RU2562730C1 - Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant - Google Patents
Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2562730C1 RU2562730C1 RU2014118452/02A RU2014118452A RU2562730C1 RU 2562730 C1 RU2562730 C1 RU 2562730C1 RU 2014118452/02 A RU2014118452/02 A RU 2014118452/02A RU 2014118452 A RU2014118452 A RU 2014118452A RU 2562730 C1 RU2562730 C1 RU 2562730C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- steam turbine
- condenser
- heat
- turbine
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 15
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 14
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 14
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 13
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 12
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 12
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 12
- 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
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 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 низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 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 low-grade heat of steam from heating taps from a steam turbine and the utilization of high-grade heat of steam of production taps 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 (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 evyh heaters (patent RU №2269014, IPC F01K 17/02, 27.01.2006).
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.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.
Таким образом, в известном способе работы тепловой электрической станции отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, а пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом при конденсации пара отопительных отборов осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины при помощи охлаждающей жидкости.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, the exhaust steam flows from the steam turbine into the condenser steam space, condenses on the surface of the condenser tubes, the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the steam turbine condenser, and the steam of the heating parameters from the steam turbine take-off flows to the vapor space of the upper and lower network heaters condenses on the surface of the heated tubes of the network heaters, inside of which x coolant flows, wherein the vapor condensation heating selections performed utilization of low-potential heat from the vapor heating heats steam turbine using coolant.
Основным недостатком аналога и прототипа является то, что утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины осуществляют в целях выработки дополнительной тепловой энергии, а не для дополнительной выработки электрической энергии.The main disadvantage of the analogue and prototype is that the utilization of low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine 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.In addition, the disadvantage of the analogue and the prototype is the relatively low efficiency of TPPs for the generation of electric energy, due to the cost of electric power to drive the heat pump installation.
Задачей изобретения является разработка способа утилизации тепловой энергии ТЭС, в котором устранены указанные недостатки аналога и прототипа.The objective of the invention is to develop a method of utilization of thermal energy of thermal power plants, which eliminated the indicated disadvantages of the analogue and prototype.
Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии.The technical result is to increase the efficiency of TPPs due to the utilization of low-grade heat of steam from the heating taps from a steam turbine 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 из отборов паровой турбины в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей и его конденсирование на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, 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, причем при конденсации пара отопительных параметров из отборов паровой турбины осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины посредством охлаждающей жидкости, согласно настоящему изобретению дополнительно используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслоохладителем и дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора посредством конденсационной установки, включающей конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара, а также утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, при этом упомянутые утилизации осуществляют посредством теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, состоящего из турбодетандера с электрогенератором, 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 маслоохладителе системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, нагревают в нижнем сетевом подогревателе паровой турбины, нагревают в верхнем сетевом подогревателе паровой турбины, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере 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, the direction of the steam of heating parameters from the steam turbine offsets into the steam space of the upper and lower network heaters and its condensation on the surface of the heated tubes of the network heaters, inside of which coolant flows, while the exhaust steam from the steam turbine is directed into the steam space of the condenser, into which m, it is condensed on the surface of the condenser tubes, and the condensate obtained is sent to the regeneration system using the condenser pump of the steam turbine condenser, and when the steam of the heating parameters is condensed from the steam turbine offsets, the low potential heat of the steam of the heating offsets from the steam turbine is recovered by means of a coolant according to the present invention additionally use an oil supply system for bearings of a steam turbine with an oil cooler and they utilize the high potential heat of production steam through a condensing unit including a steam turbine condenser with production steam extraction, as well as utilize the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, while the said utilization is carried out by means of a closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle, consisting of a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger-condenser and condensate pump, moreover, as a coolant, a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used, while the aforementioned low-boiling working fluid is compressed in a condensate pump of a heat engine, heated in an oil cooler of a steam turbine bearing oil supply system, heated in a lower network heater of a steam turbine, heated in the upper network heater of the steam turbine, evaporate and overheat in the condenser of the steam turbine with production steam extraction, expand in the turbine expander and they are condensed in a heat engine heat exchanger-condenser.
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 низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 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, сетевых подогревателях и конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C3H8) 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 low potential heat of the steam from the heating steam extraction from the steam turbine, and utilizing the high potential heat of the steam from production steam extraction from the steam turbine with production steam extraction for additional generation of electrical energy, which is carried out by sequential heating, respectively, in an oil cooler, network heaters and condenser a steam turbine with production steam extraction of a low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 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, сетевые подогреватели 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, network heaters and a condensing unit.
