RU2671074C1 - Fuel-free trigeneration plant - Google Patents

Fuel-free trigeneration plant Download PDF

Info

Publication number
RU2671074C1
RU2671074C1 RU2018104854A RU2018104854A RU2671074C1 RU 2671074 C1 RU2671074 C1 RU 2671074C1 RU 2018104854 A RU2018104854 A RU 2018104854A RU 2018104854 A RU2018104854 A RU 2018104854A RU 2671074 C1 RU2671074 C1 RU 2671074C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
heat exchanger
consumer
cold
expander
Prior art date
Application number
RU2018104854A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Агабабов
Александр Викторович Клименко
Полина Николаевна Борисова
Сергей Николаевич Петин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
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 образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Priority to RU2018104854A priority Critical patent/RU2671074C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2671074C1 publication Critical patent/RU2671074C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B11/00Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines
    • F25B11/02Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines as expanders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: heat-and-power engineering.SUBSTANCE: invention relates to heat engineering. Fuel-free trigeneration unit is connected between the high-pressure gas pipeline and the low-pressure gas pipeline, separated by a first throttle. Unit contains series-installed the first heat exchanger, an expander with an electric generator and the second heat exchanger connected to the consumer of electricity, heat and cold. Unit also contains series-connected compressor, evaporator and the second throttle, as well as the third heat exchanger, the outlet of which is connected through the refrigerant line to the compressor inlet. Third heat exchanger is connected to a heat source of low temperature potential. Unit is equipped with a condenser connected between the compressor and the second throttle and connected to the intermediate heat carrier discharge line to the first heat exchanger, containing the first power-driven control valve. Fourth heat exchanger is connected through the intermediate heat carrier discharge line containing the second power-driven control valve, to the condenser. Actuators are connected to the generator. Fourth heat exchanger is connected to the consumer of electricity, heat and cold.EFFECT: technical result consists in the possibility of producing heat for the consumer.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и касается детандер-генераторных агрегатов (ДГА) и парокомпрессионных термотрансформаторов (ПКТТ) для производства электроэнергии тепла и холода при использовании технологических перепадов давления транспортируемого природного газа на станциях технологического понижения давления (газораспределительных станциях и газорегуляторных пунктах) системы газоснабжения.The invention relates to the field of power engineering and relates to an expander-generator assemblies (DGA) and vapor compression thermotransformers (PCTT) for the production of heat and cold electricity when using technological pressure drops of transported natural gas at technological pressure reduction stations (gas distribution stations and gas control points) of a gas supply system.

Известна предназначенная для бестопливной генерации электроэнергии детандер-генераторная установка, содержащая трубопровод высокого давления, установленные по ходу газа и последовательно соединенные теплообменник, детандер, кинематически соединенный с электрическим генератором, соединенным первой электрической связью с потребителем электроэнергии, второй электрической связью с двигателем, приводящим в движение компрессор, вход которого соединен с выходом испарителя, вход которого через дросселирующее устройство соединен с выходом теплообменника, образуя термотрансформатор (ТТ), в котором для подогрева газа перед детандером используется теплота вторичных энергетических ресурсов низкого потенциала или теплота окружающей среды. Недостатком такой установки является отсутствие возможности получения холода и тепла различных температурных потенциалов для передачи их потребителю. (Агабабов B.C. Способ работы детандерной установки и устройство для его осуществления / Патент на изобретение №2150641. Россия. Бюл. №16. 10.06.2000 г. Приоритет от 15.06.99.)Known designed for fuel-free power generation, an expander-generator set containing a high pressure pipeline installed along the gas and connected in series to a heat exchanger, an expander kinematically connected to an electric generator connected to the first electrical connection with the consumer of electricity, the second electrical connection to the motor, which drives a compressor, the input of which is connected to the output of the evaporator, the input of which is connected to the outlet through a throttling device ohm coil forming thermotransformer (TT), wherein the gas expander is used to preheat the heat energy of the secondary low heat capacity or the surrounding environment. The disadvantage of this installation is the inability to obtain cold and heat of various temperature potentials for transmission to the consumer. (Agababov B.C. The method of operation of the expander unit and a device for its implementation / Patent for invention No. 2150641. Russia. Bull. No. 16. 06/10/2000 Priority from 06/15/99.)

