RU2571275C2 - Method of operation of thermal power plant - Google Patents

Method of operation of thermal power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2571275C2
RU2571275C2 RU2013158788/06A RU2013158788A RU2571275C2 RU 2571275 C2 RU2571275 C2 RU 2571275C2 RU 2013158788/06 A RU2013158788/06 A RU 2013158788/06A RU 2013158788 A RU2013158788 A RU 2013158788A RU 2571275 C2 RU2571275 C2 RU 2571275C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
condenser
heat
turbine
steam turbine
Prior art date
Application number
RU2013158788/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013158788A (en
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 RU2013158788/06A priority Critical patent/RU2571275C2/en
Publication of RU2013158788A publication Critical patent/RU2013158788A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2571275C2 publication Critical patent/RU2571275C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of power engineering. In the method of operation of a thermal power plant, in which the spent steam arrives from the first steam turbine into the steam space of the condenser, and steam of heating parameters from steam turbine bleeds arrives into the steam space of the lower and upper heaters, recovery of the waste low-potential thermal energy of the steam spent in the turbine and recovery of low-potential heat of steam of heating bleeds from the steam turbine is carried out with the help of a heat engine with a closed circulation circuit, operating according to the organic Rankine cycle, in which they use low-boiling fluid as cooling fluid, circulating in the closed circuit. As the low-boiling fluid they use liquefied carbon dioxide CO2.
EFFECT: invention makes it possible to increase efficiency factor of a TPP due to complete usage of discharge low-potential heat and recovery of low-potential heat of steam of heating bleeds from the steam turbine for additional generation of power, to increase resource and reliability of operation of a steam turbine condenser and to reduce heat emissions into environment.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) для утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты в конденсаторах паровых турбин ТЭС и утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины.The invention relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) for utilization of low-grade waste heat in condensers of steam turbines of TPPs and for the utilization of low-grade heat of steam from heating taps from a steam turbine.

Аналогом является способ работы тепловой электрической станции, по которому весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей, последовательно нагревают паром отборов турбины в нижнем и в верхнем сетевых подогревателях, а затем направляют потребителям, охлаждение отработавшего пара производят циркуляционной водой, которую используют в качестве источника низкопотенциальной теплоты для испарителя теплонасосной установки, при этом весь поток сетевой воды после нижнего сетевого подогревателя дополнительно подогревают в конденсаторе теплонасосной установки (патент RU №2269656, МПК F01K 17/02, 10.02.2006).An analogue is the method of operation of a thermal power plant, in which the entire return flow of network water returned from consumers is successively heated by steam of turbine offsets in the lower and upper network heaters, and then directed to consumers, the exhaust steam is cooled by circulating water, which is used as a source low potential heat for the evaporator of the heat pump installation, while the entire flow of network water after the lower network heater is additionally heated to densifier of the heat pump installation (patent RU No. 2269656, IPC F01K 17/02, 02/10/2006).

Прототипом является способ работы тепловой электрической станции, содержащей подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, паровую турбину с отопительными отборами пара и конденсатором, к которому подключены напорный и сливной трубопроводы циркуляционной воды, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами сетевой воды и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку, испаритель которой подключен по греющей среде к сливному трубопроводу циркуляционной воды, при этом конденсатор теплонасосной установки по нагреваемой среде включен в подающий трубопровод сетевой воды после сетевых подогревателей (патент RU №2268372, МПК F01K 17/02, 20.01.2006).The prototype is the method of operation of a thermal power plant containing supply and return pipelines of network water, a steam turbine with heating steam extraction and a condenser, to which pressure and drain pipelines of circulating water are connected, network heaters connected via a heated medium between the supply and return pipelines of network water and connected through a heating medium to heating taps, a heat pump installation, the evaporator of which is connected through a heating medium to a drain pipe water, while the condenser of the heat pump installation for the heated medium is included in the supply pipe of the network water after the network heaters (patent RU No. 2268372, IPC F01K 17/02, 01/20/2006).

