RU2781322C1

RU2781322C1 - Combined-cycle gas turbine on three working bodies

Info

Publication number: RU2781322C1
Application number: RU2021133911A
Authority: RU
Inventors: Владимир Олегович Киндра; Николай Дмитриевич Рогалев; Иван Игоревич Комаров; Владимир Юрьевич Наумов; Никита Сергеевич Скляр
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2022-10-11

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of heat power engineering, namely, to power plants with more than two engines supplying energy to external consumers and working on different working bodies, and is intended for use in heat power plants. Combined-cycle gas turbine on three working bodies comprise a gas turbine unit (1), a waste heat boiler (2), an economiser (3), an evaporator (4) and a steam superheater (5), a high-pressure steam turbine (6) with a developed recovery system, an intermediate steam superheater (7), a low-pressure steam turbine (8) with an advanced recovery system, an electric generator (9), a steam turbine condenser (10), a first condensate pump (11) and a low-pressure heater (12), a second condensate pump (13) and a low-pressure heater (14), a third condensate pump (15) and a low-pressure heater (16), a fourth low-pressure heater (17), a deaerator (18), a feed pump (19), a first (20), a second (21), and a third (22) high-pressure heaters, a low-boiling working body (NRT) superheater (23), an NRT turbine (24), a second electric generator (25), an NRT recuperator (26), an NRT condenser (27), an NRT pump (28), and a gas duct (29) for discharging gases into the flue. The output of the high-pressure steam turbine (6) is connected with the input of the intermediate steam superheater (7), and the output thereof is connected with the input of the low-pressure steam turbine (8). The output of the low-pressure steam turbine (8) is connected with the condenser of the steam turbine (10), the output whereof is connected with the input of the first condensate pump (11). The output of the first condensate pump (11) is connected with the input of the first low-pressure heater (12), the other input whereof is connected with the bleeder of the low-pressure steam turbine (8). The output of the low-pressure heater (12) is connected with the input of the second condensate pump (13), the output whereof is connected with the input of the second low-pressure heater (14). The output of the second low-pressure heater (14), the other input whereof is connected with the bleeder of the low-pressure steam turbine (8), is connected with the input of the third condensate pump (15), the output whereof is connected with the input of the third low-pressure heater (16), the other input whereof is connected with the bleeder of the low-pressure steam turbine (8) and the output is connected with the third input of the second low-pressure heater (14). The other output of the third low-pressure heater (16) is connected with the input of the fourth low-pressure heater (17), the other input whereof is connected with the bleeder of the low-pressure steam turbine (8). The output of the fourth low-pressure heater (17) is connected with the third input of the third low-pressure heater (16). The other output of the fourth low-pressure heater (17) is connected with the input of the deaerator (18). The output of the deaerator (18), the other input whereof is connected with the bleeder of the high-pressure steam turbine (6) and another input is connected with the output of the first high-pressure heater (20), is connected with the input of the feed pump (19), the output whereof is connected with the input of the first high-pressure heater (20), the other input whereof is connected with the bleeder of the high-pressure steam turbine (6) and another input is connected with the output of the second high-pressure heater (21). The output of the first high-pressure heater (20) is connected with the input of the second high-pressure heater (21), the other input whereof is connected with the bleeder of the high-pressure steam turbine (6) and another input is connected with the other output of the third high-pressure heater (22), connected with the input of the third high-pressure heater (22). The other input of the third high-pressure heater (22) is connected with the bleeder of the high-pressure steam turbine (6). The output of the NRT turbine (24) is connected with one input of the NRT recuperator (26), the output whereof is connected with the input of the NRT condenser (27). The NRT recuperator (26) is connected with the input of the NRT superheater (23) by the other output.

EFFECT: increase in the net electric performance coefficient of the combined-cycle gas turbine on three working bodies.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к установкам с более чем двумя двигателями, подающими энергию внешним потребителям и работающими на разных рабочих телах и предназначено для использования на тепловых электростанциях.The invention relates to the field of thermal power engineering, namely to installations with more than two engines that supply energy to external consumers and operate on different working fluids and are intended for use in thermal power plants.

