Тепловая электрическая станция

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для использования на тепловых электростанциях. Тепловая электрическая станция содержит парогазовую установку с газовой турбиной, компрессором газотурбинной установки, камерой сгорания, котлом-утилизатором, паровой турбиной с конденсатором, к которому подключены трубопроводы охлажденной и нагретой циркуляционной воды. В трубопровод нагретой циркуляционной воды включен основной испаритель теплонасосной установки (ТНУ), дополнительный испаритель ТНУ включен в линию охлаждения циклового атмосферного воздуха перед компрессором газотурбинной установки. Основной конденсатор ТНУ включен в трубопровод основного конденсата паровой турбины, дополнительный конденсатор ТНУ включен в линию нагрева циклового атмосферного воздуха перед компрессором газотурбинной установки. Изобретение позволяет повысить экономичность и надежность тепловой электрической станции за счет снижения потерь теплоты нагретой циркуляционной воды, уменьшения мощности устройств для охлаждения нагретой циркуляционной воды конденсатора паровой турбины, постоянного поддержания оптимальной температуры циклового атмосферного воздуха для газотурбинной установки, а также исключения возможности обледенения входной части компрессора газотурбинной установки в холодный период года. 1 ил.

 

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

Известны аналоги - тепловые электрические станции, содержащие парогазовую установку с газовой турбиной, компрессором газотурбинной установки, камерой сгорания, котлом-утилизатором, паровой турбиной с конденсатором, к которому подключены трубопроводы охлажденной и нагретой циркуляционной воды (см. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Учебное пособие для вузов / С.В. Цанев, В.Д. Буров, А.Н. Ремезов; под ред. С.В. Цанева - М.: Издательский дом МЭИ, 2009, рис. 8.5, с. 274). Данный аналог принят в качестве прототипа.

Недостатком прототипа и аналогов является пониженная экономичность и надежность тепловой электрической станции из-за отсутствия использования теплоты нагретой циркуляционной воды при ограниченности мощности устройств для охлаждения нагретой циркуляционной воды после конденсатора паровой турбины (например, градирен в системе технического водоснабжения), невозможности поддержания оптимальной мощности газотурбинной установки в следствии суточных и сезонных колебания температуры атмосферного воздуха, а также из-за возможности обледенения входной части компрессора газотурбинной установки в холодный период года.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и надежности тепловой электрической станции за счет снижения потерь теплоты нагретой циркуляционной охлаждающей воды конденсатора паровой турбины, уменьшения мощности устройств для охлаждения нагретой циркуляционной воды конденсатора паровой турбины, постоянного поддержания оптимальный температуры циклового атмосферного воздуха для газотурбинной установки, а также исключения возможности обледенения входной части компрессора газотурбинной установки в холодный период года.

Для достижения этого результата предложена тепловая электрическая станция, содержащая парогазовую установку с газовой турбиной, компрессором газотурбинной установки, камерой сгорания, котлом-утилизатором, паровой турбиной с конденсатором, к которому подключены трубопроводы охлажденной и нагретой циркуляционной воды.

Особенность заключается в том, что в трубопровод нагретой циркуляционной воды включен основной испаритель ТНУ, дополнительный испаритель ТНУ включен в воздуховод циклового атмосферного воздуха перед компрессором газотурбинной установки. Основной конденсатор ТНУ включен в трубопровод основного конденсата паровой турбины, дополнительный конденсатор ТНУ включен в воздуховод циклового атмосферного воздуха перед компрессором газотурбинной установки.

Включение в схему новых элементов позволяет повысить экономичность и надежность тепловой электрической станции за счет эффективного использования теплоты нагретой циркуляционной воды после конденсатора паровой турбины при одновременном уменьшении мощности устройств для охлаждения нагретой циркуляционной воды конденсатора паровой турбины, постоянного поддержания оптимальный температуры циклового атмосферного воздуха для газотурбинной установки, а также исключения возможности обледенения входной части компрессора газотурбинной установки в холодный период года.

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

На чертеже изображена принципиальная схема тепловой электрической станции.