В известном способе сетевую воду, поступающую от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды, с помощью сетевого насоса подают в сетевые подогреватели, где нагревают паром отопительных отборов турбины. Отработавший в турбине пар охлаждают в конденсаторе, для чего подают в него по напорному трубопроводу и отводят по сливному трубопроводу циркуляционную воду. Нагретую в сетевых подогревателях сетевую воду перед подачей потребителям дополнительно нагревают в конденсаторе теплонасосной установки, в качестве низкопотенциального источника теплоты в испарителе теплонасосной установки используют циркуляционную воду из сливного трубопровода.In the known method, the network water coming from consumers through the return line of the network water is supplied to the network heaters by means of the network pump, where they are heated with steam from the heating taps of the turbine. The steam spent in the turbine is cooled in a condenser, for which it is fed into it through a pressure pipe and circulated water is discharged through a drain pipe. The network water heated in the network heaters is additionally heated before being supplied to consumers in the condenser of the heat pump installation, and circulating water from the drain pipe is used as a low-grade heat source in the evaporator of the heat pump installation.

Таким образом, в известном способе работы тепловой электрической станции пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство нижнего и верхнего сетевых подогревателей, сетевая вода поступает от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в нижний сетевой подогреватель и верхний сетевой подогреватель, далее сетевую воду направляют в подающий трубопровод сетевой воды, отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, причем при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, steam of heating parameters from the steam turbine’s withdrawals enters the steam space of the lower and upper network heaters, the network water is supplied from consumers via the return water pipe to the lower network heater and the upper network heater, then the network water is directed in the supply pipe of the network water, the exhaust steam comes from the steam turbine into the steam space of the condenser, condensate on the surface pipes containing coolant, and the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, and during condensation of the steam, waste low-potential heat energy of the steam exhausted in the turbine is disposed of with the help of the coolant.

Основным недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии из-за отсутствия полной утилизации сбросной скрытой теплоты парообразования в конденсаторе паровой турбины, что обусловлено наличием вторичного контура (теплонасосной установки), а также отсутствия утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины, для дополнительной выработки электроэнергии.The main disadvantage of the analogue and prototype is the relatively low efficiency of TPPs for generating electric energy due to the lack of complete utilization of the latent heat of vaporization in the steam turbine condenser, which is due to the presence of a secondary circuit (heat pump installation), as well as the lack of utilization of low-grade heat of steam from heating from a steam turbine, for additional power generation.

Кроме этого, недостатком является низкий ресурс и надежность работы конденсатора паровой турбины из-за использования технической (циркуляционной) воды, которая загрязняет конденсатор паровой турбины. Из-за повышенных тепловых выбросов циркуляционной воды в водоем-охладитель нарушается его экосистема.In addition, the disadvantage is the low resource and reliability of the condenser of the steam turbine due to the use of technical (circulating) water, which pollutes the condenser of the steam turbine. Due to the increased thermal emissions of the circulation water into the cooling pond, its ecosystem is disturbed.

Задачей изобретения является разработка способа утилизации теплоты ТЭС, в котором устранены указанные недостатки аналога и прототипа.The objective of the invention is to develop a method of utilizing the heat of a thermal power plant, which eliminates these disadvantages of the analogue and prototype.

Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет полного использования сбросной низкопотенциальной теплоты и утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии, повышение ресурса и надежности работы конденсатора паровой турбины и снижение тепловых выбросов в окружающую среду.The technical result is to increase the efficiency of TPPs due to the full use of low-grade waste heat and utilization of low-grade heat of steam from heating steam from the steam turbine for additional generation of electric energy, increase the life and reliability of the steam turbine condenser and reduce thermal emissions into the environment.

Технический результат достигается тем, что в способе работы тепловой электрической станции, по которому отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, а пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство нижнего и верхнего подогревателей, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом при конденсации отработавшего пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости, причем конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, согласно настоящему изобретению утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины осуществляют 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, при этом его сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя, нагревают в конденсаторе паровой турбины, нагревают и испаряют в нижнем подогревателе паровой турбины, перегревают в верхнем подогревателе паровой турбины, расширяют в турбодетандере теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.The technical result is achieved by the fact that in the method of operation of a thermal power plant, in which the exhaust steam flows from a steam turbine into the steam space of the condenser, it condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, and the heating parameters steam from the steam turbine withdrawals enters the steam space lower and upper heaters, condenses on the surface of the heated tubes of the heaters, inside which coolant flows, while during condensation of the exhaust steam, waste low-potential heat energy of the steam exhausted in the turbine is disposed of using coolant, the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the steam turbine condenser, and according to the present invention, the waste low-potential heat energy of the steam exhausted in the turbine is utilized and the low-grade heat of steam is recovered heating taps from a steam turbine are carried out using a closed-circuit heat engine organic circulation using the Rankine organic cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used as coolant, it is compressed in a heat engine condensate pump, heated in a heat engine heat exchanger-recuperator, heated in a steam turbine condenser, they heat and evaporate in the lower steam turbine heater, overheat in the upper steam turbine heater, expand in the turbine expander of the heat engine, lower its temperature in the heat exchanger-recuperator of the heat engine and condense in the heat exchanger-condenser of the heat engine.

