Агрокомплекс-утилизатор теплоты электростанции Советский патент 1991 года по МПК F01K13/00 A01G9/24 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, системам теплохла- доснабжения с тепловыми насосами, использующим теплоту выхлопных газов газотурбинных установок, и может быть применено для обеспечения требуемых параметров микроклимата в культивационных сооружениях и производственных помещениях при газокомпрессорных станциях и электростанциях с парогазовыми установками.

Целью изобретения является повышение экономичности при использовании Теплоты выхлопных газов газотурбинных установок, снижение тепловых загрязнений среды и расширение функциональных возможностей агрокомплекса - утилизатора.

На чертеже приведена принципиальная схема агрокомплекса - утилизатора теплоты электростанции с газотурбинными установками.

Агрокомплекс - утилизатор содержит коллектор 1 выхлопных трактов (выхлопов) 2 газотурбинных установок (ГТУ) 3 соединенный с вытяжным газовым каналом 4, совмещенным с башенной теплицей 5. В коллекторе 1 установлены подогреватель б конденсата, включенный в контур 7 нагрева питательной воды парогенератора (ПГ) 8, и дополнительный подогреватель9, сообщенный по воде с генератором 10 теплового насоса, подогревателями 11 воздуха ГТУ 3, системой 12 водяного обогрева секционированных теплиц 13 и зарядным устройством (линией зарядки) 14 теплового аккумулятора 15. Газовый тракт 16 ПГ 8 соединен с вытяжным каналом 4 башенной теплицы 5, в верхней части которого установлен вентилятор 17 с приводом в виде ветродвигателя 18, и газовый теплообменнк 19, а в нижней части установлен дополнительный тепловой аккумулятор (аккумулирующая емкость) 20.

По свежему пару ПГ 8 сообщен с турбиной 21, к которой подключен электрогенера- тор 22. Дополнительный тепловой аккумулятор 20 сообщен через насос 23 с ситемой 24 обогрева корнеобитаемого слоя 25. Конденсатор 26 турбины 21 через насос конденсата (питательной воды) сообщен с подогревателем 6. Насос (нагнетатель) 28 установлен на линии 29 подвода воды к дополнительному подогревателю 9. Испаритель 30 теплового насоса подключен к системе 31 водяного охлаждения конденсатора 26. Абсорбер 32 и конденсатор 33 теплового насоса по охлаждающей среде включены последовательно и последний сообщен с газовым теплообменником 19, выполненным в виде коллектора с разбрызгивающим устройством (форсунками) 34. Дополнительный тепловой аккумулятор 20 подключен к системе (подпочвенной сухой градирне) 35 обогрева открытого грунта 36, сообщенной по отводящей воде с абсорбером 32, с которым сообщена и система 24 обогрева корнеобитаемого слоя 25 теплицы 13. В секционированных теплицах 13 уста-. новлены светильники 37 и система (не показана) вентиляции, а тепловой аккумулятор имеет разрядное устройство 38. Поверхности 39 и 40 нагрева подогревателей 6 и 9 могут быть выполнены сребренными. ПГ 8 имеет теплообменную поверхность 41, над которой размещены форсунки 42 питательной воды. Газовый теплообменник 19 трубопроводами 43 и 44 сообщен с дополнительным тепловым аккумулятором 20.

Работает агрокомплекс - утилизатор следующим образом.

В холодный период года выхлопные газы ГТУ 3 при температуре 500-550°С по выхлопным трактам 2 поступают в коллектор 1, а затем в вытяжной газовый канал 4

башенной теплицы 5. В коллекторе 1 горячие газы обогревают поверхности 39 и 40 нагрева подогревателей 6 и 9. В подогревателе 6 производится подогрев питательной воды (конденсата) до температуры 90-95°С.

0 Часть горячих газов из коллектора 1 поступает в газовый тракт 16 ПГ 8, на теплообменную поверхность 41 которого форсунками 42 разбрызгивается подогретая питательная вода с образованием пара низкого дав5 ления. Свежий пар поступает в турбину 21, после которой конденсируется за счет холода из испарителя 30 теплового насоса и конденсат поступает в подогреватель 6 для повторного подогрева. Электроэнергия с

0 электрогенератора 22 используется для привода насосов 23, 27 и 28 и на светильники 37 для электродосвечивания в теплицах 5и 13.

