Способ и устройство получения энергии в термодинамических циклах Российский патент 2024 года по МПК F01K7/32 B60K16/00 

Описание патента на изобретение RU2823418C1

Настоящее изобретение относится к отрасли генерации электрической и тепловой энергии при энергетической утилизации отходов или топлива из отходов, биомассы, использования солнечной энергии и геотермальной энергии (далее ВИЭ) в термодинамических циклах с использованием теплоносителя.

В частности, изобретение относится к способу получения энергии от комбинированного сжигания твердых коммунальных отходов (ТКО) или топлива из них (SRF), а так же геотермальной или солнечной энергии в отдельной котельной установке, для нагрева конденсата (питательной воды) до температуры не выше 330°С при соответствующем давлении, исключающим фазовый переход питательной воды в пар, до эффективной температуры котельных установок с высоким давлением и высокой температурой пара - не ниже 400°С, использующих ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также, тепло отходящих газов газовых турбин, с дальнейшим расширением этого пара на мощных паровых турбинах и с возможным замещением регенеративных отборов пара с этих паровых турбин.

Уровень техники

В настоящее время рекуперация энергии или использование таких возобновляемых источников энергии как отходы и биомасса, энергии солнца в концентраторах солнечной энергии и геотермальной энергии, состоит из цикла, который обычно осуществляется в теплообменных аппаратах, преобразующих тепло от дымовых газов, полученных от сжигания отходов, биомассы или топлива из них, а так же при использования тепла солнечной энергии и геотермальной энергии с производством перегретого пара для его последующего расширения в конденсационной турбине, которая обычно соединена с электрическим генератором.

Этот процесс основан на цикле Ренкина, энергетическая эффективность которого определяется параметрами пара: чем выше параметры (давление и температура) тем выше эффективность термодинамического цикла.

Однако в котельных установках, существующих в настоящее время с топочными устройствами для сжигания отходов и некоторых биомасс, особенно в случае котлов для твердых коммунальных отходов (ТКО) или топлива из них, достигается максимальная температура выше 350°С, обычно более 400°С.  Результаты многочисленных исследований и практической эксплуатации показывают, что при температурах выше 350°С теплообменные поверхности котельных установок испытывают чрезмерную коррозию, вызванную дымовыми газами от сгорания отходов и биомассы.

Наличие хлористого водорода при сжигании продуктов, содержащих хлор, выделяется среди факторов, вызывающих указанные коррозионные эффекты в случае твердых коммунальных отходов или топлива из них. Кроме того, в биомассе такой как древесина или сельскохозяйственные отходы растениеводства, такие как солома, шелуха зерновых культур и т. д., необходимо учитывать коррозионные эффекты, обусловленные содержанием щелочных металлов, присутствующего в отходах, которые в составе летучей золы, осаждаемой в пароперегревателях, вызывают шлакование теплообменных поверхностей, уменьшая КПД котельной установки, а при удалении с теплообменных поверхностей ускоряется коррозионный и эрозионный износ теплообменных поверхностей, что приводит к уменьшению коэффициента используемой мощности оборудования из-за более частого обслуживания и ремонтов.

Существующие в настоящее время традиционные котельные установки работают в основном на параметрах пара при давлении не менее 40 бар и температуре не менее 400°С, так что скорость коррозии на внешней стороне трубных пучков составляет в несколько раз больше того, что происходит в тех случаях, когда температура пара ниже 350°С. Однако снижение параметров пара резко снижает эффективность паровых турбин и в целом энергетической установки.

С целью преодоления указанных выше проблем коррозии пароперегревательных трубных пучков были разработаны методы, при которых пар вырабатывается в котле сжигания отходов высокого давления, превышающего 70 бар и обычно с значения около 100 бар, которые слегка перегреваются или не перегреваются, т. е. при температурах порядка 330°С, и в которых коррозионные эффекты не очень значительны. Однако снижение параметров пара резко снижает эффективность паровых турбин и электрический КПД в целом энергетической установки не превышает 18%.

Для повышения КПД паровой турбины в установках, использующих эти методы, образующийся пар высокого давления и умеренной температуры перегревается в части котла-утилизатора с отдельным газовым трактом, в котором дымовые газы от ископаемого чистого топлива (как правило природный газ) не смешиваются с дымовыми газами от сжигания отходов или SRF, что не вызывает коррозии достигая высоких параметров пара - давления, порядка 70-110 бар, и температуры, порядка 450-540°С с высокой эффективностью производства электрической энергии.

