RU145185U1 - HEAT ELECTRIC STATION - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована на тепловых электрических станциях (ТЭС) для утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты в конденсаторах паровых турбин ТЭС, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора.The utility model relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) for utilization of low-grade waste heat in condensers of steam turbines of a TPP, utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings, utilization of excess low-grade heat of return network water and utilization of high-potential heat of steam of industrial selection.

Задачей полезной модели является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет полного использования сбросной низкопотенциальной теплоты, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды для дополнительной выработки электрической энергии, повышение ресурса и надежности работы конденсатора паровой турбины и снижение тепловых выбросов в окружающую среду.The objective of the utility model is to increase the efficiency of TPPs due to the full use of waste low potential heat, utilization of low potential heat of the oil supply system of steam turbine bearings and utilization of excess low potential heat of return network water for additional generation of electric energy, increase the life and reliability of the steam turbine condenser and reduce heat emissions into the environment.

Технический результат достигается тем, что в тепловую электрическую станцию, включающую последовательно соединенные паровую турбину, конденсатор паровой турбины и конденсатный насос конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор, соединенный с паровой турбиной, которая соединена по греющей среде с верхним и нижним сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами сетевой воды, а также систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод, маслобак, маслонасос и маслоохладитель, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом, согласно настоящей полезной модели, введены теплообменник-охладитель сетевой воды, вход которого по нагреваемой среде соединен с обратным трубопроводом сетевой воды, а выход по нагреваемой среде - с нижним сетевым подогревателем, конденсационная установка, содержащая последовательно соединенные паровую турбину с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор, конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара, а также тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина, при этом замкнутый контур циркуляции теплового двигателя выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер с электрогенератором, теплообменник-рекуператор, конденсатор водяного охлаждения и конденсатный насос, причем выход конденсатного насоса соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора, который соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора паровой турбины, выход конденсатора паровой турбины по нагреваемой среде соединен с входом маслоохладителя, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя сетевой воды, выход теплообменника-охладителя сетевой воды по нагреваемой среде соединен с входом конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором, выход теплообменника-рекуператора соединен по греющей среде с конденсатором водяного охлаждения, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса, образуя замкнутый контур охлаждения. В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C₃H₈.The technical result is achieved by the fact that in a thermal power station, including a series-connected steam turbine, a steam turbine condenser and a condensate pump of a steam turbine condenser, a main electric generator connected to a steam turbine, which is connected via a heating medium to the upper and lower network heaters connected via a heated the medium between the supply and return pipelines of the network water, as well as the oil supply system of bearings of the steam turbine, containing in series connected According to the present invention, a heat exchanger-cooler of network water is introduced, the inlet of which is connected via a heating medium to the return pipe of network water, and the outlet is supplied through a heating medium, a drain pipe, an oil tank, an oil pump and an oil cooler, the outlet of which is connected via a heated medium to a pressure pipeline a heated medium — with a bottom network heater, a condensing unit containing a steam turbine connected in series with production steam extraction, having an electric generator, a condenser pa a steam turbine with production steam extraction and a condenser pump of a steam turbine condenser with production steam extraction, as well as a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle, while the closed loop of the heat engine circulation is made in the form of a low-boiling working fluid circuit containing a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger-recuperator, a water cooling condenser and a condensate pump, the output of the condensate pump being connected via a heated medium the input of the heat exchanger-recuperator, which is connected via a heated medium to the input of the steam turbine condenser, the output of the steam turbine condenser through the heated medium is connected to the input of the oil cooler, the output of which is connected through the heated medium to the input of the heat exchanger-cooler of network water, the output of the heat exchanger-cooler of network water medium connected to the input of the condenser of a steam turbine with production steam extraction, the output of the condenser of a steam turbine with production steam extraction connected to a heated medium turboexpander input, the output of which is connected by a heating medium to the heat exchanger-recuperator, yield exchanger-recuperator is connected by a heating medium with a water-cooled condenser, the output of which is connected by a heating medium inlet of the condensate pump, forming a closed cooling circuit. As a low-boiling working fluid, liquefied propane C ₃ H _{8 is used} .

