ПАРОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА С ОХЛАДИТЕЛЕМ КОНДЕНСАТА Российский патент 1997 года по МПК F02C6/18 F01K21/04 

Изобретение относится к производству тепловой и электрической энергии, наиболее конкретно к паротурбинным установкам, использующим циркуляционные системы охлаждения с градирнями.

Известны схемы электростанций, содержащие паровую турбину с отбором пара, конденсатор, деаэратор, подогреватели, насосы, соединительные трубопроводы, газовоздухопроводы, в которых используются циркуляционные системы охлаждения с продуктами охладителями. Рожков Л.Д. и Добродеев Б.Д. Электрооборудование тепловых и атомных электростанций. М. Энергоатомиздат, 1986, с. 21, 22 рис. 1-1). Недостатком этой схемы является наличие на электростанции обширного пруда-охладителя, что ограничивает возможности территориального расположения электростанций, а также требует для своего функционирования организации циркуляции большого количества природной воды для обеспечения тепломассообмена с атмосферным воздухом. Указанный недостаток преодолен в схеме электростанции, использующей циркуляционную систему охлаждения с градирней.

Известна схема паротурбинной установки с регенеративными отборами пара (Гиршвильд В. Я. Морозов Г.Н. Тепловые электрические станции. М. Энергия, 1973, с. 87), в которой отборы пара обеспечивают подогрев питательной воды, чем сокращают количество пара, поступающего в конденсатор, чем достигается повышение термодинамической эффективности цикла.

Недостатком этой схемы является необходимость сооружения градирни на максимальный конденсационный расход пара в конденсаторе (в самый жаркий период года), и большие потери охлаждающей воды, связанные с испарением в атмосферу.

Для уменьшения потерь циркуляционной охлаждающей воды, требуемой для охлаждения конденсатора паротурбинной установки, используются "сухие" градирни, например, градирни Геллера, в которой охлаждающая вода циркулирует по замкнутому контуру.

Недостатком такой схемы также является необходимость сооружения градирни на максимальный расход пара в конденсаторе.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является паротурбинная установка с градирней для охлаждения конденсатора (Гиршфельд В. Я. Морозов Г.Н. Тепловые электрические станции", М. Энергия, 1973, с. 6, рис. 1-1), конденсата и питательной воды, конденсатные и питательные насосы, градирню с насосами циркуляционной воды, соединительные трубопроводы пара, конденсата, питательной и циркуляционной воды.

Недостатком известной паротурбинной установки с градирней-охладителем конденсатора является значительные габариты градирни и большие капитальные затраты на сооружение.

Целью изобретения является снижение габаритов градирни, уменьшение затрат на ее сооружение при снижении расхода пара в конденсаторе.

Указанная цель достигается увеличением самотяги за счет отпуска пара с регулируемого теплофикационного отбора на подогрев воздуха в верхней части градирни.

Паротурбинная установка с охладителем конденсата, содержащая паровую турбину, конденсатор, деаэратор, подогреватели конденсата, сетевой и питательной воды, бак сбора конденсата и питательной воды, конденсатные и питательные насосы, градирню с насосами циркуляционной воды, соединительные трубопроводы, в которой паровая турбина снабжена теплофикационным отбором пара и дополнительным регулятором отпуском пара, градирня снабжена трубчатыми охладителями, паровым подогревателем воздуха, дополнительным баком сбора конденсата и дополнительными трубопроводами, причем дополнительный регулятор отпуска пара размещен на теплофикационном отборе паровой турбины, а паровой подогреватель размещен в верхней ее части выше трубчатых охладителей и соединен с дополнительным регулятором дополнительными трубопроводами.

На чертеже показана паротурбинная установка с охладителем конденсатора, выполненная по предлагаемому изобретению.

В состав паротурбинной установки с охладителями конденсатора входит паровая турбина 1, имеющая теплофикационный отбор пара 2, снабженный дополнительным регулятором отбора пара 3, конденсатор 4, деаэратор 5, подогреватель 6 конденсата, подогреватель 7 питательной воды, бак 8 сбора конденсата, теплофикационный подогреватель 9, конденсатный 10 и питательный 11 насосы, градирню 12, снабженную трубчатыми охладителями 13 в нижней части и паровым подогревателем 14 в верхней части с насосом 15 циркуляционной воды, дополнительный бак 16 сбора конденсата, дополнительный конденсатный насос 17, дополнительные трубопроводы 18, 19, 20, 21 и трубопроводы 22, 23.

Конденсатор 4 соединен с трубчатыми охладителями 13 градирней 12 трубопроводами 22 и 23.

Дополнительный регулятор 3 теплофикационного отбора 2 одним из своих патрубков связан трубопроводом 24 с теплофикационным подогревателем 9, который связан трубопроводом 25 с конденсатором 4, а другим патрубком связан дополнительным трубопроводом 18 с паровым подогревателем 14 градирни 12.

