RU2247840C2 - Method of operation of heat power station - Google Patents
Method of operation of heat power station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247840C2 RU2247840C2 RU2003101028/06A RU2003101028A RU2247840C2 RU 2247840 C2 RU2247840 C2 RU 2247840C2 RU 2003101028/06 A RU2003101028/06 A RU 2003101028/06A RU 2003101028 A RU2003101028 A RU 2003101028A RU 2247840 C2 RU2247840 C2 RU 2247840C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- heat pump
- heating
- heat
- steam
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях.The invention relates to a power system and can be used in thermal power plants.
Известен способ работы тепловой электрической станции (RU №2170828 С1. Способ работы тепловой электрической станции. МПК F 01 К 13/00, 2000), заключающийся в том, что основной конденсат турбины последовательно подогревают в регенеративных подогревателях низкого давления, добавочную питательную воду деаэрируют в вакуумном деаэраторе, в качестве греющего агента в котором используют конденсат из регенеративного подогревателя. Это позволяет повысить экономичность ТЭС (тепловой электрической станции). Однако регенеративный подогрев менее экономичен, чем подогрев сетевой воды паром отопительных отборов в сетевых подогревателях теплофикационных турбин теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) (см. книгу: Теплотехника /А.М.Архаров, С.И.Исаев, И.А.Кожинов и др.; Под ред. В.И.Крутова. - М.: Машиностроение, 1986. - С. 356). С другой стороны, регенеративные отборы пара уменьшают полезную работу, совершаемую 1 кГ пара, поскольку часть пара расширяется в турбине не до конечного давления, а лишь до давления отбора (см. книгу: Теплотехника /А.П.Баскаков, Б.В.Берг, О.К.Витт и др.; Под ред. А.П.Баскакова. - М.:Энергоиздат, 1982. - С. 211-213).A known method of operation of a thermal power plant (RU No. 2170828 C1. Method of operation of a thermal power plant. IPC F 01 K 13/00, 2000), which consists in the fact that the main condensate of the turbine is successively heated in regenerative low-pressure heaters, additional feed water is deaerated in vacuum deaerator, which uses condensate from a regenerative heater as a heating agent. This allows you to increase the efficiency of thermal power plants (thermal power plants). However, regenerative heating is less economical than heating network water with steam of heating taps in network heaters of cogeneration turbines of combined heat and power plants (CHP) (see book: Heat Engineering / A.M. Arkharov, S.I. Isaev, I.A. Kozhinov, etc.; Under the editorship of V.I. Krutov. - M.: Mechanical Engineering, 1986. - S. 356). On the other hand, regenerative steam take-offs reduce the useful work performed by 1 kg steam, because part of the steam does not expand in the turbine to the final pressure, but only to the take-off pressure (see book: Heat Engineering / A.P. Baskakov, B.V. Berg , O.K. Witt et al .; Edited by A.P. Baskakov. - M.: Energoizdat, 1982. - S. 211-213).
В качестве прототипа принимаем RU №2164604 С1. Способ работы тепловой электрической станции. МПК F 01 К 17/02, 1999. Способ работы тепловой электрической станции заключается в том, что поступающую от потребителей сетевую воду нагревают паром отопительных отборов в сетевых подогревателях теплофикационных турбин, а дополнительный нагрев сетевой воды осуществляют в поверхностных водо-водяных теплообменниках водой, которую нагревают в водогрейных котлах.As a prototype, we take RU No. 2164604 C1. The method of operation of a thermal power station. IPC F 01 K 17/02, 1999. The method of operation of a thermal power plant is that the mains water supplied by consumers is heated with heating steam in the network heaters of cogeneration turbines, and the additional mains water is heated in surface water-water heat exchangers with water, which heated in hot water boilers.
Основным недостатком прототипа является то, что в данном способе сетевые отборы пара также уменьшают полезную работу, совершаемую 1 кГ пара, поскольку часть пара расширяется в турбине не до конечного давления, а лишь до давления отбора.The main disadvantage of the prototype is that in this method, network steam extraction also reduces the useful work performed by 1 kg steam, since part of the steam does not expand in the turbine to the final pressure, but only to the selection pressure.
Цель изобретения - повысить экономичность работы тепловой электрической станции и увеличить выработку электроэнергии на тепловом потреблении.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the thermal power plant and to increase the production of electricity for heat consumption.
