RU2568348C2 - Operating method of thermal power plant - Google Patents

Operating method of thermal power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2568348C2
RU2568348C2 RU2013158753/06A RU2013158753A RU2568348C2 RU 2568348 C2 RU2568348 C2 RU 2568348C2 RU 2013158753/06 A RU2013158753/06 A RU 2013158753/06A RU 2013158753 A RU2013158753 A RU 2013158753A RU 2568348 C2 RU2568348 C2 RU 2568348C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
condenser
steam turbine
heat
turbine
Prior art date
Application number
RU2013158753/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013158753A (en
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 RU2013158753/06A priority Critical patent/RU2568348C2/en
Publication of RU2013158753A publication Critical patent/RU2013158753A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2568348C2 publication Critical patent/RU2568348C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: invention relates to power industry. Under operating method of thermal power plant where spent steam is supplied from steam turbine to steam space of the condenser, is condensed on surface of the condenser tubes, inside them cooling liquid flows, at that condensate by means of the condensate pump of the steam turbine is delivered to the regeneration system, during the steam condensation the discharged low-grade heat energy of the spent turbine steam is recovered using the cooling liquid, at that in the steam turbine the oil supply system of steam turbine bearings is used with oil cooler; at the thermal power plant the condensing unit is used, it has condenser of second steam turbine, and high-grade heat of second steam turbine is recovered; additionally low-grade heat of oil supply system of steam turbine bearings is additionally recovered; at that recovery of discharged low-grade heat energy of the spent turbine steam, recovery of low-grade heat of oil supply system of steam turbine bearings, and recovery of high-grade heat of second steam turbine are performed using the heat engine with closed circulation circuit operating under organic Rankine cycle, when the low boiling working medium circulating in closed circuit is used as cooling liquid. Either air-cooled condenser or water-cooled condenser, or air/water-cooled condenser is used as heat exchanger-condenser of the heat engine. Liquefied propane C3H8 is used as low boiling working medium.
EFFECT: invention recovers heat and, and executed additional generation of the electric power.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) для утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты в конденсаторах паровых турбин ТЭС, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора.The invention relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) for utilization of low-grade waste heat in condensers of steam turbines of a TPP, utilization of low-grade heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine and utilization of high-grade heat of steam of production selection.

Аналогом является способ работы тепловой электрической станции, по которому весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей, последовательно нагревают паром отборов турбины в нижнем и в верхнем сетевых подогревателях, а затем направляют потребителям, охлаждение отработавшего пара производят циркуляционной водой, которую используют в качестве источника низкопотенциальной теплоты для испарителя теплонасосной установки, при этом весь поток сетевой воды после нижнего сетевого подогревателя дополнительно подогревают в конденсаторе теплонасосной установки (патент RU №2269656, МПК F01K 17/02, 10.02.2006).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 successively heated by steam of turbine offsets in the lower and upper network heaters, and then directed to consumers, the exhaust steam is cooled by circulating water, which is used as a source low potential heat for the evaporator of the heat pump installation, while the entire flow of network water after the lower network heater is additionally heated to densifier of the heat pump installation (patent RU No. 2269656, IPC F01K 17/02, 02/10/2006).

Прототипом является способ работы тепловой электрической станции, содержащей подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, паровую турбину с отопительными отборами пара и конденсатором, к которому подключены напорный и сливной трубопроводы циркуляционной воды, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами сетевой воды и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку, испаритель которой подключен по греющей среде к сливному трубопроводу циркуляционной воды, при этом конденсатор теплонасосной установки по нагреваемой среде включен в подающий трубопровод сетевой воды 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 №2268372, МПК F01K 17/02, 20.01.2006).The prototype is the method of operation of a thermal power plant containing supply and return pipelines of network water, a steam turbine with heating steam extraction and a condenser, to which pressure and drain pipelines of circulating water are connected, network heaters connected via a heated medium between the supply and return pipelines of network water and connected through a heating medium to heating taps, a heat pump installation, the evaporator of which is connected through a heating medium to a drain pipe water, while the condenser of the heat pump installation for the heated medium is included in the supply pipe of the network water after the network heaters, as well as the oil supply system of the steam turbine bearings, which contains a drain pipe, an oil tank, an oil pump and an oil cooler connected in series through the heating medium, the output of which is connected through the heated medium with pressure pipeline (patent RU No. 2268372, IPC F01K 17/02, 01/20/2006).