Известна парогазовая установка на трех рабочих телах (Цибульский С.А. Совершенствование тепловой схемы утилизационной парогазовой установки с целью повышения эффективности генерации электрической энергии: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: спец. 05.14.14: дис. - 2018.), содержащая газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, в который встроены связанные между собой поверхности экономайзера высокого давления, испарителя и пароперегревателя, а также поверхность нагрева экономайзера низкого давления, являющиеся частью паротурбинной установки и установки, работающей по органическому циклу Ренкина. Паротурбинная установка состоит из последовательно соединенных пароперегревателя, паровой турбины высокого давления, испарителя органического цикла, конденсатного насоса, экономайзера высокого давления и испарителя, выход которого соединен с входом пароперегревателя. Установка, работающая по органическому циклу Ренкина, состоит из последовательно соединенных экономайзера низкого давления, испарителя органического цикла, турбины низкого давления, рекуператора, воздушного конденсатора и конденсатного насоса органического цикла, а также содержит конденсатный насос органического цикла, смешивающий регенеративный подогреватель, который связан с отбором турбины низкого давления, питательный насос органического цикла, выход которого соединен с экономайзером низкого давления.A combined-cycle plant on three working bodies is known (Tsibulsky S.A. Improving the thermal scheme of a utilization combined-cycle plant in order to increase the efficiency of generating electric energy: a dissertation for the degree of candidate of technical sciences: spec. 05.14.14: dis. - 2018.), containing a gas turbine plant connected by a gas duct to a waste heat boiler, in which the interconnected surfaces of the high-pressure economizer, evaporator and superheater, as well as the heating surface of the low-pressure economizer, which are part of the steam turbine plant and the plant operating on the organic Rankine cycle, are built. The steam turbine plant consists of a superheater, a high-pressure steam turbine, an organic cycle evaporator, a condensate pump, a high-pressure economizer and an evaporator connected in series, the outlet of which is connected to the inlet of the superheater. The organic Rankine cycle plant consists of a low-pressure economizer, an organic cycle evaporator, a low-pressure turbine, a heat exchanger, an air condenser and an organic cycle condensate pump connected in series, and also contains an organic cycle condensate pump, a mixing regenerative heater, which is connected to the extraction low pressure turbines, organic cycle feed pump, the output of which is connected to the low pressure economizer.

Недостатком данного технического решения являются большие потери теплоты в воздушном конденсаторе.The disadvantage of this technical solution is the large heat loss in the air condenser.

Известна парогазовая установка на трех рабочих телах (Патент РФ №2561776, МПК F01K 21/04, опубл. 10.09.2015), содержащая газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, в который встроены связанные между собой поверхности экономайзера высокого давления, испарителя, пароперегревателя, промежуточного пароперегревателя, а также поверхность нагрева экономайзера низкого давления, являющиеся частью паротурбинной установки и установки, работающей по органическому циклу Ренкина. Паротурбинный установка состоит из последовательно соединенных пароперегревателя, паровой турбины высокого давления, промежуточного пароперегревателя, паровой турбины среднего давления, перегревателя и испарителя органического цикла, конденсатного насоса, экономайзера высокого давления и испарителя, выход которого соединен с входом пароперегревателя. Установка, работающая по органическому циклу Ренкина, состоит из последовательно соединенных экономайзера низкого давления, испарителя и пароперегревателя органического цикла, турбины низкого давления, рекуператора, конденсатора и конденсатного насоса органического цикла, а также содержит конденсатный насос органического цикла, смешивающий регенеративный подогреватель, который связан с отбором турбины низкого давления, питательный насос органического цикла, выход которого соединен с экономайзером низкого давления.Known steam-gas plant on three working fluids (RF Patent No. 2561776, IPC F01K 21/04, publ. 09/10/2015), containing a gas turbine plant connected by a flue with a waste heat boiler, in which the interconnected surfaces of the high-pressure economizer, evaporator, superheater, reheater, as well as the heating surface of the low-pressure economizer, which are part of the steam turbine plant and the plant operating on the organic Rankine cycle. The steam turbine plant consists of a superheater, a high pressure steam turbine, an intermediate superheater, a medium pressure steam turbine, a superheater and an organic cycle evaporator, a condensate pump, a high pressure economizer and an evaporator connected in series, the outlet of which is connected to the inlet of the superheater. The organic Rankine cycle plant consists of a low-pressure economizer, an organic cycle evaporator and superheater, a low-pressure turbine, a heat exchanger, a condenser and an organic cycle condensate pump connected in series, and also contains an organic cycle condensate pump, mixing a regenerative heater, which is connected to low pressure turbine extraction, organic cycle feed pump, the output of which is connected to the low pressure economizer.