Методы, подобные методам этого типа, описаны в испанских патентах ES-2006059-A6 и ES-2010890-A6, которые описывают методы, при которых пар высокого давления, образующийся в котле для ТКО, при температуре ниже температуры, при которой воздействие коррозии начинает быть значительным, перегревается в котле для рекуперации тепла газов сгорания чистого топлива или выхлопных газов газовой турбины. С помощью этих систем избегаются последствия коррозии, при этом производство электрической энергии увеличивается с высокой энергетической эффективностью при использовании обоих видов топлива.

Аналогично, американский патент № 5,724,807 также описывает способ перегрева пара при давлении выше 68 бар, образующегося в котле-утилизаторе, с использованием выхлопных газов газовой турбины, которые, кроме того, генерируют пар низкого давления, который используется для таких услуг, как охлаждение воздуха газовой турбины или предварительный нагрев воздуха для горения отработанной печи и конденсатов.

Однако эффективное промышленное применение изложенных выше методов оказалось не очень успешным, поэтому обычные установки работают с паром при давлении ниже 60 бар и температуре выше 350°С, что связано со сложностью котельного оборудования с разделенными газовыми трактами для дымовых газов от различных видов топлива, с отсутствием наличия чистого и экономически эффективного топлива в непосредственной близости от мусоросжигательной установки, а также с тем, что повышение энергоэффективности, связанное с указанными выше методами, не позволяет экономически компенсировать необходимость внесения более высоких инвестиций и дополнительных затрат на вспомогательное топливо.

С другой стороны, один из наиболее распространенных способов использования солнечной энергии состоит в концентрации прямого солнечного излучения, посредством использования зеркал, на концентраторе, внутри которого циркулирует не водяной органический теплоноситель. Этот метод применяется на тепловых электростанциях, в которых максимальный температурный уровень ограничен температурой разложения теплоносителя порядка 400°С.

Вследствие этого технического ограничения котлы, солнечных концентрирующих установок с промежуточным теплоносителем предназначены для выработки пара при температурах порядка 380°C, что означает, что тепловые циклы, происходящие в этих солнечных установках, так же имеют низкую энергоэффективность.

С целью повышения энергоэффективности тепловых циклов на основе эксплуатации солнечной энергии было рассмотрено несколько методов, в том числе французский патент № FR-2450363-B1, в котором описана тепловая электростанция для получения электроэнергии из солнечной энергии путем перегрева пара под давлением 50 бар, генерируемого промежуточной органической жидкостью из солнечных коллекторов, посредством смеси расплавленных солей, нагретых при высокой температуре в солнечном коллекторе с центральной башней и гелиостатами.

Аналогичным образом, патентная заявка США № US-2006260314 описывает способ и систему, в которых низкотемпературный пар, генерируемый промежуточными органическими жидкостями из солнечных коллекторов, перегревается высокотемпературным паром из солнечных коллекторов. Комбинированный цикл, который также может быть выполнен с хвостовыми выхлопными газами газовых турбин комбинированного цикла, как описано в международной патентной заявке PCT WO-9511371.

С другой стороны, международные патентные заявки PCT WO-2007093464 и WO-2007093474 описывают использование внешнего теплоснабжения в цикле Ренкина, для которого используется турбина с промежуточным повторным нагревом и использованием невозобновляемого топлива.

Однако на практике все эти установки и способы повышения эффективности выработки электрической энергии с использованием тепла энергии солнца имеют дорогостоящее и сложное промышленное применение, так как требуют участия комплекса, например, такие системы, как объединение с комбинированными циклами, использование невозобновляемых видов топлива и использование расплавленных солей при высокой температуре, а так же, в случае с ТКО или SRF их большого количества на установку так как необходимо тратить тепло от них на парообразование.

Анализ современного состояния показывает, что для получения электрической энергии с умеренной температурой пара, как в котлах утилизаторах, преобразующих энергию возобновляемых источников в пар высоких параметров для получения электрической энергии, требуются более простые и эффективные тепловые циклы, предотвращающие воздействия коррозии, а также на электростанциях, использующих тепловую энергию солнца, для предотвращения разложения органических теплоносителей замещая регенеративный цикл паровых турбин для нагрева конденсата до эффективной температуры котельных установок, использующих ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также, тепло отходящих газов газовых турбин.