Известна бестопливная установка для централизованного комбинированного электро- и хладоснабжения, включенная между газопроводом высокого давления и газопроводом низкого давления, разделенных первым дросселем, содержащая линию подачи газа на детандер, установленный на ней первый теплообменник, детандер, кинематически соединенный с электрическим генератором, соединенным первой электрической связью с потребителем электроэнергии и холода и второй электрической связью с двигателем, приводящим в движение компрессор, вход которого соединен с выходом испарителя, вход которого по хладагенту через второй дроссель соединен с выходом первого теплообменника, источник тепла низкого температурного потенциала, линию отвода газа после детандера в газопровод низкого давления. Установка снабжена вторым теплообменником, установленным на линии отвода потока газа после детандера в газопровод низкого давления, соединенным с линией возврата первого хладоносителя от потребителя электроэнергии и холода, первым насосом подачи первого хладоносителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии и холода, вторым насосом подачи второго хладоносителя потребителю электроэнергии и холода из испарителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии и холода, при этом часть хладагента может быть направлена в третий дополнительный теплообменник, выход которого по хладагенту соединен со входом в компрессор, а вход по теплу низкого температурного потенциала соединен линией подачи тепла низкого температурного потенциала с установленным на ней третьим насосом, а выход по теплу низкого температурного потенциала соединен с источником тепла низкого температурного потенциала. Недостатком такой установки является отсутствие возможности получения тепла для передачи его потребителю при возможности регулирования подачи количества различных видов энергоносителей потребителю.A fuel-free installation for a centralized combined electric and cold supply is known, connected between a high pressure gas pipeline and a low pressure gas pipeline separated by a first throttle, containing a gas supply line to the expander, a first heat exchanger installed on it, an expander kinematically connected to an electric generator connected to the first electrical connection with a consumer of electricity and cold and a second electrical connection with the engine driving the compressor, the input of which is connected nen yield evaporator having an input for refrigerant through the second inductor connected to the output of the first heat exchanger, a low temperature source of heat capacity, the gas outlet line after the expander in the low-pressure gas pipeline. The installation is equipped with a second heat exchanger installed on the gas flow discharge line after the expander to the low pressure gas pipeline, connected to the return line of the first refrigerant from the consumer of electricity and cold, the first supply pump of the first refrigerant, the output of which is connected to the consumer of electricity and cold, and the second pump of the second refrigerant the consumer of electricity and cold from the evaporator, the outlet of which is connected to the consumer of electricity and cold, while part of the refrigerant can be directed a third additional heat exchanger, the output of which is connected to the compressor inlet through the refrigerant, and the low temperature potential heat input is connected to the low temperature potential heat supply line with the third pump installed on it, and the low temperature potential heat output is connected to the low temperature heat source potential. The disadvantage of this installation is the inability to obtain heat to transfer it to the consumer with the possibility of regulating the supply of the amount of various types of energy to the consumer.

(Клименко А.В., Агабабов B.C., Байдакова Ю.О., Смирнова У.И., Такташев Р.Н. Бестопливная установка для централизованного комбинированного электро- и хладоснабжения. Патент на полезную модель RU 0000158931 U1. Россия. Бюл. №2 20.01.2016. Приоритет от 26.06.2015).(Klimenko A.V., Agababov BC, Baidakova Yu.O., Smirnova U.I., Taktashev R.N. Fuel-free installation for centralized combined electric and cold supply. Utility model patent RU 0000158931 U1. Russia. Bull. No. January 2, 2016. Priority dated June 26, 2015).

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в обеспечении возможности генерации без сжигания органического топлива для передачи потребителю, наряду с электроэнергией и холодом, тепла, при регулировании подачи количества различных видов энергоносителей потребителю.The technical problem solved by the invention is to provide the possibility of generating without burning fossil fuels for transmission to the consumer, along with electricity and cold, heat, while regulating the supply of the number of different types of energy carriers to the consumer.