Таким образом, технический результат достигается за счет полной утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования), утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины с производственным отбором пара, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе паровой турбины, маслоохладителе, 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. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Thus, the technical result is achieved through the complete utilization of waste low potential heat (latent heat of vaporization), utilization of the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilization of the excess low potential heat of the return network water and utilization of the high potential heat of the production steam from a steam turbine with production steam extraction, which are carried out by sequential heating, respectively, in the condenser of a steam turbine, oil cooler, network water heat exchanger-cooler and steam turbine condenser with production selection of steam, low-boiling working fluid (liquefied propane C ₃ H ₈ ) of a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована на тепловых электрических станциях (ТЭС) для утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты в конденсаторах паровых турбин ТЭС, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора.The utility model relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) for utilization of low-grade waste heat in condensers of steam turbines of a TPP, utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings, utilization of excess low-grade heat of return network water and utilization of high-potential heat of steam of industrial selection.

Прототипом является тепловая электрическая станция, содержащая подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, паровую турбину с отопительными отборами пара и конденсатором, к которому подключены напорный и сливной трубопроводы циркуляционной воды, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами сетевой воды и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку, испаритель которой подключен по греющей среде к сливному трубопроводу циркуляционной воды, конденсатор теплонасосной установки по нагреваемой среде включен в подающий трубопровод сетевой воды после сетевых подогревателей, а также систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод, маслобак, маслонасос и маслоохладитель, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом (патент RU №2268372, МПК F01K 17/02, 20.01.2006).The prototype is a thermal power plant containing a supply and return piping of network water, a steam turbine with heating steam extraction and a condenser, to which pressure and drain pipelines of circulation water are connected, network heaters connected through a heated medium between the supply and return pipelines of network water and connected through heating medium to heating taps, heat pump installation, the evaporator of which is connected via heating medium to a drainage pipe of circulating water, The heat pump installation ator is connected to the heating water supply pipe after the network heaters, as well as to the steam turbine bearing oil supply system, which contains a drain pipe, an oil tank, an oil pump and an oil cooler connected in series through the heating medium, the outlet of which is connected to the pressure pipe through the heated medium (patent RU No. 2268372, IPC F01K 17/02, 01.20.2006).

Основным недостатком прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии из-за отсутствия полной утилизации сбросной скрытой теплоты парообразования в конденсаторе паровой турбины, обусловленную наличием вторичного контура (теплонасосной установки), отсутствия утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, а также отсутствия утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды, для дополнительной выработки электроэнергии. Кроме этого, недостатком является низкий ресурс и надежность работы конденсатора паровой турбины из-за использования технической (циркуляционной) воды, которая загрязняет конденсатор паровой турбины. Из-за повышенных тепловых выбросов циркуляционной воды в водоем-охладитель нарушается его экосистема.The main disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of thermal power plants for generating electric energy due to the lack of complete utilization of the latent latent heat of vaporization in the steam turbine condenser due to the presence of a secondary circuit (heat pump installation), the lack of utilization of low-grade heat from the oil supply system of the steam turbine bearings, and lack of utilization of excess low-grade heat of return network water, for additional generation of electric ktroenergii. In addition, the disadvantage is the low resource and reliability of the condenser of the steam turbine due to the use of technical (circulating) water, which pollutes the condenser of the steam turbine. Due to the increased thermal emissions of the circulation water into the cooling pond, its ecosystem is disturbed.

Задачей полезной модели является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет полного использования сбросной низкопотенциальной теплоты, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды для дополнительной выработки электрической энергии, повышение ресурса и надежности работы конденсатора паровой турбины и снижение тепловых выбросов в окружающую среду.The objective of the utility model is to increase the efficiency of TPPs due to the full use of waste low potential heat, utilization of low potential heat of the oil supply system of steam turbine bearings and utilization of excess low potential heat of return network water for additional generation of electric energy, increase the life and reliability of the steam turbine condenser and reduce heat emissions into the environment.

