Энергетическая установка Советский патент 1980 года по МПК F01K13/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в тепловых схемах электростанций, в системах регенеративного подогрева пи тательной воды и регулирования нагруз ки. Известна энергетическая установка, содержащая парогенератор и главную многоцилиндровую турбину с промежуточ ным перегревом пара, цилиндры которой соединены паропроводами отборов с регенеративными подогревателями 1. Неравномерность графика электричес кой нагрузки требует увеличения регулировочного диапазона установки и приводит к необходимости повыиения ее мощности выше номинального значения за счет отключения подогревателей системы регенеративного подогрева питательной воды, например подогревателей высокого давления, что приводит к снижению экономичности установки. Известна энергетическая установка, содержащая парогенератор, главную тур бину с промежуточным перегревом пара, подключенную трубопроводами отбора к регенеративным подогревателям высокого и низкого давления, и установку производства водорода и кислорода с трубопроводами и арматурой 2.. Отключение подогревателей высокого давления системы регенеративного подогрева питательной воды главной турбины с целью повышения ее мощности приводит к тому, что температура пит гельной воды на входе в парогенератор снижается и увеличивается расход топлива на него, а это означает снижение коэффициента полезного действия паросиловой установки. Сжигание водорода в потоке пара,, проходящем через пароперегреватель в период пиковых нагрузок в энергетической системе, . дает значительное повышение температу ры и количества пара на входе в турбину по сравнению с номинальным режимом работы и создает тяжелые условия для работы пароперегревателя и турбины, ухудшается внутренний относительный коэффициент полезного действия, проточной части турбины. Цель изобретения - повышение экономичности и надежности. Указанная цель: достигается тем, что установка снабжена дополнительной турбиной с камерой сгорания и регенеративными отборами, к камере сгорания подключены трубопроводы установки производства водорода и кислорода, а регенеративные отборы дополнительной турбины сообщены с регенеративными подогревателями высокого давления главной турбины. На чертеже представлена принципиальная схема энергетической установк Энергетическая установка содержит парогенератор 1, соединенный -с главной многоцилиндровой турбиной 2, под ключенной кэлектрическому генератор 3. Выход главной турбины 2 соединен с конденсатором 4, к которому последовательно подключен насос 5, блочна обессоливающая установка 6, конденса ный насос 7, подогреватели 8 низкого давления, деаэратор 9, питательный насос 10, клапан 11, первая группа п догревателей 12 высокого давления, клапан 13. Параллельно клапану 11 пе вой группы подогревателей 12 высоког давления и клапану 13 включены соответственно клапан 14, вторая группа подогревателей 15 высокого давления клапан 16, которые меиоду собой.соеди нены последовательно. Главная многоцилиндровая турбина 2 с промежуточным перегревом пара соединена через клап ны 17 с первой группой подогревателе 12 высокого давления, которые через клапан 18 соединены с деаэратором 9. Вторая группа подогревателей 15 высо кого давления через клапан 19 соедине на с деаэратором 9. Вторая группа подогревателей 15 высокого давления перед клапаном 16 через клапан 20 соединена с деаэратором 9. Электрический генератор 3, трансформатор 21 собственного расхода, выпрямитель 22, электролизер 23, компрессоры 24, реси веры 25, компрессоры 26, клапаны 27, камера 28 сгорания, дополнительная газовая (водородная) турбина 29, подключенная к электрическому генератору 30 и компрессорам 26, соединены последовательно. Причем компрессоры 24 ресиверы 25, компрессоры 26 и клапаны 27 выполнены включенными в параллель. ВьЕСОД конденсатного насоса 7 через клапан 31, бак 32 запаса конден сата и насос 33 соединен с электролизером 23 и через насос 34 с KciMeport 28 сгорания. Компрессоры 24 соединены с электродвигателем 35, а регенеративные отборы дополнительной газовой (водородной) турбины трубопроводами 36 соединены с второй группой подогревателей 15 высокого давления. Клапаны 27 соединены с регулятором 37 давления. Энергетическая установка работает следующим образом. Поток свежего пара из парогенератора 1 поступает в .главную многоцилиндровую турбину 2 с промежуточным перегревом пара, приводящую в движение электрический генератор 3. После главной турбины 2 поток пара поступает в конденсатор 4, откуда насосом 5 конденсат этого пара подается на блочную обессоливающую установку 6 и далее конденсатным насосом 7 направляется в подогреватели 8 низкого давления, деаэратор 9 и далее питательным насосом 10 прокачивается через клапан 11, первую группу подогревателей 12 высокого давления, клапан 13 в парогенератор 1, при этом клапаны 14, 16, 19, 20 и 31 закрыты, а насос 34 отключен. Поток пара из главной многоцилиндровой турбины 2 через клапаны 17 поступает на первую группу подогревателей 12 высокого давления, а конденсат этого пара через клапан 18 сливается в деаэратор 9. В период сниженной нагрузки в энергетической системе включается в работу установка производства водорода и кислорода. Для этого с шин электрического генератора 3 электроэнергия через трансформатор 21 и выпрямитель 22 подается на электроды электролизера 23. В электролизер 23 подается также конденсат из бака 32 запаса конденсата насосом 33 и вводится электролит. Образовавшийся в электролизере водород и кислород в результате разложения ; конденсата, поступившего из бака 32 запаса конденсата, по трубопроводам отводится к своим компрессорам 24, которые приводятся в движение электродвигателем 35. Сжатый в компрессорах 24 водород и кислород по трубопроводу отводится к ресиверам 25, где накапливается для дальнейшего использования. В период, когда нагрузка в энергетической системе возрастает до максимального значения, включается в работу дополнительная газовая (водородная) турбина 29. Поток водорода и кис лорода из ресиверов 25 поступает на компрессоры 24, где-снижается до расчетного давления и подается через регулирующие клапаны 27 в камеру 28 сгорания. Для поддержания расчетной температуры на входе в газовую (водородную) турбину 29 в камеру 28 сгорания впрыскивается насосом 34 конденсат из регенеративной схемы главной турбины 2. Расчетное давление на входе в дополнительную газовую (водородную) .. турбину 29 поддерживается с помощью регулятора 37, который, сравнивая давление за камерой сгорания и давление водорода и кислорода на входе в нее, воздействует на регулирующие клапаны 27. Образовавшийся в результате окисления водорода кислородом водяной пар из отборов дополнительной газовой (водородной) турбины 29 по трубопроводам 36 Нсчправляется во вторую группу подогревателей 15 высокого давления. Б первоначальный период подачи пара на вторую группу подогревателей 15 высокого давления из отборов дополнительной газовой (водородной) турбин ы 29 открываются клапаны 14, 19 и 20, а клапан 16 закрыт. При наборе дополнительной газовой (водородной) турбиной 29 расчетных чисел оборотов и номинальной мощности открывается клапан 16, а клапаны 11, 13 17 и 18 закрываются и первая группа подогревателей 12 высокого давления отключается. Дополнительная газовая (водородная) турбина 29 приводит в движение одновременно электрический генератдр 30 и компрессоры 26 для сжатия водорода и кислорода.

