Тепловая электрическая станция

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности тепловой электрической станции за счет использования теплоты обмоток и стали турбогенератора в цикле тепловой электрической станции и за счет использования эксергии природного газа, подаваемого в топку котла. Для достижения этого результата предложена тепловая электрическая станция, содержащая котел с горелкой, связанный паропроводом острого пара с турбиной, турбогенератор, соединенный с валом турбины, газоохладители циркуляционного водорода генератора, отличающаяся тем, что газоохладители выполнены в виде газо-газовых теплообменников, включенных по охлаждающей среде в газопровод природного газа между устройством для понижения давления газа и горелкой котла. Устройство для понижения давления газа выполнено в виде турбодетандера, а газопровод холодного потока, соединяющий турбодетандер с газоохладителями, покрыт тепловой изоляцией. 1 ил.

 

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

Известен аналог - тепловая электрическая станция, содержащая котел, связанный паропроводом острого пара с турбиной, которая соединена паропроводом отработавшего пара с конденсатором, главный вал турбины соединен с ротором турбогенератора, турбогенератор содержит водяные газоохладители циркуляционного водорода генератора (см. Славнин М.И. Электрооборудование электрических станций и трансформаторных подстанций. М.: Государственное энергетическое издательство. 1963. Рис.8-3. на с.72, 8-4 на с.72 и текстовые пояснения к ним на с.69-72). Этот аналог принят в качестве прототипа.

Недостатком аналогов и прототипа являются пониженная экономичность тепловых электростанций вследствие потерь теплоты обмоток и стали турбогенератора с охлаждающей водой.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности тепловой электрической станции за счет использования теплоты обмоток и стали турбогенератора в цикле тепловой электрической станции и за счет использования эксергии природного газа, подаваемого в топку котла.

Для достижения этого результата предложена тепловая электрическая станция, содержащая котел с горелкой, связанный паропроводом острого пара с турбиной, турбогенератор, соединенный с валом турбины, газоохладители циркуляционного водорода генератора.

Особенность заключается в том, что газоохладители выполнены в виде газо-газовых теплообменников, включенных по охлаждающей среде в газопровод природного газа между устройством для понижения давления газа и горелкой котла. Устройство для понижения давления газа выполнено в виде турбодетандера, а газопровод холодного потока, соединяющий турбодетандер с газоохладителями, покрыт тепловой изоляцией.

Новая совокупность признаков тепловой электрической станции позволяет использовать теплоту обмоток и стали турбогенератора в цикле тепловой электрической станции, а также использовать эксергию газа высокого давления для совершения работы в турбодетандере, т.е. позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем снижения тепловых потерь в окружающую среду и путем использования эксергии газа высокого давления в цикле станции.

На чертеже изображена схема новой тепловой электрической станции.

Станция содержит котел 1 с горелкой 2, связанный паропроводом острого пара с турбиной 3, турбогенератор 6, ротор 5 которого соединен с валом 4 турбины 3, газоохладители 7 циркуляционного водорода турбогенератора с газозаборными 8 и газоотводящими 9 отверстиями, газозаборные отверсия 8 соединены газопроводом с турбодетандером 10, газоотводящие отверстия 9 газоохладителей 7 соединены с горелкой 2 котла 1.

Работа тепловой электрической станции осуществляется следующим образом.

В котел 1 через горелку 2 подают природный газ и воздух. Вырабатываемый в котле 1 пар направляют в турбину 3, вал 4 которой соединен с ротором 5 турбогенератора 6, осуществляют постоянное охлаждение обмоток и стали турбогенератора 6 путем циркуляции водорода через его внутреннее пространство, циркуляционный водород охлаждают в газоохладителях 7. Газ, необходимый для работы котла, редуцируют в турбодетандере 10, холодный газовый поток пропускают через газоохладители 7 и подают по газопроводу в топку 2 котла 1.

Таким образом, схема новой тепловой электрической станции позволяет возвращать теплоту обмоток и стали турбогенератора в котел, использовать эксергию газа высокого давления для нагрева горячего газового потока, а также исключить систему водяного охлаждения циркуляционного водорода генератора из схемы тепловой электрической станции, т.е. позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем снижения потерь теплоты в окружающую среду и упрощения схемы станции.

Тепловая электрическая станция, содержащая котел с горелкой, связанный паропроводом острого пара с турбиной, турбогенератор, соединенный с валом турбины, газоохладители циркуляционного водорода генератора, выполненные в виде газо-газовых теплообменников, включенных по охлаждающей среде в газопровод природного газа между устройством для понижения давления газа и горелкой котла, отличающаяся тем, что устройство для понижения давления газа выполнено в виде турбодетандера, а газопровод, соединяющий турбодетандер с газоохладителями, покрыт тепловой изоляцией.