RU2041363C1

RU2041363C1 - Power-and-heat generation plant

Info

Publication number: RU2041363C1
Authority: RU
Inventors: Н.Я. Бутаков
Original assignee: Бутаков Николай Яковлевич
Priority date: 1991-06-06
Filing date: 1991-06-06
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: heat-power engineering. SUBSTANCE: connected in parallel to first heater in way of heating- system water whose heating line is connected to exhaust line of stem-and-water condenserless turbine are surface cooler, steam generator and contact-type low-boiling substance condenser. Vapor of low-boiling substance is used for additional generation of electric power by means of steam turbine at reduced thermal load or with heating-system preheaters disconnected. First heating-system preheater is three-sectional by medium being heated; one section is designed for supply of power and heat only. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к тепловым электрическим станциям, предназначенным для комбинированного производства электрической и тепловой энергии. The invention relates to thermal power plants intended for the combined production of electric and thermal energy.

Известны теплоэлектроцентрали, содержащие паровой котел, пароводяную турбину со ступенчатой конденсацией отработавшего пара в сетевых подогревателях и в конденсаторе. Известны теплоэлектроцентрали, содержащие противодавленческую турбину со ступенчатой конденсацией пара только в сетевых подогревателях. Known heat and power plants containing a steam boiler, a steam-water turbine with stepwise condensation of the exhaust steam in the network heaters and in the condenser. Known heat and power plants containing a backpressure turbine with stepwise condensation of steam only in network heaters.

Известна теплофикационная установка, содержащая турбину со ступенчатой конденсацией пара в сетевых подогревателях, в схему теплоснабжения которой после сетевых подогревателей включен поверхностный водоохладитель для охлаждения части сетевой воды при пониженных тепловых нагрузках и возвращения охлажденной воды в сетевые подогреватели. A heating installation is known, comprising a turbine with stepwise condensation of steam in the network heaters, the heat supply circuit of which after the network heaters includes a surface water cooler for cooling part of the network water at reduced heat loads and returning chilled water to the network heaters.

Недостатком известной теплофикационной установки, выбранной в качестве прототипа, является существенное снижение КПД при включении поверхностного водоохладителя, отдающего тепло окружающей среде при сравнительно высокой температуре. A disadvantage of the known heating plant, selected as a prototype, is a significant reduction in efficiency when a surface water cooler is turned on, which transfers heat to the environment at a relatively high temperature.

Цель изобретения получение дополнительной пиковой электрической мощности с повышенным КПД при пониженных тепловых нагрузках либо при отключенных подогревателях высокого давления. The purpose of the invention is to obtain additional peak electrical power with increased efficiency at reduced heat loads or when high pressure heaters are turned off.

Это достигается тем, что теплофикационная энергетическая установка, содержащая парогенератор, пароводяную турбину бесконденсаторного типа, электрический генератор, сетевые подогреватели и подключенный к ним поверхностный охладитель, дополнительно снабжена парогенератором низкокипящего вещества контактного типа паров и турбиной с электрогенератором, конденсатор пара низкокипящего вещества контактного типа, причем первый по ходу сетевой воды подогреватель выполнен трехсекционным, две из которых сообщены с поверхностным охладителем, парогенератором и конденсатором пара низкокипящего вещества. This is achieved by the fact that a cogeneration power plant comprising a steam generator, a non-condensing type steam-water turbine, an electric generator, network heaters and a surface cooler connected to them is additionally equipped with a contact-type low boiling point steam generator and a turbine with an electric generator, a contact type low boiling point steam condenser, the first heater along the mains water is made three-section, two of which are connected with a surface cooler m, the steam generator and steam condenser of a low boiling substance.

Получение дополнительной пиковой электрической мощности с повышенным КПД в предложенной теплофикационной установке основано на том, что при понижении тепловой нагрузки часть тепла и пара в количестве до 30% можно направить на получение дополнительной пиковой электрической мощности в пароводяной турбине и в силовом контуре низкокипящего вещества в течение утренних и вечерних часов в сутках продолжительностью 2-3 ч. Obtaining additional peak electrical power with increased efficiency in the proposed heating plant is based on the fact that when the heat load is reduced, part of the heat and steam in an amount of up to 30% can be directed to obtaining additional peak electrical power in the steam-water turbine and in the power circuit of the low-boiling substance during the morning and evening hours in the day lasting 2-3 hours

На чертеже изображена схема теплофикационной энергетической установки. The drawing shows a diagram of a cogeneration power plant.

