RU2636953C1 - Способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина - Google Patents
Способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636953C1 RU2636953C1 RU2016150159A RU2016150159A RU2636953C1 RU 2636953 C1 RU2636953 C1 RU 2636953C1 RU 2016150159 A RU2016150159 A RU 2016150159A RU 2016150159 A RU2016150159 A RU 2016150159A RU 2636953 C1 RU2636953 C1 RU 2636953C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- regenerative
- steam
- rankine cycle
- turbine
- thermal power
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
- F01K17/02—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к энергетике. Способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина может быть использован на атомных электрических станциях (АЭС) и тепловых электрических станциях (ТЭС). В способе работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина, по которому вырабатываемый в котле пар направляют в пароперегреватель, турбину, конденсируют в конденсаторе и деаэрируют, корпус цилиндра турбины снабжают протоками и используют их для регенеративного подогрева конденсата, при этом по протокам прокачивают конденсат в направлении против тока пара в турбине. Изобретение позволяет процесс расширения пара вести по политропе, эквидистантной кривой регенерации тепла, что, в свою очередь, позволяет получить наиболее выгодный по КПД регенеративный цикл Карно. Реализация способа позволяет выполнить теплоэлектрическую станцию с регенеративным циклом Ренкина более интегрированной (компактной), менее металлоемкой и, следовательно, более надежной и менее затратной при сооружении. Кроме того, способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина дополнительно выполняют по крайней мере с одним промежуточным (вторичным) перегревом пара. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предлагаемый способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина относится к области электроэнергетики и может быть использован на атомных электрических станциях (АЭС) и тепловых электрических станциях (ТЭС).
Известен способ-аналог работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина (А.А. Александров. Термодинамические основы циклов теплоэнергетических установок. М.: Издательство МЭИ. 2004, в разделе 7.6. "Регенеративный цикл паротурбинной установки"), в котором пар полностью (т.е. без отборов) после адиабатного расширения в первом цилиндре турбины направляют в первый регенеративный теплообменник, где он отдает теплоту конденсату, затем весь пар подают в следующий (второй) цилиндр турбины, где он расширяется адиабатно и снова подают в следующий (второй) регенеративный теплообменник, где он снова отдает теплоту конденсату, затем весь пар подают в третий цилиндр турбины, и так далее. Так повторяют до тех пор, пока не будет достигнуто давление, равное давлению в конденсаторе.
С увеличением числа цилиндров турбины и числа регенеративных теплообменников ступенчатая линия адиабатного расширения пара в цилиндрах турбины будет приближаться к политропной линии, эквидистантной линии регенеративного нагрева конденсата на диаграмме регенеративного цикла в координатах Ts (температура-энтропия), а в целом цикл будет приближаться к обобщенному термодинамическому циклу Карно.
Недостатком способа является многократная транспортировка всего пара из турбины в регенеративные теплообменники и назад, что вызывает большие конструктивные и эксплуатационные трудности при больших капитальных вложениях, и поэтому способ-аналог на практике нигде не применяется.
Известен прототип - способ работы тепловой электрической станции, по которому вырабатываемый в котле пар направляют в турбину, конденсируют в конденсаторе, паром регенеративных отборов нагревают в регенеративных подогревателях основной конденсат и деаэрируют в деаэраторе (Патент РФ №2502877, опубл. 27.12.2013).
Способ-прототип работы тепловой электрической станции, по сути, реализует основные операции известного регенеративного цикла Ренкина, по которому строятся современные АЭС и ТЭС.
Регенеративный цикл в способе-прототипе осуществляется путем последовательного отвода из турбины частей пара для регенеративного подогрева питательной воды. При таком способе состояние оставшегося основного потока пара в турбине остается таким же, как в цикле без регенерации.
Недостатком способа-прототипа является то, что, по сути, он является паллиативным решением (т.е. не через обобщенный термодинамический цикл Карно), поэтому его реализация содержит сложную систему отборов пара от цилиндров турбины, паропроводов, регенеративных подогревателей низкого и высокого давления, что снижает надежность теплоэлектрической станции в целом.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в том, чтобы процесс расширения пара вести по политропе, эквидистантной кривой регенерации тепла, что, в свою очередь, позволит реально получить наивыгоднейший по КПД термодинамический цикл Карно.
Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в том, что реализация предлагаемого способа позволяет выполнить теплоэлектрическую станцию с регенеративным циклом Ренкина более интегрированной (компактной), менее металлоемкой и, следовательно, более надежной и менее затратной при сооружении.
