[go: up one dir, main page]

RU2570132C2 - Recovery of heat power generated by thermal electric station - Google Patents

Recovery of heat power generated by thermal electric station Download PDF

Info

Publication number
RU2570132C2
RU2570132C2 RU2014115737/02A RU2014115737A RU2570132C2 RU 2570132 C2 RU2570132 C2 RU 2570132C2 RU 2014115737/02 A RU2014115737/02 A RU 2014115737/02A RU 2014115737 A RU2014115737 A RU 2014115737A RU 2570132 C2 RU2570132 C2 RU 2570132C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
condenser
steam
steam turbine
heat
turbine
Prior art date
Application number
RU2014115737/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014115737A (en
Inventor
Айрат Маратович Гафуров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority to RU2014115737/02A priority Critical patent/RU2570132C2/en
Publication of RU2014115737A publication Critical patent/RU2014115737A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2570132C2 publication Critical patent/RU2570132C2/en

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: in compliance with claimed process, the used steam is fed from the steam turbine to the condenser steam chamber and condensed on the surface of condenser tubes. The condensate is forced by the turbine condenser condensate pump to the recovery system. Note here that the steam turbine exploits the bearing oil feed system with oil cooler. All recoveries are executed with the help of closed-cycle Rankin thermal engine running on low-boiling working fluid cycled in closed circuit.
EFFECT: higher efficiency owing to additional generation of electric power.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников 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 from the oil supply system of bearings of a steam turbine and the utilization of high-grade heat from 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 (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, а конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, the exhaust steam flows from the steam turbine into the steam space of the condenser, condenses 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.

Основным недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии из-за отсутствия утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электроэнергии.The main disadvantage of the analogue and the prototype is the relatively low efficiency of TPPs for generating electric energy due to the lack of utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings for additional electricity 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 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 low-grade heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine for additional generation of electric energy.

Технический результат достигается тем, что в способе утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, включающий направление отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, направление конденсата с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины в систему регенерации, согласно настоящему изобретению, дополнительно используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслоохладителем и конденсационную установку, состоящую из последовательно соединенных паровой турбины с производственным отбором пара и с электрогенератором, конденсатора и конденсатного насоса, при этом дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, причем указанные утилизации осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, и который состоит из последовательно соединенных турбодетандера с электрогенератором, теплообменника-конденсатора и конденсатного насоса, при этом низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в упомянутом маслоохладителе, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в упомянутом 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 direction of the exhaust steam from the steam turbine into the steam space of the condenser for condensation on the surface of the condenser tubes, the direction of the condensate using the condensate pump of the condenser of the steam turbine in the regeneration system, according to this the invention, additionally use the oil supply system of bearings of a steam turbine with oil cooler and condensation An installation consisting of a series-connected steam turbine with production steam extraction and an electric generator, a condenser and a condensate pump, additionally, they utilize the low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings and utilize the high-potential heat of the steam of production selection, and these utilization is carried out using a heat engine with a closed loop operating on the organic Rankine cycle, in which, as of the pressurizing liquid, a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used, which consists of a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger-condenser and a condensate pump connected in series, while the low-boiling working fluid is compressed in a heat engine condensate pump, heated in the mentioned oil cooler, evaporated and overheated in a steam turbine condenser with production steam extraction, is expanded in said turboexpander and condensed thermally in a heat exchanger-condenser on the engine.

В качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.An air cooling condenser or a water cooling condenser, or an air and water cooling condenser are used as a heat exchanger-condenser of a heat engine.

В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный углекислый газ CO2.As a low-boiling working fluid, liquefied carbon dioxide CO 2 is used .

