Электростанция на базе водогрейной котельной

Авторы патента:

F01K17/02 - для целей отопления, например промышленного или жилищного (F01K 17/06 имеет преимущество; системы отопления для жилых и других зданий, например системы центрального отопления вообще F24D 1/00, F24D 3/00,F24D 9/00)

Владельцы патента RU 2778264:

Общество с ограниченной ответственностью "Винтовые машины - энергия" (RU)

Изобретение относится к водогрейным котельным, служащим для подачи тепла к муниципальным объектам (жилой фонд, торговые и другие предприятия), которые могут быть оснащены электрогенераторами для обслуживания собственного электропотребления. Электростанция на базе водогрейной котельной содержит водогрейный котел, подключенный к контуру сетевой воды, включающему тракт первичной горячей сетевой воды, связанный с тепловыми потребителями, и тракт обратной сетевой воды, включающий паровой котел, соединенный с паровым двигателем, кинематически связанным с электрогенератором, причем паровой двигатель соединен обводным трубопроводом через эжектор и насос с водогрейным котлом с возможностью передачи отработанного водяного пара на вход воды в него. Паровой двигатель может быть выполнен в виде паровой турбины или паровой винтовой машины. Предлагаемая конструкция электростанции на базе водогрейной котельной позволит повысить экономичность и эффективность ее работы за счет использования части сетевой воды, участвующей в процессе передачи потребителям тепловой энергии, путем перегрева до парообразного состояния. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Известны мини теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), предназначенные для производства или утилизации бросовой или низкопотенциальной тепловой энергии, в которых в качестве теплоносителя применяется не водяной пар, как в традиционной паротурбинной технологии, а так называемые низкокипящие рабочие тела (НКРТ). Работа таких ТЭЦ происходит по так называемому органическому циклу Ренкина. При этом в качестве рабочего тела используются органические жидкости: пентан, углеводороды (бутан, пропан), хладоны, аммиак, толуол и др.

Например известна тепловая электрическая станция(патент РФ № 146393, МПК F01K17/02, опубликовано 10.10.2014г.), включающая последовательно соединенные паровую турбину, конденсатор паровой турбины и конденсатный насос конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор, соединенный с паровой турбиной, которая соединена по греющей среде с верхним и нижним сетевыми подогревателями, которые между собой соединены по нагреваемой среде, конденсационная установка, содержащая последовательно соединенные паровую турбину с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор, конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара, а также тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина, при этом замкнутый контур циркуляции теплового двигателя выполнен в виде контура с НКРТ, В качестве НКРТ используют сжиженный пропан C3H8.

Известна комбинированная тепло- и электрогенерирующая энергоустановка (патент РФ № 151465, МПК F01K17/02, опубликовано 10.04.2015г.), состоящая из водогрейного котла районной тепловой станции (РТС), подключенного к контуру сетевой воды, включающему тракт первичной горячей сетевой воды, связанный с тепловыми потребителями, и тракт обратной сетевой воды, связанный с насосом сетевой воды, и к контуру с НКРТ, включающему энергоустановку, турбину, электрогенератор, конденсатор, парогенератор, питательный насос, причем установка снабжена дополнительно, по крайней мере, одним водогрейным котлом, который подключен параллельно водогрейному котлу РТС, соединен с тепловыми потребителями контура сетевой воды и подключен к тракту обратной сетевой воды.

Недостатком вышеописанных электрогенерирующих машин является их сложная конструктивная реализация и токсичность применяемых рабочих тел, а в некоторых случаях взрывоопасность и сложность в предотвращении утечек в процессе эксплуатации.

Известна паросиловая установка для генерирования электрической энергии(патент РФ № 2481477, МПК F01K7/34, опубликовано 10.05.2013г.), содержащая паровую турбину, парогенератор и конденсатор, а также трубопровод свежего пара, который соединяет с возможностью прохождения потока паровую турбину с парогенератором, трубопровод отработавшего пара, который соединяет с возможностью прохождения потока паровую турбину с конденсатором, и обводной трубопровод, который соединяет с возможностью прохождения потока трубопровод свежего пара с трубопроводом отработавшего пара.

Недостатком данной установки является ее сложная конструктивная реализация.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и обеспечение экологической безопасности электростанции на базе водогрейной котельной.

