RU51171U1

RU51171U1 - HEAT WATER BOILER CIRCUIT

Info

Publication number: RU51171U1
Application number: RU2005120975/22U
Authority: RU
Inventors: Лев Александрович Репин; Александр Львович Репин
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2006-01-27

Abstract

В существующих водогрейных котельных актуальна проблема надежности электроснабжения. Аварийное отключение электроэнергии приводит к значительным финансовым затратам, связанным с ликвидацией последствий прекращения теплоснабжения, особенно в зимний период. Предлагаемая схема водогрейной котельной позволяет сделать котельную автономной в области электроснабжения, путем установки в котельной дополнительного электрогенерирующего комплекса, работающего по циклу Ренкина с низкокипящим рабочим агентом. Существенное отличие заявляемой схемы от предложенной ранее заключается в том, что в ней полностью исключен отвод (потери) тепла в окружающую среду при охлаждении и конденсации рабочего агента. В предлагаемой схеме указанная теплота используется для покрытия собственных нужд тепловой схемы котельной (подогрева подпиточной воды до и после хиводоочистки). Такое решение не только обеспечивает надежное электроснабжение источника тепловой энергии, но и существенно повышает энергетическую эффективность работы энергогенерирующего контура.In existing hot-water boiler houses, the problem of reliability of power supply is relevant. An emergency power outage leads to significant financial costs associated with the elimination of the consequences of the cessation of heat supply, especially in winter. The proposed scheme of the hot-water boiler room allows the boiler room to be autonomous in the field of power supply by installing in the boiler room an additional power generating complex operating on the Rankine cycle with a low boiling agent. A significant difference between the claimed scheme and the previously proposed one is that it completely eliminates the removal (loss) of heat into the environment during cooling and condensation of the working agent. In the proposed scheme, the indicated heat is used to cover the auxiliary needs of the boiler house thermal scheme (heating of make-up water before and after cleaning). This solution not only provides reliable power supply to the heat source, but also significantly increases the energy efficiency of the energy-generating circuit.

Description

Полезная модель относится к промышленной теплоэнергетике, в частности к водогрейным котельным.The utility model relates to industrial heat power engineering, in particular to boiler houses.

Известна схема водогрейной котельной установки [Патент №32861 название Тепловая схема водогрейной котельной, авторы Репин Л.А., Репин А.Л.], включающая: водогрейный котел, сетевой и рециркуляционный насосы, подогреватель сырой и химочищенной воды, фильтры химводоочистки, вакуумный деаэратор, подпиточный насос, теплообменник-испаритель, турбину, электрогенератор, циркуляционный насос, конденсатор.There is a known scheme of a boiler plant [Patent No. 32861 title Thermal scheme of a boiler plant, authors Repin LA, Repin AL], including: a boiler, network and recirculation pumps, a heater for raw and chemically purified water, chemical water filters, a vacuum deaerator , make-up pump, heat exchanger-evaporator, turbine, electric generator, circulation pump, condenser.

Схема работает следующим образом: вода из обратной линии тепловой сети смешивается с подпиточной водой и сетевым насосом подается в водогрейный котел, где осуществляется ее нагрев до 150°С. Поток горячей воды на выходе из водогрейного котла разделяется: часть теплоносителя направляется в подающую линию тепловой сети, а другая часть проходит через подогреватель химочищенной воды, затем через подогреватель сырой воды и рециркуляционным насосом подается в контур сетевой воды в трубопровод после сетевого насоса.The scheme works as follows: the water from the return line of the heating network is mixed with make-up water and supplied by the mains pump to the boiler, where it is heated to 150 ° C. The flow of hot water at the outlet of the boiler is divided: part of the coolant is sent to the supply line of the heating network, and the other part passes through the chemically purified water heater, then through the raw water heater and recirculation pump it is fed into the network water circuit into the pipeline after the mains pump.

Сырая вода из водопровода подается в подогреватель сырой воды, проходит химводоочистку, дополнительно подогревается в подогревателе химочищенной воды и поступает в вакуумный деаэратор, после которого подпиточным насосом подается в обратную линию тепловой сети. Обратная сетевая вода под давлением, создаваемым сетевым насосом, поступает в водогрейный котел, где происходит ее нагрев. На выходе котла поток воды разделяется: первая часть потока направляется на подогрев воды до и после химводоочистки, а вторая Raw water from the water supply is fed to the raw water heater, it is chemically treated, it is additionally heated in the chemically purified water heater and enters the vacuum deaerator, after which it is fed into the return line of the heating network with a make-up pump. The return network water under pressure created by the network pump enters the boiler, where it is heated. At the boiler exit, the water flow is divided: the first part of the flow is sent to heat the water before and after chemical water treatment, and the second