Раскрытие изобретения.

На данный момент требуются более эффективные тепловые циклы для котлов, работающих от тепла возобновляемых источников энергии, на низких параметрах теплоносителя, без фазовых переходов, которые встроены в термодинамические циклы использования пара высокого давления и температуры в паросиловых циклах электростанций, работающих на ископаемых топливах, таких как природный газ, уголь, мазут, и ядерное топливо, а также, использующих тепло отходящих газов газовых турбин. Так что повышение энергоэффективности при использовании тепла от возобновляемых источников энергии, компенсирует потери энергии на паровой турбине как за счет регенеративных отборов, так и за счет увеличения общей эффективности термодинамических циклов, повышения экономически эффективной температуры питательной воды до теоретически наиболее эффективной температуры питательной воды котельной установки работающей на ископаемых топливах, таких как природный газ, уголь, мазут, и ядерное топливо, а также, использующих тепло отходящих газов газовых турбин, снижения удельных капитальных и операционных затрат на производство электрической энергии от возобновляемых источников тепловой энергии.

Предлагаемое изобретение служит для целей:

- снижения затрат энергии на промежуточных, регенеративных отборах паровых турбин электростанций,

- снижение рисков тепловой коррозии котельного агрегата, извлекающего энергию из отходов,

- снижение капитальных затрат на преобразование энергии от возобновляемых источников энергии в механическую и электрическую энергию, так как получаемая энергия преобразуется в тепловых циклах регенеративных отборов паровых турбин большой мощности, что повысит энергетическую и эксплуатационную эффективность за счет уменьшения промежуточных - регенеративных отборов пара для подогрева конденсата и (или) питательной воды, с температурой теплоносителя в жидком агрегатном состоянии ниже 330°С и соответствующем давлении в тепловом цикле использования энергии от возобновляемых источников энергии, исключая фазовые переходы теплоносителя, в совмещенном с тепловыми циклами регенеративных отборов паровых турбин большой мощности.

Настоящее изобретение относится к способу получения энергии при комбинированном использовании энергии от возобновляемых источников энергии в цикле, обеспечивающим отсутствие фазового перехода теплоносителя из жидкого в газообразное состояние, замещающее энергию регенеративных отборов паровых турбин, работающих на паре, полученном от использования тепла от ископаемых топлив, таких как природный газ, уголь, мазут, а также ядерного топлива и использующих тепло отходящих газов газовых турбин, позволяющему повысить энергетическую, эксплуатационную и инвестиционную эффективность преобразования тепловой энергии, от возобновляемых источников тепловой энергии или топлива и достичь эффективную температуру питательной воды максимально приближенную, или совпадающую с теоретически наиболее эффективной температурой.

Задачей настоящего изобретения является повышение энергетической эффективности циклов Ренкина при использовании тепла от ископаемых топлив, таких как природный газ, уголь, мазут, а так же ядерного топлива и использующих тепло отходящих газов газовых турбин с использованием энергии возобновляемых источников энергии, для уменьшения расхода пара на регенеративных отборах и повышение температуры питательной воды максимально близко к теоретически наиболее эффективной температуре питательной воды, в которых температура теплоносителя ограничена умеренными значениями, не превышающими значений порядка 330°C, что связано с коррозионными процессами в паровых котлах, использующих тепло от сжигания биомассы и ТКО или вследствие разложения органических теплоносителей для других видов ВИЭ, как было указано выше.

Очевидно, что изобретение применимо также к любому способу получения энергии, в котором температура теплоносителя ограничена какой-либо технической или экономической причиной, отличной от указанных ранее.

Изобретение решает несколько задач, которые описаны ниже.

Первой задачей настоящего изобретения является достижение теплового цикла, в котором используется пар высокой температуры выше 400°С, с использованием энергии от возобновляемых источников для перегрева указанного пара на котельных установках, использующих ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также, тепло отходящих газов газовых турбин и который в тоже время обладает лучшей энергетической и эксплуатационной эффективностью, чем те, которые предлагаются используемыми вышеуказанными методами с регенеративными отборами пара с паровой турбины.

