RU2643878C1 - Method of operation of the compressed-air power station with an absorption lithium bromide refrigerating system (lbrs) - Google Patents
Method of operation of the compressed-air power station with an absorption lithium bromide refrigerating system (lbrs) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643878C1 RU2643878C1 RU2017106443A RU2017106443A RU2643878C1 RU 2643878 C1 RU2643878 C1 RU 2643878C1 RU 2017106443 A RU2017106443 A RU 2017106443A RU 2017106443 A RU2017106443 A RU 2017106443A RU 2643878 C1 RU2643878 C1 RU 2643878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- compressed air
- compressed
- cooled
- gas turbine
- 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
- F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение предназначено для выработки электроэнергии при покрытии переменной нагрузки электропотребления на основе технологии воздушного аккумулирования энергии и может быть использовано в теплоэнергетике.The invention is intended to generate electricity when covering a variable load of power consumption based on air energy storage technology and can be used in the power industry.
Известны различные схемы воздушно-аккумулирующих газотурбинных электростанций (ВАГТЭ), реализующие возможность использования вырабатываемой ночью электроэнергии для покрытия пиков нагрузки. Компрессорная группа ВАГТЭ приводится во вращение электрическим двигателем, потребляющим дешевую электроэнергию. Воздух, предварительно охлажденный циркуляционной водой системы технического водоснабжения до температуры, превышающей температуру окружающей среды, закачивается в воздушный аккумулятор, где он хранится в сжатом виде. В часы пика электрической нагрузки воздух забирается из воздушного аккумулятора, используется в процессе сжигания топлива и расширяется в турбине, вращающей электрический генератор.There are various schemes of air-accumulating gas turbine power plants (VAGTE) that realize the possibility of using the electricity generated at night to cover peak loads. The AHTEG compressor group is driven by an electric motor that consumes cheap electricity. Air pre-cooled by circulating water of the technical water supply system to a temperature higher than the ambient temperature is pumped into the air accumulator, where it is stored in a compressed form. At peak electric load hours, air is taken from the air accumulator, used in the process of fuel combustion, and expanded in a turbine rotating an electric generator.
Вместе с тем известные свойства абсорбционных холодильных машин, позволяющие трансформировать тепловую энергию в холод в технологических циклах электростанций для повышения эффективности их работы, в схемах ВАГТЭ используются не полностью.At the same time, the well-known properties of absorption chillers, which allow transforming thermal energy into cold in the technological cycles of power plants to increase the efficiency of their operation, are not fully used in VAGTE schemes.
Существует ряд исследований по использованию абсорбционных холодильных машин в технологических циклах электростанций различных типов для повышения эффективности их работы.There are a number of studies on the use of absorption refrigeration machines in the technological cycles of various types of power plants to increase their efficiency.
Известна модель тепловой электрической станции [Патент на полезную модель 150039, F01K 13/00 - №2014114040/06. Тепловая электрическая станция / Ефимов Н.Н., Скубиенко С.В., Янченко И.В.]. В технологическом цикле тепловой электрической станции используется тепловой насос абсорбционного типа (АБТН), с подключением испарительного контура на подающих и отводящих трубопроводах охлаждающей воды конденсатора паровой турбины и с подключением последнего подогревателя низкого давления (ПНД) по ходу движения пара системы регенерации к конденсатору АБТН. Способ позволяет обеспечить надежность работы энергетического оборудования при номинальных нагрузках и повысить эффективность работы регенеративного цикла только тепловых электрических станций.A known model of a thermal power plant [Patent for utility model 150039, F01K 13/00 - No. 2014114040/06. Thermal power station / Efimov N.N., Skubienko S.V., Yanchenko I.V.]. In the technological cycle of the thermal power plant, an absorption type heat pump (ABTN) is used, with the evaporation circuit connected to the supply and exhaust pipelines of the cooling water of the steam turbine condenser and with the connection of the last low pressure heater (PND) along the path of the steam of the regeneration system to the ABTN condenser. The method allows to ensure the reliability of power equipment at rated loads and to increase the efficiency of the regenerative cycle of only thermal power plants.
Известна модель тепловой электрической станции [Патент на полезную модель №119393, F01K 17/06, F25B 27/02. Тепловая электрическая станция с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной / Догадин Д.Л., Крыкин И.Н., Латыпов Г.Г.] Тепловая электрическая станция содержит абсорбционную бромисто-литиевую холодильную машину для повышения утилизации тепловой энергии ТЭС. Абсорбционная бромисто-литиевая холодильная машина соединена с замкнутым контуром теплоносителя с дополнительным нагревом теплоносителя тепловой энергией пара элементов технологической схемы тепловой электрической станции и с разомкнутым контуром охладителя, соединенным с источником охлаждающей среды, отличающаяся тем, что абсорбционная бромисто-литиевая холодильная машина соединена с замкнутым контуром хладоносителя, связанным с потребителем холода, замкнутый контур теплоносителя встроен через теплообменник в основную конденсатную линию парогазовой установки за газовым подогревателем конденсата котла-утилизатора перед деаэратором и содержит демпферный бак теплоносителя. Данное изобретение применимо для повышения эффективности и надежности работы энергетического оборудования только тепловых электрических станций.A known model of a thermal power plant [Utility Model Patent No. 119393, F01K 17/06, F25B 27/02. Thermal power station with an absorption lithium bromide refrigeration machine / Dogadin DL, Krykin IN, Latypov GG] A thermal power station contains an absorption lithium bromide refrigeration machine to increase thermal energy utilization of TPPs. The lithium-bromide absorption chiller is connected to a closed coolant circuit with additional heating of the coolant by thermal energy of a pair of elements of the technological circuit of a thermal power station and with an open cooler loop connected to a cooling medium source, characterized in that the lithium bromide-chiller is connected to a closed loop refrigerant associated with the consumer of the cold, a closed coolant circuit is integrated through the heat exchanger into the main condensate atnuyu line combined cycle gas turbine for a gas preheater condensate recovery boiler before the deaerator tank and comprises a damper fluid. This invention is applicable to improve the efficiency and reliability of power equipment only thermal power plants.
