ТЕПЛОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 2001 года по МПК F01K17/02 

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

Известны аналоги - тепловые электрические станции, содержащие паровые турбины с регулируемыми отопительными и производственным отборами, основные сетевые подогреватели, в которых сетевая вода нагревается паром отопительных отборов паровой турбины, и пиковые водогрейные котлы, используемые в качестве пиковых источников мощности, подогреватели низкого давления для подогрева основного конденсата паром регенеративных отборов и подогреватели высокого давления (см. кн. Соколова Е.Я. "Теплофикация и тепловые сети", М.: Энергоиздат, 1982, рис. 3.1 а на с. 53 и описание к нему на с. 53-54).

Данный аналог принят в качестве прототипа.

Недостатками аналогов и прототипа являются низкие надежность и экономичность работы тепловых электрических станций из-за неполной загрузки и высокой повреждаемости водогрейных котлов, применяемых в качестве пиковых источников тепловой мощности, в связи с накипеобразованием на поверхностях котлов. Низкая экономичность также обусловлена необходимостью применения дорогостоящих методов водоподготовки для предотвращения накипеобразования и пережога поверхностей котлов.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение надежности и экономичности работы тепловой электрической станции.

Для достижения этого результата предложена тепловая электрическая станция, содержащая паровую турбину с отопительными и производственными отборами пара, трубопроводом основного конденсата с включенными в него подогревателями низкого давления, включенный в сетевой трубопровод после основных сетевых подогревателей пиковый источник тепловой мощности.

Отличием заявляемой тепловой электрической станции является то, что в качестве пикового источника тепловой мощности установлен пиковый поверхностный пароводяной теплообменник, который по греющей среде подключен к производственному отбору паровой турбины, а в сетевой трубопровод после основных сетевых подогревателей включен водоводяной подогреватель, который по греющей среде соединен с конденсатопроводом пикового поверхностного пароводяного теплообменника. Трубопровод отвода греющей среды из водоводяного подогревателя соединен с трубопроводом основного конденсата между вторым и третьим по ходу движения конденсата подогревателями низкого давления.

Использование вместо водогрейного котла пикового поверхностного пароводяного теплообменника позволяет повысить экономичность и надежность работы тепловой электрической станции за счет полного использования пиковой тепловой мощности, исключения повреждений источников пиковой тепловой мощности, использования для подготовки подпиточной воды недорогих методов водоподготовки и увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении при увеличении использования пара производственного отбора, являющегося греющей средой в пиковом поверхностном пароводяном теплообменнике. Подогрев конденсатом пикового поверхностного пароводяного теплообменника сетевой воды и последующий отвод конденсата в трубопровод основного конденсата между вторым и третьим по ходу движения конденсата подогревателями низкого давления также повышает экономичность работы тепловой электрической станции за счет максимальной выработки электроэнергии на тепловом потреблении.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусмотрено дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений. Так, к такому преобразованию не может быть отнесена замена пикового водогрейного котла пиковым поверхностным пароводяным теплообменником, поскольку эта оптация в заявленном устройстве осуществляется в другой совокупности существенных признаков способа и по другим правилам по сравнению с известными способами, что позволяет обеспечить достижение искомого технического результата.