Схема содержит парогазовую установку с газотурбинной установкой 1, состоящей из газовой турбины, компрессора газотурбинной установки, камеры сгорания и электрогенератора, котел-утилизатор 2, паровую турбину 3 с конденсатором 4, к которому подключены трубопроводы нагретой 5 и охлажденной 6 циркуляционной воды, воздуховод атмосферного воздуха 7 с воздухозаборным устройством 8 и воздухоподготовительной установкой 9. Станция снабжена теплонасосной установкой, состоящей из компрессора 10, основного конденсатора 11, дополнительного конденсатора 12, дросселирующего устройства 13, основного испарителя 14 и дополнительного испарителя 15. Так же схема содержит запорную арматуру 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 и шиберные заслонки 26, 27, 28.

Вышеописанная схема парогазовой установки работает следующим образом. Отработавший в паровой турбине 3 пар конденсируется в конденсаторе 4, к которому подключены трубопроводы нагретой 5 и охлажденной 6 циркуляционной воды. Необходимый для газовой турбины атмосферный воздух забирается воздухозаборным устройством 8 и по воздуховоду 7 подается в компрессор газотурбинной установки 1. Далее схема может работать в двух режимах.

Первый режим работы осуществляется в случае, если атмосферный воздух, необходимый для работы газотурбинной установки 1, имеет температуру выше оптимальной, и, следовательно, ему требуется предварительное охлаждение. В этом случае после очистки воздуха в воздухоподготовительной установке 9 предварительное охлаждение атмосферного воздуха перед компрессором газотурбинной установки 1 осуществляется в дополнительном испарителе ТНУ 15, а теплота отобранная в нем у атмосферного воздуха, а также теплота, отбираемая основным испарителем 14 от нагретой циркуляционной воды из трубопровода 5, передается основным конденсатором ТНУ 11 основному конденсату паровой турбины, поступающему в котел-утилизатор 2. В данном режиме используется располагаемая охлаждающая мощность градирни для предварительного отвода тепловой энергии из цикла тепловой электростанции, следовательно, арматура 16 находится в открытом состоянии, а арматура 17 в закрытом. Использование градирни позволяет снизить температуру циркуляционный воды на 10°С перед основным испарителем 14 и, соответственно, обеспечить поддержание необходимой температуры рабочего тела ТНУ, при котором возможно предварительное охлаждение атмосферного воздуха в перед компрессором ГТУ в дополнительном испарителе ТНУ 15. В данном режиме работы запорная арматура 21 и 22 будет находиться в закрытом состоянии, а запорная арматура 20 и 23 будет находиться в открытом состояние. Шиберные заслонки 26 будут находиться в открытом состоянии, а шиберные заслонки 27 и 28 будут находиться в закрытом состоянии.

Второй режим работы осуществляется в случае, если атмосферный воздух, необходимый для работы газотурбинной установки 1 имеет температуру ниже оптимальной, и, следовательно, ему требуется предварительный подогрев. В этом случае после очистки воздуха в воздухоподготовительной установке 9 предварительный подогрев атмосферного воздуха перед компрессором газотурбинной установки осуществляется в дополнительном конденсаторе ТНУ 12 теплотой, отбираемой основным испарителем ТНУ 14 от нагретой циркуляционной воды из трубопровода 5. Так же данный режим работы предусматривает осуществление подогрева в основном конденсаторе ТНУ 11, основного конденсата паровой турбины, поступающего в котел-утилизатор 2, теплотой, отбираемой основным испарителем ТНУ 14 от нагретой циркуляционной воды из трубопровода 5. В данном режиме работы запорная арматура 20 и 23 будет находиться в закрытом состоянии, а запорная арматура 21 и 22 будет находиться в открытом состоянии. Шиберные заслонки 27 будут находиться в открытом состоянии, а шиберные заслонки 26 и 28 будут находиться в закрытом состоянии.

Таким образом, предложенная схема тепловой электрической станции позволяет повысить экономичность и надежность ее работы благодаря эффективному использованию теплоты нагретой циркуляционной воды, уменьшению мощности устройств для охлаждения нагретой циркуляционной воды конденсатора паровой турбины, постоянному поддержанию оптимальной температуры циклового атмосферного воздуха для газотурбинной установки, а также исключению возможности обледенения входной части компрессора газотурбинной установки в холодный период года.

