RU2569993C2

RU2569993C2 - Operation of thermal electric power station

Info

Publication number: RU2569993C2
Application number: RU2013158798/06A
Authority: RU
Inventors: Айрат Маратович Гафуров
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-12-10
Also published as: RU2013158798A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering. In compliance with the claimed process, used steam is fed from the first turbine to the condenser steam chamber and condensed at the surface of condenser tubes wherein cooling fluid circulates. The condensate is fed by the steam turbine condenser pump to recovery system. The low-potential waste heat power of waste steam is recovered with the help of cooling fluid. Note here that the steam turbine exploits the bearing oil feed system provided with the oil cooler while the thermal power station incorporates the second steam turbine condenser and bearing oil feed system with oil cooler. Besides, the second steam turbine high-potential steam heat and the second steam turbine bearing oil feed system low-potential heat are recovered. Note here that said recoveries are executed with the help of heat Rankin-cycle engine running on low-boiling working fluid cycled in closed circuit. Said heat engine exploits either air cooling condenser, or air and water cooling condenser as the engine heat exchanger-condenser. Said working fluid is the liquefied propane C₃H₈.

EFFECT: heat recovery, extra electric power generation.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) для утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты в конденсаторах паровых турбин ТЭС, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины с производственным отбором пара и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора.The invention relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) for the disposal of low-grade waste heat in condensers of steam turbines of a TPP, for the recovery of low-grade heat for the oil supply system of steam turbine bearings, for the recovery of low-grade heat for the oil-supply system of steam turbine bearings with steam production and utilization high potential heat of steam production selection.

Аналогом является способ работы тепловой электрической станции, по которому весь поток обратной сетевой воды, возвращаемый от потребителей, последовательно нагревают паром отборов турбины 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, при этом весь поток сетевой воды после нижнего сетевого подогревателя дополнительно подогревают в конденсаторе теплонасосной установки (патент RU №2269656, МПК F01K 17/02, 10.02.2006).An analogue is the method of operation of a thermal power plant, in which the entire return flow of network water returned from consumers is successively heated by steam of turbine offsets in the lower and upper network heaters, and then directed to consumers, the exhaust steam is cooled by circulating water, which is used as a source low potential heat for the evaporator of the heat pump installation, while the entire flow of network water after the lower network heater is additionally heated to densifier of the heat pump installation (patent RU No. 2269656, IPC F01K 17/02, 02/10/2006).

Прототипом является способ работы тепловой электрической станции, содержащей подающий и обратный трубопроводы сетевой воды, паровую турбину с отопительными отборами пара и конденсатором, к которому подключены напорный и сливной трубопроводы циркуляционной воды, сетевые подогреватели, включенные по нагреваемой среде между подающим и обратным трубопроводами сетевой воды и подключенные по греющей среде к отопительным отборам, теплонасосную установку, испаритель которой подключен по греющей среде к сливному трубопроводу циркуляционной воды, при этом конденсатор теплонасосной установки по нагреваемой среде включен в подающий трубопровод сетевой воды после сетевых подогревателей, а также систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод, маслобак, маслонасос и маслоохладитель, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом (патент RU №2268372, МПК F01K 17/02, 20.01.2006).The prototype is the method of operation of a thermal power plant containing supply and return pipelines of network water, a steam turbine with heating steam extraction and a condenser, to which pressure and drain pipelines of circulating water are connected, network heaters connected via a heated medium between the supply and return pipelines of network water and connected through a heating medium to heating taps, a heat pump installation, the evaporator of which is connected through a heating medium to a drain pipe water, while the condenser of the heat pump installation for the heated medium is included in the supply pipe of the network water after the network heaters, as well as the oil supply system of the steam turbine bearings, which contains a drain pipe, an oil tank, an oil pump and an oil cooler connected in series through the heating medium, the output of which is connected through the heated medium with pressure pipeline (patent RU No. 2268372, IPC F01K 17/02, 01/20/2006).

