RU2562733C1 - Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant - Google Patents

Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2562733C1
RU2562733C1 RU2014118434/02A RU2014118434A RU2562733C1 RU 2562733 C1 RU2562733 C1 RU 2562733C1 RU 2014118434/02 A RU2014118434/02 A RU 2014118434/02A RU 2014118434 A RU2014118434 A RU 2014118434A RU 2562733 C1 RU2562733 C1 RU 2562733C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
condenser
steam turbine
heat exchanger
heat
Prior art date
Application number
RU2014118434/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Айрат Маратович Гафуров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority to RU2014118434/02A priority Critical patent/RU2562733C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2562733C1 publication Critical patent/RU2562733C1/en

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: invention can be used at thermal power plants (TPP) at utilisation of low-potential steam heat of heating extractions from a steam turbine for additional generation of electric energy. At operation of TPP, steam of heating parameters from extractions of the steam turbine is supplied to steam space of upper and lower system water heaters, condensed on the surface of heated tubes of the system water heaters, inside which cooling liquid flows; with that, at steam condensation of heating extractions there performed is utilisation of low-potential steam heat of heating extractions from the steam turbine by means of a thermal engine with a closed circulation circuit, which operates as per an organic Rankine cycle, in which low-boiling working medium circulating in the closed circuit is used as cooling liquid; with that, it is compressed in a condensate pump of the thermal engine, heated in a recuperative heat exchanger, heated and evaporated in the lower system water heater of the steam turbine, reheated in the upper system water heater of the steam turbine, expanded in a turbine expander, its temperature is decreased in the recuperative heat exchanger of the thermal engine and condensed in a heat exchanger - condenser.
EFFECT: invention allows improving TPP efficiency due to additional electric energy generation.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии.The invention relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) when utilizing low-grade thermal energy from a pair of heating taps from a steam turbine for additional generation of electric energy.

Аналогом является способ работы тепловой электрической станции, по которому весь поток обратной сетевой воды, возвращаемой от потребителей, нагревают паром отборов турбины в нижнем и в верхнем сетевых подогревателях, а также в конденсаторе теплонасосной установки теплотой, отведенной от обратной сетевой воды в испарителе теплонасосной установки, после чего направляют потребителям, при этом весь поток сетевой воды последовательно нагревают в нижнем сетевом подогревателе, конденсаторе теплонасосной установки и верхнем сетевом подогревателе (патент RU №2275512, МПК F01K 17/02, 27.04.2006).An analogue is the method of operation of a thermal power plant, in which the entire flow of return network water returned from consumers is heated by steam of turbine withdrawals in the lower and upper network heaters, as well as in the condenser of the heat pump installation with heat removed from the return network water in the evaporator of the heat pump installation, after which they are sent to consumers, while the entire flow of network water is sequentially heated in the lower network heater, the condenser of the heat pump installation and the upper network heater atelier (patent RU No. 2275512, IPC F01K 17/02, 04/27/2006).

Прототипом является способ работы тепловой электрической станции, содержащей теплофикационную турбину с отопительными отборами пара, подающий и обратный трубопроводы теплосети, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами теплосети и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку с испарителем, включенным в обратный трубопровод теплосети, и конденсатором, при этом конденсатор теплонасосной установки включен в подающий трубопровод теплосети после сетевых подогревателей (патент RU №2269014, МПК F01K 17/02, 27.01.2006).The prototype is the method of operation of a thermal power plant containing a cogeneration turbine with heating steam extraction, supply and return pipelines of the heating network, network heaters connected via a heated medium between the supply and return pipelines of the heating network and connected via heating medium to the heating selection, heat pump installation with an evaporator included in the return pipe of the heating system, and a condenser, while the condenser of the heat pump installation is included in the supply pipe of the heating system after evyh heaters (patent RU №2269014, IPC F01K 17/02, 27.01.2006).