Таким образом, технический результат достигается за счет утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников 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 и конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного углекислого газа СО2) 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 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, respectively, in the oil cooler and condenser of the steam turbine with production selection of steam, low-boiling working fluid (liquefied carbon dioxide СО 2 ) a closed-circuit heat engine operating on the Rankine organic cycle.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором 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 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 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины,10 - oil supply system of bearings of a steam turbine,

11 - сливной трубопровод,11 - drain pipe

12 - маслобак,12 - oil tank

13 - маслонасос,13 - oil pump

14 - маслоохладитель,14 - oil cooler

15 - напорный трубопровод,15 - pressure pipe

16 - конденсационная установка,16 - condensation installation,

17 - паровая турбина с производственным отбором пара,17 - steam turbine with production steam extraction,

18 - электрогенератор паровой турбины с производственным отбором пара,18 - electric generator of a steam turbine with production steam extraction,

19 - конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара,19 is a condenser of a steam turbine with production steam extraction,

20 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара.20 - 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, а также систему 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 11, маслобак 12, маслонасос 13 и маслоохладитель 14, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 15.The thermal power plant includes a steam turbine 1 connected in series, a steam turbine condenser 2 and a steam turbine condenser pump 3, a main electric generator 4 connected to the steam turbine 1, and a steam turbine bearing oil supply system 10 comprising a drain pipe 11 connected in series through a heating medium , an oil tank 12, an oil pump 13 and an oil cooler 14, the outlet of which is connected to a pressure pipe 15 via a heated medium.

В тепловую электрическую станцию введены конденсационная установка 16 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.A condensing unit 16 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 16 содержит последовательно соединенные паровую турбину 17 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 18, конденсатор 19 паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатный насос 20 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара.The condensing unit 16 comprises a steam production turbine 17 connected in series with a steam production steam having an electric generator 18, a steam turbine condenser 19 with a steam production steam and a condensate pump 20 of a steam turbine condenser with a steam 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 14, а выход маслоохладителя 14 по нагреваемой среде соединен с входом конденсатора 19 паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора 19 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 14, and the output of the oil cooler 14 through a heated medium is connected to the input of the condenser 19 of a steam turbine with production steam extraction, the output of the condenser 19 of a steam turbine with production extraction of steam is connected to heated environment with the input of the expander 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 направление отработавшего пара из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2 для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, направление конденсата с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 1 в систему регенерации.The method includes the direction of the exhaust steam from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2 for condensation on the surface of the condenser tubes, the direction of the condensate using the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine 1 to the regeneration system.

Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно используют систему 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 с маслоохладителем 14 и конденсационную установку 16, состоящую из последовательно соединенных паровой турбины 17 с производственным отбором пара и с электрогенератором 18, конденсатора 19 и конденсатного насоса 20, при этом дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, причем указанные утилизации осуществляют при помощи теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, и который состоит из последовательно соединенных турбодетандера 6 с электрогенератором 7, теплообменника-конденсатора 8 и конденсатного насоса 9, при этом низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя 5, нагревают в упомянутом маслоохладителе 14, испаряют и перегревают в конденсаторе 19 паровой турбины 17 с производственным отбором пара, расширяют в упомянутом турбодетандере 6 и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.The difference of the proposed method is that they additionally use the oil supply system 10 for bearings of a steam turbine 1 with an oil cooler 14 and a condensation unit 16, consisting of a series-connected steam turbine 17 with production steam extraction and with an electric generator 18, a condenser 19 and a condensate pump 20, while additionally they utilize the low-grade heat of the oil supply system 10 of the bearings of the steam turbine 1 and utilize the high-grade heat of the steam of the industrial waste RA, and these utilization is carried out using a closed-circuit heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used as a coolant, and which consists of a turboexpander 6 connected in series with an electric generator 7, the heat exchanger-condenser 8 and the condensate pump 9, while the low-boiling working fluid is compressed in the condensate pump 9 of the heat engine 5, heated in the aforementioned oil cooler 14 hardly vaporized and superheated in the steam turbine 19, condenser 17 with process steam extraction, is expanded in said expansion turbine 6 and is condensed in a condenser-heat exchanger 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 углекислый газ CO2.As a low-boiling working fluid, liquefied carbon dioxide CO 2 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 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и высокопотенциальной тепловой энергии пара производственного отбора из паровой турбины 17 в механическую и далее в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.The conversion of low-grade thermal energy of the oil supply system 10 of the bearings of the steam turbine 1 and high-potential thermal energy of the production steam from the steam turbine 17 to mechanical and then to electric occurs in a closed loop of the heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle.