Недостатком данного технического решения являются большие потери теплоты в конденсаторе.The disadvantage of this technical solution is the large heat loss in the condenser.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является парогазовая установка на трех рабочих телах (Balanescu D.Т., Homutescu V.М. Performance analysis of a gas turbine combined cycle power plant with waste heat recovery in Organic Rankine Cycle // Procedia Manufacturing. - 2019. - T. 32. - C. 520-528), содержащая газотурбинную установку, связанную газоходом с котлом-утилизатором, в который встроены связанные между собой поверхности нагрева экономайзера, первого испарителя и пароперегревателя, а также второго испарителя, являющиеся частью паротурбинной установки и установки, работающей по органическому циклу Ренкина. Паротурбинная установка состоит из последовательно соединённых пароперегревателя, паровой турбины, парового конденсатора, конденсатного насоса, смешивающего регенеративного подогревателя, соединенного с отбором паровой турбины, экономайзера и первого испарителя, выход которого соединен с входом пароперегревателя. Установка, работающая по органическому циклу Ренкина, состоит из последовательно соединённых второго испарителя, турбины низкого давления, конденсатора органического цикла и конденсатного насоса органического цикла, а также содержит конденсатный насос органического цикла.The closest in technical essence to the proposed invention is a steam-gas plant on three working fluids (Balanescu D.T., Homutescu V.M. Performance analysis of a gas turbine combined cycle power plant with waste heat recovery in Organic Rankine Cycle // Procedia Manufacturing. - 2019. - T. 32. - C. 520-528), containing a gas turbine plant connected by a gas duct to a waste heat boiler, in which the interconnected heating surfaces of the economizer, the first evaporator and the superheater, as well as the second evaporator, which are part of the steam turbine plant and plant operating on the organic Rankine cycle. The steam turbine plant consists of a superheater, a steam turbine, a steam condenser, a condensate pump, a mixing regenerative heater connected to the steam turbine extraction, an economizer and the first evaporator connected in series, the outlet of which is connected to the inlet of the superheater. The plant operating on the organic Rankine cycle consists of a second evaporator, a low pressure turbine, an organic cycle condenser and an organic cycle condensate pump connected in series, and also contains an organic cycle condensate pump.

Недостатком данного технического решения являются большие потери теплоты в паровом конденсаторе и конденсаторе органического цикла.The disadvantage of this technical solution is the large heat loss in the steam condenser and the organic cycle condenser.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в снижении потери теплоты в холодных источниках парогазовых циклов.The technical problem solved by the invention is to reduce heat loss in cold sources of steam-gas cycles.

Технический результат заключается в повышении электрического КПД нетто парогазовой установки на трех рабочих телах.The technical result consists in increasing the net electrical efficiency of the combined cycle plant on three working fluids.