Технический эффект, обеспечивающий решение технической задачи, заключается в дополнительной возможности производства тепла для потребителя и достигается тем, что известная бестопливная установка, включенная между газопроводом высокого давления и газопроводом низкого давления, разделенных первым дросселем, содержащая линию подачи газа на детандер и установленный на ней первый теплообменник, детандер, кинематически соединенный с электрическим генератором, соединенным первой электрической связью с потребителем электроэнергии, тепла и холода, второй электрической связью с двигателем, приводящим в движение компрессор, вход которого соединен с выходом испарителя, вход которого по хладагенту соединен со вторым дросселем, источник тепла низкого температурного потенциала, линию отвода газа после детандера в газопровод низкого давления, которая снабжена вторым теплообменником, установленным на линии отвода потока газа после детандера в газопровод низкого давления, соединенным с линией возврата первого хладоносителя от потребителя электроэнергии тепла и холода, первым насосом подачи первого хладоносителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода, вторым насосом подачи второго хладоносителя потребителю электроэнергии тепла и холода из испарителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода, третий теплообменник, выход которого по хладагенту соединен со входом в компрессор, а вход по теплу низкого температурного потенциала соединен линией подачи тепла низкого температурного потенциала с установленным на ней третьим насосом, а выход по теплу низкого температурного потенциала соединен с источником тепла низкого температурного потенциала, согласно изобретению она снабжена конденсатором, включенным по контуру хладагента между компрессором и вторым дросселем и соединенным с первой линией отвода промежуточного теплоносителя в первый теплообменник для подогрева потока газа, содержащей первый регулирующий клапан с электроприводом, соединенным электрической связью с электрическим генератором, кинематически соединенным с детандером, и четвертым теплообменником, соединенным второй линией отвода промежуточного теплоносителя с конденсатором, содержащей второй регулирующий клапан с электроприводом, соединенным электрической связью с электрическим генератором, кинематически соединенным с детандером, выход четвертого теплообменника соединен с линией возврата первого теплоносителя от потребителя электроэнергии, тепла и холода и с четвертым насосом подачи первого теплоносителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода, и пятым насосом возврата промежуточного теплоносителя в конденсатор.The technical effect that provides a solution to the technical problem lies in the additional possibility of producing heat for the consumer and is achieved by the fact that the known fuel-free installation is connected between the high pressure gas pipeline and the low pressure gas pipeline, separated by the first throttle, containing a gas supply line to the expander and the first one installed on it a heat exchanger, an expander kinematically connected to an electric generator connected by a first electrical connection to a consumer of electricity, heat and cold, a second electrical connection with the engine driving the compressor, the input of which is connected to the output of the evaporator, the input of which is connected to the second choke via a refrigerant, a heat source of low temperature potential, a gas exhaust line after the expander to the low pressure gas pipeline, which is equipped with a second heat exchanger installed on the line for diverting the gas stream after the expander into the low pressure gas pipeline, connected to the return line of the first refrigerant from the consumer of heat and cold electricity, the first the first refrigerant supply pump, the output of which is connected to the consumer of electricity, heat and cold, the second second refrigerant pump, the supply of which is connected to the consumer of electricity, heat and cold, the third output of which is connected to the consumer of electricity, heat and cold, the third heat exchanger, the output of which is connected to the inlet through the refrigerant into the compressor, and the low-temperature potential heat input is connected by a low-temperature potential heat supply line to the third pump installed on it, and the heat output is low of the temperature potential is connected to a heat source of low temperature potential, according to the invention it is equipped with a condenser connected along the refrigerant circuit between the compressor and the second choke and connected to the first line of the intermediate coolant to the first heat exchanger for heating the gas stream containing the first control valve with an electric actuator connected electrical connection with an electric generator kinematically connected to the expander and a fourth heat exchanger connected to the WTO by the outlet line of the intermediate coolant with a condenser, containing a second control valve with an electric actuator, electrically connected to an electric generator kinematically connected to the expander, the output of the fourth heat exchanger is connected to the return line of the first coolant from the consumer of electricity, heat and cold, and with the fourth pump for supplying the first coolant the output of which is connected to the consumer of electricity, heat and cold, and the fifth pump returning the intermediate coolant to the condensate sator.

На рисунке приведена принципиальная схема бестопливной установки для централизованного комбинированного электро-, тепло- и хладоснабжения.The figure shows a schematic diagram of a fuel-free installation for a centralized combined electric, heat and cold supply.

