MD4322C1 - Device and process for converting steam energy into electrical energy - Google Patents
Device and process for converting steam energy into electrical energy Download PDFInfo
- Publication number
- MD4322C1 MD4322C1 MDA20110049A MD20110049A MD4322C1 MD 4322 C1 MD4322 C1 MD 4322C1 MD A20110049 A MDA20110049 A MD A20110049A MD 20110049 A MD20110049 A MD 20110049A MD 4322 C1 MD4322 C1 MD 4322C1
- Authority
- MD
- Moldova
- Prior art keywords
- steam
- condensate
- wet saturated
- saturated steam
- heat exchanger
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 46
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 27
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 11
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Invenţia se referă la energetică, şi anume la producerea energiei electrice de către turbogeneratoarele centralelor termice. The invention relates to energy, namely to the production of electricity by turbogenerators of thermal power plants.
Este cunoscut un transformator de energie termică în energie mecanică, care conţine amplasate în serie un condensator, un încălzitor, un vas de expansiune, o cameră de evaporare cu mediul de lucru gazos, care este în contact cu un mediu fierbinte, maşini rotative volumetrice, precum şi un canal intermediar, care uneşte camera de lucru a maşinilor rotative volumetrice, aceste maşini fiind cinematic unite între ele. Încălzitorul ridică temperatura şi presiunea mediului de lucru gazos în canalul intermediar. Prima maşină rotativă volumetrică forţează transvazarea mediului de lucru prin canalul intermediar în a doua maşină rotativă volumetrică. Mediul de lucru încălzit pune în funcţiune a doua maşină rotativă volumetrică, care, la rândul său, pune în funcţiune prima maşină rotativă volumetrică prin intermediul legăturii cinematice. Încălzitorul este conectat prin intermediul unei pompe de alimentare cu condensatorul, aflat în contact cu un mediu rece [1]. A transformer of thermal energy into mechanical energy is known, which contains a condenser, a heater, an expansion vessel, an evaporation chamber with the gaseous working medium, which is in contact with a hot medium, volumetric rotary machines, as well as an intermediate channel, which joins the working chamber of the rotary volumetric machines, these machines being kinematically joined to each other. The heater raises the temperature and pressure of the gaseous working medium in the intermediate channel. The first rotary volumetric machine forces the transvasation of the working medium through the intermediate channel into the second rotary volumetric machine. The heated working medium drives the second volumetric rotary machine, which in turn drives the first volumetric rotary machine via the kinematic link. The heater is connected via a feed pump to the condenser, which is in contact with a cold environment [1].
Principalele dezavantaje ale transformatorului de energie termică în energie mecanică sunt masivitatea construcţiei şi transferul energiei mecanice prin intermediul legăturilor cinematice, ceea ce limitează domeniul de aplicare a transformatorului şi în cele din urmă reduce eficienţa acestuia. The main disadvantages of the thermal energy to mechanical energy transformer are the massiveness of the construction and the transfer of mechanical energy through kinematic links, which limits the scope of the transformer and ultimately reduces its efficiency.
Este cunoscut procedeul de transformare a energiei aburului în energie mecanică, care constă în generarea şi debitarea aburului supraîncălzit sub presiune într-o maşină elicoidală cu abur, expansiunea aburului cu transformarea energiei potenţiale a lui direct în energie mecanică. Înainte de debitarea aburului supraîncălzit în maşina elicoidală cu abur, în aburul supraîncălzit se injectează apă pentru reducerea temperaturii acestuia şi trecerea aburului în stare umedă. Înainte de injectare şi după injectarea porţiei de apă se reduce presiunea iniţială a aburului supraîncălzit prin trecerea acestuia printr-o rezistenţă hidraulică [2]. The process of transforming steam energy into mechanical energy is known, which consists in the generation and discharge of superheated steam under pressure in a helical steam machine, the expansion of steam with the transformation of its potential energy directly into mechanical energy. Before discharging the superheated steam into the helical steam machine, water is injected into the superheated steam to reduce its temperature and make the steam wet. Before the injection and after the injection of the water portion, the initial pressure of the superheated steam is reduced by passing it through a hydraulic resistance [2].
Dezavantajul acestui procedeu de lucru al instalaţiei constă în eficienţa scăzută asociată cu scăderea presiunii aburului supraîncălzit la trecerea acestuia prin rezistenţe hidraulice pasive şi degajarea în atmosferă a unei părţi substanţiale de energie termică neutilizată la condensarea aburului. The disadvantage of this working procedure of the installation consists in the low efficiency associated with the decrease in the pressure of the superheated steam when it passes through passive hydraulic resistances and the release into the atmosphere of a substantial part of unused thermal energy during steam condensation.
De asemenea, este cunoscut un procedeu de realizare a ciclului de abur-lichid regenerabil al unui dispozitiv termic de forţă, care include încălzirea unui agent de lucru până la o temperatură de 0,8 din temperatura lui critică şi gradul de uscare apropiat de 0, evaporarea producându-se în timpul expansiunii fără aport de căldură [3]. Also known is a process for realizing the renewable steam-liquid cycle of a thermal force device, which includes heating a working agent to a temperature of 0.8 of its critical temperature and the degree of drying close to 0, evaporation occurring during expansion without heat input [3].
