Теплофикационная паросиловая установка Советский патент 1993 года по МПК F01K23/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при модернизации и проектировании теплофикационных паровых турбин.

Цель изобретения - повышение эффективности при различных электрической и тепловых нагрузках и устойчивом расчетном режиме теплового насоса (ТН).

На чертеже представлена принципиальная схема теплофикационной паросиловой установки.

Паросиловая установка содержит парогенератор 1, паровую турбину 2 с электрическим генератором 3 и конденсатором 4. Одной из охлаждающих поверхностей конденсатора 4 является испаритель 5 основного теплового насоса 6 с газотурбинным приводом 7, электрическим генератором 8 и аккумулятором 9 рабочего агента основного теплового насоса. Конденсатор 10 теплового насоса по водяной стороне трубопроводом 11 через подогреватель 12 и трубопровод 13 прямой сетевой воды соединен с тепловым потребителем 14. Оба аккумулятора сетевой воды разного запаса 15 и 16 подсоединены параллельно трубопроводу прямой сетевой воды 13. Вторая охлаждающая поверхность конденсатора 4 является испарителем 17 дополнительного теплового насоса 18 с газотурбинным приводом 19, электрическим генератором 20 и аккумулятором 21 рабочего агента дополнительного теплового насоса. Вход конденсатора 22 дополнительного теплового насоса по водяной стороне трубопроводом 23 соединены с напорным патрубком конденсат- ного насоса 24, а выходы через подогреватель 25 - с деаэратором 26. Выхлопы газовых экономайзеров 12 и 25 общим газоходом 27 через газоводяной подогреватель конденсатора 28 соединены с парогенератором 1,

Теплофикационная установка работает следующим образом.

При наличии определенных электрической и тепловой нагрузках работает паровая турбина и оба тепловых насоса. Основной тепловой насос обеспечивает теплового потребителя, нагревая сетевую воду в конденсаторе 10 теплового насоса 6 и подогревателе 12. При уменьшении тепловой нагрузки при неизменной электрической для поддержания теплового баланса конденсатора пропуск рабочего агегнта через поверхности испарителей 5 и 17 должен остаться постоянным, а избыток теплоты теплового насоса 6 идет на зарядку одного или обоих аккумуляторов сетевой воды 15 и 16. При постоянной тепловой нагрузке и уменьшении пропуска пара в конденсатор

турбины необходимо уменьшать пропуск рабочего агента через поверхность испарителя 5 за счет аккумуляции части агента в аккумуляторе 9. Для поддержания тепловой

нагрузки постоянной (при уменьшении мощности первого теплового насоса) мощность газовой турбины 7 остается постоянной или увеличивается за счет загрузки электрического генератора 8 подогрев сетевой воды осуществляется в меньшем количестве в конденсаторе 10 теплого насоса и в большем экономайзере 12.

Подогрев конденсатора паровой турбины осуществляется в дополнительном теп5 ловом насосе 18 тремя ступенями: 1-я ступень подогрева - конде нсатор 22 теплового насоса 18, 2-я ступень в подогревателе 25 и 3-я ступень - после деаэратора в газоводяном подогревателе 28 за счет отброс0 ной теплоты обеих газовых турбин 7 и 19.

При уменьшении пропуска пара в конденсатор паровой турбины нарушение теплового баланса конденсатора 4 и испарителя 17 выравнивается за счет акку5 мулятора рабочего агента 21, а нарушение баланса мощностей тепловой насос 18 - газовая турбина 19 - электрический генератор 20 приводится в равновесие электрическим генератором 20. Так, при уменьшении рас0 хода пара в конденсатор 4, необходимо уменьшить расход рабочего агента через тепловой насос 18 за счет аккумулятора 21, мощность теплового насоса уменьшается, уменьшится и отдача теплоты в конденсато5 ра 22 меньшему же количеству конденсата паровой турбины, Мощность газовой турбины 19 может быть оставлена постоянной или уменьшена за счет нагрузки электрического генератора 20.

0 При любом режиме отбросные газы газотурбинных приводов обоих тепловых насосов после подогревателей 12 и 25 сбрасываются по газоходу 27 в газоводяной подогреватель 28 и далее в парогенератор.

5 в этом подогревателе 28 осуществляется нагрев конденсата паровой турбины после деаэратора 26.

Таким образом, введение в паросиловую установку дополнительного насоса с газотур0 бинным приводом и электрическим генератором для раздельного подогрева конденсата паровой турбины и сетевой воды и использования испарителей тепловых насосов в качестве охлаждающих поверхностей паровой

5 турбины заметно повышают эффективность работы всех элементов установки. Формула изобретения 1. Теплофикационная паросиловая установка, включающая замкнутый паросиловой контур, содержащий парогенератор,

подключенный паропроводом к паровой с генератором, конденсатор, установленный в тракте конденсата подогреватель, и гаэо- водяной подогреватель, подключенный по выходу воды и газа к парогенератору, систему сетевого теплоснабжения с аккумуляторами, а также основной тепловой насос для снятия тепла конденсации паросилового контура и передачи его системе сетевого теплоснабжения посредством соответственно испарителя и конденсатора, при этом последний по нагреваемой среде размещен в системе сетевого теплоснабжения, а тепловой насос выполнен с газотурбинным приводом, подключенным выхлопом отработавших газов посредством газохода к входу газоводяного подогревателя, о т л й- ч а ю щ а с я тем. что, с целью повышения эффективности, она снабжена дополнительными подогревателем и тепловым насосом с газотурбинным приводом, испарителем и

конденсатором, при этом последний по нагреваемой среде размещен в тракте конденсата паросилового контура перед подогревателем, через который выхлоп от

работавших газов газотурбинного привода подсоединен к газоходу, а оба испарителя основного и дополнительного насосов выполнены в виде теплообменник поверхностей и размещены в конденсаторе

паросилового контура, при этом дополнительный подогреватель размещен по нагреваемой и греющей средам соответственно в системе сетевого теплоснабжения и газоходе до подсоединения в последний выхлопа

отработавших газов газотурбинного привода дополнительного теплового насосе.

2. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что основной и дополнительный тепловые насосы выполнены с аккумуляторами рабочего агента.

Использование: в теплоэнергетике при создании и реконструкции паросиловых установок С Паровыми турбинами и тепловыми насосами. Сущность изобретения: установка содержит парогенератор 1, паровую турбину 3, тепловой насос 6 с газотурбинным приводом 7 и электрическим генератором 8 и двумя тепловыми аккумуляторами 16 и 15. Установка снабжена дополнительным| тепло- . вым насосом 18 с газотурбинным приводом 19 и электрическим генератором 20. Оба тепловых насоса снабжены аккумуляторами рабочего агента 9 и 21, а испарители этих насосов 5 и 17 размещены в конденсаторе 4 паровой турбины 2 и являются поверхностями его охлаждения. Охлаждение отработавших газов газотурбинных приводов 7 и 19 осуществляется § подогревателях 12,25 и 28.1 з.п. ф-льг, 1 ил.