Это достигается тем, что предлагаемая парогазовая установка на трех рабочих телах, содержащая газотурбинную установку, котел-утилизатор, в который встроены связанные между собой поверхности нагрева экономайзера, испарителя и пароперегревателя, паровую турбину высокого давления, соединенные последовательно, паровую турбину низкого давления, расположенную на одном валу с паровой турбиной высокого давления и электрогенератором и соединенную с конденсатором паровой турбины, перегреватель низкокипящего рабочего тела, соединенный с турбиной низкокипящего рабочего тела, расположенной на одном валу со вторым электрогенератором, конденсатор низкокипящего рабочего тела, соединенный с насосом низкокипящего рабочего тела, при этом парогазовая установка снабжена промежуточным пароперегревателем, вход которого соединен с паровой турбиной высокого давления, а выход соединен с паровой турбиной низкого давления, и развитой системой регенерации, которая содержит первый конденсатный насос, первый подогреватель низкого давления, второй конденсатный насос, второй подогреватель низкого давления, третий конденсатный насос, третий подогреватель низкого давления, четвертый подогреватель низкого давления, деаэратор, питательный насос, первый, второй и третий подогреватели высокого давления, соединенные последовательно, кроме того входы подогревателей низкого давления соединены с отборами паровой турбины низкого давления, входы подогревателей высокого давления и деаэратора соединены с отборами паровой турбины высокого давления, а выход первого подогревателя высокого давления соединен с входом деаэратора, выход второго подогревателя высокого давления соединен с входом первого подогревателя, выход третьего подогревателя высокого давления соединен с экономайзером, его выход соединен с входом второго подогревателя высокого давления, при этом выход четвертого подогревателя низкого давления соединен с входом третьего подогревателя низкого давления, выход третьего подогревателя низкого давления соединен с входом второго подогревателя низкого давления, причем конденсатор паровой турбины соединен с первым конденсатным насосом, а также снабжена рекуператором низкокипящего рабочего тела, один вход которого соединён с выходом турбины низкокипящего рабочего тела, выход соединен с входом конденсатора низкокипящего рабочего тела, а другой вход соединен с выходом насоса низкокипящего рабочего тела, а другой выход с входом перегревателя низкокипящего рабочего тела.This is achieved by the fact that the proposed combined-cycle plant on three working fluids, containing a gas turbine plant, a waste heat boiler, in which the interconnected heating surfaces of the economizer, evaporator and superheater are built, a high-pressure steam turbine connected in series, a low-pressure steam turbine located on one shaft with a high-pressure steam turbine and an electric generator and connected to the steam turbine condenser, a low-boiling working fluid superheater connected to the low-boiling working fluid turbine located on the same shaft as the second electric generator, a low-boiling working fluid condenser connected to the low-boiling working fluid pump, while combined-cycle plant is equipped with an intermediate superheater, the inlet of which is connected to a high-pressure steam turbine, and the outlet is connected to a low-pressure steam turbine, and a developed regeneration system, which contains the first condensate pump, the first preheater low-pressure heater, second condensate pump, second low-pressure heater, third condensate pump, third low-pressure heater, fourth low-pressure heater, deaerator, feed pump, first, second and third high-pressure heaters connected in series, in addition, inputs of low-pressure heaters connected to the low-pressure steam turbine outlets, the inlets of the high-pressure heaters and the deaerator are connected to the high-pressure steam turbine outlets, and the outlet of the first high-pressure heater is connected to the deaerator inlet, the outlet of the second high-pressure heater is connected to the inlet of the first heater, the outlet of the third high-pressure heater is connected with an economizer, its output is connected to the input of the second high pressure heater, while the output of the fourth low pressure heater is connected to the input of the third low pressure heater, the output of the third low pressure heater is connected line with the inlet of the second low-pressure heater, wherein the steam turbine condenser is connected to the first condensate pump, and is also equipped with a low-boiling working fluid recuperator, one inlet of which is connected to the outlet of the low-boiling working fluid turbine, the outlet is connected to the inlet of the low-boiling working fluid condenser, and the other inlet is connected with the output of the low-boiling working fluid pump, and the other outlet with the inlet of the superheater of the low-boiling working fluid.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная тепловая схема парогазовой установки на трех рабочих телах.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a schematic thermal diagram of a combined cycle plant on three working fluids.

Парогазовая установка на трех рабочих телах содержит в себе газотурбинную установку 1, котел-утилизатор 2, экономайзер 3, испаритель 4 и пароперегреватель 5, паровую турбину высокого давления 6 с развитой системой регенерации, промежуточный пароперегреватель 7, паровую турбину низкого давления 8 с развитой системой регенерации, электрогенератор 9, конденсатор паровой турбины 10, первый конденсатный насос 11 и подогреватель низкого давления 12, второй конденсатный насос 13 и подогреватель низкого давления 14, третий конденсатный насос 15 и подогреватель низкого давления 16, четвертый подогреватель низкого давления 17, деаэратор 18, питательный насос 19, первый 20, второй 21 и третий 22 подогреватели высокого давления, перегреватель низкокипящего рабочего тела (НРТ) 23, турбину НРТ 24, второй электрогенератор 25, рекуператор НРТ 26, конденсатор НРТ 27, насос НРТ 28, газоход 29 для отвода газов в дымовую трубу.Combined-cycle plant on three working fluids contains a gas turbine plant 1, a waste heat boiler 2, an economizer 3, an evaporator 4 and a superheater 5, a high-pressure steam turbine 6 with a developed regeneration system, an intermediate superheater 7, a low-pressure steam turbine 8 with a developed regeneration system , electric generator 9, steam turbine condenser 10, first condensate pump 11 and low pressure heater 12, second condensate pump 13 and low pressure heater 14, third condensate pump 15 and low pressure heater 16, fourth low pressure heater 17, deaerator 18, feed pump 19, the first 20, the second 21 and the third 22 high-pressure heaters, a superheater of a low-boiling working fluid (LPT) 23, a HPT 24 turbine, a second electric generator 25, a HPT 26 heat exchanger, a HPT condenser 27, a HPT pump 28, a flue 29 for exhausting gases into the flue pipe.