Dezavantajele acestui procedeu constau în eficienţa scăzută din cauza incapacităţii de a efectua procesul de supraîncălzire a agentului de lucru până la temperaturi supracritice şi cantitatea mare de căldură degajată în mediul ambiant la condensarea aburului, precum şi cheltuielile de energie a combustibilului pentru evaporarea agentului de lucru. The disadvantages of this process are the low efficiency due to the inability to carry out the process of overheating the working agent up to supercritical temperatures and the large amount of heat released into the ambient environment during steam condensation, as well as the expenditure of fuel energy for the evaporation of the working agent.
Cea mai apropiată soluţie tehnică este procedeul şi dispozitivul pentru producerea energiei electrice, bazate pe Ciclul Organic Rankine, şi utilizate în sectorul energetic. În procedeul bazat pe Ciclul Organic Rankine, care include un circuit de forţă cu abur, în care agentul de lucru lichid este refulat cu ajutorul unei pompe până la presiune înaltă şi este încălzit într-un recuperator cu abur de temperatură joasă, unde este evaporat cu ajutorul unei surse de căldură de grad mediu, vaporii formaţi se supraîncălzesc şi se extind într-o turbină de generare a energiei electrice, apoi fluxul de abur se răceşte şi se condensează cu degajarea căldurii în mediul ambiant, iar condensatul revine în zona de evaporare [4]. The closest technical solution is the process and device for the production of electricity, based on the Organic Rankine Cycle, and used in the energy sector. In the process based on the Organic Rankine Cycle, which includes a steam power circuit, in which the liquid working agent is pumped to high pressure and heated in a low temperature steam recuperator, where it is evaporated with with the help of a medium-grade heat source, the vapors formed are superheated and expanded in an electric power generation turbine, then the steam stream cools and condenses with the release of heat to the ambient environment, and the condensate returns to the evaporation zone [ 4].
Principalele dezavantaje ale procedeului şi dispozitivului pentru producerea energiei electrice bazate pe Ciclul Organic Rankine constau în eficienţa scăzută a forţei aburului din circuit din cauza pierderii unei cantităţi mari de căldură degajată în mediul ambiant în procesul de condensare a aburului agentului de lucru, precum şi cheltuielile semnificative de energie a combustibilului pentru evaporarea agentului de lucru în ciclul închis. The main disadvantages of the process and device for the production of electricity based on the Organic Rankine Cycle are the low efficiency of the steam force in the circuit due to the loss of a large amount of heat released into the environment in the process of condensation of the steam of the working agent, as well as the significant expenses of fuel energy for the evaporation of the working agent in the closed cycle.
Problema pe care o rezolvă invenţia este creşterea eficienţei procesului cu circuitul de forţă cu abur pentru generarea energiei electrice în turbogeneratoarele centralelor electrice de condensare, reducerea pierderilor de căldură degajată în mediul ambiant în procesul de condensare a aburului de emisie a agentului de lucru şi folosirea acestui efect pentru recuperarea pierderilor din ciclu, pentru evaporarea agentului de lucru în zona cu presiune înaltă, noile soluţii ducând la reducerea considerabilă a consumului de combustibil la producerea energiei electrice şi minimizarea poluării mediului. The problem that the invention solves is increasing the efficiency of the process with the steam power circuit for the generation of electricity in the turbogenerators of the condensing power plants, the reduction of the heat losses released into the environment in the process of condensing the steam of the emission of the working agent and the use of this effect for the recovery of losses from the cycle, for the evaporation of the working agent in the high pressure area, the new solutions leading to the considerable reduction of fuel consumption in the production of electricity and the minimization of environmental pollution.