Тепловая электрическая станция, содержащая парогазовую установку с газовой турбиной, компрессором газотурбинной установки, камерой сгорания, котлом-утилизатором, паровой турбиной с конденсатором, к которому подключены трубопроводы охлажденной и нагретой циркуляционной воды, отличающаяся тем, что в трубопровод нагретой циркуляционной воды включен основной испаритель теплонасосной установки (ТНУ), дополнительный испаритель ТНУ включен в воздуховод циклового атмосферного воздуха перед компрессором газотурбинной установки, основной конденсатор ТНУ включен в трубопровод основного конденсата паровой турбины, дополнительный конденсатор ТНУ включен в воздуховод циклового атмосферного воздуха перед компрессором газотурбинной установки.



 

Похожие патенты:

При подавлении льдообразования на поверхности конструкции турбомашины во время ее работы осуществляют пьезоэлектрическое преобразование механической энергии колебаний конструкции в электрическую энергию.

Разделитель потока газа, способный разделять поток газа на первый поток и второй поток, содержит переднюю кромку разделителя и устройство для предотвращения обледенения передней кромки.

Изобретение относится к устройствам для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовки его для подачи в компрессор газотурбинного двигателя. Воздухоочистительное устройство содержит воздухоприемную камеру, в которой ярусами установлены блоки комбинированной системы фильтрации, включающие влагоотделители и фильтры грубой очистки, осадкозадерживающие козырьки, систему подогрева циклового воздуха, включающую закольцованный отводящий трубопровод с патрубками и отверстиями.

Носовая часть рассекателя осевой турбомашины, предназначенная для разделения потока, поступающего в турбомашину, на внутренний контур и наружный контур, содержит, по сути, круговую переднюю кромку, кольцевую стенку, проходящую от передней кромки и ограничивающую наружный контур, по меньшей мере один канал для противообледенительной текучей среды для носовой части рассекателя, проходящий по существу в осевом направлении вдоль стенки и открывающийся во внутренний контур.

Противообледенительная система газоперекачивающего агрегата с газотурбинным приводом содержит газовоздухопровод, транспортирующий смесь горячего воздуха и выхлопных газов в воздухозаборный тракт, соединенный с одной стороны с входным направляющим аппаратом осевого компрессора, а с другой - с воздухоочистительным устройством.

Изобретение относится к газоочистным устройствам и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовке его к подаче в компрессор газотурбинного двигателя и защиты газовоздушного тракта газотурбинного двигателя от попадания пыли, осадков и обледенения.

Изобретение относится к передней части (122) разделителя осевой турбомашины, предназначенной для разделения кольцевого потока в турбомашине на первичный поток (118) и вторичный поток (120) для прохождения термодинамического цикла.

Изобретение относится к машиностроению и может применяться в конструкции воздухоочистительных устройств газотурбинных установок (ГТУ), применяемых в качестве приводов, например, газоперекачивающих агрегатов или газотурбинных электростанций, для исключения возможности возникновения помпажа двигателя ГТУ.

Противообледенительная система газотурбинного двигателя содержит теплообменник, установленный в проточной части двигателя перед входом в компрессор двигателя. Воздух, отбираемый за последней ступенью компрессора, через теплообменник подается в систему охлаждения турбины.

Турбореактивный двигатель включает в себя вентилятор (2) с входным обтекателем (3) на рабочем колесе (4) и радиально-упорный подшипник (5) с лабиринтными уплотнениями масляной полости (7), а также компрессор низкого давления (8) и компрессор высокого давления (9).

Изобретение относится к области теплоэнергетики. В теплофикационной турбоустановке, содержащей теплофикационную турбину с отборами пара, подключенными к регенеративным и сетевым подогревателям, конденсатор с подключенным к нему основным эжектором, трубопровод основного конденсата турбины с включенными в него регенеративными подогревателями низкого давления, охладитель пара уплотнений турбины, деаэратор подпиточной воды тепловой сети с подключенными к нему трубопроводами исходной воды, греющего агента, деаэрированной подпиточной воды тепловой сети, трубопровод отработавшего пара основного эжектора подключен к патрубку греющего агента деаэратора подпиточной воды тепловой сети, а охладитель пара уплотнений турбины по охлаждающей среде включен в трубопровод исходной воды перед деаэратором подпиточной воды тепловой сети.