В известном способе возвращаемая от потребителей по обратному трубопроводу теплосети сетевая вода подается сетевым насосом в испаритель теплонасосной установки, где отдает часть теплоты хладагенту теплонасосной установки и охлаждается, затем сетевая вода поступает в сетевые подогреватели, где нагревается паром отопительных отборов турбины. Перед подачей потребителям сетевая вода дополнительно нагревается в конденсаторе теплонасосной установки за счет теплоты хладагента, циркулирующего в контуре теплонасосной установки. Благодаря последовательному включению испарителя теплонасосной установки в обратный трубопровод теплосети до сетевых подогревателей, а конденсатора в подающий трубопровод теплосети после сетевых подогревателей достигается максимальное охлаждение обратной сетевой воды.In the known method, the network water returned from the consumers through the return pipe of the heating network is supplied by the network pump to the evaporator of the heat pump installation, where it transfers part of the heat to the coolant of the heat pump installation and is cooled, then the network water is supplied to the network heaters, where it is heated by steam from the turbine heating taps. Before being supplied to consumers, the network water is additionally heated in the condenser of the heat pump installation due to the heat of the refrigerant circulating in the circuit of the heat pump installation. Due to the sequential inclusion of the evaporator of the heat pump installation in the return pipe of the heating system to the network heaters, and the condenser in the supply pipe of the heating system after the network heaters, maximum cooling of the return network water is achieved.

Таким образом, в известном способе работы тепловой электрической станции отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, а пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок сетевых подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, причем при конденсации пара отопительных отборов осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины при помощи охлаждающей жидкости.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, the exhaust steam flows from the steam turbine into the condenser steam space, condenses on the surface of the condenser tubes, and the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, and the steam of the heating parameters from the steam turbine offsets enters the steam space of the upper and lower network heaters, condenses on the surface of the heated tubes of the network heaters, inside In which case the coolant flows, and when the steam of the heating taps is condensed, the low-grade heat of the steam of the heating taps is utilized from the steam turbine by means of the coolant.

Основным недостатком аналога и прототипа является то, что утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины осуществляют в целях выработки дополнительной тепловой энергии, а не для дополнительной выработки электрической энергии.The main disadvantage of the analogue and prototype is that the utilization of low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine is carried out in order to generate additional thermal energy, and not for additional generation of electric energy.

Кроме этого, недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии, обусловленный затратами электрической мощности на привод теплонасосной установки.In addition, the disadvantage of the analogue and the prototype is the relatively low efficiency of TPPs for the generation of electric energy, due to the cost of electric power to drive the heat pump installation.

Задачей изобретения является разработка способа утилизации тепловой энергии ТЭС, в котором устранены указанные недостатки аналога и прототипа.The objective of the invention is to develop a method of utilization of thermal energy of thermal power plants, which eliminated the indicated disadvantages of the analogue and prototype.

Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет утилизации низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии.The technical result is to increase the efficiency of TPPs due to the utilization of low-potential heat energy from a pair of heating taps from a steam turbine for additional generation of electric energy.

Технический результат достигается тем, что в способе утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, включающий направление отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, направление конденсата с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины в систему регенерации, при этом пар отопительных параметров из отборов паровой турбины направляют в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей для конденсации на поверхности подогреваемых трубок упомянутых сетевых подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, причем при конденсации пара отопительных отборов осуществляют утилизацию низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины при помощи охлаждающей жидкости, согласно изобретению дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, и который состоит из последовательно соединенных турбодетандера с электрогенератором, теплообменника-рекуператора, теплообменника-конденсатора и конденсатного насоса, при этом низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в упомянутом теплообменнике-рекуператоре, нагревают и испаряют в нижнем сетевом подогревателе паровой турбины, перегревают в верхнем сетевом подогревателе паровой турбины, расширяют в упомянутом турбодетандере, снижают его температуру в упомянутом теплообменнике-рекуператоре и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.The technical result is achieved by the fact that in the method of utilization of thermal energy generated by a thermal power plant, including the direction of the exhaust steam from the steam turbine into the steam space of the condenser for condensation on the surface of the condenser tubes, the direction of the condensate using the condensate pump of the condenser of the steam turbine in the regeneration system, while steam of heating parameters from the steam turbine offsets is sent to the steam space of the upper and lower network heaters for densities on the surface of the heated tubes of the mentioned network heaters, inside which coolant flows, moreover, when the steam of the heating taps is condensed, the low-grade thermal energy of the steam of the heating taps is used to recover from the steam turbine, according to the invention, the low-potential heat energy of the steam of the heat taps is also recycled from the steam turbines using a closed-circuit heat engine operating according to the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used as coolant, and which consists of a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger-recuperator, a heat exchanger-condenser, and a condensate pump connected in series, while the low-boiling working fluid is compressed in a condensate heat engine pump, heated in said heat exchanger-recuperator, heated and evaporated in the lower network heater of a steam turbine, overheated in the upper network heater of the steam turbine, expand in said turboexpander, lower its temperature in said heat exchanger-recuperator and condense in heat exchanger-condenser of a heat engine.

В качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.An air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air and water-cooled condenser are used as a heat exchanger-condenser of a heat engine.

В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан С3Н8.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .

Таким образом, технический результат достигается за счет утилизации низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии, которую осуществляют путем нагрева в сетевых подогревателях низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана С3Н8) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved by utilizing low-potential heat energy from the steam from the steam turbine to additionally generate electric energy, which is carried out by heating a low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8 ) in a heat engine with a closed loop operating circuit on the organic Rankine cycle.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором, теплообменником-рекуператором и сетевые подогреватели.The invention is illustrated in the drawing, which shows a thermal power plant having a heat engine with a heat exchanger-condenser, a heat exchanger-recuperator and network heaters.

На чертеже цифрами обозначены:In the drawing, the numbers indicate:

1 - паровая турбина,1 - steam turbine,

2 - конденсатор паровой турбины,2 - condenser of a steam turbine,

3 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины,3 - condensate pump condenser of a steam turbine,

4 - основной электрогенератор,4 - the main generator

5 - тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции,5 - heat engine with a closed circuit,

6 - турбодетандер,6 - turboexpander,

7 - электрогенератор,7 - electric generator,

8 - теплообменник-конденсатор,8 - heat exchanger-condenser,

9 - конденсатный насос,9 - condensate pump,

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

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

12 - теплообменник-рекуператор.12 - heat exchanger-recuperator.

Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные паровую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, а также основной электрогенератор 4, соединенный с паровой турбиной 1, которая соединена по греющей среде с верхним 10 и нижним 11 сетевыми подогревателями, которые между собой соединены по нагреваемой среде.The thermal power plant includes a series-connected steam turbine 1, a steam turbine condenser 2 and a condenser pump 3 of the steam turbine condenser, as well as a main electric generator 4 connected to the steam turbine 1, which is connected via heating medium to the upper 10 and lower 11 network heaters, which are between connected by a heated medium.

В тепловую электрическую станцию введен тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.A heat engine 5 with a closed circulation loop, operating according to the organic Rankine cycle, has been introduced into the thermal power station.

Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 12, теплообменник-конденсатор 8 и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 12, который соединен по нагреваемой среде с входом нижнего сетевого подогревателя 11, а выход верхнего сетевого подогревателя 10 соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, выход которого соединен по греющей среде с теплообменником-рекуператором 12, выход теплообменника-рекуператора 12 соединен по греющей среде с теплообменником-конденсатором 8, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса 9, образуя замкнутый контур охлаждения.The closed circuit of the circulation of the heat engine 5 is made in the form of a circuit with a low boiling fluid containing a turboexpander 6 with an electric generator 7, a heat exchanger-recuperator 12, a heat exchanger-condenser 8 and a condensate pump 9, and the output of the condensate pump 9 is connected via a heated medium to the input of the heat exchanger-recuperator 12, which is connected through a heated medium to the input of the lower network heater 11, and the output of the upper network heater 10 is connected through a heated medium to the input of the turbo expander 6, the output of which is connected ene of the heating medium to the heat exchanger-recuperator 12, the output of the heat exchanger-recuperator 12 is connected by a heating medium to the heat exchanger-condenser 8, the output of which is connected by a heating medium inlet condensate pump 9, forming a closed cooling circuit.

Способ утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, осуществляют следующим образом.A method of utilizing thermal energy generated by a thermal power plant is as follows.