Для достижения этого результата в способе работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина, по которому вырабатываемый в котле пар направляют в пароперегреватель, турбину по крайней мере с одним цилиндром, конденсируют в конденсаторе и деаэрируют, корпус цилиндра турбины снабжают протоками и используют их для регенеративного подогрева конденсата, при этом по протокам прокачивают конденсат в направлении против тока пара в турбине.
Кроме того, в способе работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина цикл дополнительно выполняют по крайней мере с одним промежуточным (вторичным) перегревом пара.
На Фиг. 1 представлена принципиальная тепловая схема блока мощностью N=300 МВт с трехцилиндровой турбиной К-300-240 при реализации предлагаемого способа работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина.
На Фиг. 2 представлена соответствующая схеме Фиг. 1 диаграмма регенеративного цикла в координатах Ts.
Рассмотрим реализацию предлагаемого способа работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина на примере реальной принципиальной тепловой схемы блока мощностью N=300 МВт с трехцилиндровой турбиной К-300-240 согласно Фиг. 1. Одновременно для каждого элемента схемы Фиг. 1 в скобках будет указываться соответствующий участок диаграммы регенеративного цикла в координатах Ts по Фиг. 2.
В паровом котле 1 (участок диаграммы 1-2) вырабатывают пар, который весь дополнительно нагревают в пароперегреватель 2 (участок диаграммы 2-3) и подают в цилиндр высокого давления (ЦВД) 3 турбины (участок диаграммы 3-4), после которого подают в промежуточный (вторичный) пароперегревателе 4 (участок диаграммы 4-5) и далее подают в цилиндр среднего давления (ЦСД) 5 (участок диаграммы 5-6-7). Здесь следует отметить, что на Фиг. 2 участок расширения пара в ЦСД 5 имеет излом, при этом подучасток 5-6 соответствует отсутствию протоков на части длины корпуса ЦСД 5 турбины, а подучасток 6-7 соответствует наличию протоков на части длины корпуса ЦСД 5 турбины. Длина подучастка 6-7 диаграммы, и, следовательно, соответствующей ей длина протока, определяется достижением температуры конденсата на входе в котел - в нашем примере по диаграмме 276°С (в точке 6). Далее пар подают в цилиндр низкого давления (ЦНД) 6 турбины (участок диаграммы 7-8), вращающей генератор 7, статорные обмотки которого соединены с энергосистемой. После ЦНД 6 турбины весь пар конденсируют в конденсаторе 8 (участок диаграммы 8-9), конденсат которого конденсатным насосом 9 подают в деаэратор 10. Далее питательным насосом 11 для плавного (т.е. без ступенчатого) регенеративного подогрева конденсат прокачивают последовательно по протокам 12 (участок диаграммы 7-8 с отбором тепла от пара ЦНД 6 и с подогревом конденсата - в точке 7 на диаграмме - до 210°С) и протокам 13 (подучасток диаграммы 6-7 с отбором тепла от пара ЦСД 5 с дальнейшим подогревом конденсата до температуры на входе в котел - в точке 6 на диаграмме, как указывалось, до 276°С) в направлении против тока пара в цилиндрах турбины. При этом используют протоки 12 и 13 в качестве поверхностных регенеративных подогревателей (участок диаграммы 9-1 с подогревом конденсата от 29°С до 276°С). После протоков 13 конденсат подают в паровой котел 1 (в исходную точку 1 диаграммы Фиг. 2). Очевидно, что для достижения температуры конденсата на входе в котел - в нашем примере по диаграмме 276°С - потребовались протоки 12 по всей длине корпуса ЦНД 6, а протоки 13 - только по части длины корпуса ЦСД 5.
Предполагается, что экономайзер является элементом котла 1, поэтому он отдельно на Фиг. 1 не показан. Циркуляционным насосом 14 прокачивают охлаждающую воду конденсатора 8. На Фиг. 2 через "X" обозначена "сухость" пара в [о.е].
Таким образом, предлагаемый способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина позволяет протоки в корпусах цилиндров турбины использовать в качестве поверхностных регенеративных подогревателей конденсата, прокачивая по ним конденсат в направлении против тока пара в цилиндрах турбины, что, в свою очередь, позволяет выполнить теплоэлектрическую станцию более интегрированной (компактной), менее металлоемкой и, следовательно, более надежной и менее затратной при сооружении. Одновременно, как следует из диаграммы Фиг. 2 регенеративного цикла в координатах Ts, при предлагаемом способе процесс расширения пара ведут по политропе, эквидистантной кривой регенерации тепла, что позволяет получить наивыгоднейший по КПД регенеративный цикл Карно, т.е. работа теплоэлектрической станции становится максимально экономичной.
