Комбинированная теплофикационная электрическая станция
Изобретение относится к области энергетики. Комбинированная теплофикационная электрическая станция (ТЭС) дополнительно содержит систему солнечного теплоснабжения, включающую теплообменник высокого давления для нагревания воды от солнечной радиации, парогенератор для выработки пара с параметрами, соответствующими параметрам пара, вырабатываемым в котле, который подключен с помощью трубопроводов по пару и воде к ТЭЦ, образуя замкнутый контур с циркулирующей и нагретой до высокой температуры водой, клапаны для отключения и подключения парогенератора, котла и потребителей тепла по пару и воде, подпиточную емкость, систему для подогрева воды в теплообменнике высокого давления, системы солнечного теплоснабжения при отсутствии солнца в зимнее время и зеркала для фокусирования солнечной радиации на корпус теплообменника высокого давления и регулирования в нем температуры воды. Изобретение позволяет сократить расходы на приобретение и перевозку дорогостоящего органического топлива за счет использования энергии солнца. 1 ил.
Изобретение относится к области энергетики, а более конкретно к комбинированным теплофикационным энергетическим установкам, на которых вырабатывается и отпускается потребителям тепловая и электрическая энергия.
Известны солнечная комбинированная электростанция (см.: патент РФ № 2111422 от 20.05.1998 г. по кл. 6 F 24 J 2/42) и комбинированная теплофикационная энергетическая установка (см.: SU № 1142855 от 28.02.1985 г. по кл. F 03 G 6/00), предназначенные для выработки тепловой и электрической энергии.
Недостатком известных комбинированных теплофикационных энергоустановок является сложность конструктивного оформления и невозможность использования при отсутствии солнца (см. патент РФ № 2111422).
Известна также комбинированная теплофикационная электрическая станция, являющаяся наиболее близким аналогом заявляемому изобретению, предназначенная для выработки тепловой и электрической энергии (см.: SU № 1089292 по кл. F 03 G 7/02 от 30.04.1984 г.).
Недостатком известного аналога является узкий диапазон использования комбинированной теплофикационной электрической станции.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в расширении диапазона использования и в повышении надежности и экономичности.
Для достижения указанного технического результата комбинированная теплофикационная электрическая станция (КТЭС), включающая паровой котел, турбину с электрогенератором, конденсатор пара с конденсатным и питательным насосами, подогреватели воды низкого и высокого давления, образующие замкнутый контур с циркулирующей и нагретой до высокой температуры водой, систему солнечного теплоснабжения, содержащую теплообменник высокого давления для нагрева воды от солнечной радиации, парогенератор для выработки пара с параметрами, соответствующими параметрам пара, вырабатываемым в котле, клапаны для отключения и подключения парогенератора и котла по пару и воде, выполнена таким образом, что КТЭС дополнительно содержит подпиточную емкость, деаэратор, систему для подогрева воды в теплообменнике высокого давления при отсутствии солнца в зимнее время, редукционно-охладительную установку для подачи тепла к потребителям и зеркала для фокусирования солнечной радиации на корпус теплообменника высокого давления.
Предлагаемая КТЭС иллюстрируется чертежом.
Комбинированная теплофикационная электрическая станция включает котел 1 с клапаном 2 для отключения его по пару, клапан 3 для подачи пара на турбину 4, электрогенератор 5, редукционно-охладительную установку (РОУ) 6 для подачи тепловой энергии потребителям 7, конденсатор пара 8, конденсатный насос 9, подогреватель воды низкого давления 10, деаэратор 11 для удаления растворенных в воде газов, питательный насос 12, клапан 13 для отключения парового котла по воде, подогреватель воды высокого давления 14, теплообменник высокого давления системы солнечного теплоснабжения 15, парогенератор 16 с клапанами 17, 18, 19 для отключения его соответственно по пару и воде, подпиточную емкость 20, систему для подогрева воды в теплообменнике высокого давления системы солнечного теплоснабжения при отсутствии солнца в зимнее время 21, зеркала 22 для фокусирования солнечной радиации на корпус теплообменника высокого давления и регулирования в нем температуры воды.
Комбинированная теплофикационная электрическая станция работает следующим образом.