Дополнительный трубопровод 19 соединяет паровой подогреватель 14 с дополнительным баком 16 сбора конденсата, который соединен дополнительным трубопроводом 20 с дополнительным конденсатным насосом 17.

Дополнительный трубопровод 21 соединяет дополнительный конденсатный насос 17 с трубопроводом, соединяющим конденсатный насос 10 и подогреватель конденсата 6.

Предлагаемая установка работает следующим образом:
При работе паровой турбины 1 осуществляется теплофикационный отбор пара 2 с дополнительным регулятором пара 3 трубопроводом 18 для подачи пара, трубопроводом 24 к теплофикационному подогревателю 9, а трубопроводом 18 в подогреватель 14, установленный в верхней части градирни 12. Подогреватель 14 обеспечивает подогрев воздуха, охлаждающего трубчатые охладители 13 для увеличения самотяги градирни 12. После охлаждения в градирне охлаждающая вода по трубопроводу 23 насосом 15 направляется в конденсатор 4, после нагрева в котором трубопроводом 22 направляется вновь в трубчатые охладители 13.

После прохождения подогревателя 14 конденсат трубопроводом 19 направляется в дополнительный бак сбора 16, после которого по дополнительному трубопроводу 20 с помощью дополнительного конденсатного насоса 17 трубопроводом 21 подается в подогреватель 6 конденсата.

Количество отпускаемого пара с теплофикационного отбора 2 паровой турбины 1 на подогрев сетевой воды потребителя зависит от температуры окружающего воздуха: чем холоднее окружающий воздух, тем больше потребность в тепле, тем больше отпуск пара на подогрев сетевой воды. Это приводит к снижению сброса пара в конденсатор 4.

Наоборот, чем теплее окружающий воздух, тем меньше потребность в тепле для теплового потребления, тем меньше отпуск пара на подогрев сетевой воды, и значит, больше отпуск пара в конденсатор 4 и больше потребность в количестве охлаждающего воздуха для охлаждения циркулирующей воды.

Увеличение самотяги градирни 12 для увеличения количества просасываемого воздуха обеспечивается дополнительным подогревом его в паровом подогревателе 14, пар в который подается дополнительным регулятором 3.

В зимний период в связи с большим отбором пара на теплофикацию и, соответственно, минимальным пропуском пара в конденсатор 4, в подогреватель 14 пар не подается, так как охлаждение циркуляционной воды обеспечивается за счет холодного окружающего воздуха.

Таким образом, установка парового подогревателя 14 в верхней части градирни 12, связанного с дополнительным регулятором отпуска пара 3, соединенного с теплофикационным отбором 2, обеспечивает гибкую работу градирни за счет изменения ее самотяги с изменением одновременного пропуска пара в конденсатор.

Использование: в производстве тепловой и электрической энергии, конкретно в паротурбинных установках, использующих циркуляционные системы охлаждения с градирнями. Сущность изобретения: паротурбинная установка с охладителем конденсата, в которой увеличена тяга градирни за счет подогревателя воздуха, установленного в верхней части градирни. Паровая турбина снабжена дополнительным регулятором отпуска пара, размещенным на теплофикационном отборе, определяющим нагрев подогревателя воздуха. 1 ил.

Паротурбинная установка с охладителем конденсата, содержащая паровую турбину, конденсатор, деаэратор, подогреватели конденсата, сетевой и питательной воды, бак сбора конденсата и питательной воды, конденсатные и питательные насосы, градирню с насосами циркуляционной воды, соединительные трубопроводы пара, конденсата, питательной и циркуляционной воды, отличающаяся тем, что паровая турбина снабжена теплофикационным отбором пара и дополнительным регулятором отпуска пара, градирня снабжена трубчатыми охладителями, паровым подогревателем воздуха, дополнительным баком сбора конденсата, дополнительным конденсатным насосом, дополнительным паровым трубопроводом и тремя конденсатными трубопроводами, причем дополнительный регулятор отпуска пара размещен на теплофикационном отборе паровой турбины, трубчатые охладители размещены в нижней части градирни, паровой подогреватель воздуха размещен в верхней части градирни выше трубчатых охладителей, дополнительный трубопровод пара размещен между паровым подогревателем воздуха и дополнительным регулятором отпуска пара, первый дополнительный трубопровод конденсата размещен между паровым подогревателем и дополнительным баком сбора конденсата, второй дополнительный трубопровод конденсата размещен между дополнительным баком сбора конденсата и дополнительным конденсатным насосом, а третий дополнительный трубопровод конденсата размещен между дополнительным конденсатным насосом и трубопроводом конденсата, соединяющего конденсатный насос и подогреватель конденсата питательной воды.