Способ включает в себя направление отработавшего пара из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2 для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, направление конденсата с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 1 в систему регенерации, при этом пар отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 направляют в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей для конденсации на поверхности подогреваемых трубок упомянутых сетевых подогревателей 10 и 11, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, причем при конденсации пара отопительных отборов осуществляют утилизацию низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины 1 при помощи охлаждающей жидкости.The method includes the direction of the exhaust steam from the steam turbine 1 to the steam space of the condenser 2 for condensation on the surface of the condenser tubes, the direction of the condensate using the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine 1 to the regeneration system, while the steam of heating parameters from the steam turbine 1 is taken to the vapor space of the upper 10 and lower 11 network heaters for condensation on the surface of the heated tubes of the network heaters 10 and 11, inside which leaks coolant, the vapor condensation heating selections performed utilization of low-potential thermal energy of the steam heating heats from the steam turbine 1 by the cooling fluid.

Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины 1 при помощи теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, и который состоит из последовательно соединенных турбодетандера 6 с электрогенератором 7, теплообменника-рекуператора 12, теплообменника-конденсатора 8 и конденсатного насоса 9, при этом низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя 5, нагревают в упомянутом теплообменнике-рекуператоре 12, нагревают и испаряют в нижнем 11 сетевом подогревателе паровой турбины 1, перегревают в верхнем 10 сетевом подогревателе паровой турбины 1, расширяют в упомянутом турбодетандере 6, снижают его температуру в упомянутом теплообменнике-рекуператоре 12 и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.The difference of the proposed method is that they additionally utilize low-potential heat energy from the steam of the heating taps from the steam turbine 1 using a closed-loop heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed loop is used as a cooling liquid the circuit, and which consists of a series-connected turbo expander 6 with an electric generator 7, a heat exchanger-recuperator 12, a heat exchanger-condenser the reactor 8 and the condensate pump 9, while the low-boiling working fluid is compressed in the condensate pump 9 of the heat engine 5, heated in said heat exchanger-recuperator 12, heated and evaporated in the lower 11 network heater of a steam turbine 1, overheated in the upper 10 network heater of a steam turbine 1 expand in said turboexpander 6, lower its temperature in said heat exchanger-recuperator 12 and condense in heat exchanger-condenser 8 of a heat engine.

В качестве теплообменника-конденсатора 8 теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.As the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine, an air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air and water-cooled condenser are used.

В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан С3Н8.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C 3 H 8 is used .

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Отработавший пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок. При этом образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации. Мощность паровой турбины 1 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 4.The exhaust steam coming from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2 is condensed on the surface of the condenser tubes. In this case, the condensate formed is sent via a condensate pump 3 of the steam turbine condenser to the regeneration system. The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main generator 4 connected to one shaft.

Преобразование низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины 1 в механическую и далее в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.The conversion of low-grade thermal energy from the steam of the heating taps from the steam turbine 1 to the mechanical and then to the electric one takes place in a closed loop of the heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle.

Таким образом, утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 осуществляют путем нагрева в сетевых подогревателях 11, 10 низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C3H8) теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the utilization of low-grade heat of steam from heating steam from a steam turbine 1 is carried out by heating in a network heater 11, 10 a low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8 ) of a heat engine 5 with a closed circulation circuit operating on the organic Rankine cycle.

Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C3H8, который в начале направляют на нагрев в теплообменник-рекуператор 12, а затем направляют на нагрев и испарение в нижний сетевой подогреватель 11, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 380 К.The whole process begins with compression in a condensate pump 9 of liquefied propane C 3 H 8 , which is first sent for heating to the heat exchanger-recuperator 12, and then sent for heating and evaporation to the lower network heater 11, where the heating steam from the steam turbine 1 is supplied at a temperature of about 380 K.

Пар, поступающий из отопительного отбора паровой турбины 1 в паровое пространство нижнего сетевого подогревателя 11, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок, внутри которых протекает сжиженный пропан C3H8.The steam coming from the heating selection of the steam turbine 1 into the steam space of the lower network heater 11 condenses on the surface of the heated tubes, inside which liquefied propane C 3 H 8 flows.