Instalaţia pentru transformarea energiei aburului în energie electrică, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include o sursă de încălzire a agentului de lucru, un supraîncălzitor de abur, un schimbător de căldură, o conductă de abur supraîncălzit, un recuperator cu abur, o conductă de abur saturat uscat, o turbină cu abur cu condensaţie, unită cu un generator electric, un condensator de abur, conducte de condensat, o pompă de alimentare, o conductă de condensat refulat. Supraîncălzitorul de abur este unit cu schimbătorul de căldură, unit cu un preîncălzitor de aer, care comunică cu un dispozitiv de curăţare şi evacuare a gazelor de ardere; schimbătorul de căldură este format din două secţii cuplate consecutiv: o secţie de abur saturat umed, unită printr-un separator de abur saturat umed şi o conductă de abur saturat umed cu supraîncălzitorul de abur, şi a doua secţie de încălzire a condensatului refulat, unită printr-o conductă de condensat fierbinte cu recuperatorul cu abur, unit printr-un separator de abur saturat umed şi o conductă de abur saturat umed cu supraîncălzitorul de abur. Supraîncălzitorul de abur este unit prin conducta de abur supraîncălzit cu recuperatorul cu abur, unit prin conducta de abur saturat uscat cu turbina, care este unită cu un separator-colector de condensat şi printr-o conductă de abur de emisie cu condensatorul de abur, acestea fiind unite, respectiv, prin conductele de condensat cu pompa de alimentare, care este unită prin conducta de condensat refulat cu secţia de încălzire a condensatului refulat a schimbătorului de căldură. The installation for the transformation of steam energy into electrical energy, according to the invention, removes the disadvantages mentioned above in that it includes a source of heating of the working agent, a steam superheater, a heat exchanger, a superheated steam pipe, a steam recuperator , a dry saturated steam pipe, a condensing steam turbine, combined with an electric generator, a steam condenser, condensate pipes, a feed pump, a discharged condensate pipe. The steam superheater is connected to the heat exchanger, connected to an air preheater, which communicates with a device for cleaning and exhausting the combustion gases; the heat exchanger consists of two consecutively coupled sections: a wet saturated steam section, joined by a wet saturated steam separator and a wet saturated steam pipe with the steam superheater, and the second section for heating the discharged condensate, joined through a hot condensate line to the steam recuperator, joined by a wet saturated steam separator and a wet saturated steam line to the steam superheater. The steam superheater is connected through the superheated steam line to the steam recuperator, connected through the dry saturated steam line to the turbine, which is connected to a condensate separator-collector and through an emission steam line to the steam condenser, these being connected, respectively, through the condensate pipes to the feed pump, which is connected through the discharged condensate pipe to the discharged condensate heating section of the heat exchanger.
Procedeul de transformare a energiei aburului în energie electrică, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că agentul de lucru lichid se refulează, apoi se încălzeşte şi se evaporă, după care aburul se supraîncălzeşte şi se extinde într-o turbină cu abur cu condensaţie unită cu un generator electric, unde se generează electricitate, iar la ieşirea din turbină aburul se condensează. Agentul de lucru refulat se încălzeşte într-un schimbător de căldură format din două secţii cuplate consecutiv, unde în secţia de încălzire a condensatului refulat acesta se încălzeşte până la punctul de fierbere, de unde o parte se îndreaptă printr-o conductă de condensat fierbinte într-un recuperator cu abur şi cealaltă parte - în secţia de abur saturat umed, apoi aburul saturat umed de la ambele secţii se îndreaptă prin separatoare de abur saturat umed şi prin conducte de abur saturat umed la un supraîncălzitor de abur, unde aburul se supraîncălzeşte până la parametri supracritici şi se transmite printr-o conductă de abur supraîncălzit în recuperatorul cu abur, unde aburul supraîncălzit cedează căldură latentă fluxului circulant de abur saturat umed, fluxul comun se transformă în abur supraîncălzit uscat cu temperatură scăzută şi densitate ridicată, cu presiune de funcţionare, masă şi viteză, care se îndreaptă printr-o conductă de abur saturat uscat spre turbină, unde aburul transmite energia sa potenţială paletelor turbinei, care rotesc rotorul generatorului electric, apoi aburul se răceşte şi se condensează într-un separator-colector al condensatului şi într-un condensator, de unde condensatul este aspirat prin conducte de condensat de o pompă de alimentare şi este pompat prin conducta de condensat refulat în schimbătorul de căldură, după care ciclul se repetă. The process of converting steam energy into electrical energy, according to the invention, removes the disadvantages mentioned above in that the liquid working agent is forced back, then heated and evaporated, after which the steam is superheated and expanded in a steam turbine with condensation combined with an electric generator, where electricity is generated, and at the exit from the turbine the steam is condensed. The pumped working agent is heated in a heat exchanger consisting of two consecutively coupled sections, where in the pumped condensate heating section it heats up to the boiling point, from where a part goes through a hot condensate pipe in -a steam recuperator and the other side - in the wet saturated steam section, then the wet saturated steam from both sections goes through wet saturated steam separators and through wet saturated steam pipes to a steam superheater, where the steam is superheated until at supercritical parameters and is passed through a superheated steam pipe to the steam recuperator, where the superheated steam gives up latent heat to the circulating stream of wet saturated steam, the common stream is converted into dry superheated low-temperature, high-density steam at operating pressure , mass and velocity, which goes through a dry saturated steam pipe to the turbine, where the steam transfers its potential energy to the turbine blades, which turn the rotor of the electric generator, then the steam cools and condenses in a condensate separator-collector and into a condenser, from where the condensate is drawn through the condensate lines by a feed pump and is pumped through the condensate line to the heat exchanger, after which the cycle is repeated.
Rezultatul invenţiei constă în creşterea consumului de putere util de la circuitul de forţă cu abur şi, asociată cu aceasta, posibilitatea de recuperare a căldurii la condensarea aburului din contul reducerii degajărilor potenţial joase în atmosferă. The result of the invention consists in the increase of the useful power consumption from the steam power circuit and, associated with this, the possibility of heat recovery during steam condensation due to the reduction of potentially low releases into the atmosphere.