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

Таким образом, технический результат достигается за счет полной утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования) и утилизации низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе паровой турбины и в нижнем и верхнем подогревателях, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана С3Н8) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved due to the complete utilization of waste low-grade heat (latent heat of vaporization) and the utilization of low-grade heat of steam from the heating taps from the steam turbine, which are carried out by sequential heating, respectively, in the condenser of the steam turbine and in the lower and upper heaters, low-boiling working body (liquefied propane C 3 H 8) of the heat engine with closed-loop circulation operation in the organic Rankine cycle.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором, теплообменником-рекуператором, и подогреватели верхние и нижние.The invention is illustrated by the drawing, which shows a thermal power plant having a heat engine with a heat exchanger-condenser, a heat exchanger-recuperator, and upper and lower 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 подогреватель,10 - upper heater

11 - нижний подогреватель,11 - lower 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 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 heaters, which are interconnected 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, содержащего турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-рекуператор 12, теплообменник-конденсатор 8, конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-рекуператора 12, который соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 2 паровой турбины, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом нижнего подогревателя 11, а выход верхнего 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, 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 via a heated medium to the input of a condenser 2 of a steam turbine, the output of which is connected via a heated medium to the input of a lower heater 11, and the output of the upper heater 10 is connected by about a heated medium with an inlet of a turbo expander 6, the output of which is connected via a heating medium to a heat exchanger-recuperator 12, the output of a heat exchanger-recuperator 12 is connected via a heating medium to a heat exchanger-condenser 8, the output of which is connected through a heated medium to the inlet of a condensate pump 9, forming a closed loop cooling.

Способ работы тепловой электрической станции осуществляют следующим образом.The method of operation of a thermal power plant is as follows.

Отработавший пар поступает из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, а пар отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 поступает в паровое пространство нижнего 11 и верхнего 10 подогревателей, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок подогревателей 11 и 10, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом при конденсации отработавшего пара и пара отопительных отборов осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 при помощи охлаждающей жидкости, причем конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации.The exhaust steam enters from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2, condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, and the steam of heating parameters from the steam turbine take-offs 1 enters the steam space of the lower 11 and upper 10 heaters, condenses on the surface of the heated tubes heaters 11 and 10, inside which coolant flows, while the condensation of the exhaust steam and the steam of the heating selections carry out the disposal of waste clear low potential heat energy of the steam exhausted in the turbine 1 and recovery of low potential heat of steam from the heating taps from the steam turbine 1 using coolant, and the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine.

Отличием предлагаемого способа является то, что утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 осуществляют 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, при этом его сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре 12 теплового двигателя, нагревают в конденсаторе 2 паровой турбины, нагревают и испаряют в нижнем подогревателе 11 паровой турбины, нагревают в верхнем подогревателе 10 паровой турбины, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре 12 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.The difference of the proposed method is that the utilization of waste low-potential heat energy of the steam 1 spent in the turbine and the utilization of low-grade heat of steam from the heating taps from the steam turbine 1 is carried out using a heat engine 5 with a closed circulation circuit operating in accordance with the organic Rankine cycle, in which liquids use a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit, while it is compressed in a condensate pump 9 of a heat engine, heated in t heat exchanger-heat exchanger 12 of a heat engine, heat in a steam turbine condenser 2, heat and vaporize in a lower steam turbine heater 11, heat in a steam turbine top heater 10, expand in a heat engine turbine expander 6, reduce its temperature in a heat engine heat exchanger-heat exchanger 12 and condense in the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine.

В качестве теплообменника-конденсатора 8 теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.As the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine, either 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 выполненияConcrete example

Отработавший пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан С3Н8). 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 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C 3 H 8 ). The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main electric generator 4 connected to one shaft.

Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации.Steam condensation is accompanied by the release of latent heat of vaporization, which is removed using coolant. The condensate formed by means of a condensate pump 3 of a steam turbine condenser is sent to a regeneration system.