В процессе теплообмена перегретого газообразного пропана C3H8 с сжиженным пропаном C3H8 в теплообменнике-рекуператоре 12, а также в процессе конденсации пара отопительного отбора в нижнем сетевом подогревателе 11 паровой турбины 1, происходит нагрев сжиженного пропана C3H8 до критической температуры 369,89 К с последующим его испарением при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 5,7 МПа. После нижнего сетевого подогревателя 11 газообразный пропан C3H8 направляют на перегрев в верхний сетевой подогреватель 10, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 410 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 12, as well as in the process of condensation of heating steam in the lower network heater 11 of the steam turbine 1, the liquefied propane C 3 H 8 is heated to critical temperature 369.89 K, followed by its evaporation at supercritical pressure from 4.2512 MPa to 5.7 MPa. After the lower network heater 11, gaseous propane C 3 H 8 is sent for overheating to the upper network heater 10, where heating steam is taken from the steam turbine 1 at a temperature of about 410 K.

Пар, поступающий из отопительного отбора паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего сетевого подогревателя 10, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок, внутри которых протекает газообразный пропан C3H8.The steam coming from the heating selection of the steam turbine 1 into the steam space of the upper network heater 10 condenses on the surface of the heated tubes, inside which gaseous propane C 3 H 8 flows.

В процессе конденсации пара отопительного отбора в верхнем сетевом подогревателе 10 паровой турбины 1 происходит перегрев газообразного пропана C3H8 до сверхкритической температуры от 369,89 К до 400 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 5,7 МПа, который направляют на расширение в турбодетандер 6.In the process of condensation of heating selection steam in the upper network heater 10 of the steam turbine 1, gaseous propane C 3 H 8 overheats to a supercritical temperature of 369.89 K to 400 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa to 5.7 MPa, which is directed to expansion into 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 12 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 12 to reduce the temperature.

В теплообменнике-рекуператоре 12 в процессе отвода теплоты на нагрев сжиженного пропана C3H8 снижается нагрузка на теплообменник-конденсатор 8, выполненного, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, и затраты мощности на привод вентиляторов воздушного охлаждения.In the heat exchanger-recuperator 12 in the process of heat removal for heating liquefied propane C 3 H 8, the load on the heat exchanger-condenser 8, made, for example, in the form of an air-cooled condenser, and the power consumption for driving air-cooled fans are reduced.

Далее при снижении температуры газообразного пропана C3H8 происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, охлаждаемого воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 К до 283,15 К.Further, when the temperature of gaseous propane C 3 H 8 decreases, it is liquefied in a heat exchanger-condenser 8 cooled by ambient air in the temperature range from 223.15 K to 283.15 K.

После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии пропан C3H8 направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя.After the heat exchanger-condenser 8 in a liquefied state, propane C 3 H 8 is sent for compression to the condensate pump 9 of the heat engine.

Далее органический цикл Ренкина на основе низкокипящего рабочего тела повторяется.Further, the organic Rankine cycle based on a low-boiling working fluid is repeated.

Использование предлагаемого способа работы тепловой электрической станции позволит по сравнению с прототипом повысить коэффициент полезного действия ТЭС за счет утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии.Using the proposed method of operation of a thermal power plant will allow, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of TPPs by utilizing the low-grade heat of the steam from the heating taps from the steam turbine for additional generation of electric energy.

Claims (3)

