RU2560615C1

RU2560615C1 - Heat power plant operation mode

Info

Publication number: RU2560615C1
Application number: RU2014113544/02A
Authority: RU
Inventors: Айрат Маратович Гафуров
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2014-04-07
Publication date: 2015-08-20

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: invention can be used in heat power plants (HPP) for utilisation of excess low-grade heat of return system water and utilisation of high-grade heat of industrial steam extraction for additional electric power generation. The method of utilisation of heat of the heat power plant (HPP) includes the supply of heating performance steam from the steam turbine extractions into the steam space of the top and lower system heaters, supply of system water from consumers along the return system water pipeline into the heat exchanger cooler of system water and into the lower, and upper system heaters, supply of system water into the system water supply pipeline and pumping of the spent steam from the steam turbine into steam space of the condenser where steam is condensed on the surface of condenser tubes. Condensate by means of the condensate pump of the steam turbine condenser is pumped to the regeneration system. The condensation unit is used which has a steam turbine condenser with production steam extraction. Utilisation of excess low-grade heat of the return system water and utilisation of high-grade heat of industrial steam extraction are performed by means of the heat engine with the closed circulation circuit, operating according to organic Rankine cycle where the cooling liquid is a low-boiling working body circulating in the closed circuit which is compressed in the condensate pump of the heat engine, heated in the heat exchanger cooler of system water, evaporated and overheated in the steam turbine condenser with production steam extraction, expanded in the turbine expander of the heat engine and condensed in the heat exchanger condenser of the heat engine. In special cases of the invention implementation the heat exchanger condenser of the heat engine is an air cooling condenser or a water cooling condenser, or an air and water cooling condenser. The low-boiling working body is the liquefied carbon dioxide CO₂.

EFFECT: improvement of efficiency of heat power plant due to utilisation of excess low-grade heat of the return system water for additional electric power generation.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.The invention relates to the field of energy and can be used at thermal power plants (TPPs) when disposing of excess low-grade heat of return network water and utilization of high-grade heat of steam of production selection for additional generation of electric energy.

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).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 heated by steam of turbine withdrawals in the lower and upper network heaters, as well as in the condenser of the heat pump installation with heat removed from the return network water in the evaporator of the heat pump installation, after which they are sent to consumers, while the entire flow of network water is sequentially heated in the lower network heater, the condenser of the heat pump installation and the upper network heater atelier (patent RU No. 2275512, IPC F01K 17/02, 04/27/2006).

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).The prototype is the method of operation of a thermal power plant containing a cogeneration turbine with heating steam extraction, supply and return pipelines of the heating network, network heaters connected via a heated medium between the supply and return pipelines of the heating network and connected via heating medium to the heating selection, heat pump installation with an evaporator included in the return pipe of the heating system, and a condenser, while the condenser of the heat pump installation is included in the supply pipe of the heating system after evyh heaters (patent RU №2269014, IPC 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.In the known method, the network water returned from the consumers through the return pipe of the heating network is supplied by the network pump to the evaporator of the heat pump installation, where it transfers part of the heat to the coolant of the heat pump installation and is cooled, then the network water is supplied to the network heaters, where it is heated by steam from the turbine heating taps. Before being supplied to consumers, the network water is additionally heated in the condenser of the heat pump installation due to the heat of the refrigerant circulating in the circuit of the heat pump installation. Due to the sequential inclusion of the evaporator of the heat pump installation in the return pipe of the heating system to the network heaters, and the condenser in the supply pipe of the heating system after the network heaters, maximum cooling of the return network water is achieved.

Таким образом, в известном способе работы тепловой электрической станции пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, сетевая вода поступает от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в испаритель, выполняющий функцию теплообменника-охладителя сетевой воды, нижний сетевой подогреватель и верхний сетевой подогреватель, далее сетевую воду направляют в подающий трубопровод сетевой воды, отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, причем в испарителе, выполняющем функцию теплообменника-охладителя сетевой воды, осуществляют утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды при помощи охлаждающей жидкости.Thus, in the known method of operating a thermal power plant, steam of heating parameters from the steam turbine’s withdrawals enters the steam space of the upper and lower network heaters, network water is supplied from consumers through a return line of network water to the evaporator, which serves as a heat exchanger-cooler of network water, the lower network the heater and the upper network heater, then the network water is sent to the supply pipe of the network water, the exhaust steam comes from the steam turbine into the steam The condenser’s space is condensed on the surface of the condenser tubes, while the condensate is sent to the regeneration system using the condenser pump of the condenser of the steam turbine, and in the evaporator, which acts as a heat exchanger-cooler of the network water, the excess low-potential heat of the return network water is recycled using coolant.

Основным недостатком аналога и прототипа является то, что утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды осуществляют в целях выработки дополнительной тепловой энергии, а не для дополнительной выработки электрической энергии.The main disadvantage of the analogue and the prototype is that the disposal of excess low potential heat return network water is carried out in order to generate additional thermal energy, and not for additional generation of electric energy.

