Тепловая электрическая станция Советский патент 1983 года по МПК F01K17/02 F24D3/08 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплофикационным паротурбинным установкам с комбинированной выработкой электроэнергии и тепла. Известна тепловая электрическая станция (ТЭС), содержащая теплофикационные турбины, к теплофикационным отборам которых подключены сетевые подогреватели.. Вода из общей для все станции магистрали распределяется между турбоустановками, в каждой из которых осуществляется ее симметричный ступенчатый подогрев сначала в теплофикационных пучках конденсаторов, а затем в нижних и верхних сетевых подогревателях Cl. Недостатком этой ТЭС является мал эффективная работа первой ступени подогрева в теплофикационных пучках конденсаторов. При этом через части низкого давления (ЧНД) турбин о конденсаторы поступает пар в количестве ,значительно меньшем, чем расчетный расход пара. Из-за больших вентиляционных потерь ЧНД имеют низкий коэффициент полезного действия и, кроме того, снижается надежность работы лопаток последних ступеней турбин. Известна также тепловая электрическая станция, содержащая кондснса-. ционные турбины с регулируемыми и нерегулируемыми отборами пара, магистраль сетевой воды с открытым водоразбором и линию теплового потребителя, между которыми включены по сетевой воде конденсаторы, состоящие из двух половин по меньшей мере двух турбин и подогреватели, каждый последующий из которых подключен трубопроводом подвода пара к отборам нарастающего давления 2 3. Недостатком известной ТЭС является последовательное соединение конденсатород двух турбин для подогрева сетевой воды, приводящее к дополнительным потерям тепла и электрической энергии. Соединение всех сетевых подогревателей электростанции по вод последовательно при питании их нерегулируемыми отборами пара от разных турбин приводит к перегрузке проточной части, расположенной перед камерой отбора в последующей турбине, пр аварийном останове предыдущей турбины. Учитывая, что использование отборов конденсационных турбин для целей теплофикации, из-за увеличенных расходов пара, само по себе приводит к перегрузке проточной части турбин, то дополнительная перегрузка чревата аварийной ситуацией каждой последующей турбины. В итоге такая схема ведет к срыву теплоснабжения. Из участия в регулировочном режиме энергосистемы исключаются все кон денсационные турбины, задействован ные в схеме теплоснабжения, т.е. рез ко уменьшается маневренность электростанции, так как снижение электрической нагрузки приведет к снижению давления пара в камерах отборов конденсационных турбин и соответствующему недогреву сетевой воды, т.е. к недоотпуску тепла.. При аварийном останове турбины, питающей последний по ходу воды подогреватель, и сохранении допущенного уровня надежности проточных частей предыдущих турбин будет иметь место недоотпуск тепла. Увеличение расхода пара из отборо конденсационных турбин для целей теп лофикации приводит к необходимости работы проточной части турбины как до, так и после камеры отбора в нерасчетном режиме, т.е. с более низким КПД. При подключении сетевых подогревателей к последнему по ходу воды конденсатору сетевая вода распределяется между подогревателями и нагревается в каждом подогревателе ДО разной конечной температуры, так как на подогреватели подается пар на растающего давления (.потенциала). Эт приводит во-первых, к перегрузке по теплу сетевых подогревателей, в которые поступает пар наибольшего потенциала, и снижению экономичности ИХ работы в связи с ростом недогрева пара, во-вторых, снижению экономичности в связи с процессом смещения параллельных потоков сетевой воды разной температуры и несоответствия потенциалов греющего пара результиру щей температуре сетевой воды после е смещения. Цель изобретения - повышение надежности теплоснабжения, маневренности и экономичности электростанции. Указанная цель достигается тем, что ТЭС, содержащая конденсационные турбины с регулируемыми и нерегулируемыми отборами пара, половины конденсаторов по меньшей мере двух турбин подключены к магистрали сетевой воды с открытым водоразбором параллельно, подогреватели объединены в группы и включены по воде параллельно, а по пару - к регулируемым отборам. , При этом подогреватели одной группы подключены к регулируемым отборам равного давления различных турбин, а трубопроводы подвода пара одной группы подогревателей сообщены между собой перемычками с запорным органом. На чертеже представлена схема предлагаемой тепловой электрической станции . Теплофикационная паротурбинная установка содержит конденсационную турбину 1 с конденсатором. 2, конденсационные турбины с одним регулируемым теплофикационным отбором нарастающего давления и конденсаторами 9Группы 10-12 сетевых подогревателей с подогревателями в соответствующей группе подключены к магистрали 19 сетевой воды с открытым водоразбором, сообщенной с линией 20 теплового потребителя. Половина 21 конденсатора 2 турбины 1 и половина 22 конденсатора 9, например, турбины 3 соединены с магистралью 19 сетевой воды трубопроводами 23 и 2k параллельно, а вторые половины 25 конденсаторов 2 и 9 так же,как и конденсаторы 9 остальных турбин 3 8 соединены с циркуляционной системой 2б. Группы 10-12 сетевых подогревателей соединены с магистралью 19 сетевой воды последовательно, в пределах каждо й группы 1012 подогреватели соединены по воде параллельно, а по пару трубопроводами 27-32 соответственно - с камерами регулируемых отборов нарастающего давления от турбин 3 и k к турбинам 5 и 6, а от последних к турбинам 7 и 8. Тепловая электрическая станция содержит также трубопроводы с запорными органами , соединяющие соответственно трубопроводы 2732 подвода пара к подогревателям, составляющим группы 10-12, а также химводоочистку и деаэратор 46, например, вакуумный.