В известном способе сетевую воду, поступающую от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды, с помощью сетевого насоса подают в сетевые подогреватели, где нагревают паром отопительных отборов турбины. Отработавший в турбине пар охлаждают в конденсаторе, для чего подают в него по напорному трубопроводу и отводят по сливному трубопроводу циркуляционную воду. Нагретую в сетевых подогревателях сетевую воду перед подачей потребителям дополнительно нагревают в конденсаторе теплонасосной установки, в качестве низкопотенциального источника теплоты в испарителе теплонасосной установки используют циркуляционную воду из сливного трубопровода. В паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслохладителем.In the known method, the network water coming from consumers through the return line of the network water is supplied to the network heaters by means of the network pump, where they are heated with steam from the heating taps of the turbine. The steam spent in the turbine is cooled in a condenser, for which it is fed into it through a pressure pipe and circulated water is discharged through a drain pipe. The network water heated in the network heaters is additionally heated before being supplied to consumers in the condenser of the heat pump installation, and circulating water from the drain pipe is used as a low-grade heat source in the evaporator of the heat pump installation. In a steam turbine, an oil supply system for bearings of a steam turbine with an oil cooler is used.

Таким образом, в известном 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 помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости, причем в паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслохладителем.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, the exhaust steam enters from the steam turbine into the condenser steam space, condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, while the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, during condensation the steam utilize the waste low-potential heat energy of the steam exhausted in the turbine with the help of a coolant, and in steam howl turbine use the oil supply system of bearings of a steam turbine with oil cooler.

Основным недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии из-за отсутствия полной утилизации сбросной скрытой теплоты парообразования в конденсаторе паровой турбины для дополнительной выработки электроэнергии, обусловленный наличием вторичного контура (теплонасосной установки), а также отсутствия утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электроэнергии.The main disadvantage of the analogue and prototype is the relatively low efficiency of thermal power plants for generating electric energy due to the lack of complete utilization of the latent heat of vaporization in the steam turbine condenser for additional electricity generation, due to the presence of a secondary circuit (heat pump installation), as well as the lack of utilization of low-grade heat steam turbine bearing oil supply systems for additional power generation.

Кроме того, недостатками являются низкий ресурс и надежность работы конденсатора паровой турбины из-за использования технической (циркуляционной) воды, которая загрязняет конденсатор паровой турбины. Из-за повышенных тепловых выбросов циркуляционной воды в водоем-охладитель нарушается его экосистема.In addition, the disadvantages are the low resource and reliability of the steam turbine condenser due to the use of technical (circulating) water, which pollutes the steam turbine condenser. Due to the increased thermal emissions of the circulation water into the cooling pond, its ecosystem is disturbed.

Задачей изобретения является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет полного использования сбросной низкопотенциальной теплоты и утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии, повышение ресурса и надежности работы конденсатора паровой турбины и снижение тепловых выбросов в окружающую среду.The objective of the invention is to increase the efficiency of TPPs due to the full use of waste low-grade heat and utilization of low-grade heat of the oil supply system of steam turbine bearings for additional generation of electric energy, increase the service life and reliability of the steam turbine condenser and reduce thermal emissions into the environment.

Технический результат достигается тем, что в способе работы тепловой электрической станции, по которому отработавший пар поступает из первой паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости, причем в паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с охладителем масла, согласно настоящему изобретению в тепловой электрической станции используют конденсационную установку, имеющую конденсатор второй паровой турбины и систему маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем, и дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй паровой турбины, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников первой паровой турбины и утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников второй паровой турбины, при этом все указанные утилизации осуществляют 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, при этом его сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в конденсаторе первой паровой турбины, нагревают в охладителе масла, нагревают в маслоохладителе, нагревают и испаряют в конденсаторе второй паровой турбины, расширяют в турбодетандере теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.The technical result is achieved by the fact that in the method of operation of a thermal power plant, in which the exhaust steam flows from the first steam turbine into the condenser steam space, it condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, while the condensate is directed using the condensate pump of the condenser of the steam turbine into the regeneration system, during steam condensation, the waste low-potential heat energy of the steam spent in the turbine is recycled when of coolant, moreover, in a steam turbine an oil supply system of bearings of a steam turbine with an oil cooler is used, according to the present invention, a condensing unit having a condenser of a second steam turbine and an oil supply system of its bearings with an oil cooler is used in a thermal power station, and additionally, high potential steam heat of the second is recovered steam turbine, utilization of low-grade heat of the oil supply system for bearings of the first steam turbine s and utilization of the low-grade heat of the oil supply system of the bearings of the second steam turbine, while all of these utilities are carried out using a closed-loop heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used as the cooling liquid, In this case, it is compressed in a condensate pump of a heat engine, heated in the condenser of the first steam turbine, heated in an oil cooler, heated in an oil cooler the body is heated and vaporized in the second condenser of the steam turbine, is expanded in an expansion turbine of the heat engine, and condensed in exchanger-condenser heat engine.

В качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.As a heat exchanger-condenser of a heat engine, either an air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air-cooled and water-cooled condenser are used.

В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан C₃H₈.As a low-boiling working fluid, liquefied propane C ₃ H _{8 is used} .

Таким образом, технический результат достигается за счет полной утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования), утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников первой паровой турбины, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников второй паровой турбины и утилизации высокопотенциальной теплоты пара из второй паровой турбины, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в конденсаторе первой турбины, маслоохладителе системы маслоснабжения подшипников второй паровой турбины и конденсаторе второй паровой турбины, низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C₃H₈) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved through the complete utilization of waste low potential heat (latent heat of vaporization), utilization of low potential heat of the oil supply system of bearings of the first steam turbine, utilization of low potential heat of the oil supply system of bearings of the second steam turbine, and utilization of high potential heat of steam from the second steam turbine by sequential heating, respectively, in the condenser of the first turbine, oil cooler si oil supply systems for bearings of the second steam turbine and the condenser of the second steam turbine, a low-boiling working fluid (liquefied propane C ₃ H ₈ ) of a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена тепловая электрическая станция, имеющая тепловой двигатель с теплообменником-конденсатором, и конденсационную установку.The invention is illustrated by the drawing, which shows a thermal power plant having a heat engine with a heat exchanger-condenser, and a condensing unit.

На чертеже цифрами обозначены:In the drawing, the numbers indicate:

1 - первая паровая турбина,1 - the first steam turbine,

2 - конденсатор паровой турбины,2 - condenser of a steam turbine,

3 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины,3 - condensate pump condenser of a steam turbine,

4 - основной электрогенератор,4 - the main generator

5 - тепловой двигатель с замкнутым контуром циркуляции,5 - heat engine with a closed circuit,

6 - турбодетандер,6 - turboexpander,

7 - электрогенератор,7 - electric generator,

8 - теплообменник-конденсатор,8 - heat exchanger-condenser,

9 - конденсатный насос,9 - condensate pump,

10 - система маслоснабжения подшипников первой паровой турбины,10 - oil supply system of bearings of the first steam turbine,

11 - сливной трубопровод маслоснабжения подшипников паровой турбины,11 - drain pipeline oil supply bearings of a steam turbine,

12 - бак маслоснабжения подшипников паровой турбины,12 - tank oil supply bearings of a steam turbine,

13 - насос маслоснабжения подшипников паровой турбины,13 - oil supply pump bearings of a steam turbine,

14 - охладитель маслоснабжения подшипников паровой турбины,14 - cooler oil supply bearings of a steam turbine,

15 - напорный трубопровод маслоснабжения подшипников второй паровой турбины,15 - pressure pipeline oil supply bearings of the second steam turbine,

16 - конденсационная установка,16 - condensation installation,

17 - вторая паровая турбина,17 - the second steam turbine,

18 - электрогенератор второй паровой турбины,18 - an electric generator of a second steam turbine,

19 - конденсатор второй паровой турбины,19 - condenser of the second steam turbine,

20 - конденсатный насос конденсатора второй паровой турбины,20 - condensate pump condenser of the second steam turbine,

21 - система маслоснабжения подшипников второй турбины,21 - oil supply system of bearings of the second turbine,

22 - сливной трубопровод,22 - drain pipe

23 - маслобак,23 - oil tank

24 - маслонасос,24 - oil pump

25 - маслоохладитель,25 - oil cooler

26 - напорный трубопровод.26 - pressure pipe.