разделяется еще на два потока, один из которых идет к потребителю, а второй идет на нагрев и испарение низкокипящего рабочего агента в энергопроизводящем контуре, после через рециркуляционным насосом подается в обратную линию тепловой сети. Рабочий агент в свою очередь после испарения расширяется в паровом двигателе, приводящем в действие генератор, конденсируется, отдавая тепло конденсации в окружающую среду, и циркуляционным насосом снова подает в испаритель. Цикл замыкается.It is divided into two more flows, one of which goes to the consumer, and the second goes to heat and evaporate the low-boiling working agent in the energy-producing circuit, after which it is fed through a recirculation pump to the return line of the heating network. After evaporation, the working agent expands in the steam engine, which drives the generator, condenses, giving off the heat of condensation to the environment, and is fed back to the evaporator by the circulation pump. The cycle closes.

Недостатком такой схемы является низкий КПД цикла электропроизводящей установки (10-12%) вследствие отвода тепла охлаждения и конденсации низкокипящего рабочего тела в окружающую среду.The disadvantage of this scheme is the low efficiency of the cycle of the power plant (10-12%) due to the removal of cooling heat and condensation of the low-boiling working fluid in the environment.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение энергетической эффективности цикла электропроизводящей установки за счет исключения потерь тепла охлаждения и конденсации рабочего агента в окружающую среду, посредством использования его для частичного удовлетворения собственных нужд котельной.The objective of the claimed utility model is to increase the energy efficiency of the cycle of the power plant by eliminating the loss of cooling heat and condensation of the working agent in the environment, by using it to partially satisfy the boiler’s own needs.

Поставленная задача решается предложенной тепловой схемой водогрейной котельной, включающей водогрейный котел, сетевой и рециркуляционный насосы, систему подготовки подпиточной воды, содержащую подогреватель сырой воды (первой и второй ступени), систему химводоочистки, подогреватель химочищенной воды, вакуумный деаэратор, подпиточный насос, расширительную машину с электрогенератором, теплообменник-испаритель, конденсатор и циркуляционный насос, в которой выход расширительной машины связан со входом теплообменника первой ступени подогревателя химочищенной воды, в качестве которого используется охладитель рабочего агента, выход которого связан со входом подогреватель сырой воды, в качестве которого использован конденсатор рабочего агента, а The problem is solved by the proposed thermal scheme of a hot water boiler, including a hot water boiler, mains and recirculation pumps, a make-up water preparation system containing a raw water heater (first and second stage), a chemical water treatment system, a chemically purified water heater, a vacuum deaerator, a recharge pump, an expansion machine with an electric generator, a heat exchanger-evaporator, a condenser and a circulation pump in which the output of the expansion machine is connected to the input of the heat exchanger of the first stage dogrevatelya demineralized water, which is used as working fluid cooler, the output of which is connected to the inlet of the raw water preheater, which is used as a working fluid condenser, and

выход конденсатора через рециркуляционный насос и теплообменник-испаритель рабочего агента связан со входом расширительной машины, кроме того, трубопровод холодной воды через конденсатор, блок химводоочистки и охладитель рабочего агента связан со входом второй ступени подогревателя химочищенной воды и деаэратором.the condenser outlet through the recirculation pump and the heat exchanger-evaporator of the working agent is connected to the inlet of the expansion machine, in addition, the cold water pipe through the condenser, the chemical water treatment unit and the working agent cooler is connected to the inlet of the second stage of the chemically purified water heater and a deaerator.

Задача решается за счет использования тепла конденсации для нагрева воды до и после системы химводоочистки.The problem is solved by using condensation heat to heat water before and after the chemical water treatment system.

На фиг.1 представлена заявляемая тепловая схема водогрейной котельной, где: подогреватель сырой воды - 1, фильтры химводоочистки - 2, подогреватель химочищенной воды первой ступени - 3, подогреватель химочищенной воды второй ступени - 4, вакуумный деаэратор - 5, подпиточный насос - 6, сетевой насос - 7, водогрейный котел - 8, рециркуляционный насос - 9, теплообменник-испаритель - 10, тепловой двигатель - 11, электрогенератор - 12, циркуляционный насос - 13.Figure 1 presents the inventive thermal circuit of a boiler house, where: raw water heater - 1, chemical water treatment filters - 2, chemical water heater of the first stage - 3, chemical water heater of the second stage - 4, vacuum deaerator - 5, make-up pump - 6, network pump - 7, hot water boiler - 8, recirculation pump - 9, heat exchanger-evaporator - 10, heat engine - 11, electric generator - 12, circulation pump - 13.