Таким образом, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины 17 с производственным отбором пара осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в маслоохладителе 14 и конденсаторе 19 паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного углекислого газа CO2) 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 10 of the bearings of the steam turbine 1 and the utilization of the high-grade heat of the steam of production extraction from a steam turbine 17 with production extraction of steam are carried out by sequential heating, respectively, in an oil cooler 14 and a condenser 19 of a steam turbine with production extraction of steam, a low boiling working body (liquefied carbon dioxide CO 2 ) heat engine 5 with a closed loop, working on the organic cycle Renk ina.

Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного углекислого газа CO2, который направляют на нагрев в маслоохладитель 14, куда поступает нагретое масло системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 с температурой в интервале от 313,15 К до 348,15 К.The whole process begins with the compression in the condensate pump 9 of liquefied carbon dioxide CO 2 , which is sent for heating to the oil cooler 14, where the heated oil of the oil supply system 10 of the steam turbine bearings 1 enters with a temperature in the range from 313.15 K to 348.15 K.

В процессе теплообмена нагретого масла с сжиженным углекислым газом CO2 в маслоохладителе 14 происходит нагрев сжиженного углекислого газа CO2 до критической температуры 304,13 К при сверхкритическом давлении от 7,4 МПа до 25 МПа, и далее его направляют на испарение и перегрев в конденсатор 19 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 17 при температуре около 573 К.In the process of heat exchange of heated oil with liquefied carbon dioxide CO 2 in oil cooler 14, liquefied carbon dioxide CO 2 is heated to a critical temperature of 304.13 K at a supercritical pressure of 7.4 MPa to 25 MPa, and then it is sent to evaporation and overheating in a condenser 19 of a steam turbine with production steam extraction, where production steam from the steam turbine 17 is supplied at a temperature of about 573 K.

Пар, поступающий из производственного отбора паровой турбины 17 в паровое пространство конденсатора 19, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный углекислый газ CO2). Мощность паровой турбины 17 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 18.The steam coming from the production selection of the steam turbine 17 into the vapor space of the condenser 19 is condensed on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied carbon dioxide CO 2 ). The power of the steam turbine 17 is transmitted to the main electric generator 18 connected to one shaft.

Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 20 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 resulting condensate is sent via a condensate pump 20 of a steam turbine condenser with production steam extraction to a regeneration system.

В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 19 паровой турбины происходит испарение сжиженного углекислого газа CO2 и дальнейший его перегрев до сверхкритической температуры от 304,13 К до 390 К при сверхкритическом давлении от 7,4 МПа до 25 МПа, который направляют в турбодетандер 6.In the process of condensing production steam in the condenser 19 of the steam turbine, the liquefied carbon dioxide CO 2 evaporates and then overheats to a supercritical temperature of 304.13 K to 390 K at a supercritical pressure of 7.4 MPa to 25 MPa, which is sent to a turbine expander 6 .

Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации углекислого газа CO2 в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 углекислый газ CO2 имеет температуру около 288 К с влажностью, не превышающей 12%.The process is configured in such a way that carbon dioxide CO 2 does not condense in the turboexpander 6 during the operation of the heat transfer. The power of the turboexpander 6 is transferred to an electric generator 7 connected to one shaft. At the outlet of the turboexpander 6, carbon dioxide CO 2 has a temperature of about 288 K with a humidity not exceeding 12%.

Далее, при снижении температуры углекислого газа CO2 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 carbon dioxide CO 2 decreases, it is liquefied in a 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 углекислый газ CO2 направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя.After the heat exchanger-condenser 8 in a liquefied state, carbon dioxide CO 2 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 16 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 16 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 turbine expander 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 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 and utilizing the high potential heat of production steam for additional generation of electric energy.