Технический результат достигается тем, что в тепловую электрическую станцию, включающую последовательно соединенные паровую турбину, конденсатор паровой турбины и конденсатный насос конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор, соединенный с паровой турбиной, которая соединена по греющей среде с верхним и нижним сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами сетевой воды, а также систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод, маслобак, маслонасос и маслоохладитель, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом, согласно настоящей полезной модели, введены теплообменник-охладитель сетевой воды, вход которого по нагреваемой среде соединен с обратным трубопроводом сетевой воды, а выход по нагреваемой среде - с нижним сетевым подогревателем, конденсационная установка, содержащая последовательно соединенные паровую турбину с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор, конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара, а также тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина, при этом замкнутый контур циркуляции теплового двигателя выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер с электрогенератором, теплообменник-рекуператор, конденсатор водяного охлаждения и конденсатный насос, причем выход конденсатного насоса соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора, который соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора паровой турбины, выход конденсатора паровой турбины по нагреваемой среде соединен с входом маслоохладителя, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя сетевой воды, выход теплообменника-охладителя сетевой воды по нагреваемой среде соединен с входом конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором, выход теплообменника-рекуператора соединен по греющей среде с конденсатором водяного охлаждения, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса, образуя замкнутый контур охлаждения. В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C₃H₈.The technical result is achieved by the fact that in a thermal power station, including a series-connected steam turbine, a steam turbine condenser and a condensate pump of a steam turbine condenser, a main electric generator connected to a steam turbine, which is connected via a heating medium to the upper and lower network heaters connected via a heated the medium between the supply and return pipelines of the network water, as well as the oil supply system of bearings of the steam turbine, containing in series connected According to the present invention, a heat exchanger-cooler of network water is introduced, the inlet of which is connected via a heating medium to the return pipe of network water, and the outlet is supplied through a heating medium, a drain pipe, an oil tank, an oil pump and an oil cooler, the outlet of which is connected via a heated medium to a pressure pipeline a heated medium — with a bottom network heater, a condensing unit containing a steam turbine connected in series with production steam extraction, having an electric generator, a condenser pa a steam turbine with production steam extraction and a condenser pump of a steam turbine condenser with production steam extraction, as well as a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle, while the closed loop of the heat engine circulation is made in the form of a low-boiling working fluid circuit containing a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger-recuperator, a water cooling condenser and a condensate pump, the output of the condensate pump being connected via a heated medium the input of the heat exchanger-recuperator, which is connected via a heated medium to the input of the steam turbine condenser, the output of the steam turbine condenser through the heated medium is connected to the input of the oil cooler, the output of which is connected through the heated medium to the input of the heat exchanger-cooler of network water, the output of the heat exchanger-cooler of network water medium connected to the input of the condenser of a steam turbine with production steam extraction, the output of the condenser of a steam turbine with production steam extraction connected to a heated medium turboexpander input, the output of which is connected by a heating medium to the heat exchanger-recuperator, yield exchanger-recuperator is connected by a heating medium with a water-cooled condenser, the output of which is connected by a heating medium inlet of the condensate pump, forming a closed cooling circuit. As a low-boiling working fluid, liquefied propane C ₃ H _{8 is used} .

Таким образом, технический результат достигается за счет полной утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования), утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины с производственным отбором пара, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе паровой турбины, маслоохладителе, теплообменнике-охладителе сетевой воды и конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C₃H₈) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved through the complete utilization of waste low potential heat (latent heat of vaporization), utilization of the low potential heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilization of the excess low potential heat of the return network water and utilization of the high potential heat of the production steam from a steam turbine with production steam extraction, which are carried out by sequential heating, respectively, in the condenser of a steam turbine, oil cooler, network water heat exchanger-cooler and steam turbine condenser with production steam extraction, low-boiling working fluid (liquefied propane C ₃ H ₈ ) closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена предлагаемая тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с водяным охлаждением и теплообменником-рекуператором, теплообменник-охладитель сетевой воды, и конденсационную установку.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows the proposed thermal power plant having a heat engine with water cooling and 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 - конденсатор водяного охлаждения,8 - condenser water cooling

