СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА Российский патент 2004 года по МПК F01K17/02 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для утилизации тепла на тепловых и атомных электрических станциях.

Известен способ утилизации тепла, заключающийся в сбросе пара через быстродействующую редукционную охладительную установку (БРОУ) и редукционную охладительную установку (РОУ) в атмосферу (Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. - М.: Энергоиздат, 1967).

Основной недостаток способа заключается в том, что при этом энергия пара полностью теряется, нагревая окружающую среду и ухудшая экологическую обстановку.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ утилизации тепла, включающий подачу пара в режиме прогрева ПТУ и работы лабиринтных уплотнений в контур технической воды (Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. - М.: Энергоиздат, 1967, с.342, рис.25-9).

Этот способ реализован в существующих схемах АЭС и ТЭС. Разогрев паротурбинной установки (ПТУ) до выхода на номинальный режим с холодного состояния или из горячего состояния при неостывшей турбине происходит со сбросом пара из парогенератора через БРОУ и РОУ в конденсатор.

Основной недостаток способа заключается в том, что при этом энергия пара передается технической воде, нагревая ее. В технологическом процессе нагрев технической воды связан с потерями тепла цикла и, как следствие, со снижением эффективности ТЭС.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении эффективности ТЭС за счет повышения использования энергии пара, ранее бесполезно теряемого. Достижение технического результата обеспечивается за счет того, что в режиме прогрева паротурбинной установки конденсат, подаваемый с выхода конденсатного насоса, подают на вход смесительной камеры инжектора, нагревают паром, подаваемым с выхода паротурбинной установки на вход инжектора, образованную в инжекторе смесь предварительно подают в пусковую емкость, после заполнения пусковой емкости смесь с выхода инжектора подают в деаэратор, а после прогрева паротурбинной установки и ее выхода на номинальную мощность конденсат нагревают путем подачи на вход инжектора пара, утекающего с лабиринтных уплотнений.

Достижение технического результата создается также за счет того, что подачу смеси в деаэратор начинают при давлении в пусковой емкости, превышающем давление на входе в деаэратор, Р_пе ≥ Р_д.

На чертеже показана упрощенная схема паротурбинной установки (ПТУ), на которой показан вариант утилизации тепла за счет использования пара для разогрева турбины и пара, поступаемого с лабиринтных уплотнений.

Схема включает: 1 - турбину, 2 - инжектор, 3 - деаэратор, 4 - конденсатор, 5 - конденсатный насос; 6 - подшипники; 7 - лабиринтные уплотнения; 8 - пусковая емкость; В3 - пусковой клапан; П1, П2, П3 - клапаны.

Утилизация тепла, основанная на использовании предлагаемого способа, осуществляется следующим образом. Пар в процессе прогрева ПТУ с ее выхода и конденсат от насоса 5 подаются с помощью пускового клапана В3 в пусковую емкость 8. После заполнения пусковой емкости и выполнения условия Р_пе ≥ Р_д инжектор 2 включается автоматически в работу. При этом пар смешивается в смесителе камеры смешения инжектора с конденсатом и полученная смесь подается в деаэратор 3. После прогрева ПТУ и выхода ее на номинальную мощность подается команда на закрытие клапана П3 и открытие П2. Таким образом схема подключается, чтобы утилизировать тепло за счет пара, утекающего с лабиринтных уплотнений.

В качестве примера рассмотрим утилизацию тепла на ГРЭС №3 им. Классона Р.Э. в г. Электрогорске Московской области. В данном случае реализована схема по чертежу, в которой пар с лабиринтных уплотнений (открыт клапан П2) с параметрами Р=0,25 МПа и расходом 2,5 т/час и конденсат с давлением 0,6 МПа и расходом 20 т/час подаются через инжектор в деаэратор. В результате реализации способа утилизации согласно схеме экономия тепла составила Q=4,2·10⁹ Дж.

Таким образом, предлагаемый способ утилизации позволяет использовать энергию пара, необратимо теряемую при разогреве ПТУ и с лабиринтных уплотнений. При этом имеет место экономия топлива и, соответственно, повышение эффективности ТЭС.

Способ утилизации тепла включает подачу пара в режиме прогрева паротурбинной установки и работы лабиринтных уплотнений. В режиме прогрева паротурбинной установки конденсат с выхода конденсатного насоса подают на вход смесительной камеры инжектора, нагревают паром, подаваемым с выхода паротурбинной установки на вход инжектора, образованную в инжекторе смесь предварительно подают в пусковую емкость, после заполнения пусковой емкости смесь с выхода инжектора подают в деаэратор. После прогрева и выхода на номинальную мощность паротурбинной установки сетевую воду нагревают путем подачи на вход инжектора пара, утекающего с лабиринтных уплотнений. Изобретение позволит использовать энергию пара, необратимо теряемую при разогреве паротурбинной установки и с лабиринтных уплотнений, что позволит добиться экономии топлива и повысить эффективность тепловой электрической станции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ утилизации тепла, включающий подачу пара, в режиме прогрева паротурбинной установки и работы лабиринтных уплотнений, отличающийся тем, что в режиме прогрева паротурбинной установки конденсат с выхода конденсатного насоса подают на вход смесительной камеры инжектора, нагревают паром, подаваемым с выхода паротурбинной установки на вход инжектора, образованную в инжекторе смесь предварительно подают в пусковую емкость, после заполнения пусковой емкости смесь с выхода инжектора подают в деаэратор, а после прогрева паротурбинной установки и ее выхода на номинальную мощность конденсат нагревают путем подачи на вход инжектора пара, утекающего с лабиринтных уплотнений.2. Способ утилизации тепла по п.1, отличающийся тем, что подачу смеси в деаэратор начинают при давлении, в пусковой емкости, превышающем давление на входе в деаэратор, P_пе ≥ P_д, где Р_пе и Р_д - давление в пусковой емкости и в деаэраторе соответственно.