Работа тепловой электрической станции осуществляется следующим образом.

Сетевая вода по магистрали 19 сетевой воды с открытым водоразбором трубопроводами 23 и 2k подается на половины 21 и 22 конденсатора 2 турбины 1 и конденсатора 9 например, турбины 3« Причем основное количество сетевой воды подается на половину 21 конденсатора 2 турбины 1, а на половину 22 конденсатора 9 турбины 3 подают минимальный расход, так как эта половина конденсатора предназначается для работы в режиме горячего резерва, т.е. через нее пропускается весь расход сетевой воды только при аварийном останове турбины 1. В указанных половинах 21 и 22 конденсаторов 2 и 9 осуществляется начальный подогрев сетевой воды до необходимой температуры для дальнейшей обработки ее в химводоочистке kS и деаэраторе Й6. I

Через вторые половины 25 конденсаторов 2 и 9 турбин 1 и 3, равно как и через конденсаторы 9 всех остальных турбин М-8, пропускается охлаждающая вода циркуляционной системы 26, что обеспечивает возможность увеличить электрическую мощность турбины.

Дальнейший подогрев сетевой воды осуществляют последовательно в группах 10-12 подогревателей .

Причем подогреватели 13 и Tt (вторая ступень подогрева), питают паром соответственно по трубопроводам 27 и 28 от турбин 3 и k, в камерах 33 и 3 регулируемых отборов которых поддерживают одинаковое давление. Подогреватели 15 и 16 (третья ступень подогрева) питают паром соответственно по трубопроводам 29 и 30 от турбин 5 и 6, в камерах 35 и 36 регулируемых отборов которых поддерживают одинаковое давление, но более высокое, чем в камерах 33 и Подогреватели 17 и 18 (.четвертая ступень подогрева) питают паром соответственно по трубопроводам 31 и 32 от турбин 7 и В, в камерах 37 и 38 которых поддерживают одинаковое давление, но более высокое, чем в камерах 35 и Зб,

Каксимальная температура подогрева сетевой воды выбирается из соответствующих технико-экономических расчетов, связанных с отпуском максимального количества тепла при минимальном снижении электрической мощности.