Invenţia se explică prin desenele din fig. 1 şi 2, care reprezintă: The invention is explained by the drawings in fig. 1 and 2, which represent:
- fig. 1, schema unei realizări a instalaţiei pentru transformarea energiei aburului în energie electrică; - fig. 1, the scheme of a realization of the installation for the transformation of steam energy into electrical energy;
- fig. 2, diagrama termodinamică în sistemul cu coordonate T-S a schemei termice de generare a energiei electrice a procedeului. - fig. 2, the thermodynamic diagram in the T-S coordinate system of the process's electrical energy generation thermal scheme.
Diagrama termodinamică în sistemul cu coordonate T-S a sistemului termic resorbţional al instalaţiei reprezintă unitatea de procese tehnologice ce se produc într-o combinaţie adecvată în instalaţie: The thermodynamic diagram in the system with T-S coordinates of the resorption thermal system of the installation represents the unit of technological processes that are produced in an appropriate combination in the installation:
I - II - procesul de extensiune a aburului, efectuarea lucrului util în turbină; I - II - the steam expansion process, performing useful work in the turbine;
I - III - procesul de extensiune a aburului, efectuarea lucrului util şi condensarea fluxului de abur în turbină; I - III - the steam expansion process, performing the useful work and condensing the steam flow in the turbine;
II - III - procesul de răcire şi de condensare a aburului de emisie în condensator; II - III - the process of cooling and condensing the emission steam in the condenser;
III - IV - procesul de comprimare a condensatului în pompa de alimentare; III - IV - the process of compressing the condensate in the feed pump;
IV - V - încălzirea condensatului la contactul cu căldura gazelor de ardere; IV - V - heating of the condensate in contact with the heat of the combustion gases;
V - VI - procesul de evaporare parţială a condensatului fierbinte în schimbătorul de căldură; V - VI - the partial evaporation process of the hot condensate in the heat exchanger;
VI - VII - procesul de supraîncălzire a aburului evaporat parţial; VI - VII - the process of overheating the partially evaporated steam;
V - VII - procesul de supraîncălzire a fluxului de bază de abur; V - VII - the process of superheating the basic steam flow;
VII - I - cedarea în recuperatorul cu abur de către fluxul de abur supraîncălzit a căldurii latente fluxului circulant de abur saturat umed. VII - I - yielding in the steam recuperator by the superheated steam flow of the latent heat to the circulating flow of moist saturated steam.
Procedeul pentru transformarea energiei aburului în energie electrică constă în aceea că în spaţiul închis al supraîncălzitorului de abur 2 are loc arderea combustibilului. Având în vedere lipsa pierderilor de căldură pentru generarea aburului în cantităţi mari, deoarece produsele de ardere contactează direct cu agentul de lucru din supraîncălzitorul de abur 2, agentul de lucru dispune de potenţial termic şi temperaturi ridicate. Parametrii supracritici ai aburului supraîncălzit, astfel obţinuţi, servesc drept bază pentru realizarea procedeului de transformare a energiei aburului în energie electrică. The process for transforming the steam energy into electrical energy consists in the fact that the combustion of fuel takes place in the closed space of the steam superheater 2. Considering the lack of heat losses for the generation of steam in large quantities, since the combustion products directly contact the working agent in the steam superheater 2, the working agent has thermal potential and high temperatures. The supercritical parameters of the superheated steam, thus obtained, serve as the basis for the realization of the steam energy transformation process into electrical energy.
Procedeul propus permite de a spori semnificativ, cu peste 30%, furnizarea energiei electrice, de a scădea temperatura aburului supraîncălzit la intrarea în turbină şi de a reduce prin aceasta cerinţele pentru materialele utilizate în calea fluxului agentului de lucru. The proposed process allows to significantly increase, by more than 30%, the supply of electricity, to decrease the temperature of the superheated steam at the entrance to the turbine and thereby reduce the requirements for the materials used in the path of the flow of the working agent.