1. Способ утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, включающий направление отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, направление конденсата с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины в систему регенерации, при этом пар отопительных параметров из отборов паровой турбины направляют в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей для конденсации на поверхности подогреваемых трубок упомянутых сетевых подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, причем при конденсации пара отопительных отборов осуществляют утилизацию низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины при помощи охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной тепловой энергии пара отопительных отборов из паровой турбины при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, и который состоит из последовательно соединенных турбодетандера с электрогенератором, теплообменника-рекуператора, теплообменника-конденсатора и конденсатного насоса, при этом низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в упомянутом теплообменнике-рекуператоре, нагревают и испаряют в нижнем сетевом подогревателе паровой турбины, перегревают в верхнем сетевом подогревателе паровой турбины, расширяют в упомянутом турбодетандере, снижают его температуру в упомянутом теплообменнике-рекуператоре и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.1. The method of utilization of thermal energy generated by a thermal power plant, including the direction of the exhaust steam from a steam turbine into the steam space of the condenser for condensation on the surface of the condenser tubes, the direction of the condensate using the condensate pump of the condenser of the steam turbine in the regeneration system, while the steam heating parameters from the selection steam turbines are sent to the steam space of the upper and lower network heaters for condensation on the surface of the heated pipes to the aforementioned network heaters, inside which coolant flows, moreover, when the steam of the heating taps is condensed, the low-potential heat energy of the steam of the heating taps from the steam turbine is utilized by means of the coolant, characterized in that it further utilizes the low-potential heat energy of the steam of the heat taps from the steam turbine when help of a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which As the coolant, a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used, which consists of a turboexpander with an electric generator, a heat exchanger-recuperator, a heat exchanger-condenser and a condensate pump connected in series, while the low-boiling working fluid is compressed in a condensate pump of a heat engine, heated in the said heat exchanger -recuperator, they heat and evaporate in the lower network heater of a steam turbine, overheat in the upper network heater of a steam turbine They expand in said turboexpander, lower its temperature in said heat exchanger-recuperator and condense in heat exchanger-condenser of a heat engine. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.2. The method according to p. 1, characterized in that the air-cooled condenser, or the water-cooled condenser, or the air and water-cooled condenser are used as the heat exchanger-condenser of the heat engine. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан С3Н8. 3. The method according to p. 1, characterized in that as a low-boiling working fluid use liquefied propane C 3 H 8 .
RU2014118434/02A 2014-05-06 2014-05-06 Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant RU2562733C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118434/02A RU2562733C1 (en) 2014-05-06 2014-05-06 Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118434/02A RU2562733C1 (en) 2014-05-06 2014-05-06 Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2562733C1 true RU2562733C1 (en) 2015-09-10

Family

ID=54073777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014118434/02A RU2562733C1 (en) 2014-05-06 2014-05-06 Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2562733C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2268372C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermoelectric power station
RU2269014C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermal power station
RU2320879C1 (en) * 2006-08-14 2008-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" Coaxial-face thermal tube engine
US7856829B2 (en) * 2006-12-15 2010-12-28 Praxair Technology, Inc. Electrical power generation method
JP2011226489A (en) * 2005-02-22 2011-11-10 Toshiba Corp Electric power-generating and desalination combined plant and operation method of the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2268372C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermoelectric power station
RU2269014C2 (en) * 2004-03-05 2006-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Thermal power station
JP2011226489A (en) * 2005-02-22 2011-11-10 Toshiba Corp Electric power-generating and desalination combined plant and operation method of the same
RU2320879C1 (en) * 2006-08-14 2008-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" Coaxial-face thermal tube engine
US7856829B2 (en) * 2006-12-15 2010-12-28 Praxair Technology, Inc. Electrical power generation method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АНДРЮЩЕНКО В.И. и др. "Теплофикационные установки и их . использование", М., Высшая школа, 1989, стр. 233-235 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2570131C2 (en) Operating method of thermal power plant
RU2560606C1 (en) Heat power plant heat utilisation method
RU2560503C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2562735C1 (en) Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant
RU2560615C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2562730C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2562745C1 (en) Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant
RU2562733C1 (en) Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant
RU2560505C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2566249C1 (en) Method of heat recycling of thermal power plant
RU2562724C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2562741C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2562727C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power station
RU2560624C1 (en) Heat power plant heat utilisation method
RU2562725C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2560608C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560611C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2562743C1 (en) Method of recovery of heat energy generated by thermal power station
RU2562728C1 (en) Utilisation method of thermal energy generated by thermal power plant
RU2560612C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560622C1 (en) Method of utilisation of low-grade heat of oil supply system of steam turbine bearings of heat power plant
RU2570132C2 (en) Recovery of heat power generated by thermal electric station
RU2560617C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2562737C1 (en) Method of recovery of heat energy generated by thermal power station
RU2570133C2 (en) Recovery of heat power generated by thermal electric power station

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160507