Изобретение относится к теплоэнергетике. В способе работы теплоцентрали (ТЭЦ) с открытой теплофикационной системой с турбоагрегатами типа Р и ПТ и приключенной теплофикационной паровой турбиной, подключенной к промышленному паропроводу ТЭЦ и снабженной конденсатором с двумя поверхностями нагрева, в первой поверхности нагрева подогревают смешанные потоки холодной и подогретой в ней рециркулируемой сырой воды, для конденсации этих потоков на первой поверхности используют 70-75% от номинального расхода пара в конденсатор этой турбины, вторую поверхность нагрева конденсатора используют для конденсации 30-25% пара с пропуском через нее циркуляционной воды; кратность рециркуляции сырой воды, дополнительно подогреваемой в первой поверхности нагрева, регулируют с учетом расхода и температуры холодной сырой воды и ее температуры перед умягчением, паром из теплофикационного отбора приключенной турбины производят дополнительный подогрев сырой воды перед ее умягчением, а также подогрев декарбонизированной подпиточной воды.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для повышения экономичности теплофикационных турбин с двухступенчатым подогревом сетевой воды на режимах с повышенной по отношению к номинальной температурой прямой сетевой воды.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Способ контроля герметичности вакуумных систем турбоустановок, по которому по местам истечения пара избыточного давления визуально определяют неплотности вакуумной системы, опрессовку паром цилиндра среднего давления теплофикационной турбоустановки и подключенных к этому цилиндру сетевых подогревателей и регенеративных подогревателей низкого давления производят паром избыточного давления, который подают в цилиндр среднего давления, например, через паропровод отопительного отбора, при включенном валоповоротном устройстве турбоустановки, при полностью закрытой поворотной регулирующей диафрагме, при закрытой запорной арматуре на паропроводах отборов к деаэратору питательной воды и подогревателям высокого давления и при открытой запорной арматуре на паропроводах отборов к сетевым подогревателям и регенеративным подогревателям низкого давления.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Теплофикационная турбоустановка содержит теплофикационную турбину с отборами пара, подключенными к регенеративным и сетевым подогревателям, конденсатор, трубопровод основного конденсата турбины с включенными в него охладителем пара уплотнений турбины и регенеративными подогревателями низкого давления, охладитель основных эжекторов, деаэратор подпиточной воды тепловой сети с подключенными к нему трубопроводами исходной воды, греющего агента, деаэрированной подпиточной воды тепловой сети.

Изобретение относится к энергетике. Теплофикационная турбоустановка содержит теплофикационную турбину с отборами пара, подключенными к регенеративным и сетевым подогревателям, конденсатор, трубопровод основного конденсата турбины с включенными в него охладителем основных эжекторов и регенеративными подогревателями низкого давления, охладитель пара уплотнений турбины, деаэратор подпиточной воды тепловой сети с подключенными к нему трубопроводами исходной воды, греющего агента, деаэрированной подпиточной воды тепловой сети.

Изобретение относится к энергетике. Способ контроля герметичности вакуумных систем турбоустановок, по которому по местам истечения пара избыточного давления визуально определяют неплотности вакуумной системы, причём опрессовку паром цилиндров низкого и среднего давления теплофикационной турбоустановки и подключенных к этим цилиндрам конденсатора, сетевых подогревателей и регенеративных подогревателей низкого давления производят на горячей турбине, непосредственно после ее останова, паром избыточного давления, который подают в цилиндр среднего давления при включенном валоповоротном устройстве турбоустановки, при открытой поворотной регулирующей диафрагме, при закрытой запорной арматуре на паропроводах отборов к деаэратору питательной воды и подогревателям высокого давления и при открытой запорной арматуре на паропроводах отборов к сетевым подогревателям и регенеративным подогревателям низкого давления.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. Способ включает вырабатывание пара в паровом котле и подачу его в теплофикационную турбину, отборы пара которой направляют на регенеративные и сетевые подогреватели, а отработавший пар турбины направляют в конденсатор турбины.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в тепловых электростанциях. Способ включает вырабатывание пара в паровом котле и подачу его в теплофикационную турбину.

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции в паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслоохладителем, утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара и утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре.
Наверх