Теплофикационная энергетическая установка

 

ОП ИСАНИЕ Я02619

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскии

Социапистическии

Республик (61) Дополнительное и авт. свид-ву (22)Занвлено 22.10.81 (21) 3347176/24-06 (5()M (л, 3

F 0»7/0O с присоединением заявин Л%

Гесуларствеиимй иииитит (23) П риоритет

Опублкиовано 07 . 03 . 83 . бюллетень Р@ 9

Дата опубликования описания 09 .03 .83

flO делам изабретеиий и открытий (БЗ) УДК 621.311.,22(088.8}

J1.A. Брискин и Н.А ° Воронов (72) Авторы изобретения

1

Среднеазиатское отделение Всесоюзного государственного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института ВНИПИэнергопром (71) Заявитель (54} ТЕПЛОФИКАЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ

УСТАНО ВКА

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получения базисной и пиковой электроэнергии в теплофикационном режиме и отпуска тепла.

Известна энергетическая установка, содержащая основной и конденсационный пиковый паросиловые контуры и аккумулятор, подключенный по греющему пару к парогенератору основного контура, а по нагреваемому - к пиковому контуру. В этой установке избыток тепловой энергии накапливается в аккумуляторе, подключенном к трубопроводу подачи острого пара из парогенератора к основной турбине, а в часы пик происходит разрядка аккумулятора и выработка дополнительной электроэнергии специальной пиковой турбиной 11 ).

Недостатком этой установки является то, что отпуск энергии s часы пик осуществляется неэкономично — по конденсационному циклу.

Известна теплофикационная энергетическая установка, содержащая котел, подключенный главным паропроводом к части высокого давления, сообщенной ресивером с частью низкого давления

5 турбины, имеющей систему регенерации, включенную между конденсатором и котлом, и аккумулятор высокого давления с греющей и нагреваемой теплообменными поверхностями, подключенный к теплофикационной системе с трубопроводами прямой и обратной сетевой воды $ 2).

Недостатком известной установки является низкая экономичность, обус" ловленная тем, что ввиду переменной температуры вещества, заполняющего аккумулятор, пиковая турбина работает при переменных параметрах острого пара, выработка электроэнергии на аккумулируемом тепле мало выгодна вви20 ду двойного неравномерного теплообме" на и связанных с ним больших потерь эксергии, основная турбина не выраба"

3 100261 тывает теплофикационной энергии, а от- пуск потребителю тепла по количеству и своим параметрам тесно связан с электрическим режимом установки.

Цель изобретения - повышение экономичности энергетической установки.

Указанная цель достигается тем, что теплофикационная энергетическая установка, содержащая котел, подключенный главным паропроводом к части 1î высокого давления, сообщенной ресивером с частью низкого давления турби ны, имеющей систему регенерации, включенную между конденсатором и котлом, и аккумулятор высокого давления с греющей и нагреваемой теплообменными поверхностями, подключенный к теплофикационной системе с трубопроводами прямой и обратной сетевой воды, снабжена дополнительным аккумулятором,20 вход и выход греющей поверхности которого подключены соответственно к ресиверу и системе регенерации, вход нагреваемой поверхности подключен к трубопроводу обратной сетевой воды, а 5 выход соответственно - к входу нагреваемой поверхности аккумулятора высокого давления и трубопроводу прямой сетевой воды.

При этом каждая из частей турбины размещена на отдельном валу и снабжена генератором, а аккумулятор высокого давления может быть размещен внутри дополнительного аккумулятора.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема предлагаемой установки; на фиг. 2 — то же, при выполнении части низкого давления из нескольких цилиндров.