Тепловая электрическая станция включает последовательно соединенные первую паровую турбину 1, конденсатор 2 паровой турбины и конденсатный насос 3 конденсатора паровой турбины, основной электрогенератор 4, соединенный с паровой турбиной 1, а также систему 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 11 маслоснабжения подшипников первой паровой турбины, бак 12 маслоснабжения подшипников паровой турбины, насос 13 маслоснабжения подшипников паровой турбины и охладитель 14 маслоснабжения подшипников паровой турбины, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 15.The thermal power station includes a series-connected first steam turbine 1, a steam turbine condenser 2 and a steam turbine condenser condensate pump 3, a main electric generator 4 connected to the steam turbine 1, and a steam turbine bearing oil supply system 10 comprising a drain pipe connected in series through a heating medium 11 oil supply bearings of the first steam turbine, tank 12 oil supply bearings of the steam turbine, pump 13 oil supply bearings of the steam turbine and cooling the oil supply driver 14 of the steam turbine bearings, the outlet of which is connected via a heated medium to the pressure pipe 15.

В тепловую электрическую станцию введены тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина, и конденсационная установка 16.A heat engine 5 with a closed circulation circuit operating according to the organic Rankine cycle and a condensing unit 16 are introduced into the thermal power station.

Конденсационная установка 16 содержит последовательно соединенные вторую паровую турбину 17, имеющую электрогенератор 18, конденсатор 19 второй паровой турбины, конденсатный насос 20 конденсатора второй паровой турбины с производственным отбором пара, а также систему 21 маслоснабжения подшипников второй паровой турбины, содержащую последовательно соединенные по греющей среде сливной трубопровод 22, маслобак 23, маслонасос 24 и маслоохладитель 25, выход которого по нагреваемой среде соединен с напорным трубопроводом 26.The condensing unit 16 comprises a second steam turbine 17 connected in series, having an electric generator 18, a second steam turbine condenser 19, a condensate pump 20 of the second steam turbine condenser with production steam extraction, and a second oil turbine bearing supply system 21 comprising a drain oil connected in series via a heating medium pipeline 22, oil tank 23, oil pump 24 and oil cooler 25, the outlet of which is connected via a heated medium to pressure pipe 26.

Замкнутый контур циркуляции теплового двигателя 5 выполнен в виде контура с низкокипящим рабочим телом, содержащим последовательно соединенные турбодетандер 6 с электрогенератором 7, теплообменник-конденсатор 8, конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 2 первой паровой турбины, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом охладителя 14, выход охладителя 14 соединен по нагреваемой среде с входом маслоохладителя 25 системы маслоснабжения подшипников второй паровой турбины, выход которого соединен по нагреваемой среде с входом конденсатора 19 второй паровой турбины, выход конденсатора 19 второй паровой турбины соединен по нагреваемой среде с входом турбодетандера 6, образуя замкнутый контур охлаждения.The closed circuit of the circulation of the heat engine 5 is made in the form of a circuit with a low-boiling working fluid containing a turboexpander 6 connected in series with an electric generator 7, a heat exchanger-condenser 8, a condensate pump 9, the output of the condensate pump 9 being connected via a heated medium to the input of the condenser 2 of the first steam turbine, the output of which is connected via a heated medium to the input of the cooler 14, the output of the cooler 14 is connected via a heated medium to the input of the oil cooler 25 of the second steam bearing oil supply system turbine, the output of which is connected via a heated medium to the inlet of the condenser 19 of the second steam turbine, the output of the condenser 19 of the second steam turbine is connected through a heated medium to the input of the turbo expander 6, forming a closed cooling circuit.

Способ работы тепловой электрической станции осуществляют следующим образом.The method of operation of a thermal power plant is as follows.

