RU2560617C1 - Heat power plant operation mode - Google Patents
Heat power plant operation mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560617C1 RU2560617C1 RU2014113801/02A RU2014113801A RU2560617C1 RU 2560617 C1 RU2560617 C1 RU 2560617C1 RU 2014113801/02 A RU2014113801/02 A RU 2014113801/02A RU 2014113801 A RU2014113801 A RU 2014113801A RU 2560617 C1 RU2560617 C1 RU 2560617C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- condenser
- steam
- heat exchanger
- steam turbine
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 12
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 12
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 5
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.The invention relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) for the utilization of low-grade heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine, the utilization of excess low-grade heat of return network water and the utilization of high-grade heat of steam of industrial selection for additional generation of electric energy.
Аналогом является способ работы тепловой электрической станции, по которому весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей, нагревают паром отборов турбины в нижнем и в верхнем сетевых подогревателях, а также в конденсаторе теплонасосной установки теплотой, отведенной от обратной сетевой воды в испарителе теплонасосной установки, после чего направляют потребителям, при этом весь поток сетевой воды последовательно нагревают в нижнем сетевом подогревателе, конденсаторе теплонасосной установки и верхнем сетевом подогревателе (патент RU №2275512, МПК F01K 17/02, 27.04.2006).An analogue is the method of operation of a thermal power plant, in which the entire return flow of network water returned from consumers is heated by steam of turbine withdrawals in the lower and upper network heaters, as well as in the condenser of the heat pump installation with heat removed from the return network water in the evaporator of the heat pump installation, after which they are sent to consumers, while the entire flow of network water is sequentially heated in the lower network heater, the condenser of the heat pump installation and the upper network heater atelier (patent RU No. 2275512, IPC F01K 17/02, 04/27/2006).
Прототипом является способ работы тепловой электрической станции, содержащей теплофикационную турбину с отопительными отборами пара, подающий и обратный трубопроводы теплосети, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами теплосети и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку с испарителем, включенным в обратный трубопровод теплосети, и конденсатором, при этом конденсатор теплонасосной установки включен в подающий трубопровод теплосети после сетевых подогревателей, а также систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод, маслобак, маслонасос и маслоохладитель, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом (патент RU №2269014, МПК F01K 17/02, 27.01.2006).The prototype is the method of operation of a thermal power plant containing a cogeneration turbine with heating steam extraction, supply and return pipelines of the heating network, network heaters connected via a heated medium between the supply and return pipelines of the heating network and connected via heating medium to the heating selection, heat pump installation with an evaporator included in the return pipe of the heating system, and a condenser, while the condenser of the heat pump installation is included in the supply pipe of the heating system after heaters, as well as a steam turbine bearing oil supply system, comprising a drain pipe, an oil tank, an oil pump and an oil cooler connected in series through a heating medium, the outlet of which is connected to a pressure pipe through a heated medium (patent RU No. 2269014, IPC F01K 17/02, 01/27/2006 )
В известном способе возвращаемая от потребителей по обратному трубопроводу теплосети сетевая вода подается сетевым насосом в испаритель теплонасосной установки, где отдает часть теплоты хладагенту теплонасосной установки и охлаждается, затем сетевая вода поступает в сетевые подогреватели, где нагревается паром отопительных отборов турбины. Перед подачей потребителям сетевая вода дополнительно нагревается в конденсаторе теплонасосной установки за счет теплоты хладагента, циркулирующего в контуре теплонасосной установки. Благодаря последовательному включению испарителя теплонасосной установки в обратный трубопровод теплосети до сетевых подогревателей, а конденсатора в подающий трубопровод теплосети после сетевых подогревателей достигается максимальное охлаждение обратной сетевой воды. В паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслоохладителем.In the known method, the network water returned from the consumers through the return pipe of the heating network is supplied by the network pump to the evaporator of the heat pump installation, where it transfers part of the heat to the coolant of the heat pump installation and is cooled, then the network water is supplied to the network heaters, where it is heated by steam from the turbine heating taps. Before being supplied to consumers, the network water is additionally heated in the condenser of the heat pump installation due to the heat of the refrigerant circulating in the circuit of the heat pump installation. Due to the sequential inclusion of the evaporator of the heat pump installation in the return pipe of the heating system to the network heaters, and the condenser in the supply pipe of the heating system after the network heaters, maximum cooling of the return network water is achieved. In a steam turbine, an oil supply system for bearings of a steam turbine with an oil cooler is used.