Бестопливная тригенерационная установка, включенная между газопроводом 1 высокого давления и газопроводом 2 низкого давления, разделенных первым дросселем 3, содержит линию 4 подачи газа на детандер с установленным на ней первым теплообменником 5 подогрева газа перед детандером, детандер 6, кинематически соединенный с электрическим генератором 7, образующим ДГА и соединенным с внешним потребителем электроэнергии, тепла и холода 8 электрической связью 9, электрической связью 10 - с двигателем 11, приводящим в движение компрессор 12, вход которого соединен с выходом испарителя 13, вход которого по хладагенту через второй дроссель 14 соединен с выходом конденсатора 15, линия 16 отвода газа после детандера ДГА в газопровод 2 низкого давления снабжена вторым теплообменником 17 уменьшения температуры хладоносителя потоком газа после детандера, в который первый хладоноситель поступает по линии 18 возврата первого хладоносителя от потребителя электроэнергии, тепла и холода и, отдав свое тепло потоку газа после детандера, первым насосом 19 подачи первого хладоносителя направляется потребителю электроэнергии, тепла и холода 8, при этом второй хладоноситель, поступающий в испаритель термотрансформатора по линии 20 возврата второго хладоносителя от потребителя электроэнергии, тепла и холода 8 в испаритель 13, отдав тепло хладагенту в испарителе 13, вторым насосом 21 из испарителя 13, направляется потребителю электроэнергии, тепла и холода 8, при этом часть хладагента может быть направлена в третий теплообменник 22 для испарения рабочего тела термотрансформатора теплом низкого температурного потенциала, которое подается в третий теплообменник 22 третьим насосом 23 подачи тепла низкого температурного потенциала из источника теплоты низкого температурного потенциала 24. Организовано производство и подача тепла потребителю электроэнергии, тепла и холода 8, подача тепла потребителю обеспечивается за счет работы четвертого насоса 25 и возврат теплоносителя по обратной линии теплоносителя 26, подогрев теплоносителя для потребителя осуществляется от второй линии отвода промежуточного теплоносителя 27 из конденсатора 15 термотрансформатора через теплообменник 28, регулирование расхода промежуточного теплоносителя обеспечивается установленным на второй линии отвода промежуточного теплоносителя 27 второго регулирующего клапана 29 с электроприводом 30, соединенным электрической связью 31 с электрическим генератором 7, кинематически соединенным с детандером 6. Другая часть промежуточного теплоносителя из конденсатора 15 термотрансформатора по первой линии отвода промежуточного теплоносителя 32 используется для подогрева потока газа в первом теплообменнике 5, регулирование расхода промежуточного теплоносителя обеспечивается установленным на первой линии отвода промежуточного теплоносителя 32 первого регулирующего клапана 33 с электроприводом 34, соединенным электрической связью 31 с электрическим генератором 7, кинематически соединенным с детандером 6. Циркуляция и возврат промежуточного теплоносителя в конденсатор 15 термотрансформатора обеспечивается работой пятого насоса 35.The fuel-free trigeneration unit, connected between the high pressure gas pipeline 1 and the low pressure gas pipeline 2, separated by the first throttle 3, contains a gas supply line 4 to the expander with a first heat exchanger 5 for heating the gas in front of the expander installed on it, expander 6, kinematically connected to the electric generator 7, forming a DHA and connected to an external consumer of electricity, heat and cold 8 by an electric connection 9, an electric connection 10 - with an engine 11, driving a compressor 12, the input of which connected to the outlet of the evaporator 13, the inlet of which through the refrigerant through the second choke 14 is connected to the outlet of the condenser 15, the gas exhaust line 16 after the DGA expander to the low pressure gas pipe 2 is equipped with a second heat exchanger 17 for reducing the temperature of the coolant, a gas stream after the expander, into which the first coolant enters line 18 return the first refrigerant from the consumer of electricity, heat and cold, and, having given his heat to the gas stream after the expander, the first pump 19 for supplying the first refrigerant is directed power, heat and cold 8, while the second coolant entering the thermotransformer evaporator through line 20 of returning the second coolant from the consumer of electricity, heat and cold 8 to the evaporator 13, transferring heat to the refrigerant in the evaporator 13, is sent to the second pump 21 from the evaporator 13, the consumer of electricity, heat and cold 8, while part of the refrigerant can be sent to the third heat exchanger 22 to evaporate the working body of the thermotransformer with low temperature potential heat, which is supplied to the third t the heat exchanger 22 with the third pump 23 for supplying heat of low temperature potential from a heat source of low temperature potential 24. The production and supply of heat to the consumer of electricity, heat and cold 8 is organized, the supply of heat to the consumer is ensured by the operation of the fourth pump 25 and return of the coolant along the return line of the coolant 26, heating of the heat carrier for the consumer is carried out from the second line of removal of the intermediate heat carrier 27 from the condenser 15 of the heat transformer through the heat exchanger 28, adjustable The flow rate of the intermediate heat carrier is ensured by the second control valve 29 with an electric actuator 30 connected to the electric generator 31 and kinematically connected to the expander 6 installed on the second branch line of the intermediate heat carrier 27, kinematically connected to the expander 6. The other part of the intermediate heat carrier from the thermal transformer condenser 15 along the first line of the intermediate heat carrier drain 32 is used to heat the gas flow in the first heat exchanger 5, regulating the flow rate of the intermediate heat transfer ator is provided mounted on the first intermediate coolant discharge line 32 of the first control valve 33 with electric drive 34, connected to the electrical connection 31 to an electric generator 7, kinematically connected to the expander 6. The circulation and return of the coolant in the intermediate condenser 15 is provided with work thermotransformers fifth pump 35.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Транспортируемый природный газ, поступающий на станцию понижения давления по газопроводу 1 высокого давления, направляется частично в первый дроссель 3, частично по линии 4 - в теплообменник 5 подогрева газа перед детандером. После теплообменника 5 газ поступает в детандер 6, где часть энергии потока газа преобразуется в механическую энергию, которая, в свою очередь, преобразуется в электроэнергию в генераторе 7. В результате давление и температура потока газа уменьшаются до необходимой величины. В зависимости от степени повышения температуры потока газа в теплообменнике 5, которая может регулироваться за счет изменения параметров греющей среды, поступающей в теплообменник, его температура на выходе из детандера при существующих параметрах в системе газоснабжения может принимать отрицательные значения (до минус 80-минус 100°С), уровень которых достаточен для организации централизованного хладоснабжения практически любых промышленных и социально-бытовых объектов. После детандера 6 поток газа по линии 16 направляется в теплообменник 17, служащий для уменьшения температуры поступающего в него по линии 18 от потребителя электроэнергии, тепла и холода 8 первого хладоносителя, после чего поток газа поступает в газопровод 2 низкого давления. Первый хладоноситель, температура которого в теплообменнике 17 снижается до необходимого уровня, насосом 19 направляется потребителю электроэнергии, тепла и холода 8. Выработанная генератором 7 электроэнергия частично по линии 9 передается потребителю электроэнергии, тепла и холода 8, частично по линии 10 направляется на электродвигатель 11, служащий для привода компрессора 12 и частично по линии 31 на электродвигатели 30 и 34, служащие для привода регулирующих клапанов 29 и 33, соответственно.The transported natural gas entering the pressure reducing station through the high pressure gas pipeline 1 is sent partially to the first throttle 3, partially via line 4 to the heat exchanger 5 for gas heating in front of the expander. After the heat exchanger 5, the gas enters the expander 6, where part of the energy of the gas stream is converted into mechanical energy, which, in turn, is converted into electricity in the generator 7. As a result, the pressure and temperature of the gas stream are reduced to the required value. Depending on the degree of increase in the temperature of the gas flow in the heat exchanger 5, which can be controlled by changing the parameters of the heating medium entering the heat exchanger, its temperature at the outlet of the expander with the existing parameters in the gas supply system can take negative values (up to minus 80-minus 100 ° C), the level of which is sufficient for the organization of centralized cold supply of almost any industrial and social facilities. After the expander 6, the gas stream through line 16 is directed to a heat exchanger 17, which serves to reduce the temperature of the first refrigerant carrier entering the line 18 from the consumer of electricity, heat and cold 8, after which the gas stream enters the low pressure gas pipeline 2. The first coolant, the temperature of which in the heat exchanger 17 is reduced to the required level, is sent by the pump 19 to the consumer of electricity, heat and cold 8. The electricity generated by the generator 7 is partially transmitted through line 9 to the consumer of electricity, heat and cold 8, and partially through line 10 to the electric motor 11 serving to drive the compressor 12 and partially along line 31 to electric motors 30 and 34, serving to drive the control valves 29 and 33, respectively.