Газотурбинная установка 1 соединена с котлом-утилизатором 2, в котором установлен экономайзер 3, вход которого соединен с выходом третьего подогревателя высокого давления 22, а выход соединен с входом испарителя 4. Выход испарителя 4 соединен с входом пароперегревателя 5, выход которого соединен с входом паровой турбины высокого давления 6. Выход паровой турбины высокого давления 6 соединен с входом промежуточного пароперегревателя 7. Выход промежуточного пароперегревателя 7 соединен с входом паровой турбины низкого давления 8. Паровая турбина высокого давления 6 и паровая турбина низкого давления 8 расположены на одном валу, который механически соединен с электрогенератором 9. Выход паровой турбины низкого давления 8 соединен с конденсатором паровой турбины 10, выход которого соединен с входом первого конденсатного насоса 11. Выход первого конденсатного насоса 11 соединен с входом первого подогревателя низкого давления 12, другой вход которого соединен с отбором паровой турбины низкого давления 8. Выход подогревателя низкого давления 12 соединен с входом второго конденсатного насоса 13, выход которого соединен с входом второго подогревателя низкого давления 14. Выход второго подогревателя низкого давления 14, другой вход которого соединен с отбором паровой турбины низкого давления 8, соединен с входом третьего конденсатного насоса 15. Выход третьего конденсатного насоса 15 соединен с входом третьего подогревателя низкого давления 16, другой вход которого соединен с отбором паровой турбины низкого давления 8, а выход соединен с третьим входом второго подогревателя низкого давления 14. Другой выход третьего подогревателя низкого давления 16 соединен с входом четвертого подогревателя низкого давления 17, другой вход которого соединен с отбором паровой турбины низкого давления 8. Выход четвертого подогревателя низкого давления 17 соединен с третьим входом третьего подогревателя низкого давления 16. Другой выход четвертого подогревателя низкого давления 17 соединен с входом деаэратора 18. Выход деаэратора 18, другой вход которого соединен с отбором паровой турбины высокого давления 6, а еще один вход соединен с выходом первого подогревателя высокого давления 20, соединен с входом питательного насоса 19. Выход питательного насоса 19 соединен с входом первого подогревателя высокого давления 20, другой вход которого соединен с отбором паровой турбины высокого давления 6, а еще один вход соединен с выходом второго подогревателя высокого давления 21. Выход первого подогревателя высокого давления 20 соединен с входом второго подогревателя высокого давления 21, другой вход которого соединен с отбором паровой турбины высокого давления 6, а еще один вход соединен с другим выходом третьего подогревателя высокого давления 22, соединен с входом третьего подогревателя высокого давления 22. Другой вход третьего подогревателя высокого давления 22 соединен с отбором паровой турбины высокого давления 6. Выход перегревателя НРТ 23, установленного в котле-утилизаторе 2, соединен с входом турбины НРТ 24. Выход турбины НРТ 24, расположенной на валу, который механически соединен со вторым электрогенератором 25, соединен с одним входом рекуператора НРТ 26. Один выход рекуператора НРТ 26 соединен с входом конденсатора НРТ 27, выход которого соединен с входом насоса НРТ 28. Выход насоса НРТ 28 соединен с другим входом рекуператора НРТ 26, другой выход которого соединен с входом перегревателя НРТ 23. Котел-утилизатор 2 на выходе соединен газоходом 29 с дымовой трубой.The gas turbine plant 1 is connected to the waste heat boiler 2, in which the economizer 3 is installed, the inlet of which is connected to the outlet of the third high-pressure heater 22, and the outlet is connected to the inlet of the evaporator 4. The outlet of the evaporator 4 is connected to the inlet of the superheater 5, the outlet of which is connected to the inlet of the steam high-pressure turbine 6. The outlet of the high-pressure steam turbine 6 is connected to the inlet of the reheater 7. The outlet of the reheater 7 is connected to the inlet of the low-pressure steam turbine 8. The high-pressure steam turbine 6 and the low-pressure steam turbine 8 are located on the same shaft, which is mechanically connected with an electric generator 9. The output of the low pressure steam turbine 8 is connected to the condenser of the steam turbine 10, the output of which is connected to the input of the first condensate pump 11. The output of the first condensate pump 11 is connected to the input of the first low pressure heater 12, the other input of which is connected to the extraction of the low pressure steam turbine pressure 8. The outlet of the low pressure heater 12 is connected to the inlet of the second condensate pump 13, the outlet of which is connected to the inlet of the second low pressure heater 14. The outlet of the second low pressure heater 14, the other inlet of which is connected to the extraction of the low pressure steam turbine 8, is connected to the inlet third condensate pump 15. The output of the third condensate pump 15 is connected to the input of the third low pressure heater 16, the other input of which is connected to the extraction of the low pressure steam turbine 8, and the output is connected to the third input of the second low pressure heater 14. The other output of the third low pressure heater 16 connected to the input of the fourth low pressure heater 17, the other input of which is connected to the extraction of the low pressure steam turbine 8. The output of the fourth low pressure heater 17 is connected to the third input of the third low pressure heater 16. The other output of the fourth low pressure heater 17 is connected to the input deaerator 18. The output of the deaerator 18, the other input of which is connected to the extraction of the high pressure steam turbine 6, and another input is connected to the output of the first high pressure heater 20, is connected to the input of the feed pump 19. The output of the feed pump 19 is connected to the input of the first high pressure heater pressure 20, the other input of which is connected to the extraction of the high pressure steam turbine 6, and another input is connected to the output of the second high pressure heater 21. The output of the first high pressure heater 20 is connected to the input of the second high pressure heater 21, the other input of which is connected to the extraction of steam high-pressure turbine 6, and another input is connected to another output of the third high-pressure heater 22, connected to the input of the third high-pressure heater 22. Another input of the third high-pressure heater 22 is connected to the extraction of the high-pressure steam turbine 6. in waste heat boiler 2 , connected to the inlet of the HPT 24 turbine. The output of the HPT 24 turbine, located on the shaft, which is mechanically connected to the second electric generator 25, is connected to one input of the HPT 26 heat exchanger. of the HPT 28 pump. The output of the HPT 28 pump is connected to another input of the HPT 26 heat exchanger, the other output of which is connected to the HPT 23 superheater input.