Отработавший пар поступает из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара при помощи охлаждающей жидкости, причем в паровой турбине 1 используют систему 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины с охладителем масла 14.The exhaust steam comes from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2, condenses on the surface of the condenser tubes, inside which the coolant flows, while the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine, and the waste low-potential heat energy is recycled when the steam is condensed. spent 1 steam in the turbine using a coolant, and in the steam turbine 1 use the system 10 oil supply bearings steam turbine oil cooler 14.

В тепловой электрической станции используют конденсационную установку 16, имеющую конденсатор 19 второй паровой турбины и систему 21 маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем 25, и дополнительно осуществляют утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй паровой турбины, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 21 маслоснабжения подшипников второй паровой турбины, при этом все указанные утилизации осуществляют 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, при этом его сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя, нагревают в конденсаторе 2 паровой турбины, нагревают в охладителе 14 масла, нагревают в маслоохладителе 25, нагревают и испаряют в конденсаторе 19 второй паровой турбины, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.In the thermal power station, a condensing unit 16 is used, having a condenser 19 of the second steam turbine and an oil supply system 21 for its bearings with oil cooler 25, and additionally utilize the high potential heat of the steam of the second steam turbine, utilize the low potential heat of the oil supply system 10 of the steam turbine bearings and utilize the low potential heat of the system 21 oil supply bearings of the second steam turbine, while all of these disposal is carried out using heat a closed-loop fusion engine 5 operating on the Rankine organic cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit is used as coolant, while it is compressed in a condensate pump 9 of a heat engine, heated in a condenser 2 of a steam turbine, heated in oil cooler 14, heated in oil cooler 25, heated and evaporated in the condenser 19 of the second steam turbine, expanded in the turbine expander 6 of the heat engine and condensed in the heat exchanger-condenser 8 t asphalt engine.

В качестве теплообменника-конденсатора 8 теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения.As the heat exchanger-condenser 8 of the heat engine, either an air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air and water-cooled condenser are used.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Отработавший пар, поступающий из паровой турбины 1 в паровое пространство конденсатора 2, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан C₃H₈). Мощность паровой турбины 1 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 4.The exhaust steam coming from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C ₃ H ₈ ). The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main electric generator 4 connected to one shaft.

Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации.Steam condensation is accompanied by the release of latent heat of vaporization, which is removed using coolant. The condensate formed by means of a condensate pump 3 of a steam turbine condenser is sent to a regeneration system.

Преобразование сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине 1 пара и низкопотенциальной тепловой энергии системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и системы 21 маслоснабжения подшипников второй паровой турбины 17, а также высокопотенциальной тепловой энергии пара из паровой турбины 17, в механическую и, далее, в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.Conversion of waste low-potential thermal energy of the steam 1 spent in the turbine and low-potential thermal energy of the oil supply system for bearings of the steam turbine 1 and 21 of the oil supply system of the bearings of the second steam turbine 17, as well as the high-potential thermal energy of steam from the steam turbine 17, into mechanical and, further, into electric occurs in a closed loop of the heat engine 5, operating on the organic Rankine cycle.

Таким образом, утилизацию сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования) отработавшего в турбине 1 пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизацию низкопотенциальной теплоты системы 21 маслоснабжения подшипников второй паровой турбины и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара из второй паровой турбины 17 осуществляют путем последовательного нагрева соответственно в конденсаторе 2 паровой турбины, охладителе 14 маслоснабжения подшипников паровой турбины, маслоохладителе 25 системы маслоснабжения подшипников второй паровой турбины и конденсаторе 19 второй паровой турбины низкокипящего рабочего тела (сжиженного пропана C₃H₈) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the utilization of low-grade waste heat (latent heat of vaporization) of 1 steam spent in the turbine, the low-grade heat of the oil supply system 10 of the steam turbine bearings, the low-grade heat of the oil supply system 21 of the bearings of the second steam turbine, and the high-grade heat of steam from the second steam turbine 17 are utilized sequential heating respectively in the condenser 2 of the steam turbine, cooler 14 oil supply bearings steam turbine oil cooler 25, the oil supply system of the second bearings of the steam turbine and the condenser 19 of the second steam turbine low boiling working fluid (liquefied propane C ₃ H ₈₎ of the heat engine with closed-loop circulation operation in the organic Rankine cycle.

Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного пропана C₃H₈, который последовательно направляют на нагрев вначале в конденсатор 2 паровой турбины, куда поступает отработавший в турбине 1 пар, а затем в охладитель 14, куда поступает нагретое масло системы 10 маслоснабжения подшипников паровой турбины 1 и в маслоохладитель 25, куда поступает нагретое масло системы 21 маслоснабжения подшипников паровой турбины 17. При этом в охладителе 14 и в маслоохладителе 25 циркулирует масло с температурой в интервале от 318,15 К до 348,15 К.The whole process begins with compression in a condensate pump 9 of liquefied propane C ₃ H ₈ , which is sequentially directed for heating first to the condenser 2 of the steam turbine, where the steam spent in the turbine enters 1, and then to the cooler 14, where the heated oil of the bearing oil supply system 10 enters steam turbine 1 and the oil cooler 25, where the heated oil of the oil supply system 21 of the bearings of the steam turbine 17 enters. In this case, oil is circulated in the cooler 14 and in the oil cooler 25 with a temperature ranging from 318.15 K to 348.15 K.

В процессе конденсации отработавшего в турбине 1 пара в конденсаторе 2 паровой турбины, а также в процессе теплообмена нагретого масла с сжиженным пропаном C₃H₈ в охладителе 14 и в маслоохладителе 25, происходит нагрев сжиженного пропана C₃H₈ в пределах критической температуры в интервале от 300 К до 338,15 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 13 МПа, и далее его направляют на нагрев и испарение в конденсатор 19 второй паровой турбины, куда поступает пар из паровой турбины 17 при температуре около 573 К.In the process of condensation of 1 steam spent in the turbine in the condenser 2 of the steam turbine, as well as in the process of heat exchange of heated oil with liquefied propane C ₃ H ₈ in cooler 14 and in oil cooler 25, liquefied propane C ₃ H ₈ is heated within a critical temperature range from 300 K to 338.15 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa to 13 MPa, and then it is sent for heating and evaporation to the condenser 19 of the second steam turbine, which receives steam from the steam turbine 17 at a temperature of about 573 K.

Пар, поступающий из второй паровой турбины 17 в паровое пространство конденсатора 19, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный пропан C₃H₈). Мощность паровой турбины 17 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 18.The steam coming from the second steam turbine 17 into the vapor space of the condenser 19 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied propane C ₃ H ₈ ). The power of the steam turbine 17 is transmitted to the main electric generator 18 connected to one shaft.

Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 20 конденсатора второй паровой турбины направляют в систему регенерации.Steam condensation is accompanied by the release of latent heat of vaporization, which is removed using coolant. The resulting condensate is sent via a condensate pump 20 of the condenser of the second steam turbine to the regeneration system.

В процессе конденсации пара в конденсаторе 19 паровой турбины происходит нагрев сжиженного пропана C₃H₈ до критической температуры 369,89 К, с последующим его испарением и перегревом до сверхкритической температуры от 369,89 К до 420 К при сверхкритическом давлении от 4,2512 МПа до 13 МПа, который направляют в турбодетандер 6.In the process of steam condensation in the condenser 19 of the steam turbine, the liquefied propane C ₃ H ₈ is heated to a critical temperature of 369.89 K, followed by its evaporation and overheating to a supercritical temperature of 369.89 K to 420 K at a supercritical pressure of 4.2512 MPa up to 13 MPa, which is sent to a turboexpander 6.

Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации газообразного пропана C₃H₈ в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 газообразный пропан C₃H₈ имеет температуру около 288 К с влажностью, не превышающей 12%.The process is configured in such a way that condensation of gaseous propane C ₃ H ₈ does not occur in the operation of the heat transfer in the turbine expander 6. The power of the turboexpander 6 is transmitted to an electric generator 7 connected to one shaft. At the outlet of the turboexpander 6, gaseous propane C ₃ H ₈ has a temperature of about 288 K with a humidity not exceeding 12%.