Аналогичным образом, целью изобретения является достижение более высокой эффективности работы котельных установок для сжигания ТКО и прочих отходов, в том числе биомассы, и топлива из них, уменьшение скорости коррозии теплообменных поверхностей, следствием чего является сокращение простоев установки для выполнения ремонтных работ, с сопутствующими затратами, что в свою очередь позволяет увеличить годовой тоннаж отходов, сжигаемых в установке с использованием способа изобретения, а также увеличение вырабатываемой электрической энергии.

Технический результат - снижение высокотемпературной коррозии котельного агрегата ВИЭ и повышение энергетической эффективности теплового цикла в целом, снижение инвестиционных и эксплуатационных затрат при использовании возобновляемых источников энергии для генерации электрической энергии, что достигается применением способа и системы реализуемым данным способом.

Технический результат достигается тем, что способ получения энергии в термодинамических циклах заключается в получении пара высоких параметров в первой котельной установке, использующей ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также тепло отходящих газов газовых турбин, подачи пара высоких параметров в, по меньшей мере одну, паровую турбину, подачи отработанного пара из паровой турбины на конденсатор, нагрева конденсата до эффективной температуры питательной воды и ее подачи конденсационным и питательным насосами в первую котельную установку. При этом подача конденсата конденсационным насосом сначала осуществляется во вторую котельную установку, использующую возобновляемые источники энергии, для его нагрева до эффективной температуры питательной воды первой котельной установки, при этом сначала конденсат подается конденсационным насосом в низкотемпературную часть второй котельной установки в которой осуществляется нагрев конденсата до температуры не более 170°С, далее, если необходимо, конденсат подается на деаэратор, затем после деаэратора происходит повышение давления питательной воды на питательном насосе, и питательная вода подается в высокотемпературную часть второй котельной установки, которая ее нагревает до температуры не более 330°С без осуществления фазового перехода, после чего нагретая питательная вода возвращается в первую котельную установку.

Устройство получения энергии в термодинамических циклах включает первую котельную установку, использующую ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также тепло отходящих газов газовых турбин, осуществляющую подачу пара на паровую турбину, паровую турбину, конденсатор, преобразующий отработанный пар турбиной до конденсата и конденсационный насос и, если необходимо, деаэратор и питательный насос, подающие конденсат в первую котельную установку, отличающееся тем, что устройство дополнительно включает вторую котельную установку использующую возобновляемые источники энергии, включающую первый контур для нагрева конденсата до температуры не более 170°С и второй контур для нагрева питательной воды до температуры не более 330°С без осуществления фазового перехода, при этом конденсационный насос подает конденсат на первый контур второй котельной установки для нагрева конденсата, после чего конденсат поступает на деаэратор, откуда питательная вода питательным насосом подается во второй контур второй котельной установки и затем возвращается в первую котельную установку.

Заявленный способ и устройство поясняется фигурой, где позициями обозначены следующие элементы.

1 - первая котельная установка, использующей ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также, тепло отходящих газов газовых турбин.

2 - вторая котельная установка, использующая возобновляемые источники энергии, включающая, если необходимо, топочное устройство, газовый тракт, систему очистки дымовых газов.

2а - первый контур для нагрева конденсата до температуры не более 170оС

2б - второй контур для нагрева питательной воды до эффективной температуры котельной установки, использующей ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также, тепло отходящих газов газовых турбин, но не более 330оС,

3 - деаэратор,

4 - питательный насос,

5 - конденсационный насос

6 - паровая турбина,

7 - конденсатор паровой турбины

Согласно изобретению, см фиг., способ получения энергии в термодинамических циклах с паром высокого давления включает следующие стадии:

а) получение пара при температуре выше 400о С в первой котельной установке 1,

б) расширение пара, образующегося на стадии а) в, по меньшей мере одной, паровой турбине 6,

в) подачу отработанного пара из паровой турбины 6 на конденсатор 7 с подачей воды в жидком агрегатном состоянии (конденсат) на конденсационный насос 5,

г) подачу воды в жидком агрегатном состоянии конденсационным насосом 5 во вторую котельную установку 2,

д) нагрев воды в первом контуре для нагрева конденсата 2.а до температуры не более 170оС второй котельной установки 2, 

е) подачу нагретой воды из первого контура для нагрева конденсата 2.а на деаэратор 3,

ж) деаэрация нагретой воды с возможным вторичным перегретым паром деаэратором 3 и подачу деаэрированной питательной воды на питательный насос 4,

з) подачу деаэрированной питательной воды под давлением питательного насоса 4 во второй контур 2.б для нагрева питательной воды до эффективной температуры первой котельной установки, использующей ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также, тепло отходящих газов газовых турбин, но не более 330°С для последующей выработки пара на стадии а).