Подогрев потока газа в теплообменнике 5 производится за счет промежуточного теплоносителя, поступающего в него по первой линии отвода промежуточного теплоносителя 32 из конденсатора 15 термотрансформатора. Регулирования расхода направляемого промежуточного теплоносителя осуществляется за счет регулирующего клапана 33, установленного на первой линии отвода промежуточного теплоносителя, соединенного с электроприводом 34.The gas flow in the heat exchanger 5 is heated due to the intermediate heat carrier entering it through the first exhaust line of the intermediate heat carrier 32 from the condenser 15 of the heat transformer. The flow control of the guided intermediate coolant is carried out by means of a control valve 33 mounted on the first exhaust line of the intermediate coolant connected to the electric actuator 34.

Подогрев промежуточного теплоносителя производится в конденсаторе 15 за счет рабочего тела (хладагента) парокомпрессионного термотрансформатора, поступающего в него в парообразном состоянии из компрессора 12. В конденсаторе рабочее тело переходит из газообразной в жидкую фазу, отдавая тепло потоку промежуточного теплоносителя.The intermediate coolant is heated in the condenser 15 due to the working fluid (refrigerant) of the vapor compression thermotransformer entering it in a vapor state from compressor 12. In the condenser, the working fluid passes from the gaseous to the liquid phase, giving off heat to the intermediate coolant flow.