Далее, при снижении температуры газообразного пропана C₃H₈, происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, выполненном, например, в виде конденсатора воздушного охлаждения, охлаждаемого воздухом окружающей среды в температурном диапазоне от 223,15 К до 283,15 К.Further, when the temperature of the propane gas C ₃ H ₈ decreases, it is liquefied in the heat exchanger-condenser 8, made, for example, in the form of an air-cooled condenser cooled by ambient air in the temperature range from 223.15 K to 283.15 K.

После теплообменника-конденсатора 8 в сжиженном состоянии пропан C₃H₈ направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя.After the heat exchanger-condenser 8 in a liquefied state, propane C ₃ H _{8 is} sent for compression to the condensate pump 9 of the heat engine.

Далее органический цикл Ренкина на основе низкокипящего рабочего тела повторяется.Further, the organic Rankine cycle based on a low-boiling working fluid is repeated.

Использование конденсационной установки 16 позволяет повысить начальные параметры низкокипящего рабочего тела теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции до сверхкритических параметров, что приводит к увеличению теплоперепада на турбодетандере 6.Using a condensation unit 16 allows you to increase the initial parameters of the low-boiling working fluid of a heat engine with a closed circuit to supercritical parameters, which leads to an increase in heat transfer on the turbine expander 6.

Использование предлагаемого способа работы тепловой электрической станции позволит, по сравнению с прототипом, повысить коэффициент полезного действия ТЭС за счет утилизации сбросной низкопотенциальной теплоты (скрытой теплоты парообразования) отработавшего пара, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников второй паровой турбины и утилизации высокопотенциальной теплоты пара из второй паровой турбины для дополнительной выработки электрической энергии, повысить ресурс и надежность работы конденсатора паровой турбины и снизить тепловые выбросы в окружающую среду.Using the proposed method of operation of a thermal power plant will allow, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of TPPs by utilizing the low-grade waste heat (latent heat of vaporization) of the exhaust steam, utilizing the low-grade heat of the oil supply system of the steam turbine bearings, utilizing the low-grade heat of the oil-supply system of the bearings of the second steam turbines and utilization of high potential heat of steam from a second steam turbine for additional incremental generation of electrical energy, resource and increase the reliability of the steam turbine condenser and reduce heat emission to the environment.

Claims

1. The method of operation of a thermal power plant, in which the exhaust steam flows from the first steam turbine into the condenser steam space, is condensed on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows, while the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the first steam turbine, during steam condensation, the waste low-potential heat energy of the steam spent in the first turbine is utilized using a coolant, different the fact that the thermal power plant uses the oil supply system of bearings of the first steam turbine with an oil cooler and a condensing unit having a second steam turbine with steam output at a temperature of about 573 K, the condenser of the second steam turbine and the oil supply system of its bearings with an oil cooler, and additionally utilization of high potential heat of steam coming from the second steam turbine at a temperature of about 573 K, utilization of low potential heat of the oil supply system bearings of the first steam turbine and the utilization of low-grade heat of the oil supply system of the bearings of the second steam turbine, while all of these utilization is carried out using a closed-circuit heat engine operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in closed circuit, while it is compressed in the condensate pump of a heat engine, heated in the condenser of the first steam turbine, heated to cool an oil cooler, heated in an oil cooler, evaporated in a condenser of a second steam turbine, expanded in a turbine expander of a heat engine and condensed in a heat exchanger-condenser of a heat engine.

2. The method of operation of a thermal power plant according to claim 1, characterized in that either an air-cooled condenser, or a water-cooled condenser, or an air and water-cooled condenser are used as a heat exchanger-condenser of a heat engine.

3. The method of operation of a thermal power plant according to claim 1, characterized in that liquefied propane C ₃ H ₈ is used as a low-boiling working fluid.