Преобразование сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара и 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 waste low-potential heat energy of the steam 1 spent in the turbine and low-potential heat energy of the heating steam 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 сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования) отработавшего в турбине 1 пара и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины 1 осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе 2 паровой турбины и в нижнем 11 и верхнем 10 подогревателях, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана С3Н8) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the utilization of low-grade waste heat (latent heat of vaporization) of steam 1 spent in the turbine and the utilization of low-grade heat of steam from the heating taps from the steam turbine 1 are carried out by sequential heating, respectively, in the condenser 2 of the steam turbine and in the lower 11 and upper 10 heaters, low-boiling working fluid (liquefied propane C 3 H 8 ) of a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle.

Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана С3Н8, который направляют на нагрев в теплообменник-рекуператор 12, а затем направляют на нагрев в конденсатор 2 паровой турбины, куда поступает отработавший в турбине 1 пар.The whole process begins with compression in a condensate pump 9 of liquefied propane C 3 H 8 , which is sent for heating to a heat exchanger-recuperator 12, and then sent for heating to a condenser 2 of a steam turbine, where 1 steam spent in the turbine is fed.

В процессе теплообмена перегретого газообразного пропана С3Н8 с сжиженным пропаном С3Н8 в теплообменнике-рекуператоре 12, а также в процессе конденсации отработавшего в турбине 1 пара в конденсаторе 2 паровой турбины происходит нагрев сжиженного пропана С3Н8 в пределах критической температуры в интервале от 300 К до 369,89 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 5,7 МПа, и далее его направляют на нагрев и испарение в нижний подогреватель 11, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 380 К.In the process of heat exchange of superheated gaseous propane C 3 H 8 with liquefied propane C 3 H 8 in heat exchanger-recuperator 12, as well as in the process of condensation of the steam spent in the turbine 1 in the condenser 2 of the steam turbine, the liquefied propane C 3 H 8 is heated within the critical temperature in the range from 300 K to 369.89 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa to 5.7 MPa, and then it is sent for heating and evaporation to the lower heater 11, where the heating steam from the steam turbine 1 enters at a temperature of about 380 TO.

Пар, поступающий из отопительного отбора паровой турбины 1 в паровое пространство нижнего подогревателя 11, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок, внутри которых протекает сжиженный пропан С3Н8.The steam coming from the heating selection of the steam turbine 1 into the steam space of the lower heater 11 condenses on the surface of the heated tubes, inside which liquefied propane C 3 H 8 flows.

В процессе конденсации пара отопительного отбора в нижнем подогревателе 11 паровой турбины 1 происходит нагрев сжиженного пропана С3Н8 свыше критической температуры 369,89 К, при котором происходит его интенсивное испарение. После нижнего подогревателя 11 газообразный пропан С3Н8 направляют на перегрев в верхний подогреватель 10, куда поступает пар отопительного отбора из паровой турбины 1 при температуре около 410 К.In the process of condensation of heating selection steam in the lower heater 11 of the steam turbine 1, the liquefied propane C 3 H 8 is heated above a critical temperature of 369.89 K, at which its intense evaporation occurs. After the lower heater 11, gaseous propane C 3 H 8 is sent for overheating to the upper heater 10, where the heating steam from the steam turbine 1 enters at a temperature of about 410 K.

Пар, поступающий из отопительного отбора паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего подогревателя 10, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок, внутри которых протекает газообразный пропан С3Н8.The steam coming from the heating selection of the steam turbine 1 into the steam space of the upper 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 подогревателе 10 паровой турбины 1 происходит перегрев газообразного пропана С3Н8 до сверхкритической температуры от 369,89 К до 400 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 5,7 МПа, который направляют в турбодетандер 6.In the process of condensation of heating selection steam in the upper 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 sent to a turbine expander 6.

Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного пропана С3Н8 в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный пропан С3Н8, имеющий температуру перегретого газа около 288 К, направляют в теплообменник-рекуператор 12 для снижения температуры.The process is set up in such a way that in the expander 6 there is no condensation of gaseous propane C 3 H 8 during the operation of the heat transfer. 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 С3Н8 снижается нагрузка на теплообменник-конденсатор 8 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 and the power consumption for driving air-cooled fans are reduced.

Далее при снижении температуры газообразного пропана С3Н8 происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, выполненном, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, 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, made, for example, in the form of an air-cooled condenser cooled by ambient air in the temperature range from 223.15 K to 283.15 K.

После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии пропан С3Н8 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.