9 - конденсатный насос,9 - condensate pump,

10 - верхний сетевой подогреватель,10 - upper network heater,

11 - нижний сетевой подогреватель,11 - lower network heater,

12 - подающий трубопровод сетевой воды,12 - supply pipe network water,

13 - обратный трубопровод сетевой воды,13 - return pipe network water,

14 - теплообменник-охладитель сетевой воды,14 - heat exchanger-cooler network water,

15 - система маслоснабжения подшипников паровой турбины,15 - oil supply system of bearings of a steam turbine,

16 - сливной трубопровод,16 - drain pipe

17 - маслобак,17 - oil tank

18 - маслонасос,18 - oil pump

19 - маслоохладитель,19 - oil cooler

20 - напорный трубопровод,20 - pressure pipe

21 - конденсационная установка,21 - condensation installation,

22 - паровая турбина с производственным отбором пара,22 - steam turbine with production steam extraction,

23 - электрогенератор паровой турбины с производственным отбором пара,23 - electric generator of a steam turbine with production steam extraction,

24 - конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара,24 - steam turbine condenser with production steam extraction,

25 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара,25 is a condensate pump of a condenser of a steam turbine with production steam extraction,

26 - теплообменник-рекуператор.26 - heat exchanger-recuperator.

Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные паровую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор 4, соединенный с паровой турбиной 1, которая соединена по греющей среде с верхним 10 и нижним 11 сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде между подающим 12 и обратным 13 трубопроводами сетевой воды, а также систему 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 16, маслобак 17, маслонасос 18 и маслоохладитель 19, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 20.The thermal power plant includes a series-connected steam turbine 1, a steam turbine condenser 2 and a condenser pump 3 of a steam turbine condenser, a main electric generator 4 connected to a steam turbine 1, which is connected via heating medium to the upper 10 and lower 11 network heaters connected via the heated medium between the supply 12 and return 13 pipelines of network water, as well as the oil supply system 15 for bearings of a steam turbine 1, comprising drain pipes connected in series through a heating medium wire 16, the oil tank 17, oil pump 18 and oil cooler 19, the output of the heated medium connected to the pressure line 20.

Отличием предлагаемой тепловой электрической станции является то, что в нее введены теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, конденсационная установка 21 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина. Вход теплообменника-охладителя 14 по нагреваемой среде соединен с обратным трубопроводом 13 сетевой воды. Выход теплообменника-охладителя 14 по нагреваемой среде соединен с нижним сетевым подогревателем 11.The difference of the proposed thermal power plant is that it has a heat exchanger-cooler 14 of the network water, a condensing unit 21 and a heat engine 5 with a closed circulation loop operating on the organic Rankine cycle. The input of the heat exchanger-cooler 14 through a heated medium is connected to the return pipe 13 of the network water. The output of the heat exchanger-cooler 14 through the heated medium is connected to the lower network heater 11.

Конденсационная установка 21 содержит последовательно соединенные паровую турбину 22 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 23, конденсатор 24 паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатный насос 25 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара.The condensing unit 21 comprises a steam production turbine 22 connected in series with a production steam having an electric generator 23, a steam turbine condenser 24 with a production steam and a condensate pump 25 of a steam turbine condenser with a production steam.

Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 26, конденсатор 8 водяного охлаждения и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 26, который соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 2 паровой турбины, выход конденсатора 2 паровой турбины по нагреваемой среде соединен с входом маслоохладителя 19, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя 14 сетевой воды, выход теплообменника-охладителя 14 сетевой воды по нагреваемой среде соединен с входом конденсатора 24 паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора 24 паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором 26, выход теплообменника-рекуператора 26 соединен по греющей среде с конденсатором 8 водяного охлаждения, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса 9, образуя замкнутый контур охлаждения. В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C₃H₈.The closed circuit of the circulation of the heat engine 5 is made in the form of a circuit with a low boiling fluid containing a turboexpander 6 with an electric generator 7, a heat exchanger-recuperator 26, a condenser 8 of water cooling and a condensate pump 9, and the output of the condensate pump 9 is connected via a heated medium to the input of the heat exchanger-recuperator 26, which is connected through a heated medium to the inlet of a steam turbine condenser 2, the output of a steam turbine condenser 2 through a heated medium is connected to an inlet of an oil cooler 19, the output of which is connected it is connected with the input of the heat exchanger-cooler 14 of the network water, the output of the heat exchanger-cooler 14 of the network water through the heated medium is connected to the input of the condenser 24 of the steam turbine with production steam extraction, the output of the condenser 24 of the steam turbine with production sampling is connected via the heated medium with the input turbo expander 6, the output of which is connected via a heating medium to a heat exchanger-recuperator 26, the output of a heat exchanger-recuperator 26 is connected via a heating medium to a water-cooled condenser 8, the output of which th is connected by a heating medium inlet condensate pump 9, forming a closed cooling circuit. As a low-boiling working fluid, liquefied propane C ₃ H _{8 is used} .

Предлагаемая тепловая электрическая станция работает следующим образом.The proposed thermal power plant operates as follows.

Пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан C₃H₈). Мощность паровой турбины 1 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 4.The steam coming from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C ₃ H ₈ ). The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main electric generator 4 connected to one shaft.

Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 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 3 of a steam turbine condenser is sent to a regeneration system.

Преобразование сбросной низкопотенциальной тепловой энергии, отработавшего в турбине 1 пара, низкопотенциальной тепловой энергии системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1, а также избыточной низкопотенциальной тепловой энергии обратной сетевой воды и высокопотенциальной тепловой энергии пара производственного отбора из паровой турбины 22, в механическую и, далее, в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.Conversion of waste low-grade heat energy spent in the turbine 1 steam, low-grade heat energy of the oil supply system of bearings 15 of the steam turbine 1, as well as excess low-grade heat energy of the return network water and high-grade heat energy of production steam from the steam turbine 22, into mechanical and, further, in the electric occurs in a closed loop circulation of the heat engine 5, operating on the organic Rankine cycle.

Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C₃H₈, который последовательно направляют на подогрев в начале в теплообменник-рекуператор 26, куда поступает перегретый газообразный пропан C₃H₈ из турбодетандера 6, далее в конденсатор 2 паровой турбины, куда поступает отработавший в турбине 1 пар с температурой в интервале от 300 К до 313,15 К, а затем в маслоохладитель 19, куда поступает нагретое масло системы 15 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и в теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, куда поступает обратная сетевая вода из обратного трубопровода 13. При этом температура нагретого масла и обратной сетевой воды может варьироваться в интервале от 313,15 К до 343,15 К.The whole process begins with compression in a condensate pump 9 of liquefied propane C ₃ H ₈ , which is subsequently sent for heating at the beginning to a heat exchanger-recuperator 26, where superheated gaseous propane C ₃ H ₈ from the turbine expander 6 enters, then to the condenser 2 of the steam turbine, where 1 steam spent in the turbine with a temperature in the range from 300 K to 313.15 K is supplied, and then to the oil cooler 19, where the heated oil of the oil supply system 15 of the bearings of the steam turbine 1 enters and to the heat exchanger-cooler 14 of the network water, which receives warm network water from the return pipe 13. In this case, the temperature of the heated oil and return network water can vary in the range from 313.15 K to 343.15 K.