Известна модель тепловой электрической станции [Патент на полезную модель №119394, F01K 17/06, F25B 27/02. Тепловая электрическая станция с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной / Латыпов Г.Г., Крыкин И.Н., Догадин Д.Л.]. Тепловая электрическая станция с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной содержит абсорбционную бромисто-литиевую холодильную машину, соединенную с контуром теплоносителя с дополнительным нагревом теплоносителя паром и разомкнутым контуром охладителя, соединенным с циркуляционным контуром системы технического водоснабжения тепловой электрической станции, отличающаяся тем, что абсорбционная бромисто-литиевая холодильная машина выполнена с замкнутым контуром хладоносителя, соединенным с потребителем холода, контур теплоносителя включен в технологическую схему тепловой электрической станции и подключен к паропроводам. Технический результат заключается в повышении эффективности функционирования ТЭС за счет снижения температуры охлаждающей воды в технологической схеме ТЭС. Данное изобретение применимо для повышения эффективности и надежности работы энергетического оборудования только тепловых электрических станций.A known model of a thermal power plant [Utility Model Patent No. 119394, F01K 17/06, F25B 27/02. Thermal power station with absorption lithium bromide refrigeration machine / Latypov GG, Krykin IN, Dogadin DL]. A thermal power station with an absorption lithium bromide chiller contains an absorption lithium bromide chiller connected to a coolant circuit with additional heating of the coolant with steam and an open cooler circuit connected to a circulation circuit of a technical water supply system of a thermal power station, characterized in that the absorption bromide lithium chiller is made with a closed coolant circuit connected to a consumer of cold, circuit t A heat carrier is included in the technological scheme of a thermal power station and connected to steam pipelines. The technical result is to increase the efficiency of the TPP by reducing the temperature of the cooling water in the technological scheme of TPP. This invention is applicable to improve the efficiency and reliability of power equipment only thermal power plants.
Известна модель тепловой электрической станции [Патент на полезную модель №127818, F01K 17/00. Тепловая электрическая станция с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной, работающей в режиме теплового насоса / Догадин Д.Л.]. Тепловая электрическая станция, содержащая абсорбционную бромисто-литиевую холодильную машину, соединенную с контуром теплоносителя, контуром хладоносителя, соединенным с внутренними и внешними потребителями холода, отличающаяся тем, что абсорбционная бромисто-литиевая холодильная машина выполнена с контуром охладителя, совмещенным с контуром подготовки воды для системы теплоснабжения потребителей ТЭС и собственных нужд ТЭС. Технический результат заключается в обеспечении стабильного круглогодичного режима работы систем охлаждения технологического оборудования ТЭС с минимальными потерями тепла в окружающую среду, что в свою очередь ведет к устранению технологических ограничений на выработку мощности и электроэнергии как в зимний, так и в летний период, улучшению показателей эффективности работы ТЭС в целом.A known model of a thermal power plant [Utility Model Patent No. 127818,
Известна модель тепловой электрической станции [Патент на полезную модель №81259, F01K 13/00. Тепловая электрическая станция / Ефимов Н.Н., Лапин И.А., Малышев П.А., Попов Р.В., Радаев П.Н., Черьни А.В., Лемешев А.А., Каратаев Г.Б., Скубиенко С.В., Ощепков А.С.]. Тепловая электрическая станция состоит из паровой турбины, конденсатора со встроенным в нем пакетом труб, конденсатного насоса, системы подогревателей низкого и высокого давлений, деаэратора, питательного насоса, котла, теплового насоса, состоящего из теплообменника-испарителя, теплообменника-конденсатора, компрессора и дросселя, причем теплообменник-испаритель теплового насоса подключен к пучку труб или ко всему пакету труб конденсатора паровой турбины. Экономичность тепловой электрической станции при установке теплового насоса повышается за счет поддержания более низких температур конденсации пара в конденсаторе и повышения температуры теплоносителя, уходящего к потребителю, по сравнению с паровыми турбинами со встроенным теплофикационным пучком труб, однако данное изобретение применимо только для тепловых электрических станций.A known model of a thermal power plant [Utility Model Patent No. 81259,
Известен способ работы воздушно-аккумулирующей газотурбинной установки [Патент на изобретение №2529615, МПК F01K 25/06. Способ аккумулирования энергии / Столяревский А.Я.]. Способ позволяет за счет утилизации тепловой энергии продуктов сгорания в парогенераторе и применения сжатого воздуха, запасаемого в хранилище за счет провальной электроэнергии, получить водородосодержащую парогазовую смесь с повышенным содержанием водорода, сжигание которой повышает мощность газовой турбины в пиковом режиме и снижает выбросы вредных веществ. В периоды провала графика электрической нагрузки в компрессоре сжимают воздух, забираемый из окружающей среды, подают его в хранилище, предварительно охлаждая в теплофикационном теплообменнике, в котором нагревают теплоноситель - теплофикационную воду, подаваемую в сеть отопления и горячего водоснабжения. Вместе с тем использование теплофикационной воды не позволяет достаточно глубоко охладить сжатый воздух перед воздухохранилищем.A known method of operation of an air-accumulating gas turbine installation [Patent for the invention No. 2529615, IPC F01K 25/06. The method of energy storage / Stolyarevsky A.Ya.]. The method allows, by utilizing the thermal energy of the combustion products in the steam generator and using compressed air stored in the storage due to the failed electricity, to obtain a hydrogen-containing gas mixture with a high hydrogen content, the combustion of which increases the power of the gas turbine in peak mode and reduces emissions of harmful substances. During periods of failure of the electrical load schedule, the air taken from the environment is compressed in the compressor, it is supplied to the storage, pre-cooled in a heating heat exchanger, in which the heat carrier, heating water supplied to the heating and hot water supply network, is heated. However, the use of district heating water does not allow sufficiently deep cooling of compressed air in front of the air reservoir.
