отбора в верхнем сетевом подогревателе 10 паровой турбины 1 происходит перегрев газообразного пропана C3H8 до сверхкритической температуры от 369,89 K до 400 K при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 5,7 МПа, который направляют на расширение в турбодетандер 6.In the process of condensation of heating selection steam in the upper network heater 10 of the steam turbine 1, gaseous propane C 3 H 8 overheats to a supercritical temperature of 369.89 K to 400 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa to 5.7 MPa, which is directed to expansion into a turboexpander 6.

Процесс построен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного пропана C3H8 в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный пропан C3H8, имеющий температуру перегретого газа около 288 K, направляют в теплообменник-рекуператор 18 для снижения температуры.The process is constructed in such a way that in the expander 6 does not condensate gaseous propane C 3 H 8 during the operation of the heat transfer. The power of the turboexpander 6 is transmitted to an electric generator 7 connected to one shaft. At the outlet of the turboexpander 6, gaseous propane C 3 H 8 having a superheated gas temperature of about 288 K is sent to a heat exchanger-recuperator 18 to reduce the temperature.

В теплообменнике-рекуператоре 18 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 18 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 K до 283,15 K.Further, as the temperature of gaseous propane C 3 H 8 decreases, it is liquefied 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 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 и утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии.Using the proposed method of operation of a thermal power plant will allow, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of TPPs by utilizing the low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings and utilizing the low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine to additionally generate electric energy.

Claims (3)

1. Способ утилизации теплоты тепловой электрической станции (ТЭС), включающий подачу отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора с обеспечением его конденсации на поверхности конденсаторных трубок, причем конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, а пар отопительных параметров из отборов паровой турбины направляют в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей с обеспечением его конденсации 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 маслоохладителем, отличающийся тем, что в ТЭС используют тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, при этом утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины осуществляют путем сжимания низкокипящего рабочего тела в конденсатном насосе теплового двигателя, последовательного его нагрева в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и в маслоохладителе, далее низкокипящее рабочее тело нагревают и испаряют в нижнем сетевом подогревателе паровой турбины, перегревают в верхнем сетевом подогревателе паровой турбины, расширяют в турбодетандере теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.      1. The method of heat recovery from a thermal power plant (TPP), including the supply of exhaust steam from a steam turbine to the steam space of the condenser to ensure its condensation on the surface of the condenser tubes, the condensate being sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, and the heating parameters steam from the steam turbine offsets, they are sent to the steam space of the upper and lower network heaters to ensure its condensation on the surface of the heated pipes ok network heaters, inside which coolant flows, while the condensation of the heating steam is used to utilize the low-grade heat of the heating steam from the steam turbine using coolant, and in the steam turbine use the oil supply system of bearings of a steam turbine with an oil cooler, characterized in that TPPs use a closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which, as a coolant, and use a low-boiling fluid circulating in a closed circuit, and additionally utilize the low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, while utilizing the low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings and utilize the low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine by compressing the low-boiling fluid condensate pump of a heat engine, its sequential heating in a heat exchanger-recupe the heat engine ator and in the oil cooler, then the low-boiling working fluid is heated and evaporated in the lower network heater of the steam turbine, overheated in the upper network heater of the steam turbine, expanded in the turbine expander of the heat engine, its temperature is reduced in the heat engine heat exchanger-recuperator and condensed in the heat exchanger-condenser heat engine. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.2. The method according to p. 1, characterized in that the air-cooled condenser or the water-cooled condenser, or the air and water-cooled condenser are used as the heat exchanger-condenser of the heat engine. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8. 3. The method according to p. 1, characterized in that as a low-boiling working fluid use liquefied propane C 3 H 8 .
RU2014118404/02A 2014-05-06 2014-05-06 Method of heat recycling of thermal power plant RU2566249C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118404/02A RU2566249C1 (en) 2014-05-06 2014-05-06 Method of heat recycling of thermal power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118404/02A RU2566249C1 (en) 2014-05-06 2014-05-06 Method of heat recycling of thermal power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2566249C1 true RU2566249C1 (en) 2015-10-20

Family

ID=54327676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014118404/02A RU2566249C1 (en) 2014-05-06 2014-05-06 Method of heat recycling of thermal power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2566249C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995014850A1 (en) * 1993-11-15 1995-06-01 Enertech Environmental, Inc. Efficient utilization of chlorine and moisture-containing fuels
RU2268372C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermoelectric power station
RU2269014C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermal power station
RU2275512C2 (en) * 2004-05-11 2006-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of operation of thermal power station
WO2010104897A2 (en) * 2009-03-09 2010-09-16 E-Cube Energy, Inc. Systems and methods of thermal-electric power generation including latent heat utilization features

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995014850A1 (en) * 1993-11-15 1995-06-01 Enertech Environmental, Inc. Efficient utilization of chlorine and moisture-containing fuels
RU2268372C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermoelectric power station
RU2269014C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermal power station
RU2275512C2 (en) * 2004-05-11 2006-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of operation of thermal power station
WO2010104897A2 (en) * 2009-03-09 2010-09-16 E-Cube Energy, Inc. Systems and methods of thermal-electric power generation including latent heat utilization features

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
RU2562735C1 (en) Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant
RU2562745C1 (en) Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant
RU2560615C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2566249C1 (en) Method of heat recycling of thermal power plant
RU145194U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU2562724C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2562743C1 (en) Method of recovery of heat energy generated by thermal power station
RU2562727C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power station
RU2562737C1 (en) Method of recovery of heat energy generated by thermal power station
RU2562733C1 (en) Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant
RU2562741C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2562728C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2570132C2 (en) Recovery of heat power generated by thermal electric station
RU2570133C2 (en) Recovery of heat power generated by thermal electric power station
RU2560605C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560622C1 (en) Method of utilisation of low-grade heat of oil supply system of steam turbine bearings of heat power plant
RU2562725C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2560624C1 (en) Heat power plant heat utilisation method
RU2560617C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2569292C1 (en) Method of recovery of heat energy generated by thermal power station
RU2560613C1 (en) Heat power plant operation mode

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160507