Кроме этого, недостатком аналога и прототипа является относительно низкий коэффициент полезного действия ТЭС по выработке электрической энергии, обусловленный затратами электрической мощности на привод теплонасосной установки.In addition, the disadvantage of the analogue and the prototype is the relatively low efficiency of TPPs for the generation of electric energy, due to the cost of electric power to drive the heat pump installation.

Задачей изобретения является разработка способа утилизации теплоты ТЭС, в котором устранены указанные недостатки аналога и прототипа.The objective of the invention is to develop a method of utilizing the heat of a thermal power plant, which eliminates these disadvantages of the analogue and prototype.

Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия ТЭС за счет утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды для дополнительной выработки электрической энергии.The technical result is to increase the efficiency of TPPs due to the utilization of excess low-grade heat of return network water for additional generation of electric energy.

Технический результат достигается тем, что в способе утилизации теплоты тепловой электрической станции, включающем подачу пара отопительных параметров из отборов паровой турбины в паровое пространство верхнего и нижнего сетевых подогревателей, подачу сетевой воды от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в теплообменник-охладитель сетевой воды и в нижний, и верхний сетевые подогреватели, подачу сетевой воды в подающий трубопровод сетевой воды и направление отработавшего пара из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, в котором пар конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, согласно настоящему изобретению, дополнительно используют конденсационную установку, имеющую конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара, и осуществляют утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и 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, которое сжимают в конденсатном насосе теплового двигателя, нагревают в теплообменнике-охладителе сетевой воды, испаряют и перегревают в конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе теплового двигателя.The technical result is achieved in that in a method of heat recovery of a thermal power plant, comprising supplying steam of heating parameters from steam turbine offsets to the steam space of the upper and lower network heaters, supplying network water from consumers via a return line of network water to the network water heat exchanger-cooler and the lower and upper network heaters, the supply of network water to the supply pipe of the network water and the direction of the exhaust steam from the steam turbine into the steam space a condenser in which steam is condensed on the surface of the condenser tubes, the condensate being sent to the regeneration system using the condensate pump of the steam turbine condenser, according to the present invention, a condensing unit having a steam turbine condenser with production steam extraction is additionally used, and excess low-potential heat is recovered return network water and utilization of high potential heat of steam of production selection using a heat engine I with a closed circulation loop operating on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed loop, which is compressed in a condensate pump of a heat engine, is used as a coolant, heated in a heat exchanger-cooler of a network water, evaporated and overheated in a steam condenser steam production turbines are expanded in a heat engine turbo-expander and condensed in a heat engine heat exchanger-condenser.

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

В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный углекислый газ CO₂.As a low-boiling working fluid, liquefied carbon dioxide CO _{2 is used} .

Таким образом, технический результат достигается за счет утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины с производственным отбором пара для дополнительной выработки электрической энергии, которые осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в теплообменнике-охладителе сетевой воды и конденсаторе паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного углекислого газа CO₂) теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the technical result is achieved by utilizing the excess low potential heat of the return network water and utilizing the high potential heat of the production steam from a steam turbine with production steam extraction for additional generation of electric energy, which is carried out by sequential heating, respectively, in the heat exchanger-cooler of network water and steam turbine condenser with production steam extraction, low-boiling working fluid (liquefied carbon dioxide and CO ₂₎ of the heat engine with closed-loop circulation operation in the organic Rankine cycle.

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

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

1 - паровая турбина,1 - 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 - верхний сетевой подогреватель,10 - upper network heater,

11 - нижний сетевой подогреватель,11 - lower network heater,

12 - подающий трубопровод сетевой воды,12 - supply pipe network water,

13 - обратный трубопровод сетевой воды,13 - return pipe network water,

14 - теплообменник-охладитель сетевой воды,14 - heat exchanger-cooler network water,

15 - конденсационная установка,15 - condensation installation,

16 - паровая турбина с производственным отбором пара,16 - steam turbine with production steam extraction,

17 - электрогенератор паровой турбины с производственным отбором пара,17 - an electric generator of a steam turbine with production steam extraction,

18 - конденсатор паровой турбины с производственным отбором пара,18 is a condenser of a steam turbine with production steam extraction,

19 - конденсатный насос конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара.19 is a condensate pump of a condenser of a steam turbine with production steam extraction.

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, и теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, включенный по нагреваемой среде в обратный трубопровод 13 сетевой воды перед нижним сетевым подогревателем 11.The thermal power plant includes a series-connected steam turbine 1, a steam turbine condenser 2 and a condenser pump 3 of the steam turbine condenser, as well as a main electric generator 4 connected to the steam turbine 1, which is connected via heating medium to the upper 10 and lower 11 network heaters connected via heated medium between the supply 12 and return 13 piping of network water, and a heat exchanger-cooler 14 network water, included through the heated medium in the return pipe 13 of network water in front of the bottom network heater 11.