В известном способе сетевую воду, поступающую от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды, с помощью сетевого насоса подают в сетевые подогреватели, где нагревают паром отопительных отборов турбины. Отработавший в турбине пар охлаждают в конденсаторе, для чего подают в него по напорному трубопроводу и отводят по сливному трубопроводу циркуляционную воду. Нагретую в сетевых подогревателях сетевую воду перед подачей потребителям дополнительно нагревают в конденсаторе теплонасосной установки, в качестве низкопотенциального источника теплоты в испарителе теплонасосной установки используют циркуляционную воду из сливного трубопровода. В паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслохладителем.In the known method, the network water coming from consumers through the return line of the network water is supplied to the network heaters by means of the network pump, where they are heated with steam from the heating taps of the turbine. The steam spent in the turbine is cooled in a condenser, for which it is fed into it through a pressure pipe and circulated water is discharged through a drain pipe. The network water heated in the network heaters is additionally heated before being supplied to consumers in the condenser of the heat pump installation, and circulating water from the drain pipe is used as a low-grade heat source in the evaporator of the heat pump installation. 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, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости, причем в паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслохладителем.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, the exhaust steam enters from the steam turbine into the condenser steam space, condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, while the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, during condensation the steam utilize the waste low-potential heat energy of the steam exhausted in the turbine with the help of a coolant, and in steam howl turbine use the oil supply system of bearings of a steam turbine with oil cooler.

Основным недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии из-за отсутствия полной утилизации сбросной скрытой теплоты парообразования в конденсаторе паровой турбины для дополнительной выработки электроэнергии, что обусловлено наличием вторичного контура (теплонасосной установки), а также отсутствие утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, для дополнительной выработки электроэнергии.The main disadvantage of the analogue and the prototype is the relatively low efficiency of TPPs for generating electric energy due to the lack of complete utilization of the latent heat of vaporization in the steam turbine condenser for additional electricity generation, which is due to the presence of a secondary circuit (heat pump installation), as well as the lack of utilization of low potential heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine, for additional generation of electricity.

Кроме этого, недостатком является низкий ресурс и надежность работы конденсатора паровой турбины из-за использования технической (циркуляционной) воды, которая загрязняет конденсатор паровой турбины. Из-за повышенных тепловых выбросов циркуляционной воды в водоем-охладитель нарушается его экосистема.In addition, the disadvantage is the low resource and reliability of the condenser of the steam turbine due to the use of technical (circulating) water, which pollutes the condenser of the steam turbine. Due to the increased thermal emissions of the circulation water into the cooling pond, its ecosystem is disturbed.

Задачей изобретения является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет полного использования сбросной низкопотенциальной теплоты и утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии, повышение ресурса и надежности работы конденсатора паровой турбины и снижение тепловых выбросов в окружающую среду.The objective of the invention is to increase the efficiency of TPPs due to the full use of waste low-grade heat and utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings for additional generation of electric energy, increase the service life and reliability of the steam turbine condenser and reduce thermal emissions into the environment.

Технический результат достигается тем, что в способе работы тепловой электрической станции, по которому отработавший пар поступает из первой паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости, причем в паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслохладителем, в тепловой электрической станции используют конденсационную установку, имеющую конденсатор второй паровой турбины, и осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй паровой турбины, дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, при этом утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в первой турбине пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй 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 конденсаторе паровой турбины, нагревают в маслоохладителе, нагревают и испаряют в конденсаторе второй 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 flows from the first steam turbine into the condenser steam space, it condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, while the condensate is directed using the condensate pump of the condenser of the steam turbine in the regeneration system, during steam condensation, the waste low-potential heat energy of the steam exhausted in the turbine is recycled using of the cooling liquid, moreover, in a steam turbine an oil supply system of bearings of a steam turbine with an oil cooler is used, a condensation unit having a condenser of a second steam turbine is used in a thermal power station, and high-grade heat of steam of a second steam turbine is utilized; additionally, low-grade heat of the oil-supply system of steam bearings is utilized turbines, while the disposal of low-grade waste heat energy spent in the lane steam turbine, the utilization of the low-grade heat of the oil supply system of the bearings of the steam turbine and the utilization of the high-grade heat of the steam of the second steam turbine is carried out using a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed fluid is used as the cooling fluid the circuit, while it is compressed in a condensate pump of a heat engine, heated in a heat exchanger-recuperator of a heat engine I, they heat in a condenser of a steam turbine, heat in an oil cooler, heat and evaporate in a condenser of a second steam turbine, expand in a turbine expander of a heat engine, lower its temperature in a heat engine heat exchanger-recuperator and condense in a heat engine heat exchanger-condenser.