Схема работает следующим образом:The scheme works as follows:

Холодная вода из водопровода, поступает в подогреватель сырой воды 1, где за счет тепла конденсации рабочего агента нагревается до заданной температуры, после чего проходит фильтры химводоочистки 2 и первую ступень подогревателя химочищенной воды 3, где нагрев происходит за счет охлаждения рабочего агента до температуры конденсации. Поток нагретой химочищенной воды поступает во вторую ступень подогревателя химочищенной воды 4, где за счет тепла котловой воды его температура доводится до заданной (75-80°С). Затем поток химочищенной воды поступает в вакуумный деаэратор 5, где происходит его дегазация, после чего подпиточным насосом 6 подается в обратную линию тепловой сети до сетевого насоса 7. Обратная сетевая вода после смешения с подпиточным потоком сетевым насосом 7 подается в водогрейный котел 8.Cold water from the water supply enters the raw water heater 1, where it is heated to a predetermined temperature due to the heat of condensation of the working agent, after which the water treatment filters 2 and the first stage of the chemically purified water heater 3 pass, where the heating occurs by cooling the working agent to the condensation temperature. The stream of heated chemically purified water enters the second stage of the chemically purified water heater 4, where due to the heat of the boiler water its temperature is brought to the set value (75-80 ° C). Then, the stream of chemically purified water enters the vacuum deaerator 5, where it is degassed, after which the feed pump 6 is fed into the return line of the heating network to the network pump 7. The return network water after mixing with the feed stream by the network pump 7 is fed into the boiler 8.

После водогрейного котла 8 поток разделяется: первая часть теплоносителя направляется в подающую линию тепловой сети, а другая часть проходит через подогреватель химочищенной воды второй ступени 4, и рециркуляционным насосом 9 подается в обратную линию тепловой сети. От потока, идущего к потребителю производится отбор горячей воды на теплообменник-испаритель 10 для нагрева и испарения рабочего тела. Охлажденный в теплообменнике-испарителе теплоноситель смешивается с потоком, идущим от второй ступени подогревателя химочищенной воды 4After the boiler 8, the flow is divided: the first part of the coolant is sent to the supply line of the heating network, and the other part passes through the chemical water heater of the second stage 4, and is fed to the return line of the heating network by the recirculation pump 9. From the flow going to the consumer, the selection of hot water to the heat exchanger-evaporator 10 for heating and evaporation of the working fluid. The coolant cooled in the heat exchanger-evaporator is mixed with the flow coming from the second stage of the chemically purified water heater 4

Рабочий агент после подогрева, испарения и перегрева в теплообменнике-испарителе 10, расширяется в паровом двигателе 11, приводящем в действие генератор 12, вырабатывающий электроэнергию. Выходящий из двигателя 11 отработанный пар охлаждается до температуры конденсации в первой ступени подогревателя химочищенной воды 3, а затем конденсируется в подогревателе сырой воды 1 и с давлением, создаваемым циркуляционным насосом 13, опять поступает в теплообменник-испаритель 10. Цикл замыкается.The working agent after heating, evaporation and overheating in the heat exchanger-evaporator 10, expands in the steam engine 11, which drives the generator 12, which generates electricity. The exhaust steam leaving the engine 11 is cooled to a condensation temperature in the first stage of the chemically purified water heater 3, and then it is condensed in the raw water heater 1 and, with the pressure created by the circulation pump 13, again enters the heat exchanger-evaporator 10. The cycle closes.

Claims

Thermal diagram of a boiler house, including a boiler, network and recirculation pumps, a make-up water preparation system, containing a raw water heater (first and second stage), a chemical water purification system, a chemically purified water heater, a vacuum deaerator, a feed pump, a heat engine with an electric generator, a heat exchanger an evaporator, a condenser and a circulation pump, characterized in that the output of the heat engine is connected to the input of the heat exchanger of the first stage of the cleaner water heater, as which uses a working agent cooler, the outlet of which is connected to the inlet of the raw water heater, which uses the condenser of the working agent, and the condenser outlet through the recirculation pump and the heat exchanger-evaporator of the working agent is connected to the inlet of the heat engine, in addition, the cold water pipeline through the condenser , a chemical water treatment unit and a working agent cooler are connected to the inlet of the second stage of a chemically purified water heater and a deaerator.