RU2560606C1 - Heat power plant heat utilisation method - Google Patents
Heat power plant heat utilisation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560606C1 RU2560606C1 RU2014113490/02A RU2014113490A RU2560606C1 RU 2560606 C1 RU2560606 C1 RU 2560606C1 RU 2014113490/02 A RU2014113490/02 A RU 2014113490/02A RU 2014113490 A RU2014113490 A RU 2014113490A RU 2560606 C1 RU2560606 C1 RU 2560606C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- heat
- condenser
- steam turbine
- heat exchanger
- Prior art date
Links
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 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.The invention relates to the field of energy and can be used in thermal power plants (TPPs) for the utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings, the utilization of low-grade heat of the oil supply system of bearings of a steam turbine with production steam extraction, the utilization of excess low-grade heat of return network water and the utilization of high-grade heat production steam for additional generation of electrical 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 пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, сетевая вода поступает от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в испаритель, выполняющий функцию теплообменника-охладителя сетевой воды, нижний сетевой подогреватель и верхний сетевой подогреватель, далее сетевую воду направляют в подающий трубопровод сетевой воды, отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, а конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, при этом в испарителе, выполняющем функцию теплообменника-охладителя сетевой воды, осуществляют утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды при помощи охлаждающей жидкости.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, steam of heating parameters from the steam turbine’s withdrawals enters the steam space of the upper and lower network heaters, network water is supplied from consumers through a return line of network water to the evaporator, which serves as a heat exchanger-cooler of network water, the lower network the heater and the upper network heater, then the network water is sent to the supply pipe of the network water, the exhaust steam comes from the steam turbine into the steam The space of the condenser is condensed on the surface of the condenser tubes, and the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, while the evaporator, which serves as the heat exchanger-cooler of the network water, utilizes the excess low-potential heat of the return network water using coolant.
Основным недостатком аналога и прототипа является то, что утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды осуществляют в целях выработки дополнительной тепловой энергии, а не для дополнительной выработки электрической энергии.The main disadvantage of the analogue and the prototype is that the disposal of excess low potential heat return network water is carried out in order to generate additional thermal energy, and not for additional generation of electric energy.
Кроме этого, недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии, обусловленный затратами электрической мощности на привод теплонасосной установки.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 теплоты ТЭС, в котором устранены указанные недостатки аналога и прототипа.The objective of the invention is to develop a method of utilizing the heat of a thermal power plant, which eliminates these disadvantages of the analogue and prototype.
Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды.The technical result is to increase the efficiency of TPPs due to the utilization of excess low potential heat of return network water.
Технический результат достигается тем, что в способе утилизации теплоты тепловой электрической станции, включающем подачу пара отопительных параметров из отборов паровой турбины в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, подачу сетевой воды от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в теплообменник-охладитель сетевой воды и в нижний, и верхний сетевые подогреватели, подачу сетевой воды в подающий трубопровод сетевой воды, направление отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, в котором пар конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, согласно настоящему изобретению, дополнительно используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, состоящей из охладителя, бака и насоса, и конденсационную установку, состоящую из конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара и системы маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем, и осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора и утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды 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, при этом низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя, нагревают в охладителе масла, нагревают в маслоохладителе и нагревают в теплообменнике-охладителе сетевой воды, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.The technical result is achieved in that in a method of heat recovery of a thermal power plant, comprising supplying steam of heating parameters from steam turbine offsets to the steam space of the upper and lower network heaters, supplying network water from consumers via a return line of network water to the network water heat exchanger-cooler and the lower and upper network heaters, the supply of network water to the supply pipe of the network water, the direction of the exhaust steam from the steam turbine into the steam space a condenser in which steam is condensed on the surface of the condenser tubes, the condensate being sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, according to the present invention, an oil supply system for bearings of the steam turbine, consisting of a cooler, a tank and a pump, and a condensation unit, consisting of a steam turbine condenser with production steam extraction and the oil supply system of its bearings with an oil cooler, and they utilize low potential heat of the oil supply system of steam turbine bearings, utilization of low potential heat of the oil supply system of steam turbine bearings with production steam extraction, utilization of high potential heat of steam of production extraction and utilization of excess low potential heat of return network water using a closed-loop organic engine operating on the Rankine organic cycle in which a low boiling medium, circus, is used as a coolant liraging in a closed circuit, while the low-boiling working fluid is compressed in a condensate pump of a heat engine, heated in a heat exchanger-heat exchanger of a heat engine, heated in an oil cooler, heated in an oil cooler and heated in a heat exchanger-cooler of network water, evaporated and overheated in a steam turbine condenser steam production, expand in the turbine expander of the heat engine, lower its temperature in the heat exchanger-recuperator of the heat engine and condense in the heat exchanger-cond nsatore heat 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 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 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины с производственным отбором пара для дополнительной выработки электрической энергии, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в охладителе маслоснабжения подшипников паровой турбины, маслоохладителе системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, теплообменнике-охладителе сетевой воды и конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана С3Н8) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved by utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings with production steam extraction, utilizing the excess low potential heat of the return network water and utilizing the high potential heat of the production steam from the steam turbine with production selection steam for additional generation of electric energy, which pour by sequential heating, respectively, in the oil supply cooler of the steam turbine bearings, the oil cooler of the oil supply system of the steam turbine bearings with steam production, the heat exchanger-cooler of the network water and the steam turbine condenser with production steam extraction, low boiling medium (liquefied propane C 3 H 8 ) closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором, теплообменником-рекуператором, теплообменник-охладитель сетевой воды и конденсационную установку.The invention is illustrated in the drawing, which shows a thermal power plant having a heat engine with a heat exchanger-condenser, a heat exchanger-recuperator, a heat exchanger-cooler network water and a condensing unit.
На чертеже цифрами обозначены:In the drawing, the numbers indicate:
1 - паровая турбина,1 - steam turbine,
2 - конденсатор паровой турбины,2 - condenser of a steam turbine,
3 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины,3 - condensate pump condenser of a steam turbine,
4 - основной электрогенератор,4 - the main generator
5 - тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции,5 - heat engine with a closed circuit,
6 - турбодетандер,6 - turboexpander,
7 - электрогенератор,7 - electric generator,
8 - теплообменник-конденсатор,8 - heat exchanger-condenser,
9 - конденсатный насос,9 - condensate pump,
10 - верхний сетевой подогреватель,10 - upper network heater,
11 - нижний сетевой подогреватель,11 - lower network heater,
12 - подающий трубопровод сетевой воды,12 - supply pipe network water,
13 - обратный трубопровод сетевой воды,13 - return pipe network water,
14 - теплообменник-охладитель сетевой воды,14 - heat exchanger-cooler network water,
15 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины,15 - oil supply system of bearings of a steam turbine,
16 - сливной трубопровод маслоснабжения подшипников паровой турбины,16 - drain pipeline oil supply bearings of a steam turbine,
17 - бак маслоснабжения подшипников паровой турбины,17 - tank oil supply bearings of a steam turbine,
18 - насос маслоснабжения подшипников паровой турбины,18 - oil supply pump bearings of a steam turbine,
19 - охладитель маслоснабжения подшипников паровой турбины,19 - cooler oil supply bearings of a steam turbine,
20 - напорный трубопровод маслоснабжения подшипников паровой турбины,20 - pressure pipeline oil supply bearings of a steam turbine,
21 - конденсационная установка,21 - condensation installation,
22 - паровая турбина с производственным отбором пара,22 - steam turbine with production steam extraction,
23 - электрогенератор паровой турбины с производственным отбором пара,23 - electric generator of a steam turbine with production steam extraction,
24 - конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара,24 - steam turbine condenser with production steam extraction,
25 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара,25 is a condensate pump of a condenser of a steam turbine with production steam extraction,
26 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара,26 - oil supply system for bearings of a steam turbine with production steam extraction,
27 - сливной трубопровод,27 - drain pipe
28 - маслобак,28 - oil tank
29 - маслонасос,29 - oil pump,
30 - маслоохладитель,30 - oil cooler
31 - напорный трубопровод,31 - pressure pipe
32 - теплообменник-рекуператор.32 - heat exchanger-recuperator.
Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные паровую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор 4, соединенный с паровой турбиной 1, которая соединена по греющей среде с верхним 10 и нижним 11 сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде между подающим 12 и обратным 13 трубопроводами сетевой воды, и теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, включенный по нагреваемой среде в обратный трубопровод 13 сетевой воды перед нижним сетевым подогревателем 11, а также систему 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 16 маслоснабжения подшипников паровой турбины, бак 17 маслоснабжения подшипников паровой турбины, насос 18 маслоснабжения подшипников паровой турбины и охладитель 19 маслоснабжения подшипников паровой турбины, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 20 маслоснабжения подшипников паровой турбины.The thermal power plant includes a series-connected steam turbine 1, a steam turbine condenser 2 and a condenser pump 3 of a steam turbine condenser, a main electric generator 4 connected to a steam turbine 1, which is connected via heating medium to the upper 10 and lower 11 network heaters connected via the heated medium between the supply 12 and the return 13 pipelines of network water, and a heat exchanger-cooler 14 network water connected via a heated medium in the return pipe 13 network water in front of the lower network a heater 11, as well as an oil supply system for bearings of a steam turbine 1, comprising a drain pipe 16 for oil supply of a steam turbine bearings, a tank 17 for oil supply of a steam turbine bearings, a pump 18 for oil supply of a steam turbine bearings and a cooler 19 for oil supply of a steam turbine bearings, which outlet in a heated medium it is connected to a pressure pipe 20 of oil supply for bearings of a steam turbine.
В тепловую электрическую станцию введены конденсационная установка 21 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.A condensing unit 21 and a heat engine 5 with a closed circulation loop operating according to the organic Rankine cycle are introduced into the thermal power station.
Конденсационная установка 21 содержит последовательно соединенные паровую турбину 22 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 23, конденсатор 24 паровой турбины с производственным отбором пара, конденсатный насос 25 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара, и систему 26 маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 27, маслобак 28, маслонасос 29 и маслоохладитель 30, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 31.The condensing unit 21 comprises a steam production turbine 22 connected in series with a steam production steam having an electric generator 23, a steam turbine condenser 24 with a steam production steam condensate pump 25 of a steam turbine condenser with a steam production steam, and an oil supply system 26 of steam turbine bearings with a steam production steam, containing a drain pipe 27, an oil tank 28, an oil pump 29 and an oil cooler 30, the outlet of which is via a heated medium, connected in series through a heating medium e is connected to the discharge conduit 31.
Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 32, теплообменник-конденсатор 8 и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 32, который соединен по нагреваемой среде с входом охладителя 19, выход охладителя 19 соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 30 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя 14 сетевой воды, а выход теплообменника-охладителя 14 сетевой воды по нагреваемой среде соединен с входом конденсатора 24 паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора 24 паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, выход турбодетандера 6 по греющей среде соединен с теплообменником-рекуператором 32, выход теплообменника-рекуператора 32 соединен по греющей среде с теплообменником-конденсатором 8, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса 9, образуя замкнутый контур охлаждения.The closed circuit of the circulation of the heat engine 5 is made in the form of a circuit with a low boiling fluid containing a turboexpander 6 with an electric generator 7, a heat exchanger-recuperator 32, a heat exchanger-condenser 8 and a condensate pump 9, and the output of the condensate pump 9 is connected via a heated medium to the input of the heat exchanger-recuperator 32, which is connected through a heated medium to the inlet of the cooler 19, the output of the cooler 19 is connected through a heated medium to the inlet of the oil cooler 30 of the oil supply system of bearings of a steam turbine with steam extraction, the output of which is connected via a heated medium with the input of the heat exchanger-cooler 14 of the network water, and the output of the heat exchanger-cooler 14 of the network water by the heated medium is connected to the input of the condenser 24 of the steam turbine with production steam, the output of the condenser 24 of the steam turbine with production selection the steam is connected via a heated medium to the inlet of the turbo-expander 6, the output of the turbo-expander 6 through a heating medium is connected to a heat exchanger-recuperator 32, the output of the heat exchanger-recuperator 32 is connected via a heating medium with e-condenser heat exchanger 8, the output of which is connected by a heating medium inlet condensate pump 9, forming a closed cooling circuit.
Способ утилизации теплоты тепловой электрической станции осуществляют следующим образом.The method of heat recovery of a thermal power plant is as follows.