Instalaţia pentru transformarea energiei aburului în energie electrică include, instalate în direcţia deplasării gazelor de ardere, o sursă de încălzire 1 a agentului de lucru, gazele de ardere ale căreia traversează supraîncălzitorul de abur 2, care comunică cu schimbătorul de căldură 3, care comunică cu preîncălzitorul de aer 4, care comunică cu un dispozitiv de curăţare şi evacuare a gazelor de ardere 5. Circuitul închis al instalaţiei pentru transformarea energiei aburului în energie electrică conţine, amplasate în direcţia deplasării agentului de lucru, o conductă de abur saturat uscat 6 conectată la intrarea turbinei cu abur cu condensaţie 7, pe acelaşi ax cu care este amplasat generatorul electric 8. Turbina 7 este dotată cu un separator-colector de condensat 9, pentru colectarea condensatului. Ieşirea turbinei 7 este conectată prin conducta de abur de emisie 10 la condensatorul de abur 11, unde aburul se răceşte şi se condensează. Separatorul-colector de condensat 9 şi condensatorul de abur 11 sunt respectiv unite, prin intermediul conductelor de condensat 12, 13 şi 14, cu pompa de alimentare 15, care este unită prin conducta de condensat refulat 16 cu schimbătorul de căldură 3 format din două secţii cuplate consecutiv: o secţie de încălzire a condensatului refulat şi a doua secţie de abur saturat umed, unită prin separatorul de abur saturat umed 17 şi o conductă de abur saturat umed 18 cu supraîncălzitorul de abur 2, ieşirea căruia este conectată prin conducta de abur supraîncălzit 19 la corpul cav al recuperatorului cu abur 20, în care este amplasată o conductă a fluxului de condensat fierbinte, unde fluxurile agentului de lucru şi al aburului supraîncălzit sunt direcţionate în contrasens între ele. Conducta agentului de lucru prin conducta de condensat fierbinte 21 primeşte condensat fierbinte din secţia de încălzire a condensatului refulat a schimbătorului de căldură 3 şi îl transmite în fluxul de bază al aburului saturat umed, care se debitează prin separatorul 22 şi prin conducta de abur saturat umed 23 în supraîncălzitorul de abur 2. The installation for the transformation of steam energy into electrical energy includes, installed in the direction of movement of the combustion gases, a heating source 1 of the working agent, the combustion gases of which pass through the steam superheater 2, which communicates with the heat exchanger 3, which communicates with the air preheater 4, which communicates with a device for cleaning and exhausting combustion gases 5. The closed circuit of the installation for the transformation of steam energy into electrical energy contains, located in the direction of movement of the working agent, a pipe of dry saturated steam 6 connected to the steam turbine inlet with condensation 7, on the same shaft as the electric generator 8 is located. The turbine 7 is equipped with a condensate separator-collector 9, for condensate collection. The output of the turbine 7 is connected through the emission steam line 10 to the steam condenser 11, where the steam cools and condenses. The condensate separator-collector 9 and the steam condenser 11 are respectively connected, by means of the condensate pipes 12, 13 and 14, to the feed pump 15, which is connected via the discharged condensate pipe 16 to the heat exchanger 3 consisting of two sections coupled consecutively: a heating section of the discharged condensate and the second wet saturated steam section, connected through the wet saturated steam separator 17 and a wet saturated steam pipe 18 to the steam superheater 2, the output of which is connected through the superheated steam pipe 19 to the hollow body of the steam recuperator 20, in which a pipe of the hot condensate flow is placed, where the flows of the working agent and the superheated steam are directed against each other. The working agent line through the hot condensate line 21 receives hot condensate from the recirculated condensate heating section of the heat exchanger 3 and transmits it to the base stream of wet saturated steam, which is discharged through the separator 22 and through the wet saturated steam line 23 in steam superheater 2.
Instalaţia pentru transformarea energiei aburului în energie electrică funcţionează în modul următor. The installation for the transformation of steam energy into electrical energy works in the following way.
Drept rezultat al arderii combustibilului în sursa de încălzire 1 se încălzeşte fluidul agentului de lucru din supraîncălzitorul de abur 2, apoi din schimbătorul de căldură 3, unde se formează abur supraîncălzit, acesta, prin conducta de abur supraîncălzit 19, se îndreaptă în cavitatea de abur supraîncălzit a recuperatorului cu abur 20, unde cedează căldura sa într-o cantitate egală cu căldura latentă necesară pentru evaporarea fluxului circulant de abur saturat umed, şi astfel la ieşirea din recuperatorul cu abur 20 se transformă în abur supraîncălzit uscat şi se îndreaptă spre intrarea în turbina 7, iar fluxul circulant de abur saturat umed generat în conducta agentului de lucru a schimbătorului de căldură 3 al recuperatorului cu abur 20, se îndreaptă prin separatorul 22 şi conducta de abur saturat umed 23 în supraîncălzitorul de abur 2. As a result of burning the fuel in the heating source 1, the working agent fluid is heated in the steam superheater 2, then in the heat exchanger 3, where superheated steam is formed, it, through the superheated steam pipe 19, goes into the steam cavity superheated steam recuperator 20, where it gives up its heat in an amount equal to the latent heat required to evaporate the circulating flow of wet saturated steam, and thus at the exit of the steam recuperator 20 it turns into dry superheated steam and goes to the entrance to turbine 7, and the circulating flow of wet saturated steam generated in the working agent pipe of the heat exchanger 3 of the steam recuperator 20, goes through the separator 22 and the wet saturated steam pipe 23 in the steam superheater 2.