Claims (2)
1. Способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина, по которому вырабатываемый в котле пар направляют в пароперегреватель, турбину по крайней мере с одним цилиндром, конденсируют в конденсаторе и деаэрируют, отличающийся тем, что корпус цилиндра турбины снабжают протоками и используют их для регенеративного подогрева конденсата, при этом по протокам прокачивают конденсат в направлении против тока пара в турбине.
2. Способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина по п. 1, отличающийся тем, что цикл Ренкина дополнительно выполняют по крайней мере с одним промежуточным (вторичным) перегревом пара.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016150159A RU2636953C1 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016150159A RU2636953C1 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2636953C1 true RU2636953C1 (ru) | 2017-11-29 |
Family
ID=60581239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016150159A RU2636953C1 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2636953C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB813330A (en) * | 1956-04-25 | 1959-05-13 | Rateau Soc | Improvements in or relating to turbines |
RU2359136C2 (ru) * | 2006-12-25 | 2009-06-20 | Владимир Рудольфович Гальговский | Двигатель внутреннего сгорания и способ сжигания топлива в двигателе внутреннего сгорания |
RU2410545C2 (ru) * | 2005-10-31 | 2011-01-27 | Сименс Акциенгезельшафт | Паровая турбина |
RU2502877C2 (ru) * | 2012-01-10 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ работы тепловой электрической станции |
EP2937523A1 (en) * | 2014-04-25 | 2015-10-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Steam turbine with means for warming the casing |
-
2016
- 2016-12-20 RU RU2016150159A patent/RU2636953C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB813330A (en) * | 1956-04-25 | 1959-05-13 | Rateau Soc | Improvements in or relating to turbines |
RU2410545C2 (ru) * | 2005-10-31 | 2011-01-27 | Сименс Акциенгезельшафт | Паровая турбина |
RU2359136C2 (ru) * | 2006-12-25 | 2009-06-20 | Владимир Рудольфович Гальговский | Двигатель внутреннего сгорания и способ сжигания топлива в двигателе внутреннего сгорания |
RU2502877C2 (ru) * | 2012-01-10 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ работы тепловой электрической станции |
EP2937523A1 (en) * | 2014-04-25 | 2015-10-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Steam turbine with means for warming the casing |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЦАНЕВ С.В. и др. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. М.: Издательство МЭИ, 2002, с. 271-372. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5412937A (en) | Steam cycle for combined cycle with steam cooled gas turbine | |
CN102213196B (zh) | 汽轮机机组 | |
EP1752617A2 (en) | Combined cycle power plant | |
US9279347B2 (en) | High temperature ORC system | |
RU2542725C2 (ru) | Паротурбинная установка с узлом паровой турбины и потребителем технологического пара и способ ее эксплуатации | |
Wołowicz et al. | Feedwater repowering of 800 MW supercritical steam power plant. | |
EP2504532A2 (en) | Direct evaporator apparatus and energy recovery system | |
CN103062744A (zh) | 热回收蒸汽发生器以及将其连接到联合循环发电厂的方法 | |
US2644308A (en) | Feedwater heater arrangement for steam turbine power plants | |
KR20150008066A (ko) | 원자력 발전소에서 열 사이클의 수득률을 개선하기 위한 방법 | |
CN112780373A (zh) | 一种基于超、亚临界回热的水蒸汽循环 | |
RU2498091C1 (ru) | Способ работы тепловой электрической станции | |
US3683621A (en) | Method of improving the power cycle efficiency of a steam turbine for supercritical steam conditions | |
CN210530935U (zh) | 一种多轴布置的双机回热系统 | |
CN110318961B (zh) | 一种发电站的汽轮机组及其发电方法 | |
RU2636953C1 (ru) | Способ работы теплоэлектрической станции с регенеративным циклом Ренкина | |
EP2472072B1 (en) | A saturated steam thermodynamic cycle for a turbine and an associated installation | |
RU2781322C1 (ru) | Парогазовая установка на трех рабочих телах | |
KR102101166B1 (ko) | 전력 생산을 위한 터빈 시스템 내부에서의 작업 유체의 재가열 | |
RU97122121A (ru) | Способ эксплуатации паросиловой энергетической установки и установка для его осуществления | |
JPH04124411A (ja) | 蒸気タービン複合発電設備 | |
EP2711508B1 (en) | Method for converting energy in an energy conversion cycle for the steam produced by a sodium-cooled fast neutron reactor, and corresponding steam turbine installation. | |
CN113898429B (zh) | 超临界再热回热朗肯循环系统 | |
Kern | Steam power plant | |
RU2674822C2 (ru) | Способ работы парогазовой установки с котлом-утилизатором и испарителями мгновенного вскипания питательной воды |