Таким образом, в известном способе работы тепловой электрической станции пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, сетевая вода поступает от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в испаритель, выполняющий функцию теплообменника-охладителя сетевой воды, нижний сетевой подогреватель и верхний сетевой подогреватель, далее сетевую воду направляют в подающий трубопровод сетевой воды, отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, а конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, при этом в испарителе, выполняющем функцию теплообменника-охладителя сетевой воды, осуществляют утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды при помощи охлаждающей жидкости.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, steam of heating parameters from the steam turbine’s withdrawals enters the steam space of the upper and lower network heaters, network water is supplied from consumers through a return line of network water to the evaporator, which serves as a heat exchanger-cooler of network water, the lower network the heater and the upper network heater, then the network water is sent to the supply pipe of the network water, the exhaust steam comes from the steam turbine into the steam The space of the condenser is condensed on the surface of the condenser tubes, and the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, while the evaporator, which serves as the heat exchanger-cooler of the network water, utilizes the excess low-potential heat of the return network water using coolant.
Основным недостатком аналога и прототипа является то, что утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды осуществляют в целях выработки дополнительной тепловой энергии, а не для дополнительной выработки электрической энергии.The main disadvantage of the analogue and the prototype is that the disposal of excess low potential heat return network water is carried out in order to generate additional thermal energy, and not for additional generation of electric energy.
Кроме этого, недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии, обусловленный затратами электрической мощности на привод теплонасосной установки, а также из-за отсутствия утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электроэнергии.In addition, the disadvantage of the analogue and prototype is the relatively low efficiency of TPPs for generating electric energy, due to the cost of electric power to drive the heat pump installation, and also due to the lack of utilization of low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings for additional power generation.
Задачей изобретения является разработка способа утилизации теплоты ТЭС, в котором устранены указанные недостатки аналога и прототипа.The objective of the invention is to develop a method of utilizing the heat of a thermal power plant, which eliminates these disadvantages of the analogue and prototype.
Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии.The technical result is to increase the efficiency of TPPs due to the utilization of excess low potential heat of return network water and the utilization of low potential heat of the oil supply system of steam turbine bearings for additional generation of electric energy.
Технический результат достигается тем, что в способе утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, включающем отбор пара из паровой турбины, направление пара отопительных параметров в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, связанных с подающим трубопроводом и обратным трубопроводом сетевой воды, снабженным теплообменником-охладителем сетевой воды, при этом отработавший пар из паровой турбины направляют в паровое пространство конденсатора, в котором его конденсируют на поверхности конденсаторных трубок, а полученный конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, при этом в теплообменнике-охладителе сетевой воды осуществляют утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды посредством охлаждающей жидкости, согласно настоящему изобретению дополнительно используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, состоящей из маслоохладителя, маслобака и маслонасоса, и конденсационную установку, состоящую из конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатного насоса, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, при этом упомянутые утилизации осуществляют посредством теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, состоящего из турбодетандера с электрогенератором, теплообменника-рекуператора, теплообменника-конденсатора и конденсатного насоса, причем в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, при этом упомянутое низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре, нагревают в маслоохладителе системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, нагревают в теплообменнике-охладителе сетевой воды, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.The technical result is achieved by the fact that in the method of utilization of thermal energy generated by a thermal power plant, including the selection of steam from a steam turbine, directing the steam of heating parameters to the steam space of the upper and lower network heaters associated with the supply pipe and the return pipe of network water equipped with a heat exchanger network water cooler, while the exhaust steam from the steam turbine is sent to the steam space of the condenser, in which it is condensed on top the condenser tubes, and the condensate obtained is sent to the regeneration system using the condenser pump of the condenser of the steam turbine, while in the heat exchanger-cooler of the network water, the excess low potential heat of the return network water is recycled by means of the cooling liquid, according to the present invention, the oil supply system of the steam turbine bearings is additionally used, consisting of an oil cooler, oil tank and oil pump, and a condensing unit consisting of a condenser a steam turbine with production extraction of steam and a condensate pump, and additionally utilize the low potential heat of the oil supply system of the bearings of the steam turbine and utilize the high potential heat of production steam, the aforementioned utilization is carried out by means of a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle, consisting of turboexpander with electric generator, heat exchanger-recuperator, heat exchanger-condenser and cond of a booster pump, in which case a low boiling medium circulating in a closed circuit is used as a coolant, while the aforementioned low boiling medium is compressed in a heat engine condensate pump, heated in a heat exchanger-recuperator, heated in an oil cooler of a steam turbine bearings oil supply system, heated in a heat exchanger network water cooler, evaporate and overheat in a condenser of a steam turbine with production steam extraction, expand in a turboexpander, reduce its temperature py in the heat exchanger-recuperator and is condensed in the heat exchanger-condenser heat engine.
В качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.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.
В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан С3Н8.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .
Таким образом, технический результат достигается за счет утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины с производственным отбором пара для дополнительной выработки электрической энергии, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в маслоохладителе системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, теплообменнике-охладителе сетевой воды и конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана С3Н8) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved by utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilizing the excess low potential heat of the return network water and utilizing the high potential heat of the production steam from the steam turbine with production steam extraction for additional generation of electric energy, which is carried out by sequential heating, accordingly, in the oil cooler of the steam turbine bearings oil supply system s, a heat exchanger-cooler of network water and a condenser of a steam turbine with production extraction of steam, a low-boiling working fluid (liquefied propane С 3 Н 8 ) of a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором, теплообменником-рекуператором, теплообменник-охладитель сетевой воды 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, a heat exchanger-cooler network water and a condensing unit.
На чертеже цифрами обозначены:In the drawing, the numbers indicate:
1 - паровая турбина,1 - steam turbine,
2 - конденсатор паровой турбины,2 - condenser of a steam turbine,
3 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины,3 - condensate pump condenser of a steam turbine,
4 - основной электрогенератор,4 - the main generator
5 - тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции,5 - heat engine with a closed circuit,
6 - турбодетандер,6 - turboexpander,
7 - электрогенератор,7 - electric generator,
8 - теплообменник-конденсатор,8 - heat exchanger-condenser,
9 - конденсатный насос,9 - condensate pump,
10 - верхний сетевой подогреватель,10 - upper network heater,
11 - нижний сетевой подогреватель,11 - lower network heater,
12 - подающий трубопровод сетевой воды,12 - supply pipe network water,
13 - обратный трубопровод сетевой воды,13 - return pipe network water,
14 - теплообменник-охладитель сетевой воды,14 - heat exchanger-cooler network water,
15 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины,15 - oil supply system of bearings of a steam turbine,
16 - сливной трубопровод,16 - drain pipe
17 - маслобак,17 - oil tank
18 - маслонасос,18 - oil pump
19 - маслоохладитель,19 - oil cooler
20 - напорный трубопровод,20 - pressure pipe
21 - конденсационная установка,21 - condensation installation,
22 - паровая турбина с производственным отбором пара,22 - steam turbine with production steam extraction,
23 - электрогенератор паровой турбины с производственным отбором пара,23 - electric generator of a steam turbine with production steam extraction,
24 - конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара,24 - steam turbine condenser with production steam extraction,
25 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара,25 is a condensate pump of a condenser of a steam turbine with production steam extraction,
26 - теплообменник-рекуператор.26 - heat exchanger-recuperator.
Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные паровую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор 4, соединенный с паровой турбиной 1, которая соединена по греющей среде с верхним 10 и нижним 11 сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде между подающим 12 и обратным 13 трубопроводами сетевой воды, и теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, включенный по нагреваемой среде в обратный трубопровод 13 сетевой воды перед нижним сетевым подогревателем 11, а также систему 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 16, маслобак 17, маслонасос 18 и маслоохладитель 19, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 20.The thermal power plant includes a series-connected steam turbine 1, a steam turbine condenser 2 and a condenser pump 3 of a steam turbine condenser, a main electric generator 4 connected to a steam turbine 1, which is connected via heating medium to the upper 10 and lower 11 network heaters connected via the heated medium between the supply 12 and the return 13 pipelines of network water, and a heat exchanger-cooler 14 network water connected via a heated medium in the return pipe 13 network water in front of the lower network a heater 11, as well as an oil supply system 15 for bearings of a steam turbine 1, comprising a drain pipe 16, an oil tank 17, an oil pump 18, and an oil cooler 19, the outlet of which is connected via a heated medium to a pressure pipe 20.
