×
20.11.2015
216.013.932a

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ, ВЫРАБАТЫВАЕМОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях для дополнительной выработки электрической энергии за счет утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора. Пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, а отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора паровой турбины и конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, при этом конденсат направляют в систему регенерации. Утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина. Изобретение позволяет повысить коэффициент полезного действия тепловых электрических станций за счет дополнительной выработки электрической энергии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.

Аналогом является способ работы тепловой электрической станции, по которому весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей, нагревают паром отборов турбины в нижнем и в верхнем сетевых подогревателях, а также в конденсаторе теплонасосной установки теплотой, отведенной от обратной сетевой воды в испарителе теплонасосной установки, после чего направляют потребителям, при этом весь поток сетевой воды последовательно нагревают в нижнем сетевом подогревателе, конденсаторе теплонасосной установки и верхнем сетевом подогревателе (патент RU №2275512, МПК F01K 17/02, 27.04.2006).

Прототипом является способ работы тепловой электрической станции, содержащей теплофикационную турбину с отопительными отборами пара, подающий и обратный трубопроводы теплосети, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами теплосети и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку с испарителем, включенным в обратный трубопровод теплосети, и конденсатором, при этом конденсатор теплонасосной установки включен в подающий трубопровод теплосети после сетевых подогревателей (патент RU №2269014, МПК F01K 17/02, 27.01.2006).

В известном способе возвращаемая от потребителей по обратному трубопроводу теплосети сетевая вода подается сетевым насосом в испаритель теплонасосной установки, где отдает часть теплоты хладагенту теплонасосной установки и охлаждается, затем сетевая вода поступает в сетевые подогреватели, где нагревается паром отопительных отборов турбины. Перед подачей потребителям сетевая вода дополнительно нагревается в конденсаторе теплонасосной установки за счет теплоты хладагента, циркулирующего в контуре теплонасосной установки. Благодаря последовательному включению испарителя теплонасосной установки в обратный трубопровод теплосети до сетевых подогревателей, а конденсатора в подающий трубопровод теплосети после сетевых подогревателей достигается максимальное охлаждение обратной сетевой воды.

Таким образом, в известном способе работы тепловой электрической станции, включающем направление пара отопительных параметров из отборов паровой турбины в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, связанных с подающим и обратным трубопроводами сетевой воды, а отработавший пар из паровой турбины направляют в паровое пространство конденсатора паровой турбины для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, при этом полученный конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации.

Основным недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии, обусловленный затратами электрической мощности на привод теплонасосной установки.

Задачей изобретения является разработка способа утилизации теплоты ТЭС, в котором устранены указанные недостатки аналога и прототипа.

Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет исключения затрат электрической мощности на привод теплонасосной установки и дополнительной выработки электрической энергии.

Технический результат достигается тем, что в способе утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, включающем направление пара отопительных параметров из отборов паровой турбины в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, связанных с подающим и обратным трубопроводами сетевой воды, а отработавший пар из паровой турбины направляют в паровое пространство конденсатора паровой турбины для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, при этом полученный конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, согласно настоящему изобретению, дополнительно используют конденсационную установку, состоящую из последовательно соединенных паровой турбины с производственным отбором пара и с электрогенератором, конденсатора и конденсатного насоса, при этом дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, и который состоит из последовательно соединенных турбодетандера с электрогенератором, теплообменника-конденсатора и конденсатного насоса, при этом низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя с помощью сетевой воды из верхнего сетевого подогревателя.

В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный этанол C2H6O.

Таким образом, технический результат достигается за счет утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины с производственным отбором пара для дополнительной выработки электрической энергии, которую осуществляют путем нагрева и испарения в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара низкокипящего рабочего тела (сжиженного этанола C2H6O) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой представлена предлагаемая тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором и конденсационную установку.

На фиг.1 цифрами обозначены:

1 - паровая турбина,

2 - конденсатор паровой турбины,

3 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины,

4 - основной электрогенератор,

5 - тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции,

6 - турбодетандер,

7 - электрогенератор,

8 - теплообменник-конденсатор,

9 - конденсатный насос,

10 - верхний сетевой подогреватель,

11 - нижний сетевой подогреватель,

12 - подающий трубопровод сетевой воды,

13 - обратный трубопровод сетевой воды,

14 - конденсационная установка,

15 - паровая турбина с производственным отбором пара,

16 - электрогенератор паровой турбины с производственным отбором пара,

17 - конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара,

18 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара.

Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные паровую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, а также основной электрогенератор 4, соединенный с паровой турбиной 1, которая соединена по греющей среде с верхним 10 и нижним 11 сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде между подающим 12 и обратным 13 трубопроводами сетевой воды.

В тепловую электрическую станцию введены конденсационная установка 14 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.

Конденсационная установка 14 содержит последовательно соединенные паровую турбину 15 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 16, конденсатор 17 паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатный насос 18 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара.

Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-конденсатор 8, включенный по нагреваемой среде в подающий трубопровод 12 сетевой воды после верхнего сетевого подогревателя 10, и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 17 паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора 17 паровой турбины с производственным отбором пара соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, выход турбодетандера 6 соединен по греющей среде с теплообменником-конденсатором 8, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатного насоса 9, образуя замкнутый контур охлаждения.

Способ утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией, осуществляют следующим образом.

Способ включает в себя направление пара отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей, связанных с подающим 12 и обратным 13 трубопроводами сетевой воды, а отработавший пар из паровой турбины 1 направляют в паровое пространство конденсатора 2 паровой турбины 1 для конденсации на поверхности конденсаторных трубок, при этом полученный конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 1 направляют в систему регенерации.

Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно используют конденсационную установку 14, состоящую из последовательно соединенных паровой турбины 15 с производственным отбором пара и с электрогенератором 16, конденсатора 17 и конденсатного насоса 18, при этом дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора при помощи теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре, и который состоит из последовательно соединенных турбодетандера 6 с электрогенератором 7, теплообменника-конденсатора 8 и конденсатного насоса 9, при этом низкокипящее рабочее тело сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя 5, испаряют и перегревают в конденсаторе 17 паровой турбины 15 с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя с помощью сетевой воды из верхнего 10 сетевого подогревателя.

В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный этанол C2H6O.

Пример конкретного выполнения

Отработавший пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок. При этом образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации. Мощность паровой турбины 1 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 4.

Пар, поступающий из отопительных отборов паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей, конденсируется на поверхности подогреваемых трубок, внутри которых протекает сетевая вода.

Преобразование высокопотенциальной тепловой энергии пара производственного отбора из паровой турбины 15 в механическую и, далее, в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.

Таким образом, утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины 15 с производственным отбором пара осуществляют путем нагрева в конденсаторе 17 паровой турбины с производственным отбором пара низкокипящего рабочего тела (сжиженного этанола C2H6O) теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.

Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного этанола C2H6O, который направляют на испарение и перегрев в конденсатор 17 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 15 при температуре около 573 K.

Пар, поступающий из производственного отбора паровой турбины 15 в паровое пространство конденсатора 17, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный этанол C2H6O). Мощность паровой турбины 15 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 16.

Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 18 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара направляют в систему регенерации.

В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 17 паровой турбины происходит нагрев сжиженного этанола C2H6O свыше критической температуры 513,9 K, при котором происходит его интенсивное испарение, и дальнейший его перегрев до сверхкритической температуры от 513,9 K до 550 K при сверхкритическом давлении от 6,148 МПа до 9,3 МПа. Далее перегретый газообразный этанол C2H6O направляют на расширение в турбодетандер 6.

Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного этанола C2H6O в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный этанол C2H6O имеет температуру около 404,71 K с влажностью, не превышающей 12% при давлении 0,6 МПа.

Далее, при снижении температуры газообразного этанола C2H6O происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, охлаждаемого сетевой водой из верхнего сетевого подогревателя 10 в температурном диапазоне от 343,15 K до 363,15 K.

При этом сетевая вода перед подачей потребителям дополнительно нагревается в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя за счет выделяемой теплоты в процессе конденсации газообразного этанола C2H6O, циркулирующего в замкнутом контуре теплового двигателя 5.

После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии этанол C2H6O направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя 5.

Далее органический цикл Ренкина на основе низкокипящего рабочего тела повторяется.

Использование предлагаемого способа работы тепловой электрической станции позволит, по сравнению с прототипом, повысить коэффициент полезного действия ТЭС за счет утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.


СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ, ВЫРАБАТЫВАЕМОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 61-70 из 164.
20.07.2015
№216.013.64e4

Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения расстояния до мест повреждения при замыканиях на землю на двух разных линиях электропередачи распределительной сети 6-35 кВ. Технический результат: повышение точности определения расстояния. Сущность: способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557375
Дата охранного документа: 20.07.2015
27.07.2015
№216.013.6601

Способ определения скорости движения транспортного средства

Изобретение предназначено для определения скоростей движения транспортных средств с одновременной их идентификацией, осуществляемой с использованием радиоволн. Достигаемый технический результат - расширение области применения за счет обеспечения возможности измерения скорости транспортных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557666
Дата охранного документа: 27.07.2015
27.07.2015
№216.013.6602

Способ определения скорости движения транспортного средства

Изобретение предназначено для определения скорости движения транспортного средства с одновременной его идентификацией, осуществляемой с использованием радиоволн. Достигаемый технический результат - расширение области применения за счет обеспечения возможности измерения скорости транспортных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557667
Дата охранного документа: 27.07.2015
27.07.2015
№216.013.669e

Способ работы комбинированной газотурбинной установки системы газораспределения

Изобретение относится к энергетике. В способе работы комбинированной газотурбинной установки системы газораспределения при выработке электрической энергии с помощью теплового двигателя в качестве рабочего тела используют низкокипящее рабочее тело с замкнутым контуром циркуляции, работающего по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557823
Дата охранного документа: 27.07.2015
27.07.2015
№216.013.6858

Способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю на линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю

Изобретение относится к области измерений в электроэнергетике и может быть использовано для определения расстояния до мест повреждения при двойных замыканиях на землю на одной линии электропередачи распределительной сети 6-35 кВ. Технический результат: повышение точности определения. Сущность:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558265
Дата охранного документа: 27.07.2015
27.07.2015
№216.013.6859

Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю

Изобретение относится к измерениям в электроэнергетике и может быть использовано для определения расстояния до мест повреждения при замыканиях на землю одной фазы на двух разных линиях электропередачи распределительной сети 6-35 кВ. Технический результат: повышение точности определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558266
Дата охранного документа: 27.07.2015
27.07.2015
№216.013.685c

Способ голографического контроля неплоскостности кольцевых поверхностей

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для контроля неплоскостности кольцевых поверхностей. В способе голографического контроля формируется первый опорный пучок с помощью светоделителя и зеркал и объектный пучок, включающий проекционный объектив,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558269
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.6dc1

Способ работы тепловой электрической станции

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559655
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f9f

Способ определения частоты трехфазного напряжения

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в электроэнергетике для контроля усредненных значений частоты в промышленных трехфазных электрических сетях. Для определения частоты первой гармоники F промышленного трехфазного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560145
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.70fd

Способ работы тепловой электрической станции

Изобретение относится к способу утилизации тепловой энергии на тепловых электрических станциях (ТЭС). Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия ТЭС за счет полного использования сбросной низкопотенциальной теплоты для дополнительной выработки электрической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560495
Дата охранного документа: 20.08.2015
Показаны записи 61-70 из 179.
20.02.2015
№216.013.2b84

Способ контроля качества проводов воздушной линии электропередачи

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для непрерывного контроля качества проводов воздушной линии электропередачи. Измеряют напряжение и ток в первом и втором местоположениях на линии электропередачи. При этом измеренные напряжения и токи в первом и втором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542597
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.03.2015
№216.013.2fcf

Способ измерения постоянной гравитации

Изобретение относится к области гравиметрии и может быть использовано для измерений постоянной гравитации γ. В указанном способе процесс измерения начинается после окончания вывешивания шаров с известной массой и удаления держателя, когда шары начинают свободное движение в поле тяготения данных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543707
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.3067

Способ очистки загрязненного воздуха

Изобретение относится к области вентиляции промышленных объектов и может быть использовано для очистки воздуха от газообразных и аэрозольных вредных веществ. В способе очистки загрязненного воздуха, заключающемся в отсосе загрязненного воздуха через один или несколько воздухоприемников,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543859
Дата охранного документа: 10.03.2015
20.03.2015
№216.013.3255

Устройство для измерения состава и расхода многокомпонентных жидкостей методом ядерного магнитного резонанса

Использование: для измерения состава и расхода многокомпонентных жидкостей методом ядерного магнитного резонанса. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для измерения состава и расхода многокомпонентных жидкостей с использованием метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544360
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.3fdd

Способ контроля температуры проводов линий электропередачи

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для непрерывного контроля температуры проводов линий электропередачи. В способе контроля температуры проводов линий электропередачи с использованием температурного коэффициента α активного сопротивления проводов, согласно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547837
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.04.2015
№216.013.441d

Способ получения интерферограмм в когерентном свете

Изобретение может быть использовано для диагностики неоднородностей в прозрачных средах, в том числе в физике горения, экспериментальной газовой динамике, прикладной аэродинамике, гидродинамике. В способе волновой фронт разделяют по амплитуде и фазе на объектный волновой фронт нулевого порядка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548935
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.444f

Установка электромембранного получения умягченного солевого раствора и концентрированного щелочного раствора из щелочных высокоминерализированных промышленных стоков

Изобретение относится к области промышленной рекуперации жидких щелочных высокоминерализованных отходов. Установка включает блок предварительной очистки промышленных стоков 1, блок рециркуляции щелочного раствора, блок многокамерных электромембранных аппаратов, состоящий из блока 2 первой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548985
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.05.2015
№216.013.4e0d

Водоподготовительная установка тепловой электроцентрали

Изобретение относится к области тепловой и промышленной энергетики и может быть использовано для обеспечения потребителей химически очищенной и химически обессоленной водой. Водоподготовительная установка тепловой электроцентрали содержит блок I предварительной очистки воды, блок II обратного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551499
Дата охранного документа: 27.05.2015
10.06.2015
№216.013.51e0

Способ работы тепловой электрической станции

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях для утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты в конденсаторах паровых турбин в зимний период времени. Раскрыт способ работы тепловой электрической станции, по которому используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552481
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.53f9

Способ работы электрического чайника

Изобретение относится к способу работы кухонной посуды для кипячения воды, а именно к способу работы электрического чайника. Способ работы электрического чайника, в котором используют бак для воды. Блок управления осуществляет получение горячей воды с помощью нагревательного элемента. Бак для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553018
Дата охранного документа: 10.06.2015
+ добавить свой РИД