Устройство получения энергии в термодинамических циклах, включает первую котельную установку 1, осуществляющую подачу пара на паровую турбину 6, саму паровую турбину 6, конденсатор 7, преобразующий отработанный пар турбиной до воды и конденсационный насос 5.

Также устройство включает последовательно установленные на выходе конденсационного насоса 5:

- первый теплообменный аппарат 2.а, нагревающий воду от конденсационного насоса 5,

- деаэратор 3,

- питательный насос 4,

- второй теплообменный аппарат 2.б, нагревающий деаэрированную воду от питательного насоса 4 и направляющий ее в первую котельную установку 1.

В зависимости от конкретных параметров описанной выше системы и требуемых параметров теоретически наиболее эффективной температуры питательной воды котельной установки, использующей ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также, тепло отходящих газов газовых турбин, может быть использована одноступенчатая схема реализации котельной установки 2, использующей возобновляемые источники энергии, - только конденсационный насос 5 и низкотемпературный теплообменный аппарат 2.а с температурой нагрева питательной воды не более 170°С, без питательного насоса 4 и высокотемпературного контура 2.б.

Таким образом, достигается тепловой цикл вода - пар, позволяющий повысить производительность паровой турбоустановки до 10% (по данным ЦКТИ) без капиталоемкой реконструкции, а при капиталоемкой реконструкции до 25% (по данным УТЗ), и более - при новой паровой турбине, что повышает энергоэффективность в целом комбинированной котельной установки при использовании тепловой энергии ВИЭ для нагрева питательной воды и котельной установки с паром высоких параметров для паровой турбины при использовании тепла от ископаемых топлив, таких как природный газ, уголь, мазут, а также ядерного топлива и использующих тепло отходящих газов газовых турбин.

В предлагаемых способе и устройстве генерация пара в котле ВИЭ 2 не осуществляется, а происходит нагрев сначала конденсата (воды) при давлении конденсационного насоса 4 до температуры не выше 170°С, а затем, если необходимо для достижения теоретически эффективной температуры деаэрация воды, при давлении питательного насоса 2 нагрев воды до температуры не выше 330°С.

Преимущества изобретения: по сравнению с предшествующими паровыми циклами использования тепла ВИЭ при высоких капитальных и эксплуатационных затратах, связанных с необходимостью обеспечения инфраструктуры (электрогенерирующего оборудования, схемы выдачи мощности, водоподготовка и т.д) отдельно для каждого энергоблока соответствующей станции ВИЭ при низких параметрах пара и низкой эффективностью, в том числе тот факт, что способ изобретения имеет более высокую регенеративную способность, энергоэффективность и то, что коррозия теплообменных поверхностей не является существенной, что снижает затраты и время, необходимое на техническое обслуживание установки за счет ее остановок, а так же ее стоимость, а отсутствие фазовых переходов в котельной установке ВИЭ позволяет использовать ВИЭ при реконструкции существующих электростанций либо при строительстве и проектировании новых, использующих ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также, использоваться тепло отходящих газов газовых турбин, с минимальными затратами. Таким образом, при существенном уменьшении удельных капитальных и операционных затрат, увеличивается коэффициент использования установленной мощности в год, повышается эффективность использование возобновляемых источников энергии.

Отсутствие фазового перехода теплоносителя в котельной установке ВИЭ позволяет обеспечить применение данного изобретения для реконструкции существующих электростанций с паросиловым циклом для замещения регенерационного цикла паровых турбин с минимальными затратами на реконструкцию и повышение мощности паровых турбин с более эффективным использование энергии возобновляемых источников энергии.