В дополнительном подогревателе 9 от

5 горячих выхлопных газов оборотная вода подогревается с 70°С до 130-150°С и насосом 28 подается в генератор 10 теплового насоса для выпаривания слабого раствора, в подогреватели 11 циклового воздуха ГТУ 3

0 для предотвращения льдообразования во всасывающем канале компрессора (не показаны), в систему 12 обогрева секционированных теплиц 13 и, при необходимости, в тепловой аккумулятор 15 по линии 14 заряд5 ки. Суммарное количество теплоты подведенное в генератор 10 и испаритель 30 теплового насоса отводится оборотной водой от абсорбера 32 и конденсатора 33 при температуре . Эта вода дополни0 тельно подогревается в вытяжном газовом канале 4 до температуры 45°С и при этой температуре подается на обогрев корнеобитаемого слоя 25 в секционированных теплицах 13 или открытого грунта 36, Подогрев

5 оборотной воды осуществляется в газовом теплообменнике (распределительном коллекторе) 19, из которого часть воды разбрызгивается форсунками 34 (плотность орошения не более 3% для уменьшения

0 аэродинамического сопротивления газового тракта), а основная оборотная вода по трубопроводам 43 и 44 подается вдоль вытяжного канала 4, подогревается и поступает в тепловой аккумулятор 20, из которого

5 подается насосом 23 в систему 24 обогрева корнеобитаемого слоя 25. Создание оптимальной тяги выхлопных газов через подогреватели 6, 9 и газовый тракт 16 ПГ 8, а также снижение сопротивления выхлопу 2 ГТУ 3 обеспечивает вентилятор 17 с приводом от ветродвигателя 18. В случае кратковременной остановки ГТУ 3 система 12 водяного обогрева теплиц 13 и корнеобитаемого слоя 25 переключается к разрядному устройству 38 теплового акку- мулятора 15.

В теплый период года теплота выхлопных газов из подогревателя 9 подается только на обогрев генератора 10 теплового насоса и зарядку теплового аккумулятора 15. Охлаждение воздуха ГТУ 3 может быть осуществлено подачей холодной воды из испарителя 30 теплового насоса в подогреватель 11 или самостоятельной известной системой испарительного охлаждения воз- духа.

Комплексное использование утилизируемой теплоты в течение года на различных температурных уровнях для получения электроэнергии, холода и тепла позволяет повысить экономичность комплекса - утилизатора при использовании теплоты выхлопных газов ГТУ 3 и снизить тепловые выбросы в окружающую среду.

Формулаизобретения

1. Агрокомплекс - утилизатор теплоты электростанции, содержащий парогенератор с подогревателем конденсата, сообщенный по свежему пару с турбиной, к системе водяного охлаждения конденсата которой подключен испаритель теплового насоса, последний имеет генератор и абсорбер и конденсатор, и секционированные теплицы с системой обогрева и вентиляции, светиль

никэми и подпочвенным тепловым аккумулятором с зарядным и разрядными устройствами, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности при использовании теплоты выхлопных газов газотурбинных установок, снижения загрязнения среды и расширения функциональных возможностей, комплекс снабжен дополнительными подогревателем, системой обогрева открытого грунта, башенной теплицей с вытяжным каналом и газовым теплообменником, установленным в последнем, который сообщен с коллектором выхлопов газотурбинных установок, в котором размещены подогреватель конденсата и дополнительный подогреватель, сообщенный с системой обогрева и тепловым аккумулятором секционированной теплицы, подогревателями воздуха газотурбинных установок и генератором теплового насоса, конденсатор последнего подключен к газовому теплообменнику, а абсорбер - к систе- мам обогрева открытого грунта и секционированной теплицы.

2, Комплекс по п. 1,отличающий- с я тем, что башенная теплица снабжена установленными в верхней части вытяжного канала вентилятором с приводом в виде ветродвигателя, а в нижней части - дополнительным тепловым аккумулятором, подключенным к системе обогрева открытого грунта, при этом газовый теплообменник выполнен в виде коллектора с разбрызгивающим устройством

J 18 17

-w

X

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано для обеспечения требуемого микроклимата в теплицах и помещениях электростанций и позволяет повысить экономичность комплекса. Агрокомплекс - утилизатор снабжен дополнительным подогревателем 9, системой 35 обогрева открытого грунта 36, башенной теплицей 5 с вытяжным каналом 4 и газовым теплообменником 19, установленным в последнем. В коллекторе 1 выхлопов 2 газотурбинных установок 3 установлены подогреватель 6 конденсата и дополнительный подогреватель 9, который сообщен с системой 12 обогрева и тепловым аккумулятором 15 секционированной теплицы 13, подогревателями 11 воздуха газотурбинных установок 3 и генератором 10 теплового насоса. Конденсатор 33 теплового насоса подключен к газовому теплообменнику 12, а абсорбер - к системам обогрева 24 и 36 теплицы 13 и открытого грунта 36. В верхней части вытяжного канала 4 установлен вентилятор 17 с приводом в виде ветродвигателя 18, а в нижней части - дополнительный тепловой аккумулятор 20, подключенный к системам 24 и 35 обогрева. Вода в дополнительном подогревателе 9 нагревается теплом отработавших газов газотурбинных установок 3 и поступает в генератор 10, подогреватели 11 воздуха, систему 12 обогрева теплиц 13 и тепловой аккумулятор 15. В газовом теплообменнике 19 подогревается вода до другой температуры и подается на обогрев теплиц 13 и открытого грунта 36. Комплексное использование утилизируемой теплоты на различных температурных уровнях повышает экономичность комплекса. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.