Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ НАГРЕВА СЕТЕВОЙ ВОДЫ НА ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

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

Известен способ работы тепловой электрической станции, заключающийся в том, что весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей, последовательно нагревают в нижнем и в верхнем сетевых подогревателях, а затем направляют потребителям. Охлаждение отработавшего пара производят циркуляционной водой, которую используют в качестве источника низкопотенциальной теплоты для испарителя теплонасосной установки. Весь поток сетевой воды после нижнего сетевого подогревателя дополнительно подогревают в конденсаторе теплонасосной установки, а затем направляют в верхний сетевой подогреватель [RU 2269656 С2, F01K 17/02, 10.02.2006].

Известен способ работы тепловой электрической станций, по которому весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей, последовательно нагревают паром отборов в нижнем сетевом подогревателе и в верхнем сетевом подогревателе, а затем направляют потребителям. Охлаждение отработавшего пара производят циркуляционной водой, которую используют в качестве источника низкопотенциальной теплоты для испарителя теплонасосной установки [SU 1590569 A1, F01K 17/02, 07.09.1990].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ работы тепловой электрической станции, по которому в котле вырабатывают острый пар, подают его в турбину, отработавший в турбине пар конденсируют в конденсаторе, образовавшийся основной конденсат турбины нагревают в подогревателях низкого давления паром регенеративных отборов, сетевую воду нагревают в сетевых подогревателях паром отопительных отборов турбины, утечки сетевой воды в теплосети восполняют подпиточной водой, которую готовят в вакуумном деаэраторе подпиточной воды теплосети, для чего в него подают исходную воду, к вакуумному деаэратору подпиточной воды теплосети подключен бак-аккумулятор подпиточной воды, основной конденсат турбины после первого по ходу конденсата подогревателя низкого давления и перед подачей во второй по ходу конденсата подогреватель низкого давления охлаждают в поверхностном охладителе исходной водой перед ее подачей в вакуумный деаэратор подпиточной воды теплосети [RU 2430243 C1, F01K 17/02, 27.09.2011]. Этот аналог принят в качестве прототипа.

Недостатки аналогов и прототипа заключаются в потерях теплоты нагретой циркуляционной воды, что приводит к понижению надежности и экономичности работы тепловой электрической станции.

Задачей изобретения является повышение надежности и экономичности тепловой электрической станции.

Технический результат - дополнительная выработка электрической энергии на тепловом потреблении при обеспечении дополнительного нагрева всего потока подающей сетевой воды в конденсаторе теплонасосной установки.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается в способе нагрева сетевой воды на тепловой электрической станции, включающий выработку в котле острого пара и подачу его в турбину, при этом отработавший в турбине пар конденсируют в конденсаторе, образовавшийся основной конденсат турбины нагревают в подогревателях низкого давления паром регенеративных отборов, сетевую воду нагревают в сетевых подогревателях паром отопительных отборов турбины, утечки сетевой воды в теплосети восполняют подпиточной водой, которую готовят в вакуумном деаэраторе подпиточной воды теплосети, для чего в него подают исходную воду, при этом к вакуумному деаэратору подпиточной воды теплосети подключен бак-аккумулятор подпиточной воды, основной конденсат турбины после первого по ходу конденсата подогревателя низкого давления и перед подачей во второй по ходу конденсата подогреватель низкого давления охлаждают в поверхностном охладителе исходной водой перед ее подачей в вакуумный деаэратор подпиточной воды теплосети, отличающийся тем, что весь поток сетевой воды перед сетевыми подогревателями дополнительно подогревают в конденсаторе теплонасосной установки.

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

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема тепловой электрической станции, поясняющая предложенный способ, на фиг. 2 изображена схема теплового баланса в нижнем сетевом подогревателе.

Станция содержит теплофикационную турбину 1, конденсатор 2 которой связан трубопроводом 3 основного конденсата турбины 1 с деаэратором 4 питательной воды, включенные в трубопровод 3 основного конденсата подогреватели низкого давления 5, подключенные к регенеративным отборам пара. В трубопровод 6 сетевой воды включены нижний сетевой подогреватель 7, верхний сетевой подогреватель 8, которые подключены к нижнему и верхнему отопительным отборам пара турбины 1, конденсатор 9 теплонасосной установки. Испаритель 10 теплонасосной установки подключен к трубопроводу 11 нагретой циркуляционной воды, конденсатора турбины 2. К трубопроводу 6 сетевой воды подключен вакуумный деаэратор 12 подпиточной воды теплосети с баком-аккумулятором 13. В трубопровод 3 основного конденсата турбины 1 между первым и вторым по ходу конденсата подогревателями низкого давления 5 включен поверхностный охладитель 15, включенный по охлаждающей среде в трубопровод 16 исходной воды перед вакуумным деаэратором 12 подпиточной воды теплосети.