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 полной утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования), утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизации высокопотенциальной теплоты пара из второй паровой турбины, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе первой паровой турбины, маслоохладителе и конденсаторе второй паровой турбины, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C3H8) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved due to the complete utilization of waste low potential heat (latent heat of vaporization), utilization of low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings and utilization of high potential heat of steam from the second steam turbine, which is carried out by sequential heating, respectively, in the condenser of the first steam turbine , oil cooler and condenser of the second steam turbine, low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8 ) heat th engine with a closed loop operating on the organic Rankine cycle.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором, теплообменником-рекуператором и конденсационную установку.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 a condensing unit.

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

1 - первая паровая турбина,1 - the first steam turbine,

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

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

4 - основной электрогенератор,4 - the main generator

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

6 - турбодетандер,6 - turboexpander,

7 - электрогенератор,7 - electric generator,

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

9 - конденсатный насос,9 - condensate pump,

10 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины,10 - oil supply system of bearings of a steam turbine,

11 - сливной трубопровод,11 - drain pipe

12 - маслобак,12 - oil tank

13 - маслонасос,13 - oil pump

14 - маслоохладитель,14 - oil cooler

15 - напорный трубопровод,15 - pressure pipe

16 - конденсационная установка,16 - condensation installation,

17 - вторая паровая турбина,17 - the second steam turbine,

18 - электрогенератор второй паровой турбины,18 - an electric generator of a second steam turbine,

19 - конденсатор второй паровой турбины,19 - condenser of the second steam turbine,

20 - конденсатный насос конденсатора второй паровой турбины,20 - condensate pump condenser of the second steam turbine,

21 - теплообменник-рекуператор.21 - heat exchanger-recuperator.

Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные паровую первую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор 4, соединенный с паровой турбиной 1, а также систему 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 11, маслобак 12, маслонасос 13 и маслоохладитель 14, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 15.The thermal power station includes a steam turbine 1 connected in series, a steam turbine condenser 2 and a steam turbine condenser pump 3, a main electric generator 4 connected to the steam turbine 1, and a steam turbine bearing oil supply system 10 comprising a drain pipe connected in series through a heating medium 11, oil tank 12, oil pump 13 and oil cooler 14, the outlet of which is connected via a heated medium to a pressure pipe 15.

В тепловую электрическую станцию введены тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина, и конденсационная установка 16.A heat engine 5 with a closed circulation circuit operating according to the organic Rankine cycle and a condensing unit 16 are introduced into the thermal power station.

Конденсационная установка 16 содержит последовательно соединенные вторую паровую турбину 17, имеющую электрогенератор 18, конденсатор 19 второй паровой турбины и конденсатный насос 20 конденсатора второй паровой турбины.The condensing unit 16 comprises a second steam turbine 17 connected in series with an electric generator 18, a condenser 19 of the second steam turbine and a condensate pump 20 of the condenser of the second steam turbine.

Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 21, теплообменник-конденсатор 8, конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 2 первой паровой турбины, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 14, выход маслоохладителя 14 соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 19 второй паровой турбины, выход конденсатора 19 второй паровой турбины соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором 21, выход теплообменника-рекуператора 21 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 21, a heat exchanger-condenser 8, a condensate pump 9, and the output of the condensate pump 9 is connected via a heated medium to the input of the condenser 2 of the first a steam turbine, the output of which is connected via a heated medium to the input of the oil cooler 14, the output of the oil cooler 14 is connected via a heated medium to the input of a condenser 19 of the second steam turbine, the output of the condenser 19 of the second steam turbine is connected via a heated medium to the inlet of the turboexpander 6, the output of which is connected via a heating medium to a heat exchanger-recuperator 21, the output of the heat exchanger-recuperator 21 is connected via a heating medium to a heat exchanger-condenser 8, the output of which is connected via a heated medium to the inlet of the condensate pump 9, forming a closed cooling circuit.

