Тепловая электрическая станция

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для использования на тепловых электростанциях. Тепловая электрическая станция содержит газотурбинную установку, паровой котел, к которому подключен газоход окислителя - уходящих газов газовой турбины, расположенные в опускном газоходе котла последовательно по ходу газов конвективный пароперегреватель, водяной экономайзер, газоводяной подогреватель высокого давления и газоводяной подогреватель низкого давления, теплофикационную паротурбинную установку с отопительными и регенеративными отборами пара, конденсатор, верхний и нижний сетевые подогреватели, подключенные по греющей среде к отопительным отборам пара паротурбинной установки, деаэратор повышенного давления, соединенный трубопроводом деаэрированной питательной воды через питательный насос с газоводяным подогревателем высокого давления парового котла. Газоводяной подогреватель низкого давления включен в контур циркуляции деаэрированной воды перед водоводяным теплообменником, подключенным по нагреваемой среде к трубопроводу добавочной питательной воды после вакуумного деаэратора, а в трубопровод основного конденсата паротурбинной установки последовательно включены четыре регенеративных подогревателя низкого давления, подключенные соответственно к седьмому, шестому, пятому и четвертому по ходу пара в проточной части паровой турбины отборам. Изобретение позволяет обеспечить повышение экономичности тепловой электрической станции за счет создания условий для дополнительной выработки электроэнергии на тепловом потреблении паровой турбиной и более полного использования избыточной теплоты уходящих газов газотурбинной установки.

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях.

Известны аналоги - тепловые электрические станции, содержащие газотурбинную установку (ГТУ), паровой котел, к которому подключен газоход окислителя - уходящих газов газовой турбины, расположенные в опускном газоходе котла последовательно по ходу газов конвективный пароперегреватель, водяной экономайзер (ВЭК), газоводяной подогреватель высокого давления (ГВП ВД) и газоводяной подогреватель низкого давления (ГВП НД), теплофикационную паротурбинную установку (ПТУ) с отопительными и регенеративными отборами пара, конденсатор, верхний и нижний сетевые подогреватели, подключенные по греющей среде к отопительным отборам пара ПТУ, регенеративные подогреватели низкого давления, подключенные соответственно к шестому и седьмому по ходу пара в проточной части паровой турбины отборам, водоводяной подогреватель, включенный по нагреваемой среде в трубопровод сетевой воды параллельно сетевым подогревателям и подключенный по греющей среде к трубопроводу основного конденсата ПТУ после газоводяного подогревателя низкого давления парового котла, деаэратор повышенного давления, соединенный трубопроводом деаэрированной питательной воды через питательный насос с газоводяным подогревателем высокого давления парового котла (см. Нишневич В.И., Словиковский Г.Б. Проектирование энергоблока ПТУ-190/220 для Тюменской ТЭЦ-1 // Электрические станции. 2005. №6. С.9-16). Данный аналог принят в качестве прототипа.

Недостатками аналогов и прототипа являются пониженная экономичность тепловых электростанций из-за недостаточно эффективного использования теплоты уходящих газов ГТУ и пониженной выработки электроэнергии на внутреннем и внешнем тепловом потреблении за счет исключения части подогревателей системы регенерации ПТУ и использования для подогрева сетевой воды водоводяного подогревателя, снижающего величину низкопотенциальных отопительных отборов на сетевые подогреватели ПТУ.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности тепловой электрической станции за счет создания условий для дополнительной выработки электроэнергии на тепловом потреблении паровой турбиной и более полного использования избыточной теплоты уходящих газов газотурбинной установки.

Для достижения этого результата предложена тепловая электрическая станция, содержащая газотурбинную установку, паровой котел, к которому подключен газоход окислителя - уходящих газов газовой турбины, расположенные в опускном газоходе котла последовательно по ходу газов конвективный пароперегреватель, водяной экономайзер, газоводяной подогреватель высокого давления и газоводяной подогреватель низкого давления, теплофикационную паротурбинную установку с отопительными и регенеративными отборами пара, конденсатор, верхний и нижний сетевые подогреватели, подключенные по греющей среде к отопительным отборам пара паротурбинной установки, деаэратор повышенного давления, соединенный трубопроводом деаэрированной питательной воды через питательный насос с газоводяным подогревателем высокого давления парового котла.