Суть изобретения состоит в том, что реализуется способ работы тепловой электрической станции, включающий конденсацию отработавшего в турбине пара в конденсаторе, подогрев конденсата турбины паром регенеративных отборов в регенеративных подогревателях, подогрев поступающей от потребителей сетевой воды паром отопительных отборов в сетевых подогревателях, отличающийся тем, что часть отработавшего в турбине пара конденсируют в испарителе теплового насоса, конденсат турбины и поступающую от потребителей сетевую воду нагревают в конденсаторе теплового насоса, а высвободившийся пар ступеней низкого давления сетевого и регенеративного отборов направляют в турбину для выработки дополнительной электроэнергии. Экономичность работы тепловой электрической станции увеличивается за счет того, что теплота конденсации отработавшего в турбине пара полезно используется, нагревая конденсат турбины и сетевую воду, а высвободившийся пар ступеней низкого давления сетевого и регенеративного отборов, направленный в турбину, вырабатывает дополнительную электроэнергию.The essence of the invention lies in the fact that a method of operating a thermal power plant is implemented, including condensing the steam spent in the turbine in a condenser, heating the condensate of the turbine with steam of regenerative heaters in regenerative heaters, heating the steam from heating water supplied by consumers with heating steam in network heaters, characterized in that part of the steam spent in the turbine is condensed in the heat pump evaporator, the condensate of the turbine and the network water coming from consumers are heated in the condensate Ator heat pump, and the released steam of low pressure stages and regenerative power offtake is sent to a turbine to generate additional electric power. The efficiency of the thermal power plant increases due to the fact that the condensation heat of the steam exhausted in the turbine is used beneficially to heat the turbine condensate and mains water, and the released pair of low-pressure stages of network and regenerative extraction directed to the turbine generates additional electricity.
На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит парогенератор 1, турбину 2, конденсатор 7, конденсатный насос 13, регенеративный подогреватель низкого давления 12, деаэратор 14, питательный насос 15, регенеративный подогреватель высокого давления 16. В схему тепловой электростанции установлен тепловой насос (ТН) парокомпрессионного типа, состоящий из компрессора 9, испарителя 8, дросселя 10, конденсаторов 11 и 12. Схема теплоснабжения состоит из сетевого подогревателя первой ступени 11, сетевого подогревателя второй ступени 3, потребителя тепла 4, сетевого насоса 6. При работе тепловой электрической станции пар из парогенератора 1 подается в турбину 2, где совершает работу. Отработавший в турбине 2 пар поступает в конденсатор 7 турбины и в испаритель 8 теплового насоса, где к рабочему телу теплового насоса подводится низкопотенциальная теплота конденсации отработавшего в турбине пара, которая с затратой необходимой работы преобразуется в теплоту более высокой температуры. Дроссель 10 в контуре теплового насоса создает необходимый перепад давлений рабочего тела ТН. Мощность электродвигателя компрессора 9 преобразуется в тепло, которое в конденсаторах 11 и 12 передается нагреваемой сетевой воде и конденсату вместе с теплом, отводимым в испарителе 8 от отработавшего в турбине пара при его конденсации. Конденсат из конденсатора 7 и испарителя 8 отводится конденсатным насосом 13, нагревается в конденсаторе теплового насоса 12 (заменяет регенеративный подогреватель низкого давления ПНД), деаэрируется в деаэраторе 14, затем питательным насосом 15 подается в подогреватель высокого давления 16 и парогенератор 1. Сетевая вода подается сетевым насосом 6, нагревается в конденсаторе 11 (заменяет сетевой подогреватель I ступени) и в сетевом подогревателе II ступени 3 и поступает потребителю тепла 4. Пар сетевого отбора конденсируется в подогревателе 3, а конденсат дренажным насосом 5 подается в деаэратор 14.The drawing shows a device for implementing the proposed method. The device comprises a steam generator 1, a turbine 2, a condenser 7, a condensate pump 13, a low pressure regenerative heater 12, a deaerator 14, a feed pump 15, a high pressure regenerative heater 16. A steam compression type heat pump (VT) is installed in the thermal power plant circuit, consisting of a compressor 9, evaporator 8, inductor 10, condensers 11 and 12. The heat supply circuit consists of a network heater of the first stage 11, a network heater of the second stage 3, a heat consumer 4, a network pump 6. When working t pilaf power plant steam from the steam generator 1 is fed to turbine 2, where the real work. The steam spent in the turbine 2 enters the turbine condenser 7 and the heat pump evaporator 8, where the low-potential condensation heat of the steam spent in the turbine is supplied to the heat pump body, which, with the expense of the necessary work, is converted to heat of a higher temperature. The throttle 10 in the circuit of the heat pump creates the necessary pressure difference of the working fluid TN. The power of the compressor motor 9 is converted into heat, which in the capacitors 11 and 12 is transferred to the heated mains water and condensate together with the heat removed in the evaporator 8 from the steam spent in the turbine during its condensation. The condensate from the condenser 7 and the evaporator 8 is discharged by the condensate pump 13, heated in the condenser of the heat pump 12 (replaces the low pressure regenerative heater), is deaerated in the deaerator 14, then it is fed into the high pressure heater 16 and the steam generator 1 by the feed pump 15. pump 6, heats up in the condenser 11 (replaces the network heater of the first stage) and in the network heater of the second stage 3 and enters the heat consumer 4. The steam of the network selection condenses in the heater 3, and to the condensate with a drainage pump 5 is supplied to the deaerator 14.