После конденсатора 15 хладагент направляется во второй дроссель 14 термотрансформатора, где его давление снижается до необходимого по условиям эксплуатации уровня, после чего хладагент поступает в испаритель 13, в который поступает также поток второго хладоносителя от потребителя электроэнергии, тепла и холода по линии 20. Давление рабочего тела в испарителе 13 с помощью дросселирующего устройства 14 поддерживается на таком уровне, чтобы соответствующая ему температура насыщения была достаточно ниже температуры поступающего в испаритель 13 по линии 20 второго хладоносителя от потребителя электроэнергии, тепла и холода 8. Хладагент в испарителе 13 за счет тепла, отбираемого им от потока второго хладоносителя, переходит из жидкой фазы в газообразную и направляется в компрессор 12 термотрансформатора, где происходит его сжатие до необходимого давления, определяемого требуемым уровнем температур в теплообменниках 5 и 28. Из испарителя 13 второй хладоноситель насосом 21 направляется потребителю электроэнергии, тепла и холода 8. В тех случаях, когда суммарное тепло, предаваемое потоку хладагента вторым хладоносителем в испарителе 13 и выработанное при работе электродвигателя 11, недостаточно для повышения температуры потока хладагента до необходимого уровня, часть хладагента направляется в дополнительный теплообменник 22 для испарения рабочего тела термотрансформатора теплом низкого температурного потенциала. Испарение хладагента в дополнительном теплообменнике 22 происходит за счет потока тепла низкого температурного потенциала, подаваемого в дополнительный теплообменник 22 насосом 23, либо из природного источника тепла низкого температурного потенциала 15, либо из системы сбросного тепла промышленного предприятия.After the condenser 15, the refrigerant is directed to the second choke 14 of the thermotransformer, where its pressure drops to the level required by the operating conditions, after which the refrigerant enters the evaporator 13, which also receives the flow of the second refrigerant from the consumer of electricity, heat and cold through line 20. Working pressure the body in the evaporator 13 by means of a throttling device 14 is maintained at such a level that its corresponding saturation temperature is sufficiently lower than the temperature entering the evaporator 13 through line 20 of the second refrigerant from the consumer of electricity, heat and cold 8. The refrigerant in the evaporator 13, due to the heat taken from the second refrigerant stream, passes from the liquid phase to the gaseous phase and is sent to the compressor 12 of the thermal transformer, where it is compressed to the required pressure, determined by the required temperature level in the heat exchangers 5 and 28. From the evaporator 13, the second coolant pump 21 is sent to the consumer of electricity, heat and cold 8. In cases where the total heat transferred to the stream the refrigerant by the second refrigerant in the evaporator 13 and generated during the operation of the electric motor 11 is not enough to increase the temperature of the refrigerant flow to the required level, part of the refrigerant is sent to an additional heat exchanger 22 to evaporate the working body of the thermal transformer with heat of low temperature potential. The evaporation of the refrigerant in the additional heat exchanger 22 occurs due to the heat flow of low temperature potential supplied to the additional heat exchanger 22 by the pump 23, either from a natural heat source of low temperature potential 15, or from the waste heat system of an industrial enterprise.

Потоки первого и второго хладоносителей, направляемых потребителю электроэнергии, тепла и холода 8, могут иметь разные температурные уровни. Это определяется тем, что для их генерации используются различные агрегаты, а также возможностью индивидуального независимого регулирования в достаточно для практического использования широком диапазоне уровня температур хладоносителей.The flows of the first and second refrigerants, directed to the consumer of electricity, heat and cold 8, can have different temperature levels. This is determined by the fact that various units are used for their generation, as well as the possibility of individual independent regulation in a wide range of temperature levels of coolants sufficient for practical use.

Подача тепла потребителю обеспечивается за счет работы четвертого насоса 25 при температуре до 90°С и возврат теплоносителя по обратной линии теплоносителя 26 при температуре до 70°С, а подогрев теплоносителя для потребителя осуществляется от второй линии отвода промежуточного теплоносителя 27 при температуре до 110°С из конденсатора 15 через теплообменник 28. Регулирования расхода промежуточного теплоносителя происходит за счет регулирующего клапана 29, установленного на второй линии подачи промежуточного теплоносителя, соединенного с электроприводом 30. Циркуляция и возврат промежуточного теплоносителя в конденсатор 15 происходит за счет работы пятого насоса 35.Heat is supplied to the consumer through the operation of the fourth pump 25 at temperatures up to 90 ° C and return of the coolant on the return line of the coolant 26 at temperatures up to 70 ° C, and heating of the coolant for the consumer is carried out from the second line of the intermediate coolant 27 at temperatures up to 110 ° C from the condenser 15 through the heat exchanger 28. The regulation of the flow rate of the intermediate coolant is due to the control valve 29 installed on the second supply line of the intermediate coolant connected to the electric 30. troprivodom circulation and return of the coolant in the intermediate condenser 15 occurs due to operation of the fifth pump 35.