Известен способ работы воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции (ВАГТЭ) [Ольховский Г.Г. и др. Воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции (ВАГТЭ). М., РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2011, с. 131, рис. 3.9], содержащей подземный аккумулятор постоянного давления, которое поддерживается с помощью столба жидкости, соединяющего подземную емкость с расположенным на поверхности водоемом. При расходовании воздуха вода заполняет аккумулятор, при зарядке - вытесняется в пруд. В период спада электрической нагрузки в компрессорах низкого, среднего и высокого давлений сжимают воздух, забираемый из окружающей среды, охлаждают в промежуточных охладителях воздуха циркуляционной водой из градирни. После компрессора высокого давления сжатый воздух также охлаждают в концевом охладителе циркуляционной водой из градирни до 60°С и направляют в воздушный аккумулятор. В период подъема электрической нагрузки сжатый воздух направляют к регенератору газовой турбины. Подогретый в регенераторе сжатый воздух направляют в камеру сгорания высокого давления, смешивают с топливом и увеличенный объем продуктов сгорания подают в проточную часть газовой турбины высокого давления (ТВД). Из ТВД продукты сгорания направляют в камеру сгорания низкого давления, опять смешивают с топливом и подают в проточную часть газовой турбины низкого давления (ТНД). Недостатком известного способа является недостаточно глубокое снижение температуры сжатого воздуха перед воздушным аккумулятором с целью увеличения объема закачиваемого воздуха.A known method of operation of an air-accumulating gas turbine power plant (VAGTE) [Olkhovsky G.G. etc. Air-accumulating gas turbine power plants (VAGTE). M., Russian State University of Oil and Gas named after I.M. Gubkina, 2011, p. 131, Fig. 3.9], containing an underground battery of constant pressure, which is supported by a column of liquid connecting the underground tank with a reservoir located on the surface. When air is consumed, water fills the battery; when charging, it is forced into the pond. In the period of a decrease in the electrical load in compressors of low, medium and high pressure, the air taken from the environment is compressed, it is cooled in the intermediate air coolers by circulating water from the cooling tower. After the high-pressure compressor, the compressed air is also cooled in the end cooler by circulating water from the tower to 60 ° C and sent to the air accumulator. During the rise of the electrical load, the compressed air is directed to a gas turbine regenerator. Heated compressed air in the regenerator is sent to a high-pressure combustion chamber, mixed with fuel and an increased volume of combustion products is fed into the flow part of a high-pressure gas turbine (HPT). From the high pressure fuel, the combustion products are sent to the low-pressure combustion chamber, mixed again with the fuel and fed to the flow part of the low-pressure gas turbine (LPT). The disadvantage of this method is not sufficiently deep lowering the temperature of the compressed air in front of the air accumulator in order to increase the volume of injected air.
Известен способ работы бестопливной ВАГТЭ [Ольховский Г.Г. и др. Воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции (ВАГТЭ). М., РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2011, рис. 6.3], содержащей подземный аккумулятор воздуха, емкости для холодного теплоносителя, воздухоохладители, компрессорную группу, источник охлаждающей воды, воздухонагреватели, турбинную группу, горячие аккумуляторы тепла. Перед закачкой воздуха в подземный аккумулятор его температура снижается со 187 до 64,5°С циркуляционной водой. Недостатком известного способа является недостаточно глубокое снижение температуры сжатого воздуха перед воздухохранилищем с целью увеличения объема закачиваемого воздуха.A known method of operation of a fuel-free VAGTE [Olkhovsky G.G. etc. Air-accumulating gas turbine power plants (VAGTE). M., Russian State University of Oil and Gas named after I.M. Gubkina, 2011, Fig. 6.3], containing an underground air accumulator, containers for cold coolant, air coolers, a compressor group, a source of cooling water, air heaters, a turbine group, hot heat accumulators. Before air is pumped into the underground battery, its temperature decreases from 187 to 64.5 ° C with circulating water. The disadvantage of this method is not sufficiently deep lowering the temperature of the compressed air in front of the air reservoir in order to increase the volume of injected air.
Наиболее близким техническим решением (аналогом) является способ работы бестопливной воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции [Патент на изобретение №2574105, МПК F01K 3/00. Способ и система для улавливания тепловой энергии в системе производства электроэнергии (варианты) / Анихинди Санджай, Косамана Бхаскара]. Система для улавливания тепловой энергии в системе производства электроэнергии содержит первый компрессор, выполненный с возможностью выпуска первого сжатого нагретого потока воздуха, теплообменник, соединенный с первым компрессором и выполненный с возможностью получения первого сжатого нагретого потока воздуха и с возможностью передачи тепловой энергии от первого сжатого нагретого потока воздуха маслу, по меньшей мере один насос, соединенный с теплообменником и выполненный с возможностью перекачки нагретого масла в замкнутой системе из теплообменника в изолированный резервуар, второй компрессор, соединенный с теплообменником и выполненный с возможностью выпуска второго сжатого нагретого потока воздуха, и устройство аккумулирования энергии, соединенное со вторым компрессором и выполненное с возможностью аккумулирования тепловой энергии от второго сжатого нагретого потока воздуха. Система содержит абсорбционный холодильник, используемый на начальных этапах производства электроэнергии, для охлаждения воздуха, выпускаемого из осевого компрессора перед подачей в первый центробежный компрессор. Также система содержит запасной охладитель, где сжатый воздух после теплового аккумулятора охлаждается до 50°С перед тем как отправиться в полость хранения сжатого воздуха. Как правило, охлаждение сжатого воздуха после теплового аккумулятора осуществляется циркуляционной водой системы технического водоснабжения.The closest technical solution (analog) is the method of operation of a fuel-free air-accumulating gas turbine power plant [Patent for invention No. 2574105, IPC F01K 3/00. Method and system for capturing thermal energy in a power generation system (options) / Anihindi Sanjay, Kosaman Bhaskara]. A system for collecting thermal energy in a power generation system comprises a first compressor configured to discharge a first compressed heated air stream, a heat exchanger connected to a first compressor and configured to receive a first compressed heated air stream and capable of transferring thermal energy from a first compressed heated stream air to oil, at least one pump connected to a heat exchanger and configured to pump heated oil in a closed system Birmingham from the heat exchanger in an insulated tank, the second compressor coupled to the heat exchanger and configured to release second compressed heated air stream, and power storage device coupled to the second compressor and adapted to accumulate heat energy from the second compressed heated air stream. The system comprises an absorption cooler used in the initial stages of electric power production to cool the air discharged from the axial compressor before being fed to the first centrifugal compressor. The system also contains a spare cooler, where the compressed air after the heat accumulator is cooled to 50 ° C before going to the storage cavity of compressed air. As a rule, the cooling of compressed air after a heat accumulator is carried out by circulating water of a technical water supply system.
