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, охладители циркуляционного водорода генератора. Охладители 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, соединяющий турбодетандер с охладителями водорода, покрыт тепловой изоляцией. Турбогенератор снабжен дополнительным низкотемпературным охладителем циркуляционного водорода, расположенным на линии рециркуляции, включенным по охлаждающей среде в газопровод между турбодетандером и основным охладителем и подключенным к дополнительному низкотемпературному охладителю устройством для отвода конденсата. 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, охладители циркуляционного водорода генератора.

Особенность заключается в том, что охладители водорода 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, соединяющий турбодетандер с охладителями водорода, покрыт тепловой изоляцией. Турбогенератор снабжен дополнительным низкотемпературным охладителем циркуляционного водорода, расположенным на линии рециркуляции, включенным по охлаждающей среде в газопровод между турбодетандером и основным охладителем и подключенным к дополнительному низкотемпературному охладителю устройством для отвода конденсата.

Новая совокупность признаков тепловой электрической станции позволяет использовать теплоту обмоток и стали турбогенератора в цикле тепловой электрической станции, эксергию газа высокого давления для совершения работы в турбодетандере, низкую температуру редуцированного природного газа для осушки циркуляционного водорода, т.е. позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем снижения тепловых потерь в окружающую среду, путем использования эксергии газа высокого давления в цикле станции и путем исключения энергозатратных устройств и мероприятий для осушки водорода.

На чертеже изображена схема новой тепловой электрической станции.

Станция содержит котел 1 с горелкой 2, связанный паропроводом острого пара с турбиной 3, турбогенератор 4, ротор которого соединен с валом турбины 3, основные 5 и дополнительные низкотемпературные 6 охладители водорода турбогенератора с газозаборными и газоотводящими отверстиями, устройства для отвода конденсата 7, газозаборные отверсия дополнительного охладителя водорода соединены газопроводом с турбодетандером 8, газоотводящие отверстия основного охладителя водорода 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 которой соединен с ротором турбогенератора 4, осуществляют постоянное охлаждение обмоток и стали турбогенератора 4 путем циркуляции водорода через его внутреннее пространство, циркуляционный водород охлаждают в основных охладителях водорода 5, осушку водорода осуществляют путем рециркуляции части водорода через дополнительные низкотемпературные охладители водорода 6, конденсат из дополнительных охладителей отводят через устройство для отвода конденсата 7. Газ, необходимый для работы котла, редуцируют в турбодетандере 8, холодный газовый поток пропускают через дополнительные низкотемпературные охладители водорода 6, затем через основные охладители водорода 5 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 совершения работы в турбодетандере, исключить энергозатратные устройства осушки циркуляционного водорода турбогенератора из схемы тепловой электрической станции, т.е. позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем снижения потерь теплоты в окружающую среду, путем использования эксергии газа в цикле станции и путем снижения энергетический и капитальных затрат на осушку циркуляционного водорода турбогенератора.

Тепловая электрическая станция, содержащая котел с горелкой, связанный паропроводом острого пара с турбиной, турбогенератор, соединенный с валом турбины, охладители циркуляционного водорода генератора, отличающаяся тем, что охладители водорода выполнены в виде газо-газовых теплообменников, включенных по охлаждающей среде в газопровод природного газа перед горелкой котла, устройство для понижения давления газа выполнено в виде турбодетандера, а турбогенератор снабжен дополнительным низкотемпературным охладителем циркуляционного водорода, расположенным на линии рециркуляции, включенным по охлаждающей среде в газопровод между турбодетандером и основным охладителем, и подключенным к дополнительному низкотемпературному охладителю устройством для отвода конденсата, газопровод, соединяющий турбодетандер с охладителями водорода, покрыт тепловой изоляцией.