Техническим результатом изобретения является повышение экономичности и эффективности работы электростанции на базе водогрейной котельной за счет использования части сетевой воды, участвующей в процессе передачи потребителям тепловой энергии, путем перегрева ее до парообразного состояния.

Задача изобретения решается и технический результат достигается электростанцией на базе водогрейных котельных, содержащей водогрейный котел, подключенный к контуру сетевой воды, включающему тракт первичной горячей сетевой воды, связанный с тепловыми потребителями, и тракт обратной сетевой воды, включающий паровой котел, соединенный с паровым двигателем, кинематически связанным с электрогенератором, причем паровой двигатель соединен обводным трубопроводом через эжектор и насос с водогрейным котлом с возможностью передачи отработанного водяного пара на вход воды в него.

Согласно изобретению паровой двигатель может быть выполнен в виде паровой турбины.

Согласно изобретению паровой двигатель может быть выполнен в виде паровой винтовой машины.

Сущность изобретения поясняется принципиальной схемой электростанции на базе водогрейной котельной (см. чертеж).

Электростанция содержит водогрейный котел 1, соединенный трубопроводом по тракту обратной сетевой воды с паровым котлом 2, паровым двигателем3, кинематически связанным с электрогенератором 4. Паровой двигатель 3 соединен обводным трубопроводом через эжектор 5 и насос 6 с водогрейным котлом 1 для передачи отработанного водяного пара на вход воды в него. По тракту первичной горячей сетевой воды водогрейный котел связан с тепловыми потребителями 7.

Электростанция работает следующим образом.

Сетевую воду разогревают в водогрейном котле1 перед подачей тепловому потребителю 7, часть разогретой сетевой воды подают в паровой котел 2, где сжигают часть топлива 8, и доводят питательную воду до парообразного состояния. Пар проходит через паровой двигатель 3, отдает часть энергии для преобразования в электрическую энергию в электрогенераторе 4, которая может быть использована для собственных нужд (освещение, питание насоса 6 и др.), а также может быть подана потребителям наряду с теплом, что существенно снизит финансовую нагрузку и повысит эффективность работы котельной. Отработанный водяной пар через эжектор 5 и насос 6 подают на вход воды в водогрейный котел 1, что позволит повысить КПД электростанции, так как потери тепла при этом будут минимальными.

Таким образом, предлагаемая конструкция электростанции на базе водогрейной котельной позволит повысить экономичность и эффективность ее работы за счет использования части сетевой воды, участвующей в процессе передачи потребителям тепловой энергии, путем перегрева до парообразного состояния.

1. Электростанция на базе водогрейной котельной, содержащая водогрейный котел, подключенный к контуру сетевой воды, включающему тракт первичной горячей сетевой воды, связанный с тепловыми потребителями, и тракт обратной сетевой воды, включающий паровой котел, соединенный с паровым двигателем, кинематически связанным с электрогенератором, причем паровой двигатель соединен обводным трубопроводом через эжектор и насос с водогрейным котлом с возможностью передачи отработанного водяного пара на вход воды в него.

2. Электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что паровой двигатель выполнен в виде паровой турбины.

3. Электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что паровой двигатель выполнен в виде паровой винтовой машины.

Изобретение может быть использовано в области энергетики на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации низкопотенциальной теплоты циркуляционной воды тепловым насосом с целью повышения энергоэффективности. Утилизацию низкопотенциальной теплоты от охлаждающей воды конденсатора паровой турбины осуществляют путем отбора тепла при помощи испарителя теплового насоса, который подключен к отводящему тракту водяного охлаждения конденсатора с последующей передачей отобранного тепла воде промежуточного контура, а затем в подогреватели низкого давления для подогрева конденсата, при этом существующий регенеративный подвод пара будет отключен за счет установки запорных устройств.

Способ работы тепловой электрической станции // 2776610

Изобретение относится к способу утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией. Изобретение может быть применено в целях повышения эффективности использования топлива при модернизации тепловых электрических станций различного назначения.

Установка утилизации высокотемпературного парового конденсата и выработки вторичных энергоресурсов (вэр) // 2775330

Изобретение относится к системам утилизации тепла вторичных энергоресурсов и может использоваться в теплоэнергетике, а также в различных областях промышленности для использования теплоты промышленного конденсата. Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка высокоэффективной установки по утилизации тепла вторичных энергоресурсов (высокотемпературного парового конденсата) с расширенными функциональными возможностями.