Недостатком аналога является то, что абсорбционная холодильная машина применяется только для охлаждения воздуха в компрессорной группе: перед подачей в осевой компрессор и между осевым и первым центробежным компрессорами, при этом охлаждение воздуха перед подачей в воздухохранилище осуществляется традиционным способом - циркуляционной водой до температуры, превышающей температуру окружающей среды.The disadvantage of the analogue is that the absorption chiller is used only for cooling the air in the compressor group: before being fed to the axial compressor and between the axial and first centrifugal compressors, while the air is cooled before being fed into the air storage in the traditional way - by circulating water to a temperature exceeding the temperature the environment.
Технической проблемой является недостаточное охлаждение сжатого воздуха, подаваемого в хранилище, что приводит к уменьшению количества закачиваемого воздуха и, соответственно, выработки пиковой электроэнергии воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанцией.The technical problem is the insufficient cooling of the compressed air supplied to the storage, which leads to a decrease in the amount of injected air and, accordingly, the generation of peak electricity by an air-accumulating gas turbine power plant.
Техническая проблема решается способом работы воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной (АБХМ), заключающимся в том, что в период спада электрической нагрузки сжатый, предварительно охлажденный в промежуточном охладителе воздух добавочно охлаждают в дополнительно установленном охладителе сжатого воздуха, который подключают к испарителю абсорбционной холодильной бромисто-литиевой машины, у которой контур нагрева генератора подключают на входе и выходе к обратному трубопроводу циркуляционной воды, контур охлаждения конденсатора и контур охлаждения абсорбера подключают на входе к подающему трубопроводу циркуляционной воды, а на выходе к градирне, добавочно охлажденный, тем самым увеличенный расход воздуха направляют в воздушный аккумулятор.The technical problem is solved by the method of operation of an air-accumulating gas-turbine power plant with an absorption lithium bromide chiller (ABHM), which consists in the fact that during the period of a decrease in electric load, compressed air pre-cooled in an intercooler is additionally cooled in an additionally installed compressed air cooler, which is connected to the evaporator of an absorption refrigeration lithium bromide machine, in which the generator heating circuit is connected at the inlet and outlet to the return the circulation water supply, the condenser cooling circuit and the absorber cooling circuit are connected at the inlet to the circulation water supply pipe, and at the outlet to the cooling tower, additionally cooled, thereby increasing the air flow rate, is sent to the air accumulator.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в способе работы воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции с АБХМ в ночной период спада электрической нагрузки воздух добавочно охлаждают для увеличения его количества закачиваемого в хранилище, в дополнительном охладителе, подключенном к испарителю АБХМ, использующей для работы тепло сжимаемого в компрессоре воздуха, в период суточного подъема электрической нагрузки увеличенный расход сжатого воздуха используют для сжигания топлива в камере сгорания и направляют для расширения и совершения работы в газовую турбину.The essence of the claimed invention lies in the fact that in the method of operation of an air-accumulating gas-turbine power plant with ABHM during the night period of decline in electric load, the air is additionally cooled to increase its amount pumped into the storage, in an additional cooler connected to the ABHM evaporator, which uses heat which is compressed in air compressor, during the period of a daily rise in electrical load, the increased consumption of compressed air is used to burn fuel in the combustion chamber and is directed To expand and do work in the gas turbine.
Технический результат заключается в увеличении количества закачиваемого в воздушный аккумулятор воздуха, что приводит к возрастанию объема продуктов сгорания, проходящих через проточную часть газовой турбины, во время режима разрядки ВАГТЭ, и тем самым к повышению электрической мощности воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции с АБХМ, электрического КПД и удельной выработки энергии на единицу объема хранилища.The technical result consists in increasing the amount of air pumped into the air accumulator, which leads to an increase in the volume of combustion products passing through the flow part of the gas turbine during the discharge mode of the AHTFE, and thereby to an increase in the electric power of an air-accumulating gas-turbine power plant with ABHM, electric efficiency and specific energy production per unit volume of storage.