Aburul supraîncălzit uscat la intrarea în turbina 7, posedă parametri speciali cu: temperatură scăzută, densitate ridicată şi presiune de funcţionare, ce creşte energia sa cinetică. Aburul supraîncălzit uscat intră în turbina 7, unde transmite energia sa potenţială paletelor turbinei 7, comunicând o mişcare de rotaţie rotorului generatorului electric 8, ca rezultat aburul se extinde cu scădere de temperatură şi se condensează, în legătură cu aceasta volumul lui total se reduce, condensatul prin separatorul-colector al condensatului se retrage, iar resturile de aburi de emisie nimeresc în condensatorul 11, unde se răcesc şi se condensează, şi prin intermediul conductelor de condensat 12, 13 şi 14, condensatul este aspirat de pompa de alimentare 15 şi este pompat prin conducta de condensat refulat 16 pentru alimentarea schimbătorului de căldură 3, unde este încălzit până la punctul de fierbere. Fluxul resorbit de condensat fierbinte în mărime de 30% în raport cu căldura combustibilului ars, prin conducta 19 este avansat agentului de lucru al recuperatorului 20, iar o parte mică de 10% în raport cu căldura combustibilului ars trece în secţia de abur saturat umed a schimbătorului de căldură 3, din care prin separatorul de abur saturat umed 17 şi conducta de abur saturat umed 18 este debitat în supraîncălzitorul 2, după care ciclul se repetă. The superheated dry steam entering the turbine 7 has special parameters with: low temperature, high density and operating pressure, which increases its kinetic energy. The dry superheated steam enters the turbine 7, where it transmits its potential energy to the blades of the turbine 7, communicating a rotational movement to the rotor of the electric generator 8, as a result the steam expands with a decrease in temperature and condenses, in connection with this its total volume is reduced, the condensate through the separator-collector of the condensate is withdrawn, and the remains of the emission steam reach the condenser 11, where they cool and condense, and by means of the condensate pipes 12, 13 and 14, the condensate is sucked by the feed pump 15 and is pumped through the discharged condensate line 16 to feed the heat exchanger 3, where it is heated to the boiling point. The resorbed flow of hot condensate in the amount of 30% in relation to the heat of the burnt fuel, through the pipe 19 is advanced to the working agent of the recuperator 20, and a small part of 10% in relation to the heat of the burnt fuel passes into the wet saturated steam section of the heat exchanger 3, from which through the wet saturated steam separator 17 and the wet saturated steam pipe 18 it is discharged into the superheater 2, after which the cycle is repeated.
După cum rezultă din descrierea instalaţiei şi procedeului pentru transformarea energiei aburului în energie electrică, sunt incluse o combinaţie de elemente constructive şi procese tehnologice, care permit atât de a combina fluxul agentului de lucru în partea condensatului din turbina 7, din separatorul-colector de condensat 9 şi din condensatorul de abur 11, cât şi de a diviza fluxul de abur saturat umed, resorbit de condensatul fierbinte în mărime de 30% în raport cu căldura combustibilului ars şi partea mică de 10% în raport cu căldura combustibilului ars, care sunt respectiv reprezentate în diagrama termodinamică în sistemul cu coordonate T-S din fig. 2. Conturul ce reprezintă deplasarea fluxului mic al agentului de lucru aproape corespunde cu ciclul Rankine, scopul principal al căruia serveşte pentru formarea vacuumului în condensatorul de abur 11, creând astfel capacităţi suplimentare şi stabilităţi pentru funcţionarea turbinei 7. Relaţiile dintre valorile fluxului comun, de bază sunt resorbţia căldurii combustibilului ars şi a părţii mici de agent de lucru din ciclul prezentat în diagrama termodinamică în sistemul cu coordonate T-S din fig. 2 şi depind numai de precizia acţiunii regulatorului de control al procesului tehnologic al centralei electrice de condensare în regimurile tranzitorii de suprimare/selectare a sarcinii. Astfel, instalaţia şi procedeul pentru transformarea energiei aburului în energie electrică permit de a spori semnificativ producerea energiei mecanice şi electrice obţinute prin utilizarea degajărilor de căldură în procesul condensării aburului, precum şi reducerea poluării mediului ambiant, asigurând un randament ridicat. As it follows from the description of the installation and the process for the transformation of steam energy into electrical energy, a combination of constructive elements and technological processes are included, which allow to combine the flow of the working agent in the condensate part of the turbine 7, from the separator-condensate collector 9 and from the steam condenser 11, as well as to divide the wet saturated steam flow, resorbed by the hot condensate in the amount of 30% in relation to the heat of the burnt fuel and the small part of 10% in relation to the heat of the burnt fuel, which are respectively represented in the thermodynamic diagram in the system with T-S coordinates in fig. 2. The contour representing the displacement of the small flow of the working agent almost corresponds to the Rankine cycle, the main purpose of which serves to form the vacuum in the steam condenser 11, thus creating additional capacities and stability for the operation of the turbine 7. The relationships between the values of the common flow, of basis are the resorption of the heat of the burned fuel and the small part of the working agent from the cycle shown in the thermodynamic diagram in the system with T-S coordinates in fig. 2 and depend only on the precision of the action of the control regulator of the technological process of the condensing power plant in the transient load suppression/selection regimes. Thus, the installation and the process for the transformation of steam energy into electrical energy allow to significantly increase the production of mechanical and electrical energy obtained by using the heat releases in the steam condensation process, as well as reducing environmental pollution, ensuring a high yield.