Способ 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, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара при помощи охлаждающей жидкости, причем в паровой турбине 1 используют систему 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслохладителем 14.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, inside which the coolant flows, while the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine, and the waste low-potential heat energy is recycled when the steam is condensed. spent 1 steam in the turbine using a coolant, and in the steam turbine 1 use the system 10 oil supply bearings steam maslohladitelem turbine 14.

В тепловой электрической станции используют конденсационную установку 16, имеющую конденсатор 19 второй паровой турбины, и осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй паровой турбины, дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины, при этом утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй паровой турбины 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 21 теплового двигателя, нагревают в конденсаторе 2 первой паровой турбины, нагревают в маслоохладителе 14, нагревают и испаряют в конденсаторе 19 второй паровой турбины, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре 21 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.In the thermal power plant, a condensing unit 16 is used, having a condenser 19 of the second steam turbine, and the high potential heat of steam of the second steam turbine is recycled, and the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings 10 is additionally recycled, while the waste low potential heat of 1 steam spent in the turbine is recycled , utilization of low-grade heat of the system 10 oil supply bearings of a steam turbine and utilization of high-flow The secondary heat of steam of the second steam turbine is carried out using a closed-loop heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed loop is used as a coolant, and it is compressed in the condensate pump 9 of the heat engine, heated in the heat exchanger-recuperator 21 of the heat engine, heated in the condenser 2 of the first steam turbine, heated in the oil cooler 14, heated and evaporated in the condenser 19 of the second steam turbines, expand in the turbine expander 6 of the heat engine, lower its temperature in the heat exchanger-recuperator 21 of the heat engine and condense in the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Отработавший пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан C3H8). 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 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C 3 H 8 ). The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main electric generator 4 connected to one shaft.

Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 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 3 of a steam turbine condenser is sent to a regeneration system.

Преобразование сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара, а также низкопотенциальной тепловой энергии системы маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и высокопотенциальной тепловой энергии пара из второй паровой турбины 17 в механическую и далее в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.The conversion of waste low-potential thermal energy of the steam 1 spent in the turbine, as well as low-potential thermal energy of the oil supply system of the bearings of the steam turbine 1 and high-potential thermal energy of the steam from the second steam turbine 17 into mechanical and then into electric energy occurs in a closed loop of the organic heat engine 5 Rankine cycle.

Таким образом, утилизацию сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования) отработавшего в турбине 1 пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара из второй паровой турбины 17 осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе 2 первой паровой турбины, маслоохладителе 14 и конденсаторе 19 второй паровой турбины 17, 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 waste heat (latent heat of vaporization) of 1 steam spent in the turbine, the low-grade heat of the oil supply system 10 of the bearings of the steam turbine is utilized, and the high-grade heat of the steam is recovered from the second steam turbine 17 by sequential heating, respectively, in the condenser 2 of the first steam turbine , oil cooler 14 and condenser 19 of the second steam turbine 17, low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8 ) of the heat engine 5 with whipped loop circulation, working on the organic Rankine cycle.

Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C3H8, который последовательно направляют на нагрев в теплообменник-рекуператор 21, куда поступает перегретый газообразный пропан C3H8 из турбодетандера 6, а затем в конденсатор 2 первой паровой турбины, куда поступает отработавший в турбине 1 пар, и в маслоохладитель 14, куда поступает нагретое масло системы маслоснабжения подшипников паровой турбины 1. В маслоохладителе 14 циркулирует масло, нагретое в подшипниках паровой турбины 1, с температурой в интервале от 318,15 К до 348,15 К.The whole process begins with compression in a condensate pump 9 of liquefied propane C 3 H 8 , which is subsequently sent for heating to a heat exchanger-recuperator 21, where superheated gaseous propane C 3 H 8 from a turboexpander 6 enters, and then to a condenser 2 of the first steam turbine, where 1 steam spent in the turbine enters the oil cooler 14, where the heated oil of the oil supply system of the bearings of the steam turbine 1 enters. The oil cooler 14 circulates the oil heated in the bearings of the steam turbine 1, with a temperature ranging from 318.15 K up to 348.15 K.