В процессе теплообмена перегретого газообразного пропана C₃H₈ с сжиженным пропаном C₃H₈ в теплообменнике-рекуператоре 21 и конденсации отработавшего в турбине 1 пара в конденсаторе 2 паровой турбины, а также в процессе теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном C₃H₈ в маслоохладителе 19, и в процессе теплообмена обратной сетевой воды с сжиженным пропаном C₃H₈ в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды, происходит нагрев сжиженного пропана C₃H₈ в пределах критической температуры в интервале от 308,15 К до 338,15 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 8 МПа, и далее его направляют на подогрев и испарение в конденсатор 24 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 22 при температуре около 573 К.In the process of heat exchange of superheated gaseous propane C ₃ H ₈ with liquefied propane C ₃ H ₈ in the heat exchanger-recuperator 21 and condensation of 1 steam spent in the turbine in the condenser 2 of the steam turbine, as well as in the process of heat exchange of heated oil with liquefied propane C ₃ H ₈ in oil cooler 19, and 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 the network water, the liquefied propane C ₃ H ₈ is heated within the critical temperature range from 308.15 K to 338.15 K at supercritical pressure uu from 4.2512 MPa to about 8 MPa, and further it is directed to heating and evaporation in the condenser 24, the steam turbine with productive steam extraction, steam production which receives the selection of the steam turbine 22 at a temperature of about 573 K.

Пар, поступающий из производственного отбора паровой турбины 22 в паровое пространство конденсатора 24, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан C₃H₈). Мощность паровой турбины 22 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 23.The steam coming from the production selection of the steam turbine 22 into the steam space of the condenser 24 is condensed on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C ₃ H ₈ ). The power of the steam turbine 22 is transmitted to the main electric generator 23 connected to one shaft.

Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 25 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара направляют в систему регенерации.Steam condensation is accompanied by the release of latent heat of vaporization, which is removed using coolant. The condensate formed by means of a condensate pump 25 of a steam turbine condenser with production steam extraction is sent to a regeneration system.

В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 24 паровой турбины, происходит нагрев сжиженного пропана C₃H₈ до критической температуры 369,89 К, с последующим его испарением и перегревом до сверхкритической температуры от 369,89 К до 420 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 8 МПа, который направляют в турбодетандер 6.In the process of condensation of production steam in a condenser 24 of a steam turbine, the liquefied propane C ₃ H ₈ is heated to a critical temperature of 369.89 K, followed by its evaporation and overheating to a supercritical temperature of 369.89 K to 420 K at a supercritical pressure of 4 , 2512 MPa to 8 MPa, which is sent to a turboexpander 6.

Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного пропана C₃H₈ в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный пропан C₃H₈, имеющий температуру перегретого газа около 288 К, направляют в теплообменник-рекуператор 26 для снижения температуры.The process is configured in such a way that condensation of gaseous propane C ₃ H ₈ does not occur in the operation of the heat transfer in the turbine expander 6. The power of the turboexpander 6 is transmitted to an electric generator 7 connected to one shaft. At the outlet of the turboexpander 6, gaseous propane C ₃ H ₈ having a superheated gas temperature of about 288 K is sent to a heat exchanger-recuperator 26 to reduce the temperature.

В теплообменнике-рекуператоре 26 в процессе отвода теплоты на нагрев сжиженного пропана C₃H₈ снижается нагрузка на конденсатор 8 и затраты мощности на привод циркуляционных насосов.In the heat exchanger-recuperator 26, in the process of heat removal for heating liquefied propane C ₃ H _{8, the} load on the condenser 8 and the power consumption for the circulation pump drive are reduced.

Далее его температуру снижают и сжижают в конденсаторе 8 водяного охлаждения, охлаждаемого технической водой окружающей среды в температурном диапазоне от 278,15 К до 283,15 К.Next, its temperature is reduced and liquefied in a condenser 8 of water cooling, cooled by industrial ambient water in the temperature range from 278.15 K to 283.15 K.

После конденсатора 8 водяного охлаждения в сжиженном состоянии пропан C₃H₈ направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя 5.After the condenser 8 of water cooling in a liquefied state, propane C ₃ H _{8 is} sent for compression to the condensate pump 9 of the heat engine 5.

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 конденсационной установки 21 позволяет повысить начальные параметры низкокипящего рабочего тела теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции до сверхкритических параметров, что приводит к увеличению теплоперепада на турбодетандере 6 и, как следствие, повышению коэффициента полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии.The use of condensation unit 21 makes it possible to increase the initial parameters of a low-boiling working fluid of a heat engine with a closed circulation circuit to supercritical parameters, which leads to an increase in heat transfer on a turboexpander 6 and, as a result, an increase in the efficiency of TPPs for generating electric energy.

