RU2247840C2 - Method of operation of heat power station - Google Patents

Method of operation of heat power station Download PDF

Info

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
Application number
RU2003101028/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003101028A (en
Inventor
В.А. Стенин (RU)
В.А. Стенин
Original Assignee
Стенин Валерий Александрович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Стенин Валерий Александрович filed Critical Стенин Валерий Александрович
Priority to RU2003101028/06A priority Critical patent/RU2247840C2/en
Publication of RU2003101028A publication Critical patent/RU2003101028A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2247840C2 publication Critical patent/RU2247840C2/en

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: heat power engineering.
SUBSTANCE: method of operation of heat power station includes condensing of waste steam from turbine, heating of turbine condensate by regenerative extraction of steam in regenerative heaters, heating of heating system water from consumers by steam of heating extractions in heating system heaters. According to invention, heat pump is installed in heat power station circuit, part of turbine waste steam is condensed in turbine condenser, and part, in heat pump evaporator, condensate from turbine before heating in regenerative heaters and heating system water getting from consumers before heating in heating system heaters are heated in condensers of heat pump, thus increasing efficiency of power station with heat pump.
EFFECT: increased economy and generation of energy at heat consumption.
1 dwg

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:

Figure 00000002
Figure 00000002

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:

Figure 00000003
Figure 00000003

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

Figure 00000004
, 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
Figure 00000004
, taking into account dependencies (1) and (2), is determined by the equation:

Figure 00000005
Figure 00000005

где

Figure 00000006
- КПД тепловой электростанции при реализации предлагаемого способа;Where
Figure 00000006
- 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,

Figure 00000007
=0,45,
Figure 00000008
=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
Figure 00000009
=0,7, при этом выработка электроэнергии увеличивается на 8,8%.For the T-250-240 block x = 0.64, y = 0.36,
Figure 00000007
= 0.45,
Figure 00000008
= 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
Figure 00000009
= 0.7, while electricity generation increases by 8.8%.

Claims (1)

Способ работы тепловой электрической станции, включающий конденсацию отработавшего в турбине пара, подогрев конденсата турбины паром регенеративных отборов в регенеративных подогревателях, подогрев поступающей от потребителей сетевой воды паром отопительных отборов в сетевых подогревателях, отличающийся тем, что в схему тепловой электростанции устанавливают тепловой насос, часть полностью отработавшего в турбине водяного пара конденсируют в конденсаторе турбины, а часть – в испарителе теплового насоса, конденсат турбины перед нагревом в регенеративных подогревателях и поступающую от потребителей сетевую воду перед нагревом в сетевых подогревателях нагревают в конденсаторах теплового насоса, при этом обеспечивают увеличение КПД станции с тепловым насосом в соответствии с формулойThe method of operation of a thermal power plant, including condensation of the steam spent in the turbine, heating of the turbine condensate with steam of regenerative heaters in regenerative heaters, heating of heating water supplied by consumers with steam of heating heatings in network heaters, characterized in that a heat pump is installed in the thermal power plant circuit, partly fully the water vapor spent in the turbine is condensed in the turbine condenser, and part in the heat pump evaporator, the condensate of the turbine before roar in regenerative heaters and network water coming from consumers before heating in network heaters is heated in the heat pump condensers, while providing an increase in the efficiency of the station with the heat pump in accordance with the formula
Figure 00000010
Figure 00000010
 где
Figure 00000011
- КПД тепловой электростанции с тепловым насосом;Where
Figure 00000011
- Efficiency of a thermal power plant with a heat pump; m – доля подведенного тепла, возвращенного в цикл тепловым насосом;m is the fraction of the supplied heat returned to the cycle by the heat pump; φ – коэффициент преобразования теплового насоса;φ is the conversion coefficient of the heat pump; ηс - КПД тепловой электростанции без теплового насоса;η s - the efficiency of a thermal power plant without a heat pump; ηЭ - КПД тепловой электростанции по отпуску электроэнергии.η E - the efficiency of a thermal power plant for the supply of electricity.
RU2003101028/06A 2003-01-14 2003-01-14 Method of operation of heat power station RU2247840C2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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