Установка содержит парогенератор 1, пароводяную турбину бесконденсаторного типа 2, электрический генератор 3, сетевой подогреватель 4 с встроенными отдельными секциями 5 и 6, сетевой подогреватель 7, сетевой насос 8, конденсатный насос 9, систему регенерации, представленную условно подогревателем 10 высокого давления, задвижки 11-14 в схеме сетевой воды 15, задвижки 16-19 в рециркуляционном контуре 20, циркуляционный насос 21, парогенератор низкокипящего вещества контактного типа 22 форсунки 23 для распыления воды, форсунки 24 для распыливания низкокипящего вещества, паровую турбину 25, электрический генератор 26, конденсатор пара низкокипящего вещества 27, конденсатный насос 28, циркуляционный насос 29, поверхностный водоохладитель 30, задвижки 31-36. The installation comprises a steam generator 1, a steam-water turbine of a non-condensing type 2, an electric generator 3, a network heater 4 with integrated separate sections 5 and 6, a network heater 7, a network pump 8, a condensate pump 9, a regeneration system represented conditionally by a high-pressure heater 10, valves 11 -14 in the network water circuit 15, valves 16-19 in the recirculation circuit 20, circulation pump 21, contact-type low boiling point steam generator 22 nozzles 23 for spraying water, nozzles 24 for spraying low boilers substance, steam turbine 25, electric generator 26, low-boiling substance vapor condenser 27, condensate pump 28, circulation pump 29, surface water cooler 30, valves 31-36.

Теплофикационная энергетическая установка работает следующим образом. The heating power plant operates as follows.

Водяной пар из парогенератора 1 поступает в пароводяную турбину 2, где, расширяясь, совершает работу, необходимую для привода электрического генератора 3. Отработавший пар поступает в сетевой подогреватель 4 с встроенными отдельными секциями 5 и 6 и в сетевой подогреватель 7, где конденсируется, отдавая тепло для нагрева сетевой воды, подаваемой сетевым насосом 8 из системы теплоснабжения. Конденсат водяного пара насосом 9 подается в систему регенерации условно показанной подогревателем 10 и паровой котел 1. Water vapor from the steam generator 1 enters the steam-water turbine 2, where, expanding, it does the work necessary to drive the electric generator 3. The spent steam enters the network heater 4 with individual sections 5 and 6 built-in and into the network heater 7, where it condenses, giving off heat for heating the network water supplied by the network pump 8 from the heat supply system. The condensate of water vapor pump 9 is fed into the regeneration system conventionally shown by the heater 10 and the steam boiler 1.

При понижении тепловой нагрузки в системе теплоснабжения и для поддержания тепловой мощности сетевого подогревателя с встроенными отдельными секциями 5 и 6 неизменной необходимо избыточное тепло передать силовому контуру низкокипящего вещества. When reducing the heat load in the heat supply system and to maintain the thermal power of the network heater with the individual individual sections 5 and 6 unchanged, it is necessary to transfer excess heat to the power circuit of the low-boiling substance.

Для этого задвижки 11-14 на трубопроводах сетевой воды закрываются, а задвижки 16-19 на трубопроводах рециркулярного контура 20 открываются. Циркуляционным насосом 21 нагретая вода в отдельных секциях 5 и 6 сетевого подогревателя 4 подается в парогенератор контактного типа 22, где горячая вода форсунками 23 распыливается и под собственным весом капли воды падают вниз парогенератора и накапливаются до определенного уровня. При этом навстречу каплям воды распыливается форсунками 24 конденсат низкокипящего вещества. При встрече и взаимодействии капель происходит тепломассообмен между водой и низкокипящим веществом, капли воды охлаждаются, а капли низкокипящего вещества нагреваются и испаряются и пар собирается в верхней части парогенератора. Охлажденная вода из парогенератора циркуляционным насосом 21 подается в отдельные секции 5, 6 сетевого подогревателя 4, а пары низкокипящего вещества из парогенератора поступают в турбину 25, где, расширяясь, совершают механическую работу, необходимую для привода электрического генератора 26. Отработавшие пары после турбины 25 поступают в конденсатор 27, где конденсируются на каплях охлаждающей воды. For this, the valves 11-14 on the pipelines of the network water are closed, and the valves 16-19 on the pipelines of the recirculation circuit 20 are opened. Using a circulation pump 21, heated water in separate sections 5 and 6 of the network heater 4 is supplied to a contact type 22 steam generator, where hot water is sprayed with nozzles 23 and under its own weight, water drops fall down the steam generator and accumulate to a certain level. At the same time, condensate of low-boiling substance is sprayed towards the drops of water with nozzles 24. When droplets meet and interact, heat and mass transfer occurs between water and a low-boiling substance, the water droplets are cooled, and the droplets of a low-boiling substance are heated and evaporate and steam is collected in the upper part of the steam generator. Cooled water from the steam generator is circulated by a circulation pump 21 into separate sections 5, 6 of the network heater 4, and low-boiling substance vapors from the steam generator enter the turbine 25, where, expanding, they perform the mechanical work necessary to drive the electric generator 26. The exhaust vapors after the turbine 25 enter to condenser 27, where they condense on drops of cooling water.