При аварийном же останове, например, двух турбин 3 и надежность теплоснабжения обеспечивается паром более высокого потенциала турбинами 5 и 6 и частично 7 и 8 за счет увеличения расхода пара в регулируемые отборы соответственно турбин 5 и 6 и 7 и 8.

Наличие трубопроводов 39- с запорными органами позволяет использовать сетевые подогреватели 1318 варийио либо в период ночных провалов электрической нагрузки остановленных турбин и за счет увеличения расхода пара в регулируемый отбор работающей турбины обеспечить необходимый нагрев сетевой воды на этой ступени подогрева, т.е. обеспечивается дополнительная надежность теплоснабжения использования низкопотенциального пара этой группы.

Таким образом, предлагаемая тепловая электрическая станция, осуществляя способ многоступенчатого подогрева сетевой воды магистрали с открытым водоразбором, позволяет существенно повысить надежность отпуска тепловой энергии, маневренность и экономичность электростанции при различных режимах ее работы.

Повышение надежности теплоснабжения и маневренности электростанции достигается за счет использования для первой ступени подогрева сетевой воды половин конденсаторов по меньшей мере двух турбин, подключенных по воде параллельно, что обеспечивает надежность теплоснабжения при аварийной остановке одной из турбин.

Использование в качестве источника тепла пара регулируемого отбора, вместо нерегулируемого, во-первых, практически сохраняет маневренность, т.е. возможность участия турбоустановки и электростанции в целом в регулировочном режиме энергосистемы, особенно при глубоких разгрузках, во-вторых, не ведет к перегрузке элементов проточной- части предотборных ступеней турбины при аварийной остановке предыдущей ( по ходу воды ) турбины, в-третьих, обеспечивается надежное теплогснабжение тепловой нагрузки за счет увеличения отвода пара из камеры регулируемого .отбора турбин, оставшихся в работе при аварийном останове одно двух турбин. Применение дополнительного трубо провода с запорным органом между тру бопроводами подвода пара к сетевым подогревателям, образующим группу, позволяет также подключить сетевые подогреватели остановленной турбины к линии регулируемого отбора того же давления работающей турбины, что повышает маневренность и надежность теплоснабжения,особенно для тепловых потребителей первой категории. Повышение экономичности работы всей станции достигается за счет надежности теплоснабйения и меньшего в связи с этим недоотпуска тепла потре бителю, сохранения расчетных или бли ких к расчетным условий работы проточной масти предотборных ступеней при работе на теплофикационном и конденсационном режимах. Формула изобретения 1. Тепловая электрическая станция содержащая конденса1|ионные турбины с регулируемыми и нерегулируемыми отборами, пара, магистраль сетевой воды с открытым водоразбором и линию теплового потребителя, между которыми включены по сетевой воде конденсаторы, состоящие из двух половин, по меньшей мере двух турбин, и подогреватели, каждый последующий из которых подключен трубопроводом подвода пара к отборам нарастающего давления, о тличающаяся тем, что, с целью повышения надежности теплоснабжения, маневренности и экономичности, половины конденсаторов по меньшей мере двух турбин подключены к магистрали сетевой воды с открытым водоразбором параллельно , подогреватели объединены в группы и включены по воде параллельно, а по пару - к регулируемым отборам. 2.Станция поп. 1,oтличaющ а я ся тем, что подогреватели одной группы подключены к регулируемым отборам равного давления различных турбин. 3.Станция по пп. 1 и 2, о т л ичающаяся тем, что трубопровоы подвода пара одной группы подогревателей сообщены между собой перемычками с запорным органом.. Источники информации, ; принятые во внимание при экспертизе 1.Гришфельд В.Я. и Морозов Г.Н. Тепловые электрические станции. М., Энергия, 1973, с. 1б1.. 2.Авторское свидетельство СССР 56973, кл. F01 К 17/02, 1975.

, л

Ж

л

л

9

28 г$

Зл