Claims (1)

Бестопливная тригенерационная установка, включенная между газопроводом высокого давления и газопроводом низкого давления, разделенными первым дросселем, содержащая линию подачи газа на детандер и установленный на ней первый теплообменник, детандер, кинематически соединенный с электрическим генератором, соединенным первой электрической связью с потребителем электроэнергии, тепла и холода, второй электрической связью с двигателем, приводящим в движение компрессор, вход которого соединен с выходом испарителя, вход которого по хладагенту соединен со вторым дросселем, источник тепла низкого температурного потенциала, линию отвода газа после детандера в газопровод низкого давления, которая снабжена вторым теплообменником, установленным на линии отвода потока газа после детандера в газопровод низкого давления, соединенным с линией возврата первого хладоносителя от потребителя электроэнергии тепла и холода, первым насосом подачи первого хладоносителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода, вторым насосом подачи второго хладоносителя потребителю электроэнергии тепла и холода из испарителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода, третий теплообменник, выход которого по хладагенту соединен с входом в компрессор, а вход по теплу низкого температурного потенциала соединен линией подачи тепла низкого температурного потенциала с установленным на ней третьим насосом, а выход по теплу низкого температурного потенциала соединен с источником тепла низкого температурного потенциала, отличающаяся тем, что она снабжена конденсатором, включенным по контуру хладагента между компрессором и вторым дросселем и соединенным с первой линией отвода промежуточного теплоносителя в первый теплообменник для подогрева потока газа, содержащей первый регулирующий клапан с электроприводом, соединенным электрической связью с электрическим генератором, кинематически соединенным с детандером, и четвертым теплообменником, соединенным второй линией отвода промежуточного теплоносителя с конденсатором, содержащей второй регулирующий клапан с электроприводом, соединенным электрической связью с электрическим генератором, кинематически соединенным с детандером, выход четвертого теплообменника соединен с линией возврата первого теплоносителя от потребителя электроэнергии, тепла и холода и с четвертым насосом подачи первого теплоносителя, выход которого соединен с потребителем электроэнергии, тепла и холода, и пятым насосом возврата промежуточного теплоносителя в конденсатор.A fuel-free trigeneration plant connected between a high-pressure gas pipeline and a low-pressure gas pipeline separated by a first choke, containing a gas supply line to the expander and a first heat exchanger installed on it, an expander kinematically connected to an electric generator connected by a first electrical connection to a consumer of electricity, heat and cold , a second electrical connection with the engine driving the compressor, the input of which is connected to the output of the evaporator, whose input is refrigerated ntu is connected to the second choke, a heat source of low temperature potential, a gas exhaust line after the expander to the low pressure gas pipeline, which is equipped with a second heat exchanger installed on the gas exhaust line after the expander to the low pressure gas pipeline, connected to the return line of the first refrigerant from the heat energy consumer and cold, the first pump of the first refrigerant, the output of which is connected to the consumer of electricity, heat and cold, the second pump of the second refrigerant to the heat and cold electric energy separator from the evaporator, the outlet of which is connected to the consumer of electricity, heat and cold, a third heat exchanger, the outlet of which is connected to the compressor inlet through the refrigerant and the low temperature potential heat input is connected to the low temperature potential heat supply line with it installed the third pump, and the heat output of the low temperature potential is connected to a heat source of low temperature potential, characterized in that it is equipped with a capacitor included along the refrigerant circuit between the compressor and the second throttle and connected to the first drain line of the intermediate coolant to the first heat exchanger for heating the gas stream, comprising a first control valve with an electric actuator, electrically connected to an electric generator kinematically connected to the expander, and a fourth heat exchanger connected to the second line of the intermediate coolant outlet with a condenser containing a second control valve with an electric actuator connected by electrical connection with an electric generator kinematically connected to the expander, the output of the fourth heat exchanger is connected to the return line of the first heat carrier from the consumer of electricity, heat and cold, and with the fourth pump of the first heat carrier, the output of which is connected to the consumer of electricity, heat and cold, and the fifth intermediate return pump into the capacitor.
RU2018104854A 2018-02-08 2018-02-08 Fuel-free trigeneration plant RU2671074C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104854A RU2671074C1 (en) 2018-02-08 2018-02-08 Fuel-free trigeneration plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104854A RU2671074C1 (en) 2018-02-08 2018-02-08 Fuel-free trigeneration plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2671074C1 true RU2671074C1 (en) 2018-10-29