1. US 7726129 B2 2010.06.01 1. US 7726129 B2 2010.06.01
2. EA 001492 B1 2001.04.23 2. EA 001492 B1 2001.04.23
3. RU 2006597 C1 1994.01.30 3. RU 2006597 C1 1994.01.30
4. US 8046999 B2 2011.11.01 4. US 8046999 B2 2011.11.01
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDA20110049A MD4322C1 (en) | 2011-05-17 | 2011-05-17 | Device and process for converting steam energy into electrical energy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDA20110049A MD4322C1 (en) | 2011-05-17 | 2011-05-17 | Device and process for converting steam energy into electrical energy |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MD20110049A2 MD20110049A2 (en) | 2012-11-30 |
| MD4322B1 MD4322B1 (en) | 2015-01-31 |
| MD4322C1 true MD4322C1 (en) | 2015-07-31 |
Family
ID=47296854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MDA20110049A MD4322C1 (en) | 2011-05-17 | 2011-05-17 | Device and process for converting steam energy into electrical energy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| MD (1) | MD4322C1 (en) |
Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE407119C (en) * | 1923-09-26 | 1924-12-15 | Babcock & Wilcox Dampfkesselwe | Steam boiler and power machine system with exhaust steam storage |
| SU4385A1 (en) * | 1925-11-14 | 1928-01-31 | Кристиани С. | Teplosilovo installation with a closed cycle |
| DE488248C (en) * | 1927-02-19 | 1929-12-23 | Aeg | Steam system with overheating and hot water storage |
| SU43653A1 (en) * | 1934-05-28 | 1935-07-31 | А.К. Якимов | Heat power installation |
| DE2146952A1 (en) * | 1970-10-02 | 1972-04-06 | Waagner Biro Ag | Thermal power plant and process for its operation |
| US4129004A (en) * | 1976-03-09 | 1978-12-12 | Deutsche Babcock Aktiengesellschaft | Method and apparatus for the storage of energy in power plants |
| SU954575A1 (en) * | 1980-11-12 | 1982-08-30 | Среднеазиатское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института "Вниипиэнергопром" | Power plant |
| JPS5823207A (en) * | 1981-07-31 | 1983-02-10 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Thermoelectric power plant equipped with stored steam power generation system |
| SU1206445A1 (en) * | 1982-04-19 | 1986-01-23 | Briskin Lev A | Power plant |
| RU2006597C1 (en) * | 1990-04-17 | 1994-01-30 | Евгений Борисович Глаголев | Method of performing regenerative vapor-and-liquid cycle of thermal power device |
| RU2156368C2 (en) * | 1997-01-15 | 2000-09-20 | Котлов Анатолий Афонасьевич | Potential-energy power plant |
| EA001492B1 (en) * | 1996-10-30 | 2001-04-23 | Закрытое Акционерное Общество "Независимая Энергетика" | Process for transformation of vapour energyinto mechanical energy |
| CA2546169A1 (en) * | 2003-11-20 | 2005-06-02 | Ormat Technologies Inc. | Hybrid power system for continuous reliable power at locations including remote locations |
| WO2009064378A2 (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-22 | Ausra, Inc. | Efficient low temperature thermal energy storage |
| US7726129B2 (en) * | 2004-06-16 | 2010-06-01 | E.A. Technical Services Limited | Stirling cycle engine |
| EP2195515A1 (en) * | 2007-10-12 | 2010-06-16 | Doty Scientific Inc. | High-temperature dual-source organic rankine cycle with gas separations |
| CN101828319A (en) * | 2007-10-19 | 2010-09-08 | 塞佩姆股份公司 | Installation and methods for storing and restoring electrical energy using a piston-type gas compression and expansion unit |
| WO2011005343A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Nrg Energy, Inc. | Combined cycle power plant |
| AU2009251187A1 (en) * | 2009-07-17 | 2011-02-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Carbon dioxide recovery system and method |
| RU2009138797A (en) * | 2009-10-20 | 2011-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический универси | HEAT ELECTRIC STATION |
| WO2012049086A1 (en) * | 2010-10-14 | 2012-04-19 | Abb Research Ltd | Waste heat recovery system |
| TW201307669A (en) * | 2011-03-31 | 2013-02-16 | Alstom Technology Ltd | System and method for controlling waste heat for CO2 capture |
-
2011
- 2011-05-17 MD MDA20110049A patent/MD4322C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE407119C (en) * | 1923-09-26 | 1924-12-15 | Babcock & Wilcox Dampfkesselwe | Steam boiler and power machine system with exhaust steam storage |
| SU4385A1 (en) * | 1925-11-14 | 1928-01-31 | Кристиани С. | Teplosilovo installation with a closed cycle |
| DE488248C (en) * | 1927-02-19 | 1929-12-23 | Aeg | Steam system with overheating and hot water storage |
| SU43653A1 (en) * | 1934-05-28 | 1935-07-31 | А.К. Якимов | Heat power installation |
| DE2146952A1 (en) * | 1970-10-02 | 1972-04-06 | Waagner Biro Ag | Thermal power plant and process for its operation |
| US4129004A (en) * | 1976-03-09 | 1978-12-12 | Deutsche Babcock Aktiengesellschaft | Method and apparatus for the storage of energy in power plants |