На фиг. 1 цифрами обозначены:In FIG. 1 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 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины,12 - oil supply system for bearings of a steam turbine,
13 - сливной трубопровод,13 - drain pipe
14 - маслобак,14 - oil tank
15 - маслонасос,15 - oil pump,
16 - маслоохладитель,16 - oil cooler
17 - напорный трубопровод,17 - pressure pipe
18 - конденсационная установка,18 - condensation installation
19 - паровая турбина с производственным отбором пара,19 is a steam turbine with production steam extraction,
20 - электрогенератор паровой турбины с производственным отбором пара,20 - electric generator of a steam turbine with production steam extraction,
21 - конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара,21 is a condenser of a steam turbine with production steam extraction,
22 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара.22 - condensate pump of a condenser of a steam turbine with production steam extraction.
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, которые между собой соединены по нагреваемой среде, а также систему 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 13, маслобак 14, маслонасос 15 и маслоохладитель 16, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 17.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, which are interconnected on a heated medium, as well as a system 12 of oil supply for bearings of a steam turbine 1, comprising a drain pipe 13, an oil tank 14, an oil pump 15 and oil, connected in series through a heating medium cooler 16, the output of which is connected via a heated medium to a pressure pipe 17.
В тепловую электрическую станцию введены конденсационная установка 18 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.A condensing unit 18 and a heat engine 5 with a closed circulation loop operating on the organic Rankine cycle are introduced into the thermal power station.
Конденсационная установка 18 содержит последовательно соединенные паровую турбину 19 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 20, конденсатор 21 паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатный насос 22 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара.The condensation unit 18 comprises a steam turbine 19 with production steam extraction connected in series with an electric generator 20, a steam turbine condenser 21 with production steam and a condensate pump 22 of a steam turbine condenser with production steam.
Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим последовательно соединенные турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-конденсатор 8 и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 16, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом нижнего сетевого подогревателя 11, а выход верхнего сетевого подогревателя 10 соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 21 паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора 21 паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, образуя замкнутый контур охлаждения.The closed circulation circuit of the heat engine 5 is made in the form of a circuit with a low-boiling working fluid containing a turboexpander 6 connected in series with an electric generator 7, a heat exchanger-condenser 8 and a condensate pump 9, the output of the condensate pump 9 being connected via a heated medium to the input of the oil cooler 16, the output of which is connected on the heated medium with the input of the lower network heater 11, and the output of the upper network heater 10 is connected on the heated medium with the input of the condenser 21 of the steam turbine by steam extraction, the output of the condenser 21 of the steam turbine with production steam extraction is connected via a heated medium to the inlet of the turboexpander 6, 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 из отборов паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей и его конденсирование на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей 10 и 11, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, 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, причем при конденсации пара отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 посредством охлаждающей жидкости.The method includes steam extraction from a steam turbine 1, steam direction of heating parameters from steam turbine 1 withdrawals to the steam space of the upper 10 and lower 11 network heaters and its condensation on the surface of the heated tubes of the network heaters 10 and 11, inside which coolant flows, 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 on 3 wasp steam turbine condenser 1 is directed to the recovery system, the vapor condensation heating parameters selections from a steam turbine 1 is performed recycling low-grade heat from the vapor heating heats the steam turbine 1 by the cooling fluid.
Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно используют систему 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 с маслоохладителем 16 и дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора посредством конденсационной установки 18, включающей конденсатор 21 паровой турбины 19 с производственным отбором пара, а также утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, 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-конденсатора 8 и конденсатного насоса 9, причем в качестве охлаждающей жидкостиThe difference of the proposed method is that they additionally use the oil supply system 12 of the bearings of the steam turbine 1 with an oil cooler 16 and additionally utilize the high potential heat of production steam through a condensing unit 18, including a condenser 21 of the steam turbine 19 with production steam extraction, as well as utilize the low potential heat of the system 12 oil supply bearings of the steam turbine 1, while the mentioned disposal is carried out by means of heat closed circuit actuator 5 operating on the Rankine organic cycle, consisting of a turboexpander 6 with an electric generator 7, a heat exchanger-condenser 8 and a condensate pump 9, moreover, as a coolant
используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, при этом упомянутое низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя 5, нагревают в маслоохладителе 16 системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, нагревают в нижнем 11 сетевом подогревателе паровой турбины 1, нагревают в верхнем 10 сетевом подогревателе паровой турбины 1, испаряют и перегревают в конденсаторе 21 паровой турбины 19 с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере 6 и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.use a low-boiling working fluid 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 the oil cooler 16 of the oil supply system of the bearings of the steam turbine 1, heated in the lower 11 network heater of the steam turbine 1, heated in the upper 10 network heater of the steam turbine 1, evaporate and overheat in the condenser 21 of the steam turbine 19 with production steam extraction, expand in the expander 6 and condense in the heat exchanger 8 Satoru 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 С3Н8.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 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, а также низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины 1 и высокопотенциальной тепловой энергии пара производственного отбора из паровой турбины 19 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 12 of the bearings of the steam turbine 1, as well as low potential heat of the steam from the heating taps from the steam turbine 1 and high potential heat of the steam from the production taps from the steam turbine 19 into mechanical and then into electric energy takes place in a closed circuit of the heat engine 5, working on the organic Rankine cycle.
Таким образом, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины 19 с производственным отбором пара осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в маслоохладителе 16, сетевых подогревателях 11, 10 и конденсаторе 21 паровой турбины с производственным отбором пара низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана С3Н8) 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 12 of the bearings of the steam turbine 1, the utilization of the low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine 1, and the utilization of the high-grade heat of the steam from the production tapping from the steam turbine 19 with the production tapping of steam is carried out by sequential heating, respectively, in the oil cooler 16, network heaters 11, 10 and condenser 21 of a steam turbine with production steam extraction of a low-boiling working fluid (liquefied OPANAL 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 С3Н8, который последовательно направляют на нагрев в начале в маслоохладитель 16, куда поступает нагретое масло системы 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, далее в нижний сетевой подогреватель 11, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 365 К, и в верхний сетевой подогреватель 10, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 400 К. При этом температура нагретого масла в маслоохладителе 16 может варьироваться в интервале от 318,15 К до 348,15 К.The whole process begins with the compression in the condensate pump 9 of liquefied propane C 3 H 8 , which is subsequently sent for heating at the beginning to the oil cooler 16, where the heated oil of the oil supply system 12 of the bearings of the steam turbine 1 enters, then to the lower network heater 11, where the heating steam enters sampling from a steam turbine 1 at a temperature of about 365 K, and to the upper network heater 10, where heating steam from a steam turbine 1 arrives at a temperature of about 400 K. The temperature of the heated oil in oil cooler Aditele 16 can vary in the range from 318.15 K to 348.15 K.
Пар, поступающий из отопительных отборов паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок, внутри которых протекает сжиженный пропан С3Н8.The steam coming from the heating taps of the steam turbine 1 into the steam space of the upper 10 and lower 11 network heaters condenses on the surface of the heated tubes, inside which liquefied propane C 3 H 8 flows.
В процессе теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном С3Н8 в маслоохладителе 16, а также в процессе конденсации пара отопительных отборов в нижнем сетевом подогревателе 11 и в верхнем сетевом подогревателе 10 паровой турбины 1 происходит нагрев сжиженного пропана С3Н8 до критической температуры 369,89 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 13 МПа, и далее его направляют на испарение и перегрев в конденсатор 21 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 19 при температуре около 573 К.In the process of heat exchange of heated oil with liquefied propane C 3 H 8 in the oil cooler 16, as well as in the process of condensation of a pair of heating taps in the lower network heater 11 and in the upper network heater 10 of the steam turbine 1, the liquefied propane C 3 H 8 is heated to a critical temperature of 369 , 89 K at supercritical pressure from 4.2512 MPa to 13 MPa, and then it is directed to evaporation and overheating in the condenser 21 of the steam turbine with production steam extraction, where the production steam comes from the steam turbine 19 at A temperature of about 573 K.
Пар, поступающий из производственного отбора паровой турбины 19 в паровое пространство конденсатора 21, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан C3H8). Мощность паровой турбины 19 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 20.The steam coming from the production selection of the steam turbine 19 into the vapor space of the condenser 21 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C 3 H 8 ). The power of the steam turbine 19 is transmitted to the main electric generator 20 connected to one shaft.
Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 22 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 22 of a steam turbine condenser with production steam extraction is sent to a regeneration system.