Пример. Способ работы тепловой электрической станции реализуют на блоке мощностью 250 МВт с турбиной Т-250-240. В соответствии с основными характеристиками блока доля тепла, расходуемая на выработку электроэнергии, составляет 64%, а отпуск тепла на теплофикацию - 36% (Теплотехнический справочник/ Под ред. В.Н.Юренева и П.Д.Лебедева. T.1. - М.: Энергия, 1975. - С. 482). Для таких блоков среднее значение КПД по отпуску электроэнергии составляет 45%, а КПД по отпуску тепловой энергии - 90% (Справочник энергетика промышленных предприятий.Т.3. Теплоэнергетика /Под общ. ред. В.Н.Юренева. - М.-Л.: Энергия, 1965. - С. 312). В общем виде КПД тепловой электростанции ηс (Кириллин В.А. Техническая термодинамика. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - С. 325) определяется по формуле:Example. The method of operation of a thermal power plant is implemented on a 250 MW unit with a T-250-240 turbine. In accordance with the main characteristics of the unit, the proportion of heat spent on generating electricity is 64%, and the heat supply for heating is 36% (Heat Engineering Guide / Edited by V.N. Yurenev and P.D. Lebedev. T.1. - M.: Energy, 1975 .-- S. 482). For such units, the average value of the efficiency for the supply of electricity is 45%, and the efficiency for the supply of thermal energy is 90% (Handbook of Power Engineering of Industrial Enterprises. T.3. Heat Power Engineering / Edited by V.N. Yurenev. - M.-L .: Energy, 1965. - S. 312). In general, the efficiency of a thermal power plant η s (Kirillin V.A. Technical Thermodynamics. - M.: Energoatomizdat, 1983. - S. 325) is determined by the formula:
где ηс - КПД станции с комбинированной выработкой тепла и электроэнергии;where η with - the efficiency of the station with combined heat and power;
lэ - полезная работа, затраченная на выработку электроэнергии;l e - useful work spent on generating electricity;
lt - полезная работа, затраченная на выработку и передачу тепла потребителю;l t - useful work spent on the generation and transfer of heat to the consumer;
q1 - количество подведенного тепла, выделившегося при сгорании топлива;q 1 - the amount of supplied heat released during the combustion of fuel;
х - доля подведенного тепла, направленного на выработку электроэнергии;x is the proportion of heat supplied to generate electricity;
ηЭ - КПД тепловой электростанции по отпуску электроэнергии;η E - efficiency of a thermal power plant for the supply of electricity;
у - доля подведенного тепла, направленного на выработку тепловой энергии;y - the proportion of heat supplied, aimed at generating thermal energy;
ηТ - КПД тепловой электростанции по отпуску тепловой энергии.η Т - efficiency of a thermal power plant for the release of thermal energy.
Коэффициент преобразования теплового насоса (Янтовский Е.И. Парокомпрессионные теплонасосные установки. - М.: Энергоиздат, 1982. - С. 13) φ определяется по уравнению:The conversion coefficient of the heat pump (Yantovsky EI. Steam compression heat pump units. - M .: Energoizdat, 1982. - P. 13) φ is determined by the equation:
где φ - коэффициент преобразования теплового насоса;where φ is the conversion coefficient of the heat pump;
qТН - тепловая производительность теплового насоса;q TH - thermal performance of the heat pump;
lТН- работа привода компрессора теплового насоса.l ТН - operation of the heat pump compressor drive.