| SU954575A1 (en) * | 1980-11-12 | 1982-08-30 | Среднеазиатское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института "Вниипиэнергопром" | Power plant |
| JPS5823207A (en) * | 1981-07-31 | 1983-02-10 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Thermoelectric power plant equipped with stored steam power generation system |
| SU1206445A1 (en) * | 1982-04-19 | 1986-01-23 | Briskin Lev A | Power plant |
| RU2006597C1 (en) * | 1990-04-17 | 1994-01-30 | Евгений Борисович Глаголев | Method of performing regenerative vapor-and-liquid cycle of thermal power device |
| EA001492B1 (en) * | 1996-10-30 | 2001-04-23 | Закрытое Акционерное Общество "Независимая Энергетика" | Process for transformation of vapour energyinto mechanical energy |
| RU2156368C2 (en) * | 1997-01-15 | 2000-09-20 | Котлов Анатолий Афонасьевич | Potential-energy power plant |
| CA2546169A1 (en) * | 2003-11-20 | 2005-06-02 | Ormat Technologies Inc. | Hybrid power system for continuous reliable power at locations including remote locations |
| US7726129B2 (en) * | 2004-06-16 | 2010-06-01 | E.A. Technical Services Limited | Stirling cycle engine |
| EP2195515A1 (en) * | 2007-10-12 | 2010-06-16 | Doty Scientific Inc. | High-temperature dual-source organic rankine cycle with gas separations |
| US8046999B2 (en) * | 2007-10-12 | 2011-11-01 | Doty Scientific, Inc. | High-temperature dual-source organic Rankine cycle with gas separations |
| CN101828319A (en) * | 2007-10-19 | 2010-09-08 | 塞佩姆股份公司 | Installation and methods for storing and restoring electrical energy using a piston-type gas compression and expansion unit |
| WO2009064378A2 (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-22 | Ausra, Inc. | Efficient low temperature thermal energy storage |
| WO2011005343A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Nrg Energy, Inc. | Combined cycle power plant |
| AU2009251187A1 (en) * | 2009-07-17 | 2011-02-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Carbon dioxide recovery system and method |
| RU2009138797A (en) * | 2009-10-20 | 2011-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический универси | HEAT ELECTRIC STATION |
| WO2012049086A1 (en) * | 2010-10-14 | 2012-04-19 | Abb Research Ltd | Waste heat recovery system |
| TW201307669A (en) * | 2011-03-31 | 2013-02-16 | Alstom Technology Ltd | System and method for controlling waste heat for CO2 capture |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD20110049A2 (en) | 2012-11-30 |
| MD4322B1 (en) | 2015-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101970832B (en) | Storage of electrical energy in a heat accumulator and reverse electrical energy production by means of a thermodynamic cycle | |
| US9341113B2 (en) | Atomizing air heat exchange for heating attemperation feed water in a combined cycle turbine | |
| EP1752617A2 (en) | Combined cycle power plant | |
| RU2691881C1 (en) | Thermal power plant | |
| CN108119198B (en) | Steel plant waste energy and waste heat recovery power generation system and its working method | |
| WO2016165932A1 (en) | Energy storage system and method | |
| SE437541B (en) | COMBINED GAS TURBIN ANGTURBIN INSTALLATION WITH INTEGRATED PART COMBUSTION OF FUEL | |
| JP2013527370A (en) | Energy recovery and steam supply for increased power output in combined cycle power systems | |
| CN201819201U (en) | Glass kiln pure low temperature waste heat power generation system | |
| CN103353239A (en) | Improved lime kiln exhaust gas waste heat power generation system and power generation method thereof | |
| RU2230921C2 (en) | Method of operation and steam-gas plant of power station operating on combination fuel (solid and gaseous or liquid fuel) | |
| RU2425987C1 (en) | Method of power plant operation | |
| CN201339497Y (en) | Sintering surplus-heat power generating system with byproduct gas afterburning | |
| CN103644087A (en) | Solar thermal power generation device with after-burning function | |
| RU2749800C1 (en) | Thermal power station | |
| EP2601394B1 (en) | Gas turbine apparatus with improved exergy recovery | |
| CN105781642B (en) | A kind of steam boiler system with generating function and its method of work | |
| CN206094611U (en) | Take cement kiln waste heat power generation device of solar energy collection field | |
| RU2409746C2 (en) | Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine | |
| CN208347846U (en) | A kind of utilization system of Stirling-Rankine combined-cycle technology | |
| MD4322C1 (en) | Device and process for converting steam energy into electrical energy | |
| RU2752123C1 (en) | Thermal power station | |
| CA2441692A1 (en) | Method and apparatus for producing superheated steam | |
| RU2561776C2 (en) | Combined-cycle plant | |
| RU2686541C1 (en) | Steam-gas plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG4A | Patent for invention issued | ||
| KA4A | Patent for invention lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration) | ||
| MM4A | Patent for invention definitely lapsed due to non-payment of fees |