Способ включает в себя подачу пара отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей, подачу сетевой воды от потребителей по обратному 13 трубопроводу сетевой воды в теплообменник-охладитель 14The method includes supplying heating parameters steam from the steam turbine 1 offsets to the steam space of the upper 10 and lower 11 network heaters, supplying network water from consumers via a return line 13 of the network water to the heat exchanger-cooler 14
сетевой воды и в нижний 11, и верхний 10 сетевые подогреватели, подачу сетевой воды в подающий 12 трубопровод сетевой воды, направление отработавшего пара из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, в котором пар конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 1 направляют в систему регенерации.network water to both the lower 11 and upper 10 network heaters, the supply of network water to the supply line 12 of the network water, the direction of the exhaust steam from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2, in which the steam condenses on the surface of the condenser tubes, while the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine 1 is sent to the regeneration system.
Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно используют систему 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, состоящей из охладителя 19, бака 17 и насоса 18, и конденсационную установку 21, состоящую из конденсатора 24 паровой турбины 22 с производственным отбором пара и системы 26 маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем 30, и осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 26 маслоснабжения подшипников паровой турбины 22 с производственным отбором пара, утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора и утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды 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, при этом низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя 5, нагревают в теплообменнике-рекуператоре 32 теплового двигателя, нагревают в охладителе 19 масла, нагревают в маслоохладителе 30 и нагревают в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды, испаряют и перегревают в конденсаторе 24 паровой турбины 22 с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре 32 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.The difference of the proposed method is that they additionally use the oil supply system 15 for bearings of a steam turbine 1, consisting of a cooler 19, a tank 17 and a pump 18, and a condensation unit 21, consisting of a condenser 24 of a steam turbine 22 with production steam extraction and an oil supply system 26 for its bearings with an oil cooler 30, and they utilize the low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings 15, 1 utilize the low-grade heat of the oil supply system 26 of the steam bearings of turbine 22 with production steam extraction, utilization of high potential heat of production steam and utilization of excess low potential heat of return network water using a closed-circuit heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle, in which a low boiling medium circulating is used as a cooling liquid in a closed circuit, while the low-boiling working fluid is compressed in the condensate pump 9 of the heat engine 5, heated in a heat exchanger-recuperator torus 32 of the heat engine, heated in the oil cooler 19, heated in the oil cooler 30 and heated in the heat exchanger-cooler 14 of the mains water, evaporated and superheated in the condenser 24 of the steam turbine 22 with production steam extraction, expanded in the turbine expander 6 of the heat engine, reduced its temperature to heat exchanger-recuperator 32 of the heat engine and condense in the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine.
В качестве теплообменника-конденсатора 8 теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.As the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine, an air-cooled condenser or a water-cooled condenser, or an air and water-cooled condenser are used.
В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан С3Н8.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .
Пример конкретного выполненияConcrete example
Отработавший пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок. При этом образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации. Мощность паровой турбины 1 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 4.The exhaust steam coming from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2 is condensed on the surface of the condenser tubes. In this case, the condensate formed is sent via a condensate pump 3 of the steam turbine condenser to the regeneration system. The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main generator 4 connected to one shaft.
Преобразование низкопотенциальной тепловой энергии системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и системы 26 маслоснабжения подшипников паровой турбины 22 с производственным отбором пара, а также избыточной низкопотенциальной тепловой энергии обратной сетевой воды и высокопотенциальной тепловой энергии пара производственного отбора из паровой турбины 22, в механическую и, далее, в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.Conversion of low-grade heat energy of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1 and 26 of the oil supply system of the bearings of the steam turbine 22 with production steam extraction, as well as excess low-potential heat energy of the return network water and high potential heat energy of production steam from the steam turbine 22, into mechanical and, further , into the electric one, it takes place in a closed loop of the circulation of the heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle.
Таким образом, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 26 маслоснабжения подшипников паровой турбины 22 с производственным отбором пара, утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины 22 с производственным отбором пара осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в охладителе 19 маслоснабжения подшипников паровой турбины, маслоохладителе 30 системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды и конденсаторе 24 паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана С3H8) теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the utilization of the low-grade heat of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1, the utilization of the low-grade heat of the oil supply system 26 of the bearings of the steam turbine 22 with production steam extraction, the utilization of the excess low-grade heat of the return network water and the utilization of the high-grade heat of the production steam from the steam turbine 22 with production selection the steam is carried out by sequential heating, respectively, in the cooler 19 oil supply bearing a steam turbine, the oil cooler 30, the system oil supply steam turbine bearings industrial steam extraction, a heat exchanger-cooler 14 of mains water and the condenser 24, the steam turbine with productive steam extraction, low boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8) thermal engine 5, the closed-loop circulation working on the organic Rankine cycle.
Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана С3H8, который последовательно направляют на нагрев в начале в теплообменник-рекуператор 32, куда поступает перегретый газообразный пропан С3H8 из турбодетандера 6, далее в охладитель 19, куда поступает нагретое масло системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и в маслоохладитель 30, куда поступает нагретое масло системы 26 маслоснабжения подшипников паровой турбины 22, а затем в теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, куда поступает обратная сетевая вода из обратного трубопровода 13. При этом температура нагретого масла и обратной сетевой воды может варьироваться в интервале от 313,15 K до 343,15 K.The whole process begins with compression in a condensate pump 9 of liquefied propane C 3 H 8 , which is subsequently sent for heating at the beginning to the heat exchanger-recuperator 32, where superheated gaseous propane C 3 H 8 from the turbine expander 6 enters, then to the cooler 19, where the heated the oil of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1 and the oil cooler 30, where the heated oil of the oil supply system 26 of the bearings of the steam turbine 22 enters, and then to the heat exchanger-cooler 14 of the network water, where the return network water from the return line 13. The temperature of heated oil and return water may vary in the range of 313,15 K to 343,15 K.
В процессе теплообмена перегретого газообразного пропана С3H8 с сжиженным пропаном С3H8 в теплообменнике-рекуператоре 32 и теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном С3H8 в охладителе 19, и в маслоохладителе 30, а также в процессе теплообмена обратной сетевой воды с сжиженным пропаном С3Н8 в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды, происходит нагрев сжиженного пропана С3H8 в пределах критической температуры в интервале от 308,15 K до 338,15 K при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 8 МПа, и далее его направляют на испарение и перегрев в конденсатор 24 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 22 при температуре около 573 K.In the process of heat exchange of superheated gaseous propane C 3 H 8 with liquefied propane C 3 H 8 in the heat exchanger-recuperator 32 and heat exchange of heated oil with liquefied propane C 3 H 8 in the cooler 19, and in the oil cooler 30, as well as in the process of heat exchange of the return network water with liquefied propane C 3 H 8 in the heat exchanger-cooler 14 of network water, liquefied propane C 3 H 8 is heated within the critical temperature range from 308.15 K to 338.15 K at supercritical pressure from 4.2512 MPa to 8 MPa , and then it is directed to evaporation and overheating in condenser 24 of a steam turbine with production steam extraction, where production steam from the steam turbine 22 is supplied at a temperature of about 573 K.
Пар, поступающий из производственного отбора паровой турбины 22 в паровое пространство конденсатора 24, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан С3H8). Мощность паровой турбины 22 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 23.The steam from the production selection of the steam turbine 22 into the steam space of the condenser 24 is condensed on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C 3 H 8 ). The power of the steam turbine 22 is transmitted to the main electric generator 23 connected to one shaft.
Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 25 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара направляют в систему регенерации.Steam condensation is accompanied by the release of latent heat of vaporization, which is removed using coolant. The condensate formed by means of a condensate pump 25 of a steam turbine condenser with production steam extraction is sent to a regeneration system.
В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 24 паровой турбины происходит нагрев сжиженного пропана С3H8 до критической температуры 369,89 K, с последующим его испарением и перегревом до сверхкритической температуры от 369,89 K до 420 K при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 8 МПа, который направляют в турбодетандер 6.In the process of condensing production steam in the condenser 24 of the steam turbine, the liquefied propane C 3 H 8 is heated to a critical temperature of 369.89 K, followed by its evaporation and superheating to a supercritical temperature of 369.89 K to 420 K at a supercritical pressure of 4, 2512 MPa to 8 MPa, which is sent to the turbo expander 6.
Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного пропана С3H8 в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный пропан С3Н8, имеющий температуру перегретого газа около 288 K, направляют в теплообменник-рекуператор 32 для снижения температуры.The process is configured in such a way that no condensation of gaseous propane C 3 H 8 occurs during the operation of the heat transfer in the turbine expander 6. The power of the turboexpander 6 is transmitted to an electric generator 7 connected to one shaft. At the outlet of the turboexpander 6, gaseous propane C 3 H 8 having a superheated gas temperature of about 288 K is sent to a heat exchanger-recuperator 32 to reduce the temperature.