Теплофикационная энергетическая

„40 установка содержит котел 1, подключен" ный главным паропровод:и 2 к части (турбине) 3 высокого давления (ЧВД), сообщенной ресивером 4 с частью (турбиной) 5 низкого (пониженного) давления (ЧНД),имеющей систему 6 регенера- 5 ции с регенеративными подогревателями 7 и 8, включенную между конденсатором 9 и котлом!.К главному паропроводу 2 тру= бопроводом 10 с регулирующим клапаном 11 подключена греющая теплообмен- 50 ная поверхность 12 аккумулятора 13 высокого давления, снабженного нагреваемой теплообменной поверхностью 14, подключенной к теплофикационной системе 15 с трубопроводами .16 и 17 пря-ss мой и обратной сетевой воды и сетевыми насосами 18 и l9.Установка сйабжена дополнительным аккумулятором 20, 9 4 греющая теплообменная поверхность 21 которого подключена соответственно трубопроводом 22 с регулирующим клапаном 23 к ресиверу 4 и системе 6 регенерации. Нагреваемая теплообменная поверхность 24 дополнительного аккумулятора 20 на входе подключена к трубопроводу 17 обратной сетевой воды, а на выходе - к нагреваемой теплообменной поверхности 14 аккумулятора 13 высокого давления и трубопроводу 16 прямой четевой воды. Каждая из ЧВД 3 и ЧНД 5 размещена на отдельном ва,лу 25 и 26 и снабжена генераторами 27 и 28, а аккумулятор 13 высокого давления может быть расположен внутри дополнительного аккумулятора 20 (не показано). На главном паропроводе 2

I и ресивере 4 установлены регулирующие клапаны 29 и 30, которые,как и регулирующие клапаны 11 и 23, снабжены датчиками 31 расхода пара, подключенными к управляющему устройству 32.

ЧНД 5 (фиг. 1) может быть выполнена из нескольких последоаательносоединенных по пару трубопроводами 33 и 34 цилиндров 35-37 (фиг. 2 ), каждый из которых вместе со своим генератором 38-40 размещен на отдельном валу 41-43. К трубопроводам 33 и 34 подключены греющие теплообменные поверхности 44 и 45 аккумуляторов 46 и 47 тепла соответствующего потенциала, имеющие нагреваемые теплообменные поверхности 48 и 49. Все аккумуляторы 13, 20, 46 и 47 включены по нагреваемому теплоносителю в теплофикационную систему 15, а их греющие и нагреваемые теплообменные поверхности 12, 21, 44, 45 и 14, 24, 48, 49 могут быть объединены между собой в одном аккумуляторе 13, 20, 46 и 47 с помощью перемычек 50 и 51 с запорной арматурой 52 и 53. Установка при этом снабжена запорной арматурой 5456 и регулирующими клапанами 57-60.

Часть из цилиндров 35-37 может быть размещена на одном валу с одним генератором (не показано ), Теплофикационная энергетическая установка работает следующим образом.

Котел 1 работает с постоянной нагрузкой. Пар из него поступает по главному паропроводу 2 в ЧВД 3 и далее по ресиверу 4 в ЧНД 5.

В период повышенных электрических нагрузок ЧВД 3 и ЧНД 5 работают при максимальном пропуске пара и выраба5 100261 тывают максимальную электрическую мощность. Регулирующие клапаны 11 и

23 закрыты, а регулирующие клапаны 29 и 30 полностью открыты.

В период пониженных электрических нагрузок ЧНД 5 отключается или работает с пониженной электрической мощностью. ЧВД 3 работает при максимальном пропуске пара и вырабатывает максимальную электрическую мощность. Избы- 10 ток пара из ресивера и через регулируI ющий клапан 23 поступает на вход греющей теплообменной поверхности 21 дополнительного аккумулятора 20, где конденсируется, отдавая тепло тепло- 15 аккумулирующему веществу, .и далее поступает в систему 6 регенерации.

Регулировочный диапазон установки может быть увеличен йри постоянной производительности котла 1 за счет 20 снижения электрической мощности ЧВД 3, При этом избыток пара из главного паропровода 2 через регулирующий клапан 11 поступает на вход греющей теплообменной поверхности 12 аккумуля- 25 тора 13 высокого давления, там конденсируется, отдавая тепло теплоаккумулирующему веществу. и далее поступает в систему 6 регенерации.

