Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях.

Известен способ работы тепловой электрической станции, включающей прямоточный котел, паровую турбину, состоящую из цилиндра высокого давления (ЦВД), цилиндра среднего давления (ЦСД) и цилиндра низкого давления (ЦНД), конденсатор пара паровой турбины, конденсатные насосы, регенеративные подогреватели низкого давления (ПНД), деаэратор питательной воды (ДПВ), насос питательной воды, снабженный турбоприводом (ПТН), регенеративные подогреватели высокого давления (ПВД), по которому пар из первых трех отборов паровой турбины отводят на ПВД, а из последних шести - на ПНД, в которых последовательно нагревают основной конденсат турбины после конденсатора и питательную воду; второй отбор осуществляется из «холодной» линии промежуточного перегрева (XПП) пара, по которой пар после ЦВД направляется в промежуточный пароперегреватель (ПП) прямоточного котла и далее направляется в ЦСД; из третьего отбора также отводят пар на ДПВ и турбопривод питательного насоса, отработавший пар которого направляется на вход цилиндра низкого давления турбины (Ю.Ф.Косяк. «Паровая турбина К-300-240 ХТГЗ». - М.: Энергоиздат, 1982. С.12).

Недостатком аналога является пониженная экономичность тепловой электрической станции из-за высокой разности температур пара третьего отбора турбины и питательной воды на выходе первого по ходу питательной воды ПВД.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ подогрева питательной воды на тепловой электрической станции, по которому питательная вода последовательно нагревается паром отборов турбины в ПНД, ДПВ и ПВД, параллельно с последними часть питательной воды подогревается в выносном пароохладителе первого по ходу питательной воды подогревателя высокого давления, причем дренаж греющего пара из третьего по ходу питательной воды ПВД сливается во второй, а из второго и первого - отдельными потоками в ДПВ (патент RU 2053374).

Недостатками прототипа является пониженная экономичность тепловой электростанции из-за большой разности температур пара на входе в выносной пароохладитель и питательной воды на выходе из него, либо из-за большой разности температур питательной воды на выходе из выносного пароохладителя и питательной воды на выходе из третьего по ходу питательной воды подогревателя высокого давления, что зависит от температурного напора в выносном пароохладителе.

Задачей нового способа является повышение экономичности тепловой электрической станции.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является снижение разности температур между паром на входе в первый по ходу питательной воды ПВД и ДПВ и потоками питательной воды на выходе из них.

Технический результат достигается тем, что в способе работы тепловой электрической станции пар из первых трех отборов паровой турбины подают на ПВД, а из последних шести - на ПНД, в которых последовательно нагревают основной конденсат турбины после конденсатора и питательную воду; пар третьего отбора из камеры отбора направляется на турбопривод питательного насоса, отработавший пар которого направляется на вход цилиндра низкого давления паровой турбины и четвертый по ходу основного конденсата подогреватель, а также в термопрессор, представляющий собой сопло Лаваля, в минимальном сечении имеющее камеру смешения, куда производится впрыск воды, подаваемой из линии основного конденсата, и далее пар третьего отбора направляется на первый по ходу питательной воды ПВД и на ДПВ.

Таким образом, пар третьего отбора, проходя через термопрессор, охлаждается до температуры насыщения, а его давление увеличивается за счет эффекта термопрессии, отчего давление в первом по ходу питательной воды ПВД повышается, а разность температур между паром на входе в первый по ходу питательной воды ПВД и ДПВ и потоками питательной воды на выходе из них значительно сокращается и, следовательно, сокращаются необратимые потери и рост энтропии в процессе теплообмена между паром и питательной водой, что повышает полезную работу цикла паротурбинной установки и экономичность тепловой электрической станции.

Особенность заключается в том, что пар третьего отбора перед подачей в ДПВ и первый по ходу питательной воды ПВД сжимается и охлаждается до температуры насыщения в термопрессоре, что осуществляется путем адиабатного расширения пара с ускорением в конфузоре термопрессора, затем инжекции воды в ускорившийся поток пара в камере смешения термопрессора и адиабатного сжатия образовавшейся смеси с торможением в диффузоре термопрессора, причем количество подаваемой воды таково, что на выходе термопрессора образуется сухой насыщенный пар.

Новый способ работы тепловой электрической станции позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции за счет снижения потерь от необратимости и роста энтропии в процессе теплообмена между паром и питательной водой, в первом по ходу питательной воды ПВД и ДПВ.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемый технический результат.

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого технического результата.

На чертеже изображена принципиальная схема тепловой электрической станции, поясняющая предложенный способ. С

Станция содержит паровой котел 1, пароперегреватель свежего пара 2, промежуточный пароперегреватель 3, паровую турбину с девятью отборами пара 20-25 и 27-29, состоящую из ЦВД 4, ЦСД 5 и ЦНД 6, электрический генератор 7, конденсатор 8, конденсатный насос 9, ПНД 10, ДПВ 11, питательный насос 12 и турбопривод питательного насоса 13, термопрессор 14, трубопровод 15 подвода воды на впрыск в термопрессор, трубопровод 16 отвода пара от термопрессора в ДПВ, первый по ходу питательной воды ПВД 17, второй по ходу питательной воды ПВД 18, третий по ходу питательной воды ПВД 19, линия отвода пара из турбопривода питательного насоса 26.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа работы тепловой электрической станции.

Вырабатываемый в прямоточном паровом котле 1 пар после пароперегревателя свежего пара 2 направляют в ЦВД 4 паровой турбины, где он расширяется, совершая работу, передаваемую на электрический генератор 7, а затем поступает в промежуточный пароперегреватель 3, после которого проходит через ЦСД 5 и ЦНД 6, где расширяется, совершая работу, также передаваемую на электрический генератор 7; пар из третьего отбора по трубопроводу пара третьего отбора 22 направляется на турбопривод 13 питательного насоса 12 и термопрессор 14, в который по линии инжектируемой воды 15 подается вода на впрыск в термопрессор 14, а охлажденный и сжатый пар из термопрессора подается в первый по ходу питательной воды ПВД 17 и по трубопроводу 16 в ДПВ 11; пар из ЦНД 6 направляется в конденсатор 8, где конденсируется и насосом 9 через группу ПНД 10 подается в ДПВ 11, где происходит его подогрев и деаэрация паром, выходящим из термопрессора 14; в группе ПНД 10 конденсат подогревается паром отборов 23-25 и 27-29 и паром из трубопровода 26 отвода пара из турбопривода питательного насоса; далее питательная вода из ДПВ 11 подается питательным насосом 12 через подогреватели высокого давления 17-19, где она подогревается паром отборов 20 и 21 и паром из термопрессора и далее поступает в прямоточный паровой котел 1.

Таким образом, использование термопрессора 14 для охлаждения и сжатия пара третьего отбора 22 позволяет в значительной степени снизить рост энтропии и потери от необратимости в процессе теплообмена в ДПВ 11 и первом по ходу питательной воды ПВД 17, что повышает полезную работу цикла паротурбинной установки и экономичность тепловой электрической станции.