В теплообменнике-рекуператоре 32 в процессе отвода теплоты на нагрев сжиженного пропана С3H8 снижается нагрузка на теплообменник-конденсатор 8, выполненный, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, и затраты мощности на привод вентиляторов воздушного охлаждения.In the heat exchanger-recuperator 32 in the process of heat removal for heating liquefied propane C 3 H 8, the load on the heat exchanger-condenser 8, made, for example, in the form of an air-cooled condenser, and the power consumption for driving air-cooled fans are reduced.
Далее, при снижении температуры газообразного пропана С3Н8, происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, охлаждаемом воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 K до 283,15 K.Further, when the temperature of gaseous propane C 3 H 8 decreases, it liquefies in a heat exchanger-condenser 8 cooled by ambient air in the temperature range from 223.15 K to 283.15 K.
После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии пропан С3Н8 направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя.After the heat exchanger-condenser 8 in a liquefied state, propane C 3 H 8 is sent for compression to the condensate pump 9 of the heat engine.
Далее органический цикл Ренкина на основе низкокипящего рабочего тела повторяется.Further, the organic Rankine cycle based on a low-boiling working fluid is repeated.
Использование в работе тепловой электрической станции конденсационной установки 21 позволяет повысить начальные параметры низкокипящего рабочего тела теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции до сверхкритических параметров, что приводит к увеличению теплоперепада на турбодетандере 6.The use of a condensing unit 21 in a thermal power plant allows increasing the initial parameters of the low-boiling working fluid of a heat engine 5 with a closed circulation circuit to supercritical parameters, which leads to an increase in heat transfer on a turboexpander 6.
Использование предлагаемого способа работы тепловой электрической станции позволит, по сравнению с прототипом, повысить коэффициент полезного действия ТЭС за счет утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.Using the proposed method of operation of a thermal power plant will allow, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of TPPs by utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilizing the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings with production steam extraction, and utilizing the excess low potential heat of the return network water and utilization of high potential heat of steam production selection to complement efficient production of electric energy.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113490/02A RU2560606C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Heat power plant heat utilisation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113490/02A RU2560606C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Heat power plant heat utilisation method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2560606C1 true RU2560606C1 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014113490/02A RU2560606C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Heat power plant heat utilisation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2560606C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109184832A (en) * | 2018-08-19 | 2019-01-11 | 华电电力科学研究院有限公司 | A kind of Direct Air-cooled Unit chemical water raw water heating device |
| CN112814745A (en) * | 2020-12-30 | 2021-05-18 | 中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司 | Energy-saving coupled comprehensive energy station system for chemical industry park |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| RU2309261C2 (en) * | 2005-12-23 | 2007-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of operation of thermal power station |
| RU2317426C2 (en) * | 2005-12-02 | 2008-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of operation of thermal power station |
| CN201662132U (en) * | 2009-11-04 | 2010-12-01 | 陈连祥 | System equipment of power plant for supplying heat to buildings |
-
2014
- 2014-04-07 RU RU2014113490/02A patent/RU2560606C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2269014C2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power station |
| RU2317426C2 (en) * | 2005-12-02 | 2008-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of operation of thermal power station |
| RU2309261C2 (en) * | 2005-12-23 | 2007-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of operation of thermal power station |
| CN201662132U (en) * | 2009-11-04 | 2010-12-01 | 陈连祥 | System equipment of power plant for supplying heat to buildings |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109184832A (en) * | 2018-08-19 | 2019-01-11 | 华电电力科学研究院有限公司 | A kind of Direct Air-cooled Unit chemical water raw water heating device |
| CN112814745A (en) * | 2020-12-30 | 2021-05-18 | 中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司 | Energy-saving coupled comprehensive energy station system for chemical industry park |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2570131C2 (en) | Operating method of thermal power plant | |
| RU2560606C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method | |
| RU2560503C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560615C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562745C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU2562730C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2560505C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562735C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU145194U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
| RU2560612C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560614C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560613C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560624C1 (en) | Heat power plant heat utilisation method | |
| RU2562725C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| 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 | |
| RU2562738C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
| RU2562727C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power station | |
| RU2560622C1 (en) | Method of utilisation of low-grade heat of oil supply system of steam turbine bearings of heat power plant | |
| RU2560617C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2566249C1 (en) | Method of heat recycling of thermal power plant | |
| RU2560605C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2560607C1 (en) | Heat power plant operation mode | |
| RU2562733C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
| RU2560499C1 (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: 20160408 |