Claims (3)

1. Способ утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, включающий направление отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, направление конденсата с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины в систему регенерации, отличающийся тем, что дополнительно используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслоохладителем и конденсационную установку, состоящую из последовательно соединенных паровой турбины с производственным отбором пара и с электрогенератором, конденсатора и конденсаторного насоса, при этом дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора, причем указанные утилизации осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, и который состоит из последовательно соединенных турбодетандера с электрогенератором, теплообменника-конденсатора и конденсатного насоса, при этом низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в упомянутом маслоохладителе, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в упомянутом турбодетандере, снижают его температуру в упомянутом теплообменнике-рекуператоре и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя. 1. The method of utilization of thermal energy generated by a thermal power plant, including the direction of the exhaust steam from a steam turbine into the steam space of the condenser for condensation on the surface of the condenser tubes, the direction of the condensate using the condensate pump of the condenser of the steam turbine in a regeneration system, characterized in that the system is additionally used oil supply bearings of a steam turbine with an oil cooler and a condensing unit consisting of series connected a turbine with production steam extraction and with an electric generator, a condenser and a condenser pump, while additionally utilizing the low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings and utilizing the high-potential heat of the steam of production selection, these utilization being carried out using a closed-circuit heat engine operating on organic Rankine cycle, in which a low boiling working fluid is used as the coolant The circulating fluid in a closed circuit, which consists of a turboexpander with an electric generator connected in series, a heat exchanger-condenser and a condensate pump, while the low-boiling working fluid is compressed in a condensate pump of a heat engine, heated in the aforementioned oil cooler, evaporated and overheated in a condenser of a steam turbine with a production by steam extraction, expand in said turboexpander, lower its temperature in said heat exchanger-recuperator and condense in heat exchanger-condens Atore heat engine. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения. 2. The method according to p. 1, characterized in that as the heat exchanger-condenser of the heat engine use either an air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air and water-cooled condenser. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный углекислый газ СО2. 3. The method according to p. 1, characterized in that as a low-boiling working fluid use liquefied carbon dioxide CO 2 .
RU2014115737/02A 2014-04-18 2014-04-18 Recovery of heat power generated by thermal electric station RU2570132C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014115737/02A RU2570132C2 (en) 2014-04-18 2014-04-18 Recovery of heat power generated by thermal electric station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014115737/02A RU2570132C2 (en) 2014-04-18 2014-04-18 Recovery of heat power generated by thermal electric station

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014115737A RU2014115737A (en) 2015-10-27
RU2570132C2 true RU2570132C2 (en) 2015-12-10

Family

ID=54362600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014115737/02A RU2570132C2 (en) 2014-04-18 2014-04-18 Recovery of heat power generated by thermal electric station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2570132C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2268372C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermoelectric power station
RU2269014C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermal power station
RU2320879C1 (en) * 2006-08-14 2008-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" Coaxial-face thermal tube engine
US7856829B2 (en) * 2006-12-15 2010-12-28 Praxair Technology, Inc. Electrical power generation method
JP2011226489A (en) * 2005-02-22 2011-11-10 Toshiba Corp Electric power-generating and desalination combined plant and operation method of the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2268372C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermoelectric power station
RU2269014C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermal power station
JP2011226489A (en) * 2005-02-22 2011-11-10 Toshiba Corp Electric power-generating and desalination combined plant and operation method of the same
RU2320879C1 (en) * 2006-08-14 2008-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" Coaxial-face thermal tube engine
US7856829B2 (en) * 2006-12-15 2010-12-28 Praxair Technology, Inc. Electrical power generation method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АНДРЮЩЕНКО В.И. и др. "Теплофикационные установки и их использование", М., Высшая школа, 1989, стр. 233-235. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014115737A (en) 2015-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2570131C2 (en) Operating method of thermal power plant
RU2560503C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560606C1 (en) Heat power plant heat utilisation method
RU2559655C1 (en) Method of operation of thermal power plant
RU2562730C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2562745C1 (en) Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant
RU2560615C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2562735C1 (en) Utilisation method of heat 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
RU2570132C2 (en) Recovery of heat power generated by thermal electric station
RU2560624C1 (en) Heat power plant heat utilisation method
RU2562736C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2562728C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2562727C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power station
RU2560607C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2562724C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2566249C1 (en) Method of heat recycling of thermal power plant
RU2560617C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2562731C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2570133C2 (en) Recovery of heat power generated by thermal electric power station
RU2562737C1 (en) Method of recovery of heat energy generated by thermal power station
RU2562741C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2562743C1 (en) Method of recovery of heat energy generated by thermal power station
RU2562733C1 (en) Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant
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: 20160419