Технический результат заявляемого изобретения достигается за счет способа работы воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной (АБХМ), заключающегося в добавочном охлаждении воздуха, предварительно сжатого компрессором низкого давления и охлажденного в промежуточном охладителе циркуляционной водой градирни, далее сжатого компрессором высокого давления и охлажденного во втором промежуточном охладителе циркуляционной водой градирни, в дополнительном охладителе сжатого воздуха, подключенного к испарителю АБХМ. При этом контур нагрева генератора АБХМ (контур теплоносителя) подключен к обратному трубопроводу циркуляционной воды, контур охлаждения абсорбера АБХМ и контур охлаждения конденсатора АБХМ на входе подключены к подающему трубопроводу циркуляционной воды, на выходе - к градирне. Добавочное охлаждения сжатого воздуха в дополнительном охладителе сжатого воздуха приводит к увеличению его количества подачи в воздушный аккумулятор. В период суточного подъема электрической нагрузки увеличенный расход сжатого воздуха смешивают с топливом в камере сгорания и направляют для расширения и совершения работы в газовую турбину.The technical result of the claimed invention is achieved due to the method of operation of an air-accumulating gas turbine power plant with an absorption lithium bromide refrigeration machine (ABHM), which consists in additional cooling of air pre-compressed by a low-pressure compressor and cooled in an intercooler by circulating water cooling tower, then compressed by a high-pressure compressor and a cooling tower cooled in a second intermediate cooler with circulating water, in an additional compressed cooler air connected to the evaporator ABHM. In this case, the heating circuit of the ABHM generator (coolant circuit) is connected to the return circulation water pipe, the cooling circuit of the absorber absorber ABHM and the cooling circuit of the condenser ABHM at the inlet are connected to the supply pipe of the circulation water, and at the outlet, to the cooling tower. The additional cooling of compressed air in an additional cooler of compressed air leads to an increase in its amount of supply to the air accumulator. During the period of a daily rise in electrical load, the increased flow rate of compressed air is mixed with the fuel in the combustion chamber and directed to expand and perform work in a gas turbine.
В результате заявляемого способа повышается электрическая мощность ВАГТЭ, экономичность производства пиковой энергии, удельный отпуск энергии на единицу расхода аккумулированного воздуха. Следует отметить, что в составе ВАГТЭ можно использовать другое количество компрессоров и газовых турбин, отличное от количества, представленного в заявляемом способе, что не повлияет на сущность изобретения и достигаемый технический результат.As a result of the proposed method increases the electrical power of the AHTFE, the efficiency of the production of peak energy, the specific supply of energy per unit flow rate of accumulated air. It should be noted that in the composition of VAGTE it is possible to use a different number of compressors and gas turbines, different from the amount presented in the claimed method, which will not affect the essence of the invention and the achieved technical result.
Предлагаемое изобретение поясняется с помощью фигуры, на которой представлена схема воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции с АБХМ, реализующая заявляемый способ. Позициями на чертеже обозначены:The invention is illustrated using the figure, which shows a diagram of an air-accumulating gas turbine power plant with ABHM, which implements the inventive method. The positions in the drawing indicate:
1 - компрессор низкого давления;1 - low pressure compressor;
2, 4 - промежуточные охладители воздуха;2, 4 - intermediate air coolers;
3 - компрессор высокого давления;3 - high pressure compressor;
5 - градирня;5 - cooling tower;
6 - подающий трубопровод циркуляционной воды;6 - feed pipe for circulating water;
7 - обратный трубопровод циркуляционной воды;7 - return pipe of circulating water;
8, 23 - трубопроводы сжатого воздуха;8, 23 - pipelines of compressed air;
9 - дополнительный охладитель сжатого воздуха;9 - additional cooler of compressed air;
10 - воздушный аккумулятор;10 - air battery;
11 - абсорбционная бромисто-литиевая холодильная машина (АБХМ);11 - absorption lithium bromide refrigeration machine (ABHM);
12 - испаритель АБХМ;12 - evaporator ABHM;
13 - насос охлажденной воды;13 - chilled water pump;
14 - абсорбер АБХМ;14 - absorber ABHM;
15 - контур охлаждения абсорбера АБХМ;15 - cooling circuit of the absorber ABHM;
16 - генератор АБХМ;16 - generator ABHM;
17 - конденсатор АБХМ;17 - capacitor ABHM;
18 - контур охлаждения конденсатора АБХМ;18 - cooling circuit of the condenser ABHM;
19 - контур нагрева генератора АБХМ;19 - heating circuit of the generator ABHM;
20 - трубопровод горячего слабого раствора;20 - pipeline hot weak solution;
21 - теплообменник;21 - heat exchanger;
22 - трубопровод холодного крепкого раствора;22 - pipeline cold cold mortar;
24 - камера сгорания;24 - combustion chamber;
25 - газовая турбина;25 - gas turbine;
26 - электрический генератор;26 - an electric generator;
27 - электрический двигатель;27 - an electric motor;
28 - трубопровод конденсата;28 - condensate pipeline;
29 - трубопровод охлажденной воды;29 - chilled water pipeline;
30 - насос абсорбента;30 - absorbent pump;
31 - газоход уходящих газов газовой турбины;31 - flue gas duct of a gas turbine;
32 - регенератор.32 - regenerator.