Парогазовая установка на трех рабочих телах работает следующим образом.Combined-cycle plant on three working fluids works as follows.

Газы, образовавшиеся в результате работы газотурбинной установки 1, поступают в котел-утилизатор 2, где нагревают воду в экономайзере 3 до температуры близкой к температуре насыщения, после чего вода поступает в испаритель 4. В испарителе 4 происходит нагрев и получение насыщенного пара, далее пар из пароперегревателя 5, где происходит его перегрев до температуры ниже температуры газов на 30°С, поступающих в котел-утилизатор 2, направляется в турбину высокого давления 6, где рабочая среда расширяется, совершая работу, и далее направляется в промежуточный пароперегреватель 7 для перегрева. Затем пар направляется в турбину низкого давления 8 для расширения до параметров в конденсаторе 10, установленном на выхлопе турбины низкого давления 8. Паровые турбины высокого 6 и низкого 8 давления находятся на одном валу и соединены с электрогенератором 9, который вырабатывает электроэнергию. В конденсаторе 10 осуществляется конденсация отработавшего в турбине низкого давления 8 пара с помощью охлаждения циркуляционной водой, далее конденсат направляется в первый конденсатный насос 11, который создает достаточный напор для прохождения конденсатом первого подогревателя низкого давления 12. В нем происходит смешение конденсата с потоком пара из отбора паровой турбины низкого давления 8 и нагрев почти до температуры насыщения. Далее подогретый поток конденсата направляется во второй конденсатный насос 13, который создает достаточный напор для прохождения средой второго подогревателя низкого давления 14, где происходит смешение с потоком пара из отбора паровой турбины низкого давления 8, а также с потоком дренажа из третьего подогревателя низкого давления 16. Далее подогретый поток конденсата направляется в третий конденсатный насос 15, который создает напор, достаточный для прохождения рабочей средой третьего 16 и четвертого 17 подогревателей низкого давления и подачи рабочей среды в деаэратор 18. Подогретый конденсат после третьего конденсатного насоса 15 направляется в третий подогреватель низкого давления 16, где с помощью конвективного теплообмена происходит нагрев конденсата паром из отбора паровой турбины низкого давления 8, а пар в свою очередь конденсируется и направляется во второй подогреватель низкого давления 14. Подогретый конденсат после третьего подогревателя низкого давления 16 направляется в четвертый подогреватель низкого давления 17, где с помощью конвективного теплообмена происходит нагрев конденсата паром из отбора паровой турбины низкого давления 8, а пар в свою очередь конденсируется и направляется в третий подогреватель низкого давления 16. Подогретый конденсат после четвертого подогревателя низкого давления 17 направляется в деаэратор 18, где происходит удаление агрессивных газов из поступающего конденсата и его подогрев, с помощью приходящего из отбора паровой турбины высокого давления 6 потока пара и потока дренажа от группы подогревателей высокого давления 20, 21 и 22. Питательная вода после деаэратора 18 направляется в питательный насос 19, который создает достаточный напор для прохождения среды через первый 20, второй 21 и третий 22 подогреватели высокого давления, пароводяной тракт котла-утилизатора 2 и паровые турбины высокого 6 и низкого давления 8. После первого 20, второго 21 и третьего 22 подогревателей высокого давления питательная вода направляется в экономайзер 3. На выхлопе котла-утилизатора 2 расположен перегреватель НРТ 23, в котором происходит нагрев НРТ, нагретое рабочее тело направляется в турбину НРТ 24, где происходит преобразование тепловой энергии пара в механическую работу с дальнейшей выработкой электроэнергии во втором электрогенераторе 25, а отработавшее рабочее тело направляется в рекуператор НРТ 26. Там оно отдает теплоту сконденсировавшемуся НРТ в конденсаторе НРТ 27 перед подачей в перегреватель НРТ 23. После рекуператора НРТ 26 рабочее тело направляется в конденсатор НРТ 27, где происходит конденсация НРТ и дальше с помощью насоса НРТ 28, который создает напор