Family

ID=64103172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018104854A RU2671074C1 (en) 2018-02-08 2018-02-08 Fuel-free trigeneration plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2671074C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112856847A (en) * 2021-03-08 2021-05-28 中国科学技术大学 Adjustable CO2Mixed working medium combined cooling and power generation system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2027124C1 (en) * 1991-03-11 1995-01-20 Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Gas energy recovery set for under ground gas storage
JPH08121699A (en) * 1994-10-18 1996-05-17 Osaka Gas Co Ltd Pressure governor device for high pressure gas
RU2399781C1 (en) * 2009-05-14 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ) Combined electric energy, heat and cold generation method
CN201628301U (en) * 2010-04-02 2010-11-10 山东泓奥电力科技有限公司 Thermal power plant turbine-boiler combined depth energy-saving system
RU158931U1 (en) * 2015-06-26 2016-01-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") FUEL-FREE INSTALLATION FOR CENTRALIZED COMBINED ELECTRIC AND COOLING SERVICES

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2027124C1 (en) * 1991-03-11 1995-01-20 Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Gas energy recovery set for under ground gas storage
JPH08121699A (en) * 1994-10-18 1996-05-17 Osaka Gas Co Ltd Pressure governor device for high pressure gas
RU2399781C1 (en) * 2009-05-14 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ) Combined electric energy, heat and cold generation method
CN201628301U (en) * 2010-04-02 2010-11-10 山东泓奥电力科技有限公司 Thermal power plant turbine-boiler combined depth energy-saving system
RU158931U1 (en) * 2015-06-26 2016-01-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") FUEL-FREE INSTALLATION FOR CENTRALIZED COMBINED ELECTRIC AND COOLING SERVICES

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112856847A (en) * 2021-03-08 2021-05-28 中国科学技术大学 Adjustable CO2Mixed working medium combined cooling and power generation system
CN112856847B (en) * 2021-03-08 2024-05-28 中国科学技术大学 Adjustable CO2Mixed working medium combined cooling and power system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69927925T2 (en) Recovery of waste heat in an organic energy converter by means of an intermediate liquid circuit
WO2020181677A1 (en) Flexible hybrid solar/coal-fired power generation system and operation method
RU158931U1 (en) FUEL-FREE INSTALLATION FOR CENTRALIZED COMBINED ELECTRIC AND COOLING SERVICES
CN104033199A (en) Organic Rankine cycle system with built-in heat pump capable of utilizing mixed organic working media
RU2671074C1 (en) Fuel-free trigeneration plant
CN114353037A (en) Heat accumulating type steam supply system and winery with same
CN203704427U (en) Two-section type flue gas hot water single effect and double effect combined type lithium bromide absorption type water chilling unit
RU2665195C1 (en) Fuel-free trigeneration plant
CN105402927A (en) Dual-condition direct-combustion type single-effect lithium bromide absorption heat pump set
RU2643878C1 (en) Method of operation of the compressed-air power station with an absorption lithium bromide refrigerating system (lbrs)
KR101237450B1 (en) Heat pump system for generating steam using waste heated water
RU151790U1 (en) SOURCE OF ELECTRIC SUPPLY BASED ON HYDRAULIC ELECTRIC STATION
CN214469446U (en) Absorption heat pump waste heat recovery device driven by auxiliary steam
CN211082000U (en) Organic Rankine and reverse Carnot cycle coupled waste heat recovery system
CN204002958U (en) Use the organic rankine cycle system of the built-in heat pump that mixes organic working medium
CN104033200B (en) Use the organic rankine cycle system of the built-in heat pump of mixing organic working medium
CN208816195U (en) A kind of double pressure ORC electricity generation systems
WO2013136606A1 (en) Steam generating system
RU2150641C1 (en) Method of operation of expansion unit and device for realization of this method
JPS5815705B2 (en) Heat recovery method in power generation equipment
CN205349448U (en) Cascade organic rankine cycle system
CN204419283U (en) A kind of double-work medium cycle generating system reclaiming heat radiation
CN214741520U (en) Heat source shunting type waste heat power generation system
RU2804793C1 (en) Geothermal power supply plant
RU2810329C1 (en) Geothermal power supply plant