Особенность заключается в том, что газоводяной подогреватель низкого давления включен в контур циркуляции деаэрированной воды перед водоводяным теплообменником, подключенным по нагреваемой среде к трубопроводу добавочной питательной воды после вакуумного деаэратора, а в трубопровод основного конденсата паротурбинной установки последовательно включены четыре регенеративных подогревателя низкого давления, подключенные соответственно к седьмому, шестому, пятому и четвертому по ходу пара в проточной части паровой турбины отборам.

Новая взаимосвязь элементов позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции за счет обеспечения дополнительной выработки электроэнергии на внутреннем тепловом потреблении при подогреве основного конденсата ПТУ в регенеративных подогревателях низкого давления, подключенных к четвертому и пятому по ходу пара в проточной части турбины отборам, за счет нормативного качества деаэрации общего потока питательной воды в деаэраторе повышенного давления вследствие подогрева добавочной питательной воды после вакуумного деаэратора до требуемой температуры, за счет увеличения выработки электроэнергии на внешнем тепловом потреблении ввиду исключения малоэффективного водоводяного подогревателя сетевой воды, снижающего величину отопительных отборов на сетевые подогреватели ПТУ и за счет более полного использования теплоты уходящих газов ГТУ.

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого технического результата.

На чертеже изображена принципиальная схема тепловой электрической станции. Схема содержит паровой котел 1, использующий уходящие газы газовой турбины 3 в качестве окислителя для сжигания топлива, теплофикационную паровую турбину 2 с отборами пара на регенеративные подогреватели низкого давления 5, водоводяной теплообменник 6, включенный по нагреваемой среде в трубопровод добавочной питательной воды 7 после вакуумного деаэратора 4, а по греющей среде - в трубопровод циркуляции 8 после газоводяного подогревателя низкого давления (ГВП НД) и насоса циркуляции 9.

Тепловая электрическая станция работает следующим образом.

Уходящие газы газовой турбины 3 направляют к горелкам 10 и сбросным соплам 11 парового котла 1 для окисления поступающего в топку топлива. Вырабатываемый в паровом котле 1 пар направляют в теплофикационную паровую турбину 2. Потери пара и конденсата из цикла станции компенсируют добавочной питательной водой после вакуумного деаэратора 4, которую перед подачей в деаэратор повышенного давления 12 направляют в водоводяной теплообменник 6. В водоводяной теплообменник 6 по трубопроводу 8 подают греющую среду - деаэрированную воду после ГВП НД и насоса циркуляции 9. Включение ГВП НД в контур циркуляции деаэрированной воды перед водоводяным подогревателем добавочной питательной воды позволяет осуществить регенеративный подогрев основного конденсата ПТУ в четырех подогревателях низкого давления без снижения эффективности использования теплоты уходящих газов парового котла.

Таким образом, предложенное решение позволяет обеспечить требуемый нагрев добавочной питательной воды перед деаэратором повышенного давления за счет использования избыточной теплоты уходящих газов ГТУ и создать условия для полного сохранения экономичной схемы подогрева основного конденсата в четырех регенеративных подогревателях низкого давления ПТУ без снижения эффективности использования теплоты уходящих газов парового котла, т.е. повысить надежность и экономичность работы электростанции.

Тепловая электрическая станция, содержащая газотурбинную установку, паровой котел, к которому подключен газоход окислителя - уходящих газов газовой турбины, расположенные в опускном газоходе котла последовательно по ходу газов конвективный пароперегреватель, водяной экономайзер, газоводяной подогреватель высокого давления и газоводяной подогреватель низкого давления, теплофикационную паротурбинную установку с отопительными и регенеративными отборами пара, конденсатор, верхний и нижний сетевые подогреватели, подключенные по греющей среде к отопительным отборам пара паротурбинной установки, деаэратор повышенного давления, соединенный трубопроводом деаэрированной питательной воды через питательный насос с газоводяным подогревателем высокого давления парового котла, отличающаяся тем, что газоводяной подогреватель низкого давления включен в контур циркуляции деаэрированной воды перед водоводяным теплообменником, подключенным по нагреваемой среде к трубопроводу добавочной питательной воды после вакуумного деаэратора, а в трубопровод основного конденсата паротурбинной установки последовательно включены четыре регенеративных подогревателя низкого давления, подключенные соответственно к седьмому, шестому, пятому и четвертому по ходу пара в проточной части паровой турбины отборам.