Например, один из самых распространенных энергоблоков на базе паровой турбины ПТ-100-130:

Мощность электрическая 100 МВт три цилиндра, высокого среднего и низкого давлений, регенеративный отбор с цилиндров высокого и среднего давлений на нагрев питательной воды с 35 до 229°С. Температура пара 555°С, температура конденсата после конденсатора 34°С, перед деаэратором 152°С, Расход питательной воды на подогревателе питательной воды 493 т/ч, температура питательной воды 229°С.

Замещение регенеративных отборов с турбины для подогрева конденсата и питательной воды на нагрев конденсата и питательной воды в котельной установке, использующей возобновляемые источники энергии на примере сжигания топлива из твердых коммунальных отходов (SRF) c теплотворной способностью 10 МДж/кг позволяет достичь увеличение мощности турбины на 10 % до 110 МВт. При КПД котельной установки, использующей энергию возобновляемых источников энергии (топлива из отходов) 80% необходимо 17,5 тонн/час такого топлива при коэффициенте использования мощности 6500 ч/г. Стандартный паросиловой энергоблок с потреблением такого топлива из отходов 17,5 т/ч и температурой пара 430оС градусов имеет мощность не более 8 МВт электрических (технология WtE) с капитальными затратам по строительству полного технологического цикла электростанции, схемы выдачи мощности, инфраструктуры, водоподготовки, потребность в персонале и т.д.

Как видно из приведенного примера, эффективность использования возобновляемой энергии для производства электрической энергии выше более чем на 20% за счет высоких параметров пара на паровой турбине и значительно ниже скорость коррозии теплообменных поверхностей, а в случае использования органических теплоносителей существенное замедление их разложения.

Например, для замещения регенеративного отбора турбины ПТ100-130 паросилового блока, водогрейная котельная установка, использующая энергию топлива из твердых бытовых отходов (ВИЭ) может состоять из топочного устройства с тепловыми экранами как элемента низкотемпературной части котельной установки для нагрева конденсата под давлением конденсационного насоса, горение топлива осуществляется на валковой решетке под окислением первичным воздухом, нагретым на воздухоподогревателе котельной установки до 180°С и далее осуществляется дожигание дымовых газов вторичным воздухом до температуры выше 1100°С и их горении в камере дожигания топки в течении не менее 2 секунд для разложения диоксинов и фуранов при скорости дымовых газов не более 6,5 м/с, с дальнейшим нагревом питательной воды после деаэрации под давлением питательного насоса на конвективных теплообменных трубных пакетах высокотемпературной части котельной установки ВИЭ до температуры питательной воды 270°С для котельной установки, использующей тепло от ископаемых топлив, таких как природный газ, уголь, мазут, а также ядерного топлива или использующих тепло отходящих газов газовых турбин для выработки пара высоких параметров для турбины ПТ100-130.

Похожие патенты RU2823418C1

название год авторы номер документа
КОНДЕНСАЦИОННАЯ ПАРОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 2011
  • Кочетов Олег Савельевич
  • Стареева Мария Олеговна
RU2463460C1
КОНДЕНСАЦИОННАЯ ПАРОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ КОЧЕТОВА 2013
  • Кочетов Олег Савельевич
  • Стареева Мария Олеговна
  • Стареева Мария Михайловна
RU2539696C1
СПОСОБ И СИСТЕМА ГЛУБОКОЙ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ КОТЛОВ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 2015
  • Шадек Евгений Глебович
RU2607118C2
КОНДЕНСАЦИОННАЯ ПАРОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ КОЧЕТОВА 2015
  • Кочетов Олег Савельевич
RU2576698C1
Микротеплоэлектроцентраль, работающая на возобновляемых источниках энергии 2016
  • Ясаков Николай Васильевич
RU2608448C1
ЭНЕРГОХИМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА, ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ 2018
  • Сотников Дмитрий Геннадьевич
  • Мракин Антон Николаевич
RU2693777C1
КОНДЕНСАЦИОННАЯ ПАРОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С АКУСТИЧЕСКОЙ КАБИНОЙ ДЛЯ ОПЕРАТОРА 2013
  • Кочетов Олег Савельевич
  • Стареева Мария Олеговна
  • Стареева Мария Михайловна
RU2531461C1
КОНДЕНСАЦИОННАЯ ПАРОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С АКУСТИЧЕСКОЙ КАБИНОЙ ДЛЯ ОПЕРАТОРА 2011
  • Кочетов Олег Савельевич
  • Стареева Мария Олеговна
RU2484400C1
КОНДЕНСАЦИОННАЯ ПАРОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ КОЧЕТОВА 2016
  • Кочетов Олег Савельевич
RU2623005C1
Парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора, регенеративным воздухоподогревателем и высоконапорным парогенератором 2022
  • Шелудько Леонид Павлович
  • Плешивцева Юлия Эдгаровна
  • Лившиц Михаил Юрьевич
RU2783424C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 823 418 C1