Установка для реализации предлагаемого способа включает: компрессор низкого давления 1 и компрессор высокого давления 2, приводимые в движение электрическим двигателем 27; промежуточные охладители воздуха 2 и 4, связанные с градирней 5 посредством подающего трубопровода циркуляционной воды 6 и обратного трубопровода циркуляционной воды 7; дополнительный охладитель сжатого воздуха 9, связанный трубопроводом сжатого воздуха 8 с промежуточным охладителем воздуха 4 и воздушным аккумулятором 10; абсорбционная бромисто-литиевая холодильная машина (АБХМ) 11, связанная трубопроводом охлажденной воды 29 с дополнительным охладителем сжатого воздуха 9; испаритель АБХМ 12, связанный трубопроводом охлажденной воды 29 с дополнительным охладителем сжатого воздуха 9 и трубопроводом конденсата 28 с конденсатором АБХМ 17; насос охлажденной воды 13, связанный трубопроводом охлажденной воды 29 с дополнительным охладителем сжатого воздуха 9 и испарителем АБХМ 12; абсорбер АБХМ 14, связанный трубопроводом горячего слабого раствора 20 и трубопроводом холодного крепкого раствора 22 с генератором АБХМ 16; контур охлаждения абсорбера АБХМ 15, связанный с подающим трубопроводом циркуляционной воды 6 и градирней 5; контур охлаждения конденсатора АБХМ 18, связанный с подающим трубопроводом циркуляционной воды 6 и градирней 5; контур нагрева генератора АБХМ 19, связанный с обратным трубопроводом циркуляционной воды 7; теплообменник 21, связанный трубопроводом горячего слабого раствора 20 и трубопроводом холодного крепкого раствора 22 с абсорбером АБХМ 14 и с генератором АБХМ 16; электрический генератор газовой турбины 26, приводимый в движение газовой турбиной 25; регенератор 32, связанный через трубопровод сжатого воздуха 23 с воздушным аккумулятором 10, через камеру сгорания 24 и газоход уходящих газов газовой турбины 31 - с газовой турбиной 25.Installation for implementing the proposed method includes: a low pressure compressor 1 and a high pressure compressor 2, driven by an electric motor 27; intermediate air coolers 2 and 4, connected with the cooling tower 5 by means of a supply pipe of circulating water 6 and a return pipe of circulating water 7; an additional compressed air cooler 9 connected by a compressed air pipe 8 with an intermediate air cooler 4 and an air accumulator 10; lithium bromide absorption refrigeration machine (ABHM) 11 connected by a chilled water pipe 29 with an additional compressed air cooler 9; ABXM evaporator 12 connected by a chilled water pipe 29 with an additional compressed air cooler 9 and a condensate pipe 28 with a condenser ABXM 17; a chilled water pump 13 connected by a chilled water pipe 29 with an additional compressed air cooler 9 and an ABHM 12 evaporator; absorber ABHM 14, connected by a pipeline of hot weak solution 20 and a pipeline of a cold strong solution 22 with a generator ABHM 16; the cooling circuit of the absorber ABXM 15 associated with the supply pipe of the circulation water 6 and cooling tower 5; the condenser cooling circuit ABXM 18 associated with the supply pipe of the circulation water 6 and cooling tower 5; the heating circuit of the generator ABHM 19 associated with the return pipe of the circulation water 7; a heat exchanger 21 connected by a pipeline of a hot weak solution 20 and a pipeline of a cold strong solution 22 with an absorber ABHM 14 and a generator ABHM 16; an electric generator of a gas turbine 26 driven by a gas turbine 25; a regenerator 32, connected through a compressed air pipe 23 to an air accumulator 10, through a combustion chamber 24 and a flue gas duct of a gas turbine 31 to a gas turbine 25.
Предлагаемый способ работы воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной (АБХМ) осуществляют следующим образом.The proposed method of operation of an air-accumulating gas turbine power plant with an absorption lithium bromide refrigeration machine (ABHM) is as follows.
В период спада электрической нагрузки компрессор низкого давления 1 и компрессор высокого давления 3 приводятся в движение электрическим двигателем 27, потребляя электроэнергию из сети.During the recession of the electrical load, the low-
Сжатый воздух компрессором низкого давления 1, предварительно охлажденный в промежуточном охладителе воздуха 2, подают в компрессор высокого давления 3. Для охлаждения данного сжатого потока воздуха часть охлажденной циркуляционной воды из подающего трубопровода циркуляционной воды 6, подключенного к градирне 5, подают в промежуточный охладитель воздуха 2, охлаждают сжатый компрессором низкого давления 1 воздух, нагретую циркуляционную воды далее направляют в обратный трубопровод циркуляционной воды 7.Compressed air by low-
Сжатый воздух компрессором высокого давления 3, предварительно охлажденный в промежуточном охладителе воздуха 4 и в дополнительном охладителе сжатого воздуха 9 подают в воздушный аккумулятор 10. Для охлаждения данного потока воздуха в промежуточный охладитель воздуха 4 подают часть охлажденного потока циркуляционной воды из подающего трубопровода циркуляционной воды 6, подключенного к градирне 5, нагретый поток циркуляционной воды далее направляют в обратный трубопровод циркуляционной воды 7.Compressed air by a high-pressure compressor 3, pre-cooled in an intermediate air cooler 4 and in an additional compressed air cooler 9, is supplied to the
По трубопроводу сжатого воздуха 8 сжатый воздух закачивают в воздушный аккумулятор 10, добавочно охлаждая в дополнительном охладителе сжатого воздуха 9.Through the pipeline of
Для охлаждения сжатого воздуха в промежуточных охладителях воздуха 2 и 4 используют охлажденную в градирне 5 циркуляционную воду, которую подают по подающему трубопроводу циркуляционной воды 6, нагретую циркуляционную воду после промежуточных охладителей воздуха 2 и 4 направляют в обратный трубопровод циркуляционной воды 7 и далее в градирню 5.To cool the compressed air in the
В испаритель АБХМ 12, который входит в состав абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины (АБХМ) 11, подают воду-хладагент из конденсатора АБХМ 17, соединяют с дополнительным охладителем сжатого воздуха 9 трубопроводом охлажденной воды 29, по которому насосом охлажденной воды 13 прокачивают охлаждающую воду для добавочного охлаждения сжатого воздуха перед подачей его в воздушный аккумулятор 10. Из испарителя АБХМ 12 отводят два потока: воду-хладагент для добавочного охлаждения сжатого воздуха и пар в абсорбер АБХМ 14.In the