В результате разности удельных весов воды и низкокипящего вещества происходит разделение двух жидкостей. Конденсат низкокипящего вещества тяжелее воды скапливается внизу и конденсатным насосом 28 подается в парогенератор 22, а вода циркуляционным насосом 29 подается в поверхностный водоохладитель 30, где вода охлаждается наружным воздухом и снова поступает в конденсатор 27. As a result of the difference in the specific gravities of water and low boiling substances, two liquids are separated. The condensate of the low-boiling substance is heavier than water accumulates below and the condensate pump 28 is supplied to the steam generator 22, and the water by the circulation pump 29 is supplied to the surface water cooler 30, where the water is cooled by the outside air and again enters the condenser 27.

При восстановлении тепловой нагрузки производится переключение задвижек и через отдельную секцию 5 сетевого подогревателя 4 подается сетевая вода, а через отдельную секцию 6 сетевого подогревателя 4 прокачивается циркуляционная вода контура 20, нагреваемая отработавшим паром после пароводяной турбины при отключении подогревателей высокого давления 10. When the heat load is restored, the valves are switched and network water is supplied through a separate section 5 of the network heater 4, and the circulation water of circuit 20 is pumped through a separate section 6 of the network heater 4, heated by the exhaust steam after the steam-water turbine when the high-pressure heaters 10 are turned off.

При включении подогревателей 10 в работу сетевой подогреватель 4 с отдельными секциями 5 и 6 осуществляет нагрев сетевой воды, при этом рециркуляционный контур 20 отключается. When the heaters 10 are turned on, the network heater 4 with separate sections 5 and 6 performs heating of the network water, while the recirculation circuit 20 is turned off.

В теплое время года вторичный силовой контур может быть отключен, для чего задвижки 31-34, закрываются, а задвижки 35, 36 открываются и поверхностный водоохладитель подключается непосредственно к отдельным секциям 5, 6 подогревателя 4. In the warm season, the secondary power circuit can be turned off, for which the valves 31-34 are closed, and the valves 35, 36 open and the surface water cooler is connected directly to the individual sections 5, 6 of heater 4.

В предлагаемой теплофикационной установке сетевой подогреватель 4 выполняется с встроенными отдельными секциями 5 и 6 по нагреваемой среде. Это связано с тем, что фреоны незначительно растворяются в воде и чтобы ограничить попадание растворенного в воде фреона в сетевую воду, поступление циркуляционной воды из парогенератора контактного типа вторичного силового контура в сетевой подогреватель 4 локализуется выполнением индивидуальных вводов и выводов циркуляционной воды для трубных пучков отдельных секций 5 и 6 и установкой блокирующей арматуры от остальной схемы теплоснабжения. In the proposed heating installation, the network heater 4 is performed with built-in separate sections 5 and 6 for the heated medium. This is due to the fact that freons are slightly soluble in water and in order to limit the ingress of freon dissolved in water into the mains water, the circulation water from the contact type steam generator of the secondary power circuit to the mains heater 4 is localized by performing individual inlets and outlets of circulating water for tube bundles of separate sections 5 and 6 and the installation of blocking valves from the rest of the heat supply circuit.

Со стороны водяного пара трубные пучки отдельных секций 5 и 6 сетевого подогревателя 4 не выделяются. From the side of the water vapor tube bundles of individual sections 5 and 6 of the network heater 4 are not allocated.

Claims

ТЕПЛОФИКАЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая парогенератор, турбину бесконденсаторного типа, электрический генератор, сетевые подогреватели и подключенный к ним параллельно поверхностный охладитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД установки при пониженных тепловых нагрузках, она дополнительно снабжена парогенератором низкокипящего вещества контактного типа, паровой турбиной с электрогенератором, конденсатором пара низкокипящего вещества контактного типа, причем первым по ходу сетевой воды подогреватель выполнен трехсекционным, две из которых сообщены с поверхностным охладителем, парогенератором и конденсатором низкокипящего вещества. HEATING POWER INSTALLATION, comprising a steam generator, a condenserless turbine, an electric generator, network heaters and a surface cooler connected in parallel with them, characterized in that, in order to increase the efficiency of the installation at reduced heat loads, it is additionally equipped with a contact type low boiling point steam generator, a steam turbine with an electric generator, a vapor condenser of a low-boiling substance of a contact type, the first ying three-section, two of which are communicated with a surface condenser, a steam generator and a condenser of a low boiling substance.