для прохождения НРТ через рекуператор НРТ 26, перегреватель НРТ 23 и паровую турбину НРТ 24, рабочее тело подается на вход рекуператора НРТ 26. Уходящие газы после перегревателя НРТ 23 направляются в газоход 29, который направляет газы в дымовую трубу.The gases generated as a result of the operation of the gas turbine plant 1 enter the waste heat boiler 2, where the water is heated in the economizer 3 to a temperature close to the saturation temperature, after which the water enters the evaporator 4. In the evaporator 4, heating occurs and saturated steam is produced, then steam from the superheater 5, where it is superheated to a temperature lower than the temperature of the gases by 30 ° C entering the waste heat boiler 2, it is sent to the high pressure turbine 6, where the working medium expands, doing work, and then goes to the intermediate superheater 7 for overheating. Then the steam is sent to the low pressure turbine 8 to expand to the parameters in the condenser 10 installed on the exhaust of the low pressure turbine 8. The high pressure 6 and low pressure 8 steam turbines are on the same shaft and are connected to an electric generator 9, which generates electricity. In the condenser 10, the steam exhausted in the low-pressure turbine 8 is condensed by cooling with circulating water, then the condensate is sent to the first condensate pump 11, which creates sufficient pressure for the condensate to pass through the first low-pressure heater 12. It mixes the condensate with the steam flow from the extraction low pressure steam turbine 8 and heated almost to saturation temperature. Next, the heated condensate flow is directed to the second condensate pump 13, which creates sufficient pressure for the medium to pass through the second low pressure heater 14, where it mixes with the steam flow from the low pressure steam turbine 8, as well as with the drainage flow from the third low pressure heater 16. Next, the heated condensate flow is sent to the third condensate pump 15, which creates a pressure sufficient for the working medium to pass through the third 16 and fourth 17 low pressure heaters and supply the working medium to the deaerator 18. The heated condensate after the third condensate pump 15 is sent to the third low pressure heater 16 , where, using convective heat exchange, the condensate is heated by steam from the low-pressure steam turbine 8, and the steam, in turn, is condensed and sent to the second low-pressure heater 14. The heated condensate after the third low-pressure heater 16 is sent to the fourth low-pressure heater 17, where, using convective heat exchange, the condensate is heated by steam from the extraction of the low-pressure steam turbine 8, and the steam, in turn, is condensed and sent to the third low-pressure heater 16. The heated condensate after the fourth low-pressure heater 17 is sent to the deaerator 18 , where aggressive gases are removed from the incoming condensate and heated, using the steam flow coming from the selection of the high pressure steam turbine 6 and the drainage flow from the group of high pressure heaters 20, 21 and 22. The feed water after the deaerator 18 is sent to the feed pump 19, which creates sufficient pressure for the passage of the medium through the first 20, second 21 and third 22 high-pressure heaters, the steam-and-water path of the waste heat boiler 2 and steam turbines of high 6 and low pressure 8. After the first 20, second 21 and third 22 high-pressure heaters, feed water heading to economizer 3. At the exhaust of the waste heat boiler 2 there is a superheater HPT 23, in which the HPT is heated, the heated working fluid is sent to the turbine HPT 24, where the thermal energy of the steam is converted into mechanical work with further generation of electricity in the second electric generator 25, and the spent working fluid the body is sent to the heat exchanger HPT 26. There it gives off heat to the condensed HPT in the HPT 27 condenser before being fed into the HPT 23 superheater. head for HPT 26 heat exchanger, HPT 23 superheater and HPT 24 steam turbine;