Слабый раствор бромистого лития подают в абсорбер АБХМ 14, где абсорбируют пары воды-хладагента. Для того чтобы не допустить повышения температуры бромистого лития и потери его абсорбирующих свойств используют контур охлаждения абсорбера АБХМ 15, вход которого подключают к подающему трубопроводу циркуляционной воды 6, а выход - к градирне 5.A weak solution of lithium bromide is fed into the
После абсорбции раствор бромистого лития насосом абсорбента 30 перекачивают в генератор АБХМ 16. Там под воздействием греющей воды контура нагрева генератора АБХМ 19, вход и выход которого подключают к обратному трубопроводу циркуляционной воды 7, выпаривают из раствора часть воды. Тем самым восстанавливают изначальную концентрацию бромистого лития в растворе, что нужно для поддержания его абсорбирующих свойств.After absorption, the lithium bromide solution is pumped by the absorbent pump 30 to the ABHM 16 generator. There, under the influence of the heating water of the heating circuit of the
В теплообменнике 21 горячий слабый раствор, который подают по трубопроводу горячего слабого раствора 20, охлаждают холодным крепким раствором, который с помощью насоса абсорбента 30 по трубопроводу холодного крепкого раствора 22 перекачивают из абсорбера АБХМ 14 в генератор АБХМ 16.In the
В конденсаторе АБХМ 17 конденсируют пары воды-хладагента, образовавшиеся при кипении раствора бромистого лития в генераторе АБХМ 16, используют для этого охлаждающую воду контура охлаждения конденсатора АБХМ 18, вход которого подключают к подающему трубопроводу циркуляционной воды 6, а выход - к градирне 5. После этого сконденсировавшуюся воду-хладагент подают в испаритель АБХМ 12 и цикл повторяется.In the
В период подъема электрической нагрузки сжатый воздух из воздушного аккумулятора 10 направляют по трубопроводу сжатого воздуха 23 в регенератор 32 и далее в камеру сгорания 24 газовой турбины 25. В камере сгорания 24 подогретый в регенераторе 32 уходящими газами газовой турбины 25 сжатый воздух используют для сжигания топлива, образующиеся продукты сгорания подают в газовую турбину 25 для расширения и совершения работы. Газовая турбина 25 приводит в движение электрический генератор 26, вырабатывающий электроэнергию. Уходящие газы газовой турбины 25 по газоходу уходящих газов газовой турбины 31 направляют для подогрева сжатого воздуха в регенератор 32.During the rise of the electric load, compressed air from the
В качестве примера рассмотрим способ работы воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции с АБХМ для следующих условий. В состав ВАГТЭ входит воздушный аккумулятор постоянного давления, в который подается воздух с давлением 6,6 МПа. Давление воздуха перед камерой сгорания составляет 5,5 МПа; температура продуктов сгорания перед газовой турбиной принята 1300°С. Время работы ВАГТЭ в режиме зарядки составляет 4 ч/сут, в режиме разрядки - 6 ч/сут.As an example, we consider the method of operation of an air-accumulating gas turbine power plant with ABCM for the following conditions. VAGTE includes a constant pressure air accumulator, into which air is supplied with a pressure of 6.6 MPa. The air pressure in front of the combustion chamber is 5.5 MPa; the temperature of the combustion products in front of the gas turbine adopted 1300 ° C. The operation time of the AHTFE in the charging mode is 4 hours / day, in the discharge mode - 6 hours / day.
В таблице представлены результаты расчета схемы ВАГТЭ с использованием абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины (АБХМ) для охлаждения сжатого воздуха перед воздушным аккумулятором и схемы ВАГТЭ без АБХМ.The table shows the results of the calculation of the VAGTE scheme using an absorption lithium bromide refrigeration machine (ABHM) for cooling compressed air in front of the air battery and the VAGTE scheme without ABHM.
Как видно, использование в схеме ВАГТЭ абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины (АБХМ) для охлаждения сжатого воздуха перед воздушным аккумулятором позволяет увеличить объем закачиваемого в воздушный аккумулятор воздуха на 5382 м3/ч (1,2%), что приводит к увеличению электрической мощности на 2,43 МВт (2%); электрического КПД - на 0,53%; удельной выработки энергии на единицу расхода аккумулированного воздуха - на 1,7%.As can be seen, the use in the VAGTE scheme of an absorption lithium bromide chiller (ABHM) for cooling compressed air in front of the air accumulator allows increasing the volume of air pumped into the air accumulator by 5382 m 3 / h (1.2%), which leads to an increase in electric power 2.43 MW (2%); electrical efficiency - by 0.53%; specific energy production per unit flow rate of accumulated air - by 1.7%.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять:Thus, the proposed technical solution allows you to:
- добавочное охлаждение подаваемого в хранилище воздуха, во время режима зарядки воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции с АБХМ;- additional cooling of the air supplied to the storage during the charging mode of the air-accumulating gas-turbine power station with ABHM;
- увеличение количества закачиваемого в воздушный аккумулятор воздуха;- increase in the amount of air pumped into the air accumulator;
- повышение экономичности производства пиковой электроэнергии при неизменной работе компрессора, подающего сжатый воздух в воздушный аккумулятор;- improving the efficiency of the production of peak electricity with constant operation of the compressor, which supplies compressed air to the air battery;
- повышение электрической мощности воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции с АБХМ за счет увеличения объема продуктов сгорания, проходящих через проточную часть газовой турбины, во время режима разрядки ВАГТЭ;- increasing the electric power of the air-accumulating gas turbine power plant with ABHM due to the increase in the volume of combustion products passing through the flow part of the gas turbine during the discharge mode of the VAGTE;
- повышение электрического КПД и удельной выработки энергии на единицу объема хранилища.- increase in electrical efficiency and specific energy production per unit volume of storage.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017106443A RU2643878C1 (en) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Method of operation of the compressed-air power station with an absorption lithium bromide refrigerating system (lbrs) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017106443A RU2643878C1 (en) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Method of operation of the compressed-air power station with an absorption lithium bromide refrigerating system (lbrs) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2643878C1 true RU2643878C1 (en) | 2018-02-06 |