В тепловую электрическую станцию введены конденсационная установка 21 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.A condensing unit 21 and a heat engine 5 with a closed circulation loop operating according to the organic Rankine cycle are introduced into the thermal power station.
Конденсационная установка 21 содержит последовательно соединенные паровую турбину 22 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 23, конденсатор 24 паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатный насос 25 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара.The condensing unit 21 comprises a steam production turbine 22 connected in series with a production steam having an electric generator 23, a steam turbine condenser 24 with a production steam and a condensate pump 25 of a steam turbine condenser with a production steam.
Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 26, теплообменник-конденсатор 8 и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 26, который соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 19, выход маслоохладителя 19 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя 14 сетевой воды, а выход теплообменника-охладителя 14 сетевой воды по нагреваемой среде соединен с входом конденсатора 24 паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора 24 паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором 26, выход теплообменника-рекуператора 26 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 26, a heat exchanger-condenser 8 and a condensate pump 9, and the output of the condensate pump 9 is connected via a heated medium to the input of the heat exchanger-recuperator 26, which is connected via a heated medium to the inlet of the oil cooler 19, the output of the oil cooler 19 is connected through a heated medium to the input of the heat exchanger-cooler 14 of the network water, and the output of the heat exchanger is cooled of the network water heater 14 via a heated medium is connected to the input of a steam turbine condenser 24 with production steam extraction, the output of a steam turbine condenser 24 to a production steam extraction is connected via a heated medium to the input of a turboexpander 6, the output of which is connected via a heating medium to a heat exchanger-recuperator 26, the output the heat exchanger-recuperator 26 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 утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, осуществляют следующим образом.A method of utilizing thermal energy generated by a thermal power plant is as follows.
Способ включает в себя отбор пара из паровой турбины 1, направление пара отопительных параметров в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей, связанных с подающим 12 трубопроводом и обратным 13 трубопроводом сетевой воды, снабженным теплообменником-охладителем 14 сетевой воды, при этом отработавший пар из паровой турбины 1 направляют в паровое пространство конденсатора 2, в котором его конденсируют на поверхности конденсаторных трубок, а полученный конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 1 направляют в систему регенерации, при этом в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды осуществляют утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды посредством охлаждающей жидкости.The method includes the selection of steam from a steam turbine 1, the direction of the steam of heating parameters in the steam space of the upper 10 and lower 11 network heaters associated with the supply 12 pipe and return 13 pipe network water, equipped with a heat exchanger-cooler 14 network water, the exhaust steam from the steam turbine 1 is sent to the steam space of the condenser 2, in which it is condensed on the surface of the condenser tubes, and the condensate obtained using the condensate pump 3 of the condenser of the steam Bina 1 is directed to the regeneration system, wherein the heat exchanger-cooler 14 the water network is carried out recycling of excess low-grade heat return water by a cooling fluid.
Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно используют систему 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, состоящей из маслоохладителя 19, маслобака 17 и маслонасоса 18, и конденсационную установку 21, состоящую из конденсатора 24 паровой турбины 22 с производственным отбором пара и конденсатного насоса 25, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, при этом упомянутые утилизации осуществляют посредством теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, состоящего из турбодетандера 6 с электрогенератором 7, теплообменника-рекуператора 26, теплообменника-конденсатора 8 и конденсатного насоса 9, причем в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, при этом упомянутое низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя 5, нагревают в теплообменнике-рекуператоре 26, нагревают в маслоохладителе 19 системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, нагревают в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды, испаряют и перегревают в конденсаторе 24 паровой турбины 22 с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере 6, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре 26 и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.The difference of the proposed method is that they additionally use the oil supply system 15 for bearings of a steam turbine 1, consisting of an oil cooler 19, an oil tank 17 and an oil pump 18, and a condensation unit 21, consisting of a condenser 24 of a steam turbine 22 with production steam extraction and a condensate pump 25, and additionally, they utilize the low-grade heat of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1 and recycle the high-grade heat of the steam of industrial selection, while e utilization is carried out by means of a closed-circuit organic engine 5 operating on the Rankine organic cycle, consisting of a turboexpander 6 with an electric generator 7, a heat exchanger-recuperator 26, a heat exchanger-condenser 8 and a condensate pump 9, and a low-boiling working fluid is used as coolant, circulating in a closed circuit, while the aforementioned low-boiling working fluid is compressed in the condensate pump 9 of the heat engine 5, heated in a heat exchanger-recuperator 26, heated They are located in the oil cooler 19 of the oil supply system for bearings of the steam turbine 1, heated in the heat exchanger-cooler 14 of the network water, evaporated and overheated in the condenser 24 of the steam turbine 22 with production steam extraction, expanded in the turbine expander 6, its temperature is reduced in the heat exchanger-recuperator 26 and condensed in the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine.
В качестве теплообменника-конденсатора 8 теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.As the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine, an air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air and water-cooled condenser are used.
В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Отработавший пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок. При этом образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации. Мощность паровой турбины 1 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 4.The exhaust steam coming from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2 is condensed on the surface of the condenser tubes. In this case, the condensate formed is sent via a condensate pump 3 of the steam turbine condenser to the regeneration system. The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main generator 4 connected to one shaft.
Преобразование низкопотенциальной тепловой энергии системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, а также избыточной низкопотенциальной тепловой энергии обратной сетевой воды, и высокопотенциальной тепловой энергии пара производственного отбора из паровой турбины 22, в механическую и, далее, в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.The conversion of low potential heat energy of the oil supply system of bearings 15 of the steam turbine 1, as well as excess low potential heat energy of the return network water, and high potential heat of production steam from the steam turbine 22, into mechanical and, further, into electrical energy occurs in a closed circuit of the heat engine 5 working on the organic Rankine cycle.
Таким образом, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины 22 с производственным отбором пара осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в маслоохладителе 19 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды и конденсаторе 24 паровой турбины с производственным отбором пара, 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 heat of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1, the utilization of the excess low-grade heat of the return network water and the utilization of the high-grade heat of the production steam from the steam turbine 22 with the production steam extraction are carried out by sequential heating, respectively, in the oil cooler 19 of the oil supply system of the steam bearings turbines, heat exchanger-cooler 14 network water and condenser 24 of a steam turbine with production boron couple having low boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8) 5 heat engine with closed-loop circulation operation in the organic Rankine cycle.
Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C3H8, который последовательно направляют на нагрев в начале в теплообменник-рекуператор 26, куда поступает перегретый газообразный пропан C3H8 из турбодетандера 6, далее в маслоохладитель 19, куда поступает нагретое масло системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, а затем в теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, куда поступает обратная сетевая вода из обратного трубопровода 13. При этом температура нагретого масла и обратной сетевой воды может варьироваться в интервале от 313,15 К до 343,15 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 at the beginning to the heat exchanger-recuperator 26, where superheated gaseous propane C 3 H 8 from the turbine expander 6 enters, then to the oil cooler 19, where the heated the oil of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1, and then to the heat exchanger-cooler 14 of the network water, where the return network water from the return pipe 13 enters. In this case, the temperature of the heated oil and return network water can vary vatsya ranging from 313.15 K to 343.15 K
В процессе теплообмена перегретого газообразного пропана C3H8 с сжиженным пропаном C3H8 в теплообменнике-рекуператоре 26 и теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном C3H8 в маслоохладителе 19, а также в процессе теплообмена обратной сетевой воды с сжиженным пропаном С3Н8 в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды, происходит нагрев сжиженного пропана С3Н8 в пределах критической температуры в интервале от 308,15 К до 338,15 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 8 МПа, и далее его направляют на испарение и перегрев в конденсатор 24 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 22 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 26 and heat exchange of heated oil with liquefied propane C 3 H 8 in oil cooler 19, as well as in the process of heat exchange of return network water with liquefied C 3 propane N 8 in the heat exchanger-cooler 14 of the network water, the liquefied propane C 3 H 8 is heated within the critical temperature range from 308.15 K to 338.15 K at supercritical pressure from 4.2512 MPa to 8 MPa, and then it is sent for evaporation and overheating in a condenser 24 pa a steam turbine with production steam extraction, to which production steam comes from steam turbine 22 at a temperature of about 573 K.