Теплофикационная парогазовая энергетическая установка с аккумулированием энергии // 2773580

Изобретение может быть использовано в отопительных парогазовых энергетических установках для теплоцентралей. Теплофикационная парогазовая энергетическая установка с аккумулированием энергии содержит соединенные последовательно воздушный компрессор (1), камеру (2) сгорания, газовую турбину (3), двухконтурный котел-утилизатор (5), электрогенератор (4), паровую турбину с цилиндрами высокого и низкого давления (8) и (9), конденсатор (15) и конденсатный насос (16).

Паротурбинная теплофикационная установка // 2766653

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях для паротурбинных теплофикационных установок (ПТУ), в которых используются пароструйные эжекторы. Теплофикационная паротурбинная установка содержит паровую турбину 1 с присоединенным через патрубок конденсатором 2 турбины, линию отбора пара, выполненную в виде паропровода, подключенную к общестанционному коллектору пара 8.

Теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой // 2755855

Теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой, содержащая паровую турбину с конденсатором, трубопроводы обратной и прямой сетевой воды, сетевые подогреватели низкого и высокого давления, химводоочистку, вакуумный деаэратор, трубопровод сырой воды, трубопровод подогретой сырой воды, линию рециркуляции сырой воды с двухходовым клапаном и насосом, дополнительный подогреватель сырой воды, систему управления рециркуляцией, связанной импульсными линиями, снабженными расходомером и датчиком температуры, с трубопроводом сырой воды и с клапаном рециркуляции.

Способ эксплуатации теплофикационной паровой турбины по тепловому графику // 2752122

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, на тепловых электростанциях (ТЭС) при эксплуатации теплофикационных паровых турбин по тепловому графику. Способ работы теплофикационной паровой турбины по тепловому графику, который осуществляется путем перехода от режима с пропуском пара из цилиндра высокого давления турбины через первый ресивер в цилиндр среднего давления турбины и затем из цилиндра среднего давления турбины через второй ресивер в цилиндр низкого давления турбины на режим противодавления цилиндра среднего давления турбины за счет установки заглушек на линии второго ресивера во фланцевом соединении между выходом из цилиндра среднего давления турбины и вторым ресивером.

Тепловая электрическая станция с собственными нуждами // 2739166

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено на тепловых электростанциях с паротурбинным циклом Ренкина, например на конденсационных электростанциях - КЭС, на парогазовых электростанциях - ПГУ, использующих топливо традиционный природный газ. Применение предлагаемого устройства позволяет достичь поставленной технической задачи в повышении эффективности и надежности электростанции, так как при любых режимах, в том числе нормальных и аварийных, в энергосистеме собственные нужды и подогрев сетевой воды всегда энергообеспечены.

Когенерационная газотурбинная энергетическая установка // 2727274

Изобретение относится к области теплоэнергетики, может быть использовано при разработке отопительных газотурбинных энергетических установок для теплоцентрали (ГТУ-ТЭЦ) и направлено на повышение тепловой экономичности при совместном прохождении графиков тепловой и электрической нагрузок. Когенерационная газотурбинная энергетическая установка содержит компрессор 1, камеру сгорания 2, газовую турбину высокого давления 3, газовую турбину низкого давления 4, электрогенератор 5, теплообменное устройство 6, содержащее горячий контур теплоносителя 7 и холодный контур теплоносителя 8, дополнительную камеру сгорания 9, сетевой насос 10, газоводяной теплообменник 11, содержащий собственные горячий контур теплоносителя 12 и холодный контур теплоносителя 13.

Теплофикационная турбоустановка // 2715611

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для модернизации теплофикационных турбоустановок на тепловых электрических станциях (ТЭС). Теплофикационная турбоустановка, содержащая соединенные паровой энергетический котел с пароперегревателем, теплофикационную турбину с регулируемым промышленным и теплофикационным отбором, сетевой подогреватель, конденсатор, конденсатный электронасос, систему регенеративных подогревателей низкого давления, деаэратор, питательный электронасос, систему регенеративного подогрева высокого давления, дополнительно содержит паровую винтовую машину, с выходным валом которой связан электрогенератор, подключенную входом по пару к промышленному отбору турбины через группу регулирующих клапанов и выходом по пару к дополнительному сетевому подогревателю, параллельно которому в сетевой трубопровод встроен байпас, оснащенный электрифицированной задвижкой.