Family
ID=61173784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017106443A RU2643878C1 (en) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Method of operation of the compressed-air power station with an absorption lithium bromide refrigerating system (lbrs) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2643878C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775611C1 (en) * | 2021-06-28 | 2022-07-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power plant |
CN115076749A (en) * | 2022-06-15 | 2022-09-20 | 西安热工研究院有限公司 | Combined heat and power generation system coupled with compressed air energy storage system and operation method |
CN115164266A (en) * | 2022-06-30 | 2022-10-11 | 华能国际电力股份有限公司上安电厂 | Heating system for coupling compressed air energy storage and absorption heat pump and operation method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU119393U1 (en) * | 2012-03-07 | 2012-08-20 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "ЛУКОЙЛ" | HEAT ELECTRIC POWER STATION WITH ABSORPTION BROWN-LITHIUM REFRIGERATING MACHINE |
RU2467187C2 (en) * | 2010-11-03 | 2012-11-20 | ООО "Центр КОРТЭС" | Method of operating gas turbine unit |
RU127818U1 (en) * | 2012-11-28 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "ЛУКОЙЛ" | HEAT ELECTRIC STATION WITH ABSORPTION BROMY-LITHIUM REFRIGERATING MACHINE OPERATING IN THE HEAT PUMP MODE |
RU2574105C2 (en) * | 2010-10-29 | 2016-02-10 | Нуово Пиньоне С.п.А. | Systems and methods for preheating of compressed air |
-
2017
- 2017-02-27 RU RU2017106443A patent/RU2643878C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574105C2 (en) * | 2010-10-29 | 2016-02-10 | Нуово Пиньоне С.п.А. | Systems and methods for preheating of compressed air |
RU2467187C2 (en) * | 2010-11-03 | 2012-11-20 | ООО "Центр КОРТЭС" | Method of operating gas turbine unit |
RU119393U1 (en) * | 2012-03-07 | 2012-08-20 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "ЛУКОЙЛ" | HEAT ELECTRIC POWER STATION WITH ABSORPTION BROWN-LITHIUM REFRIGERATING MACHINE |
RU127818U1 (en) * | 2012-11-28 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "ЛУКОЙЛ" | HEAT ELECTRIC STATION WITH ABSORPTION BROMY-LITHIUM REFRIGERATING MACHINE OPERATING IN THE HEAT PUMP MODE |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ВУКАЛОВИЧ М.П. и др. Техническая термодинамика. М., Энергия, 1968, с.485-487, рис. 15-22. * |
ОЛЬХОВСКИЙ Г.Г. и др. Воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции (ВАГТЭ). М., РГУ нефти и газа, 2011, с.131, рис. 3.9. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775611C1 (en) * | 2021-06-28 | 2022-07-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power plant |
RU2790509C1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method for operation of the water treatment plant as part of the compressed-air power station heat recovery circuit |
CN115076749A (en) * | 2022-06-15 | 2022-09-20 | 西安热工研究院有限公司 | Combined heat and power generation system coupled with compressed air energy storage system and operation method |
CN115164266A (en) * | 2022-06-30 | 2022-10-11 | 华能国际电力股份有限公司上安电厂 | Heating system for coupling compressed air energy storage and absorption heat pump and operation method |
RU2812135C1 (en) * | 2023-06-15 | 2024-01-23 | Василий Степанович Марков | Method of operation of thermal power steam plant |
RU2812381C1 (en) * | 2023-06-15 | 2024-01-30 | Василий Степанович Марков | Operating method of steam gas plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106438297A (en) | Temperature-adaptive heat storage type compressed air energy storage system | |
CN102758690A (en) | Efficient high-pressure liquid air energy storage/release system | |
WO2010151560A1 (en) | System and method for managing thermal issues in one or more industrial processes | |
CN102758748A (en) | High-pressure liquid air energy storage/release system | |
CN105431685A (en) | System for producing heat source for heating or electricity using medium/low temperature waste heat and method for controlling same | |
CN102563987A (en) | Vapor-compression refrigerating plant driven by organic Rankine cycle and method | |
CN206190489U (en) | Storage of heat energy step, compressed air energy storage system that adjusts and utilize | |
CN105258384B (en) | A kind of thermoelectric cold polygenerations systeme of integrated thermochemical process | |
CN105019956A (en) | Gas-steam combined cycle power generation waste heat utilization system | |
CN110344898A (en) | Absorption type desalination and closed cycle electricity generation system | |
CN107939548A (en) | Internal combustion engine UTILIZATION OF VESIDUAL HEAT IN cooling heating and power generation system and its method of work | |
CN102155299A (en) | Combination system of stirling engine and combustion gas turbine utilizing liquefied natural gas | |
CN103471287A (en) | Renewable energy source complementary combined cooling heating and power system | |
CN103775211A (en) | Distribution type combined cooling, heating and power supply system for active regulation-control type combustion gas turbine | |
CN108800651B (en) | Thermal power air cooling condenser safety degree summer device based on day and night electric power peak regulation | |
RU2643878C1 (en) | Method of operation of the compressed-air power station with an absorption lithium bromide refrigerating system (lbrs) | |
CN103233821B (en) | A kind of air temperature regulating system | |
CN207394815U (en) | A kind of flue gas waste heat recovery system of solar energy and wind energy coupling absorption heat pump cycle | |
CN203454466U (en) | Combined cooling-heating power cogeneration system capable of realizing complementation of renewable energy sources | |
CN206694190U (en) | A kind of honourable energy-storage system | |
CN202501677U (en) | Steam compression refrigeration device driven by organic Rankine cycle | |
CN211116438U (en) | Power generation and refrigeration combined cycle system based on ocean temperature difference energy | |
CN102278205A (en) | Combined cycle method capable of being used for distributed air and fuel humidified gas turbine | |
CN201723313U (en) | Gas turbine combined cycling device for distributed air and fuel humidification | |
Sztekler et al. | Using adsorption chillers for utilising waste heat from power plants |