По результатам математического моделирования тепловой схемы парогазовой установки на трех рабочих телах установлено, что электрический КПД нетто разработанной установки выше на 0,77% по сравнению с прототипом при одинаковых параметрах работы газотурбинной установки и величинах недогревов в поверхностях котла-утилизатора.According to the results of mathematical modeling of the thermal circuit of a combined-cycle plant on three working fluids, it was found that the net electrical efficiency of the developed plant is higher by 0.77% compared to the prototype with the same operating parameters of the gas turbine plant and the magnitude of subcooling in the surfaces of the waste heat boiler.

Использование изобретения позволяет повысить электрический КПД нетто за счет внедрения развитой регенерации в паротурбинной установке. Это позволяет повысить его эффективность, за счет уменьшения потери теплоты в конденсаторе паровой турбины, однако при этом также повышается температура уходящих газов после поверхностей нагрева паротурбинного цикла в котле-утилизаторе, что в свою очередь позволяет повысить начальную температуру установки, работающей по органического циклу Ренкина, и ее эффективность.The use of the invention makes it possible to increase the net electrical efficiency due to the introduction of advanced regeneration in a steam turbine plant. This makes it possible to increase its efficiency by reducing heat loss in the steam turbine condenser, however, this also increases the temperature of the flue gases after the heating surfaces of the steam turbine cycle in the waste heat boiler, which in turn makes it possible to increase the initial temperature of the plant operating on the organic Rankine cycle, and its efficiency.

Claims

Combined-cycle plant on three working fluids, containing a gas turbine plant, a waste heat boiler, in which the interconnected heating surfaces of the economizer, evaporator and superheater are built, a high-pressure steam turbine connected in series, a low-pressure steam turbine located on the same shaft with a high-pressure steam turbine pressure and electric generator and connected to the condenser of the steam turbine; a superheater, the inlet of which is connected to a high-pressure steam turbine, and the outlet is connected to a low-pressure steam turbine, and a developed regeneration system, which contains the first condensate pump, the first low-pressure heater, the second condensate pump, the second low pressure heater, the third condensate pump, the third low pressure heater, the fourth low pressure heater, the deaerator, the feed pump, the first, second and third high pressure heaters connected in series, in addition, the inputs of the low pressure heaters are connected to the extraction of the low pressure steam turbine, the inputs of the high pressure heaters and the deaerator are connected to the extractions of the high pressure steam turbine, and the output of the first high pressure heater is connected to the inlet of the deaerator, the output of the second high pressure heater is connected to the input of the first heater, the output of the third high pressure heater is connected to the economizer, its output is connected to the input of the second high pressure heater, while the output of the fourth low pressure heater is connected to the input of the third low pressure heater, the output of the third low pressure heater is connected to the input of the second low-pressure heater, wherein the steam turbine condenser is connected to the first condensate pump, and is also equipped with a low-boiling working fluid recuperator, one inlet of which is connected to the outlet of the low-boiling working fluid turbine, the outlet is connected to the inlet of the low-boiling working fluid condenser, and the other inlet is connected to the outlet of the low-boiling working fluid pump working fluid, and the other outlet is with the inlet of the low-boiling working fluid superheater.