Пар от котла 1, открытием клапанов 2 и 3 подают на турбину 4 с электрогенератором 5, обеспечивая потребителей электроэнергией. Отработанный пар после турбины поступает в конденсатор пара 8, а конденсат с помощью конденсатного насоса 9 подают через подогреватель воды низкого давления 10 в деаэратор 11, в котором газы, растворенные в воде, удаляются, а затем с помощью питательного насоса 12 через открытый клапан 13 и подогреватель воды высокого давления 14 вода подается в котел 1. При этом тепловую энергию подают к потребителям 7 через РОУ 6. Одновременно с пуском котла солнечную радиацию фокусируют с помощью зеркал 22 на корпус теплообменника высокого давления системы солнечного теплоснабжения 15 и нагревают воду, которая циркулирует за счет естественной циркуляции по замкнутому контуру, отдавая свое тепло воде вторичного теплоносителя в парогенераторе 16. После достижения параметров пара в парогенераторе значений, соответствующих параметрам пара после котла 1, клапаны 2 и 13 закрывают, паровой котел переводят в режим «горячего резерва» с минимальным потреблением топлива. Работа КТЭС при этом обеспечивается от парогенератора системы солнечного теплоснабжения. В ночное время суток (или при отсутствии солнца) работа КТЭС осуществляется от котла 1, отключая парогенератор 16 по воде и пару, закрыв соответственно клапаны 17, 18 и 19.
Таким образом, достигается не только надежная и эффективная работа КТЭС, но и значительная экономия органического топлива. Комбинированная ТЭС может быть использована в нескольких вариантах.
Вариант 1. В дневное время после достижения параметров пара, вырабатываемого системой солнечного теплоснабжения, необходимых значений, соответствующих параметрам пара, вырабатываемым котлом 1, последний переводят в режим «горячего резерва» путем закрытия клапанов 2 и 13 соответственно. При этом пар на турбину 4 поступает от парогенератора 16 при открытых клапанах 17 и 18. Тепловую энергию к потребителям 7 подают через РОУ 6, а электрическую от электрогенератора 5, вращающегося на валу турбины 4. Отработанный пар конденсируется в конденсаторе пара 8, конденсат с помощью конденсатного насоса 9 через подогреватель воды низкого давления 10 подается в деаэратор 11, а оттуда питательный насос 12 подает воду в парогенератор 16. Охлажденная после потребителей 7 вода снова поступает через открытый клапан 19 в парогенератор.
Вариант 2. Комбинированная ТЭС используется только для теплоснабжения потребителей. При таком режиме использования КТЭС пар от парогенератора 16 системы солнечного теплоснабжения при закрытых клапанах 2, 13, 18 и открытом клапане 17 через РОУ 6 поступает к потребителям 7, а охлажденная вода через открытый клапан 19 поступает снова в парогенератор 16. При этом котел 1, турбина 4 и электрогенератор 5 не работают, клапан 3 закрыт.
Вариант 3. Комбинированная ТЭС работает по штатной схеме ТЭЦ, а система солнечного теплоснабжения отключена.
Предлагаемая комбинированная теплофикационная электрическая станция выгодно отличается от известной широким диапазоном ее использования.
Таким образом, предлагаемая комбинированная ТЭС обладает достаточно высокой надежностью, широким диапазоном ее использования и позволяет сократить расходы на приобретение и перевозку дорогостоящего органического топлива за счет использования энергии солнца.
Комбинированная теплофикационная электрическая станция, включающая паровой котел, турбину с электрогенератором, конденсатор пара с конденсатным и питательным насосами, подогреватели воды низкого и высокого давления, образующие замкнутый контур с циркулирующей и нагретой до высокой температуры водой, систему солнечного теплоснабжения, содержащую теплообменник высокого давления для нагрева воды от солнечной радиации, парогенератор для выработки пара с параметрами, соответствующими параметрам пара, вырабатываемым в котле, клапаны для отключения и подключения парогенератора и котла по пару и воде, отличающаяся тем, что дополнительно содержит подпиточную емкость, деаэратор, систему для подогрева воды в теплообменнике высокого давления при отсутствии солнца в зимнее время, редукционно-охладительную установку для подачи тепла к потребителям и зеркала для фокусирования солнечной радиации на корпус теплообменника высокого давления.