В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 21 паровой турбины происходит испарение сжиженного пропана C4H8 и дальнейший его перегрев до сверхкритической температуры от 369,89 К до 420 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 13 МПа, который направляют на расширение в турбодетандер 6.During the condensation of production steam in the condenser 21 of a steam turbine, the liquefied propane C 4 H 8 evaporates and then overheats to a supercritical temperature of 369.89 K to 420 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa to 13 MPa, which is directed to expansion to turbo expander 6.
Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного пропана С3Н8 в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный пропан C3H8 имеет температуру около 288 К с влажностью, не превышающей 12%.The process is set up in such a way that in the expander 6 there is no condensation of gaseous propane C 3 H 8 during the operation of the heat transfer. 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 has a temperature of about 288 K with a humidity not exceeding 12%.
Далее, при снижении температуры газообразного пропана C3H8 происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, выполненном, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, охлаждаемого воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 К до 283,15 К.Further, when the temperature of the gaseous propane C 3 H 8 decreases, it is liquefied in the heat exchanger-condenser 8, made, for example, in the form of an air-cooled condenser cooled by ambient air in the temperature range from 223.15 K to 283.15 K.
После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии пропан C3H8 направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя.After the heat exchanger-condenser 8 in a liquefied state, propane C 3 H 8 is sent for compression to the condensate pump 9 of the heat engine.
Далее органический цикл Ренкина на основе низкокипящего рабочего тела повторяется.Further, the organic Rankine cycle based on a low-boiling working fluid is repeated.
Использование в работе тепловой электрической станции конденсационной установки 18 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 18 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 низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины с производственным отбором пара 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 low potential heat of the steam from the heating taps from the steam turbine and utilizing the high potential heat of the steam from the production taps from a steam turbine with production taps steam for additional generation of electrical energy.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118452/02A RU2562730C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118452/02A RU2562730C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2562730C1 true RU2562730C1 (en) | 2015-09-10 |
Family
ID=54073774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014118452/02A RU2562730C1 (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2562730C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107227981A (en) * | 2017-06-05 | 2017-10-03 | 华电电力科学研究院 | One kind utilizes LNG cold energy Collaborative Control turbine discharge back pressure system and method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1483054A1 (en) * | 1987-10-27 | 1989-05-30 | Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Внипиэнергопром" | Method of operation of binary-cycle electric power station |
| US6948315B2 (en) * | 2004-02-09 | 2005-09-27 | Timothy Michael Kirby | Method and apparatus for a waste heat recycling thermal power plant |
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| US20090094983A1 (en) * | 2006-01-20 | 2009-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine cycle |
| RU2425987C1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of power plant operation |
-
2014
- 2014-05-06 RU RU2014118452/02A patent/RU2562730C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1483054A1 (en) * | 1987-10-27 | 1989-05-30 | Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Внипиэнергопром" | Method of operation of binary-cycle electric power station |
| US6948315B2 (en) * | 2004-02-09 | 2005-09-27 | Timothy Michael Kirby | Method and apparatus for a waste heat recycling thermal power plant |
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| US20090094983A1 (en) * | 2006-01-20 | 2009-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine cycle |
| RU2425987C1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of power plant operation |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107227981A (en) * | 2017-06-05 | 2017-10-03 | 华电电力科学研究院 | One kind utilizes LNG cold energy Collaborative Control turbine discharge back pressure system and method |
| CN107227981B (en) * | 2017-06-05 | 2023-04-18 | 华电电力科学研究院有限公司 | System and method for cooperatively controlling exhaust back pressure of steam turbine by utilizing LNG cold energy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2570131C2 (en) | Operating method of thermal power plant | |
| RU2560606C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method | |
| RU2562730C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2559655C1 (en) | Method of operation of thermal power plant | |
| RU2562745C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU2562735C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU2560615C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562736C1 (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 | |
| RU2560624C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method | |
| RU2562728C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562741C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562724C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562727C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power station | |
| RU2570132C2 (en) | Recovery of heat power generated by thermal electric station | |
| RU2566249C1 (en) | Method of heat recycling of thermal power plant | |
| RU2562743C1 (en) | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station | |
| RU2562731C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562725C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562737C1 (en) | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station | |
| RU2562733C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU2560607C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560617C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2569292C1 (en) | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station | |
| RU2560605C1 (en) | Heat power plant operation mode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160507 |