В процессе теплообмена перегретого газообразного пропана C3H8 с сжиженным пропаном C3H8 в теплообменнике-рекуператоре 21, а также в процессе конденсации отработавшего в турбине 1 пара в конденсаторе 2 паровой турбины и в процессе теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном C3H8 в маслоохладителе 14 происходит нагрев сжиженного пропана C3H8 в пределах критической температуры в интервале от 300 К до 338,15 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 8 МПа, и далее его направляют на нагрев и испарение в конденсатор 19 второй паровой турбины, куда поступает пар из паровой турбины 17 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 21, as well as in the process of condensation of the steam spent in the turbine 1 in the condenser 2 of the steam turbine and in the process of heat exchange of heated oil with liquefied propane C 3 H 8, in the oil cooler 14, the liquefied propane C 3 H 8 is heated within the critical temperature range from 300 K to 338.15 K at a supercritical pressure from 4.2512 MPa to 8 MPa, and then it is sent for heating and evaporation to the condenser 19 of the second steam turbine, ku yes steam comes from the steam turbine 17 at a temperature of about 573 K.

Пар, поступающий из второй паровой турбины 17 в паровое пространство конденсатора 19, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан C3H8). Мощность паровой турбины 17 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 18.The steam coming from the second steam turbine 17 into the vapor space of the condenser 19 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C 3 H 8 ). The power of the steam turbine 17 is transmitted to the main electric generator 18 connected to one shaft.

Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 20 конденсатора второй паровой турбины направляют в систему регенерации.Steam condensation is accompanied by the release of latent heat of vaporization, which is removed using coolant. The resulting condensate is sent via a condensate pump 20 of the condenser of the second steam turbine to the regeneration system.

В процессе конденсации пара в конденсаторе 19 второй паровой турбины происходит нагрев сжиженного пропана C3H8 до критической температуры 369,89 К с последующим его испарением и перегревом до сверхкритической температуры от 369,89 К до 420 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 8 МПа, который направляют в турбодетандер 6.In the process of steam condensation in the condenser 19 of the second steam turbine, the liquefied propane C 3 H 8 is heated to a critical temperature of 369.89 K, followed by its evaporation and overheating to a supercritical temperature of 369.89 K to 420 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa up to 8 MPa, which is sent to a turboexpander 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 21 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 21 to reduce the temperature.

В теплообменнике-рекуператоре 21 в процессе отвода теплоты на нагрев сжиженного пропана C3H8 снижается нагрузка на теплообменник-конденсатор 8 и затраты мощности на привод вентиляторов воздушного охлаждения.In the heat exchanger-recuperator 21 in the process of heat removal for heating liquefied propane C 3 H 8, the load on the heat exchanger-condenser 8 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, выполненном, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, охлаждаемого воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 К до 283,15 К.Further, when the temperature of the gaseous propane C 3 H 8 decreases, it is liquefied in the heat exchanger-condenser 8, made, for example, in the form of an air-cooled condenser cooled by ambient air in the temperature range from 223.15 K to 283.15 K.

После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии пропан 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 конденсационной установки 16 позволяет повысить начальные параметры низкокипящего рабочего тела теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции до сверхкритических параметров, что приводит к увеличению теплоперепада на турбодетандере 6.Using a condensation unit 16 allows you to increase the initial parameters of the low-boiling working fluid of a heat engine with a closed circuit to supercritical parameters, which leads to an increase in heat transfer on the turbine expander 6.

Использование способа работы тепловой электрической станции позволит, по сравнению с прототипом, повысить коэффициент полезного действия ТЭС за счет утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования) отработавшего пара, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизации высокопотенциальной теплоты пара из второй паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии, повысить ресурс и надежность работы конденсатора паровой турбины и снизить тепловые выбросы в окружающую среду.Using the 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 waste heat (latent heat of vaporization) of the spent steam, utilizing the low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings and utilizing the high-grade heat of steam from the second steam turbine for additional generation of electric energy, increase the resource and reliability of the condenser of a steam turbine and Heat emissions into the environment.

Claims (3)