В-результате закрытия клапанов 17 и отключения первой группы подогреваОтелей 12 высокого давления главная многоцилиндровая турбина 2 вырабатывает дополнительную (пиковую) мощ ность, при этом температура питатель ной воды на входе в парогенератор 1 соответствует номинальному значению за счет включения в работу второй группы подогревателей 15 высокого дав:ления. При включении в работу дополнительной газовой (водородной) турбивы 29 и выработке дополнительной (пиковой) мощности главной турбиной 2 и турбиной 29 поток питательной воды, циркулирующий в основном цикле парорилового контура и проходящий через парогенератор 1, имеет номинальную величину, так как избыток конденсата после конденсатного насоса 7 сливается через клапан 31 в бак 32 запаса конденсата, при этом насос 33 отключен .

в данной энергетической установке может быть получена дополнительная (пиковая) мощность за счет отключения подогревателей высокого давления, при этом внутренний абсолютный КПД цикла паросиловой установки возрастает за счет сохранения расчетной номинальной температуры питательной воды на входе

в парогенератор в режиме выработки дополнительной (пиковой) мощности и за счет потребления электроэнергии на производство водорода и кислорода в режиме сниженной нагрузки в энергетической системе. Исключение сжигания водорода в потоке пара повышает надежность работы парогенератора.

Формула изобретения

Энергетическая установка, содержащая парогенератор, главную турбину с промежуточным перегревом пара, подключенную трубопроводами отбора пара к регенеративным подогревателям высо кого и низкого давления, и установку производства водорода и кислорода с трубопроводами и арматурой, о т личающаяс я тем, что, с целью повышения экономичности и надежности, установка снабжена дополнительной турбиной с сгорания и регенеративными отборами, к камере сгорания подключены трубопроводы установки производства водорода и кислорода, а регенеративные отборы дополнительной турбины сообщены с регенеративными подогревателями высокого давления главной турбины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Прокопенко А.Г. и др. О возможности превышения номинальной мощности энергоблока 300 МВт при отключении; регенерации высокого давления. - Электрические станции , 1978, 11, с. 24 - 27. . 2. Заявка ФРГ № 2721859, кл. F 01 К 17/04, опублик. 1978.