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

На чертеже изображена принципиальная схема тепловой электрической станции, предназначенной для работы по заявляемому способу. Тепловая электрическая станция содержит, по крайней мере, одну паровую турбину 1 с подключенными к отопительным отборам 2 основными сетевыми подогревателями 3, трубопровод основного конденсата 4, в который последовательно включены конденсатор 5, насос 6, подогреватели низкого давления 7-10, деаэратор 11. По греющей среде подогреватели низкого давления 7 и 8 подключены к отопительным отборам 2, подогреватели низкого давления 9 и 10 подключены к регенеративным отборам 12. Подогреватель высокого давления 13 по греющей среде подключен к производственному отбору 14, в подогревателях высокого давления 15-16 греющей средой является пар из отборов высокого давления 17 турбины 1. В сетевой трубопровод 18 последовательно включены насос 19, основные сетевые подогреватели 3, водоводяной подогреватель 20, пиковый поверхностный пароводяной теплообменник 21 и насос 22. Греющей средой в водоводяном подогревателе 20 служит конденсат, образовавшийся в пиковом поверхностном пароводяном теплообменнике 21. Пиковый поверхностный пароводяной теплообменник 21 по греющей среде подключен к производственному отбору 14 паровой турбины 1. В трубопровод отвода греющей среды 23, соединяющий водоводяной подогреватель 20 и трубопровод основного конденсата 4, включен конденсатный насос 24. К производственному отбору 14 подключен паропровод 25. К трубопроводу сетевой воды 18 подключен подпиточный трубопровод 26.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа.

Тепловая электрическая станция работает следующим образом. Поступающая от потребителей сетевая вода подается по сетевому трубопроводу 18 насосом 19 в основные сетевые подогреватели 3 паровой турбины 1, где нагревается в базовом режиме по температурному графику теплосети паром отопительных отборов 2, а в пиковом режиме дополнительно нагревается в пиковом поверхностном пароводяном подогревателе 21 паром производственного отбора 14 паровой турбины 1. Высокотемпературный конденсат из пикового поверхностного пароводяного подогревателя 21 поступает в водоводяной подогреватель 20, из которого конденсатным насосом 24 по трубопроводу отвода греющей среды 23 подается в трубопровод основного конденсата 4 между вторым 8 и третьим 9 по ходу движения конденсата подогревателями низкого давления.

Подогрев сетевой воды в водоводяном подогревателе 20 и в пиковом поверхностном пароводяном теплообменнике 21, отвод конденсата в трубопровод основного конденсата 4 между вторым 8 и третьим 9 по ходу движения конденсата подогревателями низкого давления обеспечивают максимальную выработку электроэнергии на тепловом потреблении. Насосом 22 сетевая вода подается в теплосеть. По паропроводу 25 пар подается промышленным потребителям. Утечки сетевой воды в системе теплоснабжения компенсируются подпиточной водой, подготавливаемой по упрощенной технологии и подаваемой в теплосеть по подпиточному трубопроводу 26.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного решения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленную тепловую электрическую станцию при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области теплоэнергетики;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- тепловая электрическая станция, воплощающая заявленное изобретение при его осуществлении, способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях. На тепловой электрической станции в качестве пикового источника мощности установлен пиковый поверхностный пароводяной теплообменник, который по греющей среде подключен к производственному отбору паровой турбины, а в сетевой трубопровод после основных сетевых подогревателей включен водоводяной подогреватель, который по греющей среде соединен с конденсатопроводом пикового поверхностного пароводяного теплообменника. Трубопровод отвода греющей среды из водоводяного подогревателя соединен с трубопроводом основного конденсата между вторым и третьим по ходу движения конденсата подогревателями низкого давления. Такое выполнение станции позволяет повысить надежность и экономичность ее работы и увеличить выработку электроэнергии на тепловом потреблении. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Тепловая электрическая станция, содержащая паровую турбину с отопительными и производственными отборами пара, трубопроводом основного конденсата с включенными в него подогревателями низкого давления, включенный в сетевой трубопровод после основных сетевых подогревателей пиковый источник тепловой мощности, отличающаяся тем, что в качестве пикового источника тепловой мощности установлен пиковый поверхностный пароводяной теплообменник, который по греющей среде подключен к производственному отбору паровой турбины, в сетевой трубопровод после основных сетевых подогревателей включен водо-водяной подогреватель, который по греющей среде соединен с конденсатопроводом пикового поверхностного пароводяного теплообменника. 2. Тепловая электрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод отвода греющей среды из водо-водяного подогревателя соединен с трубопроводом основного конденсата между вторым и третьим по ходу движения конденсата подогревателями низкого давления.