1. Способ работы тепловой электрической станции, по которому отработавший пар поступает из первой паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора первой паровой турбины направляют в систему регенерации, при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в первой турбине пара при помощи охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что в тепловой электрической станции используют систему маслоснабжения подшипников первой паровой турбины с маслоохладителем и конденсационную установку, имеющую вторую паровую турбину с выходом пара при температуре около 573 К и конденсатор второй паровой турбины, а также осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара, поступающего из второй паровой турбины при температуре около 573 К, дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников первой паровой турбины, при этом утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в первой турбине пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников первой паровой турбины и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара 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 конденсаторе первой паровой турбины, нагревают в маслоохладителе, испаряют в конденсаторе второй 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 operation of a thermal power plant, in which the exhaust steam flows from the first steam turbine into the condenser steam space, is condensed on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, while the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the first steam turbine, during steam condensation, the waste low-potential heat energy of the steam spent in the first turbine is utilized using a coolant, different The fact that the thermal power plant uses the oil supply system for bearings of the first steam turbine with an oil cooler and a condensing unit having a second steam turbine with steam output at a temperature of about 573 K and a condenser of the second steam turbine, and also utilize the high potential heat of the steam coming from the second a steam turbine at a temperature of about 573 K, additionally utilize the low-grade heat of the oil supply system of the bearings of the first steam turbine, In this case, the waste low potential heat energy of the steam exhausted in the first turbine is utilized, the low potential heat of the oil supply system of the bearings of the first steam turbine is utilized, and the high potential heat of the steam is utilized using a closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which the cooling liquid is used low-boiling working fluid circulating in a closed circuit, while it is compressed in a heat pump condensate pump engine, heated in the heat exchanger-recuperator of the heat engine, heated in the condenser of the first steam turbine, heated in the oil cooler, evaporated in the condenser of the second steam turbine, expanded in the turbine expander of the heat engine, lower its temperature in the heat exchanger-recuperator of the heat engine and condensed in the heat exchanger-condenser of the heat engine engine. 2. Способ работы тепловой электрической станции по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.2. The method of operation of a thermal power plant according to claim 1, characterized in that either 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. 3. Способ работы тепловой электрической станции по п.1, отличающийся тем, что в качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8. 3. The method of operation of a thermal power plant according to claim 1, characterized in that liquefied propane C 3 H 8 is used as a low-boiling working fluid.
RU2013158753/06A 2013-12-27 2013-12-27 Operating method of thermal power plant RU2568348C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013158753/06A RU2568348C2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Operating method of thermal power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013158753/06A RU2568348C2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Operating method of thermal power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013158753A RU2013158753A (en) 2015-08-10
RU2568348C2 true RU2568348C2 (en) 2015-11-20

Family

ID=53795599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013158753/06A RU2568348C2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Operating method of thermal power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2568348C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5632143A (en) * 1994-06-14 1997-05-27 Ormat Industries Ltd. Gas turbine system and method using temperature control of the exhaust gas entering the heat recovery cycle by mixing with ambient air
RU2358129C2 (en) * 2004-07-30 2009-06-10 Сименс Акциенгезелльшафт Method and device for transfer of heat from source of heat to thermodynamic cycle with working medium with two substances with non-isothermic evaporation and condensation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5632143A (en) * 1994-06-14 1997-05-27 Ormat Industries Ltd. Gas turbine system and method using temperature control of the exhaust gas entering the heat recovery cycle by mixing with ambient air
RU2358129C2 (en) * 2004-07-30 2009-06-10 Сименс Акциенгезелльшафт Method and device for transfer of heat from source of heat to thermodynamic cycle with working medium with two substances with non-isothermic evaporation and condensation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гафуров А.М. и др. Энергетическая установка на базе ГТУ НК-37 с двумя теплоутилизирующими рабочими. контурами, "Энергетика Татарстана", 2012, N 3, с. 35-41. Галашов Н.Н. и др. Анализ влияния основных параметров партурбинного цикла на эффективность тринарных парогазовых установок, Известия Томского политехнического университета, 2013, т. 323, N 4, с. 14-21. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013158753A (en) 2015-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2560503C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2559655C1 (en) Method of operation of thermal power plant
RU2560505C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2562745C1 (en) Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant
RU2552481C1 (en) Operating method of thermal power plant
RU2568348C2 (en) Operating method of thermal power plant
RU2560615C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560502C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2570961C2 (en) Method of operation of thermal power plant
RU2569993C2 (en) Operation of thermal electric power station
RU2569994C2 (en) Operation of thermal electric power station
RU2575252C2 (en) Heat power plant operation mode
RU2560497C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2562506C2 (en) Method of operation of thermal power plant
RU2555600C1 (en) Operating method of thermal power plant
RU2570943C2 (en) Method of operation of thermal power plant
RU2571275C2 (en) Method of operation of thermal power plant
RU2560512C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560496C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560495C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2564466C2 (en) Heat power plant operation mode
RU2560499C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560500C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560514C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560504C1 (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: 20160104