ЧНД 5 всегда работает в конденсационном режиме с небольшой теплофикационной выработкой на внутреннем теплопотреблении а ЧВД 3 — в чисто теплофикационном режиме. Поэтому ЧНД 5 работает в пиковой части электричес35 кого графика, с минимальным временем работы, а ЧВД 3, наоборот, в базовой части графика с максимальной выработкой электроэнергии, что связано с расположением ЧВД 3 и ЧНД 5 на разных

40 валах 25 и 26 и имеет принципиальное значение.

Формула изобретения

1. Теплофикационная энергетичес1 кая установка, содержащая котел, подключенный главным паропроводом к части высокого давления, сообщенной ресивером с частью низкого давления турбины, имеющей систему регенерации, включенную между конденсатором и котлом, и аккумулятор высокого давления с греющей и нагреваемой теплообменныСетевая вода независимо от элект,рического режима ЧВД 3 и ЧНД 5 подогревается в нагреваемых теплообменных <5 поверхностях 14 и 24 за счет накопленного тепла в аккумуляторах 13 и 20.

При этом обычно аккумуляторы 20 и 13 работают последовательно. Первым заряжается и первым разряжается дополнительный аккумулятор 20. Лишь после полной разрядки и полной зарядки дополнительного аккумулятора 20 начинает соответственно разряжаться или заряжаться аккумулятор 13 высокого

55 давления. При определенных требованиях к температуре сетевой воды последовательность работы аккумуляторов 13 и 20 мо> .ет быть и иной. Подключение

9 d нагреваемой теплообменной поверхности 14 аккчмчлятопа 13 высокого -давления (потенциала ) с выходом нагреваемой геплообменной поверхности 24 дополнительного аккумулятора 20, а последней - с трубопроводом 16 прямой сетевой воды, обеспечивает необходимые режимы работы аккумуляторов 13 и 20.

Управляющее устройство 32 обеспечивает необходимые открытия регулирующих клапанов 11 23 29 и 30 и производительность насосов 18 и 19.

Работа установки (фиг. 2} соответствует указанной работе установки на фиг. 1. Продолжительность участия каждого из цилиндров (турбинф 35-37 в покрытии электрических нагрузок с увеличением давления подаваемого пара возрастает, Одновременно снижается продолжительность работы греющих теплообменных поверхностей соответствующих аккумуляторов. Разновременность работы греющей и нагреваемой поверхностей каждого из аккумуляторов делает возможным их объединение и секционирование с целью снижения их общей теплообменной поверхности.

Таким образом, размещение ЧВД и

ЧНД на отдельных валах со своими генераторами и подключение поверхностей аккумуляторов между собой и с теплофикационной и регенеративной системами обеспечивает получение маневренной электрической мощности, не зависящей от маневренности котла. Повышение экономичности достигается за счет того, что ЧНД t.ïèêîaàÿ турбина ) работает при практически постоянных параметрах пара, вся выработка электроэнергии происходит без влияния потерь эксергии при аккумулировании тепла, выработка теплофикационной энергии максимальна и обеспечивается необходимый отпуск потребителю тепла по количеству и своим параметрам независимо от электрических режимов установки. 7 100261 ми поверхностями, подключенный к теплофикационной системе с трубопроводами прямой и обратной сетевой воды, отличающаяся тем, что, с целью повышения, экономичности, установка снабжена дополнительным аккумулятором, вход и выход греющей поверхности которого подключены соответственно к ресиверу и системе регенерации, вход нагреваемой поверхности )O подключен к трубопроводу обратной сетевой воды, а выход соответственно к входу нагреваемой поверхности аккумулятора высокого давления и трубопроводу прямой сетевой воды. tS

2. Установка по п, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждая из частей турбины размещена на отдельном валу и снабжена генератором.

Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что аккумулятор высокого давления размещен внутри дополнительного аккумулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ If 2146952, кл. 14 * 3/12, 1977.

2, Авторское свидетельство СССР

N 602690, кл. Ф 0 1 К 17/00,,1976, 1002619

ВНИИПИ Заказ 1491/9 Тираж 533 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4