Конденсатор 8 водяного охлаждения обладает большей эффективностью теплопередачи по сравнению с воздушным охлаждением и не требует больших площадей теплообменной поверхности. При этом затраты мощности на привод циркуляционных насосов конденсатора 8 водяного охлаждения меньше, чем на привод вентиляторов конденсатора воздушного охлаждения.The condenser 8 water cooling has a higher heat transfer efficiency compared to air cooling and does not require large areas of the heat exchange surface. In this case, the power consumption for the drive of the circulation pumps of the water-cooled condenser 8 is less than for the drive of the fans of the air-cooled condenser.

Claims (2)

1. Тепловая электрическая станция, включающая последовательно соединенные паровую турбину, конденсатор паровой турбины и конденсатный насос конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор, соединенный с паровой турбиной, которая соединена по греющей среде с верхним и нижним сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами сетевой воды, а также систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод, маслобак, маслонасос и маслоохладитель, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом, отличающаяся тем, что в нее введены теплообменник-охладитель сетевой воды, вход которого по нагреваемой среде соединен с обратным трубопроводом сетевой воды, а выход по нагреваемой среде - с нижним сетевым подогревателем, конденсационная установка, содержащая последовательно соединенные паровую турбину с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор, конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара, а также тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина, при этом замкнутый контур циркуляции теплового двигателя выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер с электрогенератором, теплообменник-рекуператор, конденсатор водяного охлаждения и конденсатный насос, причем выход конденсатного насоса соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора, который соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора паровой турбины, выход конденсатора паровой турбины по нагреваемой среде соединен с входом маслоохладителя, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя сетевой воды, выход теплообменника-охладителя сетевой воды по нагреваемой среде соединен с входом конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором, выход теплообменника-рекуператора соединен по греющей среде с конденсатором водяного охлаждения, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса, образуя замкнутый контур охлаждения.1. Thermal power plant, including a series-connected steam turbine, a steam turbine condenser and a condensate pump of a steam turbine condenser, a main electric generator connected to a steam turbine, which is connected via a heating medium to the upper and lower network heaters, connected via a heated medium between the supply and return pipelines of network water, as well as the oil supply system for bearings of a steam turbine, containing a drain pipe in series connected over a heating medium, ma a slobak, an oil pump and an oil cooler, the outlet of which is connected via a heated medium to a pressure pipe, characterized in that a heat exchanger-cooler of network water is introduced into it, the input of which through a heated medium is connected to a return pipe of network water, and the outlet through a heated medium to a lower network a preheater, a condensing unit comprising a steam turbine in series with production steam extraction having an electric generator, a steam turbine condenser with production steam extraction and condens the condensate condensate pump of a steam turbine with production steam extraction, as well as a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle, while the closed loop of the heat engine circulation is made in the form of a circuit with a low-boiling working fluid containing a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger-recuperator, a water cooling condenser and a condensate pump, the output of the condensate pump being connected via a heated medium to the input of a heat exchanger-recuperator, which is connected it is connected with the input of the steam turbine condenser, the output of the steam turbine condenser is connected with the input of the oil cooler through the input of the oil cooler, the output of which is connected via the heated medium to the input of the network water heat exchanger-cooler, the outlet of the network water heat exchanger-cooler is connected to the input of the steam condenser turbines with production steam extraction, the output of the condenser of a steam turbine with production steam extraction is connected via a heated medium to the inlet of the turboexpander, the output of which is connected nen in the heating medium with a heat exchanger-recuperator, the output of the heat exchanger-recuperator is connected via a heating medium to a water-cooled condenser, the output of which is connected through the heated medium to the inlet of the condensate pump, forming a closed cooling circuit. 2. Тепловая электрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан С₃Н₈.

2. Thermal power station according to claim 1, characterized in that as a low-boiling working fluid use liquefied propane C ₃ H ₈ .