Реферат патента 2024 года Способ и устройство получения энергии в термодинамических циклах

Предлагается способ и устройство получения энергии в термодинамических циклах. Данное решение заключается в получении пара высоких параметров в первой котельной установке, подаче пара высоких параметров в паровую турбину, подаче отработанного пара из паровой турбины на конденсатор, подаче конденсата конденсационным насосом в первую котельную установку. При этом подача конденсата конденсационным насосом сначала осуществляется во вторую котельную установку, использующую возобновляемые источники энергии, для его нагрева до эффективной температуры питательной воды первой котельной установки, где сначала конденсат подается конденсационным насосом в низкотемпературную часть второй котельной установки, в которой осуществляется нагрев конденсата до температуры не более 170°С, далее конденсат подается на деаэратор, затем после деаэратора происходит повышение давления питательной воды на питательном насосе, и питательная вода подается в высокотемпературную часть второй котельной установки, которая ее нагревает до температуры не более 330°С без осуществления фазового перехода, после чего нагретая питательная вода возвращается в первую котельную установку. Технический результат - снижение тепловой коррозии котельного агрегата ВИЭ и повышение энергетической эффективности теплового цикла в целом. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 823 418 C1

1. Способ получения энергии в термодинамических циклах, заключающийся в получении пара высоких параметров в первой котельной установке, использующей ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также тепло отходящих газов газовых турбин, подачи пара высоких параметров в по меньшей мере одну паровую турбину, подачи отработанного пара из паровой турбины на конденсатор, подачи конденсата конденсационным насосом в первую котельную установку, отличающийся тем, что подача конденсата конденсационным насосом осуществляется во вторую котельную установку, использующую возобновляемые источники энергии, для его нагрева до эффективной температуры питательной воды первой котельной установки, при этом сначала конденсат подается конденсационным насосом в низкотемпературную часть второй котельной установки, в которой осуществляется нагрев конденсата до температуры не более 170°С, далее конденсат подается на деаэратор, затем после деаэратора происходит повышение давления питательной воды на питательном насосе, и питательная вода подается в высокотемпературную часть второй котельной установки, которая ее нагревает до температуры не более 330°С без осуществления фазового перехода, после чего нагретая питательная вода возвращается в первую котельную установку.

2. Устройство получения энергии в термодинамических циклах, включающее первую котельную установку, использующую ископаемое твердое, жидкое, газообразное и атомное топливо, а также тепло отходящих газов газовых турбин, осуществляющую подачу пара на паровую турбину, паровую турбину, конденсатор, преобразующий отработанный пар турбиной до конденсата и конденсационный насос, подающий конденсат в первую котельную установку, отличающееся тем, что устройство дополнительно включает вторую котельную установку использующую возобновляемые источники энергии, включающую первый контур для нагрева конденсата до температуры не более 170°С и второй контур для нагрева питательной воды до температуры не более 330°С без осуществления фазового перехода, при этом конденсационный насос подает конденсат на первый контур второй котельной установки для нагрева конденсата, после чего конденсат поступает на деаэратор, откуда питательная вода питательным насосом подается во второй контур второй котельной установки и затем возвращается в первую котельную установку.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2823418C1

Паропаровая энергетическая установка со сдвоенным циклом Зарянкина 2021
  • Зарянкин Аркадий Ефимович
RU2776225C1
МНОГОТОПЛИВНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 2010
  • Дударев Степан Юрьевич
  • Целиков Виктор Викторович
RU2435976C1
Комбинированная энергетическая установка 1984
  • Конрад Гебель
  • Бернард Бекер
SU1327795A3

RU 2 823 418 C1

Авторы

Дударев Степан Юрьевич

Даты

2024-07-23Публикация

2024-02-27Подача