Способ работы состоит из следующих операций.

Вырабатываемый в котле пар направляют в теплофикационную турбину 1. Отработавший пар турбины 1 конденсируется в конденсаторе 2. Затем основной конденсат турбины 1 по трубопроводу 3 основного конденсата подают в деаэратор 4 питательной воды, при этом основной конденсат турбины нагревают перед деаэратором 4 питательной воды в подогревателях низкого давления 5, которые включены в трубопровод 3 основного конденсата между конденсатным насосом 14 и деаэратором 4 питательной воды. Весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей по трубопроводу сетевой воды 6, последовательно нагревают в конденсаторе 9 теплонасосной установки, нижнем сетевом подогревателе 7 и верхнем сетевом подогревателе 8, а затем направляют потребителям трубопроводу сетевой воды 6. В конденсаторе 9 теплонасосной установки нагрев сетевой воды осуществляют в конденсаторе теплотой, отведенной в испарителе 10 от нагретой циркуляционной воды из трубопровода 11. Исходную воду нагревают до технологически необходимой температуры в поверхностном охладителе 15, основным конденсатом турбины 1 перед подачей в вакуумный деаэратор 9 подпиточной воды теплосети. Деаэрированную воду хранят в баке-аккумуляторе 13 подпиточной воды, после чего подают в сетевой трубопровод 6 перед конденсатором 9 теплонасосной установки.

Пример конкретной реализации способа.

Для реализации способа выбрана принципиальная тепловая схема электростанции на базе турбоустановки ПТ-135/165-130. Вырабатываемый в котле пар, с давлением 13 МПа направляют в теплофикационную турбину 1 (ПТ-135/165-130). Отработавший пар турбины конденсируется в конденсаторе 2 (К2-6000). Затем основной конденсат турбины по трубопроводу 3 основного конденсата подают в деаэратор 4 питательной воды (ДП-1000/120), при этом основной конденсат турбины нагревают перед деаэратором 4 питательной воды в подогревателях низкого давления 5, которые включены в трубопровод 3 основного конденсата между конденсатными насосами 14 (КСВ-320-160) и деаэратором 4 питательной воды. Весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей по трубопроводу сетевой воды 6, последовательно нагревают в конденсаторе 9 теплонасосной установки, нижнем сетевом подогревателе 7 (ПСГ-2300-3-8) и верхнем сетевом подогревателе 8 (ПСГ-2300-3-8), а затем направляют потребителям трубопроводу сетевой воды 6. В конденсаторе 9 теплонасосной установки нагрев сетевой воды осуществляют в конденсаторе теплотой, отведенной в испарителе 10 от нагретой циркуляционной воды из трубопровода 11. Теплонасосная установка обеспечит подогрев всего потока сетевой воды, перед подачей в нижний сетевой подогреватель Повышение температуры (энтальпии обратной сетевой воды h_ос) приведет к сокращению греющего пара D₇ на нижний сетевой подогреватель 7. Это видно из формулы 1 и фиг. 2 теплового баланса в нижнем сетевом подогревателе.

где G_св - расход сетевой воды,

h_ос, h_нс - энтальпия воды перед подачей в нижний сетевой подогреватель и после подогрева в нижнем сетевом подогревателе соответственно,

h₇, h_7н ^_ энтальпия греющего пара и энтальпия конденсата греющего пара,

η_в - кпд нижнего сетевого подогревателя.

Дополнительная выработка электрической энергии ΔN будет обеспечена за счет сокращения расхода пара на нижний сетевой подогреватель 7 на величину ΔD, это видно из формулы 2.

где ΔD - изменение расхода пара в нижний сетевой подогреватель,

h₇, h_к - энтальпия греющего пара и энтальпия пара в конденсаторе турбины соответственно,

η_oi - кпд отсека турбины.

Выполненные расчеты показали, что реализация предлагаемого способа на базе турбоустановки ПТ-135/165-130 обеспечит дополнительную выработку электрической энергии в размере 0,6 МВт, с учетом потребления электрической энергии теплонасосной установкой.

Таким образом, предложенное решение позволяет повысить надежность и экономичность тепловой электрической станции за счет эффективного использования теплоты нагретой циркуляционной воды для нагрева сетевой воды, следствием которого является дополнительная выработка электрической энергии на тепловом потреблении.