Пар, поступающий из производственного отбора паровой турбины 22 в паровое пространство конденсатора 24, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан С3Н8). Мощность паровой турбины 22 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 23.The steam coming from the production selection of the steam turbine 22 into the steam space of the condenser 24 is condensed on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C 3 H 8 ). The power of the steam turbine 22 is transmitted to the main electric generator 23 connected to one shaft.
Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 25 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара 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 25 of a steam turbine condenser with production steam extraction is sent to a regeneration system.
В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 24 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.During the condensation of production steam in the condenser 24 of the 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 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 26 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 26 to reduce the temperature.
В теплообменнике-рекуператоре 26 в процессе отвода теплоты на нагрев сжиженного пропана C3H8 снижается нагрузка на теплообменник-конденсатор 8, выполненного, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, и затраты мощности на привод вентиляторов воздушного охлаждения.In the heat exchanger-recuperator 26 in the process of heat removal for heating liquefied propane C 3 H 8, the load on the heat exchanger-condenser 8, made, for example, in the form of an air-cooled condenser, and the power consumption for driving air-cooled fans are reduced.
Далее, при снижении температуры газообразного пропана C3H8 происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, охлаждаемого воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 К до 283,15 К.Further, with a decrease in the temperature of gaseous propane C 3 H 8 , it liquefies in a heat exchanger-condenser 8 cooled by ambient air in the temperature range from 223.15 K to 283.15 K.
После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии пропан С3Н8 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 в работе тепловой электрической станции конденсационной установки 21 позволяет повысить начальные параметры низкокипящего рабочего тела теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции до сверхкритических параметров, что приводит к увеличению теплоперепада на турбодетандере 6.The use of a condensing unit 21 in a thermal power plant allows increasing the initial parameters of the low-boiling working fluid of a heat engine 5 with a closed circulation circuit to supercritical parameters, which leads to an increase in heat transfer on a turboexpander 6.
Использование предлагаемого способа работы тепловой электрической станции позволит, по сравнению с прототипом, повысить коэффициент полезного действия ТЭС за счет утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.Using the proposed method of operation of a thermal power plant will allow, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of TPPs by utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilizing the excess low potential heat of the return network water and utilizing the high potential heat of the production steam for additional generation of electric energy.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113801/02A RU2560617C1 (en) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Heat power plant operation mode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113801/02A RU2560617C1 (en) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Heat power plant operation mode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2560617C1 true RU2560617C1 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014113801/02A RU2560617C1 (en) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Heat power plant operation mode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2560617C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| US20130213041A1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Ormat Technologies Inc. | Apparatus and method for increasing power plant efficiency at partial loads |
-
2014
- 2014-04-08 RU RU2014113801/02A patent/RU2560617C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| US20130213041A1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Ormat Technologies Inc. | Apparatus and method for increasing power plant efficiency at partial loads |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КГ 2278982 C1, 27.06.2006. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2570131C2 (en) | Operating method of thermal power plant | |
| RU2560606C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method | |
| RU2560503C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562745C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU2560615C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560624C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method | |
| RU2562730C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2560622C1 (en) | Method of utilisation of low-grade heat of oil supply system of steam turbine bearings of heat power plant | |
| RU2560617C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562735C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU2560505C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560607C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562743C1 (en) | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station | |
| RU2570132C2 (en) | Recovery of heat power generated by thermal electric station | |
| RU2562741C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562727C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power station | |
| RU2566249C1 (en) | Method of heat recycling of thermal power plant | |
| RU2562724C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2560612C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560605C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560608C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560613C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562725C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2560611C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562738C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160409 |