Claims (3)

1. Способ работы тепловой электрической станции, по которому отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, а пар из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство нижнего и верхнего подогревателей, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок подогревателей, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом при конденсации отработавшего пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости, причем конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, отличающийся тем, что утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара из отборов паровой турбины осуществляют 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, при этом его сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя, нагревают в конденсаторе паровой турбины, испаряют в нижнем подогревателе паровой турбины, перегревают в верхнем подогревателе паровой турбины, расширяют в турбодетандере теплового двигателя, снижают его температуру в теплообменнике-рекуператоре теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.1. The method of operation of a thermal power plant, in which the exhaust steam enters from the steam turbine into the condenser steam space, condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, and the steam from the steam turbine take-off enters the steam space of the lower and upper heaters, condenses on the surface of the heated tubes of the heaters, inside which the coolant flows, while the condensation of the exhaust steam utilizes waste low potential heat energy of the steam exhausted in the turbine using a coolant, and the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, characterized in that the waste low-potential heat energy of the steam spent in the turbine is recycled and the low potential heat of steam from the steam turbine is recovered using a closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which the waiting liquid, a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used, while it is compressed in a heat engine condensate pump, heated in a heat engine heat exchanger-recuperator, heated in a steam turbine condenser, evaporated in a lower steam turbine heater, overheated in an upper steam turbine heater, expand in the turbine expander of the heat engine, lower its temperature in the heat exchanger-recuperator of the heat engine and condense in the heat exchanger-condenser heat on the engine. 2. Способ работы тепловой электрической станции по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.2. The method of operation of a thermal power plant according to claim 1, characterized in that either 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. 3. Способ работы тепловой электрической станции по п.1, отличающийся тем, что в качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C3H8. 3. The method of operation of a thermal power plant according to claim 1, characterized in that liquefied propane C 3 H 8 is used as a low-boiling working fluid.
RU2013158788/06A 2013-12-27 2013-12-27 Method of operation of thermal power plant RU2571275C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013158788/06A RU2571275C2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Method of operation of thermal power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013158788/06A RU2571275C2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Method of operation of thermal power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013158788A RU2013158788A (en) 2015-08-10
RU2571275C2 true RU2571275C2 (en) 2015-12-20

Family

ID=53795603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013158788/06A RU2571275C2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Method of operation of thermal power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2571275C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3218802A (en) * 1960-11-28 1965-11-23 Aerojet General Co Binary vapor power plant
US3234734A (en) * 1962-06-25 1966-02-15 Monsanto Co Power generation
RU2273742C1 (en) * 2004-09-03 2006-04-10 ООО "Центр КОРТЭС" Energy-accumulating plant

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3218802A (en) * 1960-11-28 1965-11-23 Aerojet General Co Binary vapor power plant
US3234734A (en) * 1962-06-25 1966-02-15 Monsanto Co Power generation
RU2273742C1 (en) * 2004-09-03 2006-04-10 ООО "Центр КОРТЭС" Energy-accumulating plant

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГАФУРОВ А.М. и др. Энергетическая установка на базе ГТУ НК- 37 с двумя теплоутилизирующими рабочими контурами, Энергетика Татарстана, 2012, N 3, с. 35-41. Галашов Н.Н. и др. Анализ влияния основных параметров партурбинного цикла на эффективность тринарных парогазовых установок, Известия Томского политехнического университета, 2013, т. 323, N 4, с. 14-21, рис. 4. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013158788A (en) 2015-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2560503C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560505C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560615C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2559655C1 (en) Method of operation of thermal power plant
RU2571275C2 (en) Method of operation of thermal power plant
RU2552481C1 (en) Operating method of thermal power plant
RU140801U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU2560502C1 (en) Heat power plant operation mode
RU144911U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU2564466C2 (en) Heat power plant operation mode
RU2571272C2 (en) Method of operation of thermal power plant
RU2560499C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2568026C2 (en) Operation of thermal electric power station
RU2568348C2 (en) Operating method of thermal power plant
RU2575252C2 (en) Heat power plant operation mode
RU2560509C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560497C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560504C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560510C1 (en) Operating method of thermal power plant
RU2564470C2 (en) Operating method of thermal power plant
RU2560512C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2575216C2 (en) Working method of thermal power station
RU2560513C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2560507C1 (en) Heat power plant operation mode
RU2562506C2 (en) Method of operation of thermal power plant

Legal Events

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

Effective date: 20160207