Так как при реализации предлагаемого способа часть дополнительно вырабатываемой энергии затрачивается на работу привода компрессора теплового насоса, то КПД тепловой электростанции в этом случае , с учетом зависимостей (1) и (2), определится уравнением:Since when implementing the proposed method, part of the additionally generated energy is expended on the operation of the heat pump compressor drive, then the efficiency of the thermal power plant in this case , taking into account dependencies (1) and (2), is determined by the equation:
где - КПД тепловой электростанции при реализации предлагаемого способа;Where - The efficiency of the thermal power plant when implementing the proposed method;
m - доля подведенного тепла, теряемого в конденсаторе турбины, но при реализации предлагаемого способа возвращенного в цикл тепловым насосом и направленного на выработку дополнительной электроэнергии.m is the fraction of the supplied heat lost in the turbine condenser, but when implementing the proposed method returned to the cycle by the heat pump and aimed at generating additional electricity.
Для блока Т-250-240 х=0,64, у=0,36, =0,45, =0,9. Для первой ступени сетевого подогревателя доля m=0,2, а коэффициент преобразования теплового насоса в этом случае может быть принят φ=5. По формуле (1) КПД станции с комбинированной выработкой тепла и электроэнергии составит ηc=0,612, а КПД тепловой электростанции при реализации предлагаемого способа =0,7, при этом выработка электроэнергии увеличивается на 8,8%.For the T-250-240 block x = 0.64, y = 0.36, = 0.45, = 0.9. For the first stage of the network heater, the fraction is m = 0.2, and the conversion coefficient of the heat pump in this case can be taken φ = 5. According to the formula (1), the efficiency of a plant with combined heat and power generation will be η c = 0.612, and the efficiency of a thermal power plant when implementing the proposed method = 0.7, while electricity generation increases by 8.8%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003101028/06A RU2247840C2 (en) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | Method of operation of heat power station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003101028/06A RU2247840C2 (en) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | Method of operation of heat power station |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003101028A RU2003101028A (en) | 2004-09-20 |
RU2247840C2 true RU2247840C2 (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=35364945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003101028/06A RU2247840C2 (en) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | Method of operation of heat power station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2247840C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2530971C1 (en) * | 2013-08-08 | 2014-10-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Trigeneration plant with use of steam-gas cycle for production of electric energy and steam compressor heat pump cycle for heat and cold production |
RU170194U1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-04-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | NUCLEAR POWER PLANT |
RU2674108C1 (en) * | 2017-07-19 | 2018-12-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Heat-generating steam-turbine plant |
-
2003
- 2003-01-14 RU RU2003101028/06A patent/RU2247840C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2530971C1 (en) * | 2013-08-08 | 2014-10-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Trigeneration plant with use of steam-gas cycle for production of electric energy and steam compressor heat pump cycle for heat and cold production |
RU170194U1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-04-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | NUCLEAR POWER PLANT |
RU2674108C1 (en) * | 2017-07-19 | 2018-12-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Heat-generating steam-turbine plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2713799C (en) | Method for operating a thermodynamic circuit, as well as a thermodynamic circuit | |
RU2501958C2 (en) | Method of energy generation by means of thermodynamic cycles with water vapour of high pressure and moderate temperature | |
RU2570131C2 (en) | Operating method of thermal power plant | |
CN101300407A (en) | Steam turbine cycle | |
CN110593977B (en) | Dual-working-medium Rankine cycle waste heat power generation method, system and power generator | |
JPH03286103A (en) | Steam turbine power generator | |
CN101638998A (en) | Front-end double pressure heat absorbing and heat returning circulating thermal system for thermal generator set | |
JP3905967B2 (en) | Power generation / hot water system | |
CN213574261U (en) | High-parameter waste incineration power generation system with dehumidification function | |
RU2247840C2 (en) | Method of operation of heat power station | |
Mikielewicz et al. | Utilisation of bleed steam heat to increase the upper heat source temperature in low-temperature ORC | |
CN103375206A (en) | Combined power and water production system and method | |
US6951105B1 (en) | Electro-water reactor steam powered electric generator system | |
RU2303145C1 (en) | Thermal power station | |
RU81259U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU2561770C2 (en) | Operating method of combined-cycle plant | |
JPS6365807B2 (en) | ||
CN219220537U (en) | Steam turbine exhaust steam utilization device | |
CN103485849A (en) | Thermodynamic system of backpressure steam extraction small turbine which is coaxial with double reheating main turbine | |
RU2562730C1 (en) | Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant | |
RU2143638C1 (en) | Circuit arrangement for steam generators to recover low-potential heat of stack gases | |
RU2562735C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
RU2562745C1 (en) | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant | |
RU2781322C1 (en) | Combined-cycle gas turbine on three working bodies | |
RU2504666C1 (en) | Power plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100115 |