В тепловую электрическую станцию введены конденсационная установка 15 и тепловой двигатель 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающий по органическому циклу Ренкина.A condensing unit 15 and a heat engine 5 with a closed circulation loop operating according to the organic Rankine cycle are introduced into the thermal power station.

Конденсационная установка 15 содержит последовательно соединенные паровую турбину 16 с производственным отбором пара, имеющую электрогенератор 17, конденсатор 18 паровой турбины с производственным отбором пара и конденсатный насос 19 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара.The condensing unit 15 comprises a series-coupled steam turbine 16 with production steam having an electric generator 17, a steam turbine condenser 18 with production steam and a condensate pump 19 of the steam turbine condenser with production steam.

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 и конденсатный насос 9, причем выход конденсатного насоса 9 соединен по нагреваемой среде с входом теплообменника-охладителя 14 сетевой воды, а выход теплообменника-охладителя 14 сетевой воды по нагреваемой среде соединен с входом конденсатора 18 паровой турбины с производственным отбором пара, выход конденсатора 18 паровой турбины с производственным отбором пара 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 and a condensate pump 9, the output of the condensate pump 9 being connected via a heated medium to the input of the network water heat exchanger-cooler 14 and the output of the heat exchanger-cooler 14 network water through the heated medium is connected to the input of the condenser 18 of the steam turbine with production steam extraction, the output of the condenser 18 of the steam turbine with the production selection of steam is connected through a heated medium with the inlet of the turboexpander 6, forming a closed cooling circuit.

Способ утилизации теплоты тепловой электрической станции осуществляют следующим образом.The method of heat recovery of a thermal power plant is as follows.

Способ включает в себя подачу пара отопительных параметров из отборов паровой турбины 1 в паровое пространство верхнего 10 и нижнего 11 сетевых подогревателей, подачу сетевой воды от потребителей по обратному 13 трубопроводу сетевой воды в теплообменник-охладитель 14 сетевой воды и в нижний 11, и верхний 10 сетевые подогреватели, подачу сетевой воды в подающий 12 трубопровод сетевой воды и направление отработавшего пара из паровой турбины 1 в паровое пространствоThe method includes supplying steam of heating parameters from the steam turbine 1 offsets to the steam space of the upper 10 and lower 11 network heaters, supplying network water from consumers via a return line 13 of the network water to the network water heat exchanger-cooler 14 and to the lower 11 and upper 10 network heaters, the supply of network water to the supply line 12 of the network water and the direction of the exhaust steam from the steam turbine 1 into the steam space

конденсатора 2, в котором пар конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса 3 конденсатора паровой турбины 1 направляют в систему регенерации.a condenser 2, in which steam condenses on the surface of the condenser tubes, wherein the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump 3 of the condenser of the steam turbine 1.

Отличием предлагаемого способа является то, что дополнительно используют конденсационную установку 15, имеющую конденсатор 18 паровой турбины 16 с производственным отбором пара, и осуществляют утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и 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, которое сжимают в конденсатном насосе 9 теплового двигателя 5, нагревают в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды, испаряют и перегревают в конденсаторе 18 паровой турбины 16 с производственным отбором пара, расширяют в турбодетандере 6 теплового двигателя и конденсируют в теплообменнике-конденсаторе 8 теплового двигателя.The difference of the proposed method is that they additionally use a condensing unit 15 having a condenser 18 of a steam turbine 16 with production steam extraction and utilize the excess low-potential heat of the return network water and utilize the high potential heat of the steam of production selection using a closed-circuit heat engine 5, working on the organic Rankine cycle, in which a low-boiling working fluid is used as a coolant, circulating e in a closed loop, which is compressed in the condensate pump 9 of the heat engine 5, is heated in the heat exchanger-cooler 14 of the network water, evaporated and overheated in the condenser 18 of the steam turbine 16 with production steam extraction, expanded in the turbine expander 6 of the heat engine and condensed in the heat exchanger-condenser 8 heat engine.

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

Пример конкретного выполненияConcrete example

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.The exhaust steam coming from the steam turbine 1 into the steam space of the condenser 2 is condensed on the surface of the condenser tubes. In this case, the condensate formed is sent via a condensate pump 3 of the steam turbine condenser to the regeneration system. The power of the steam turbine 1 is transmitted to the main generator 4 connected to one shaft.

Преобразование избыточной низкопотенциальной тепловой энергии обратной сетевой воды и высокопотенциальной тепловой энергии пара производственного отбора из паровой турбины 16, в механическую и, далее, в электрическую происходит в замкнутом контуре циркуляции теплового двигателя 5, работающего по органическому циклу Ренкина.The conversion of excess low-potential thermal energy from reverse network water and high-potential thermal energy from production steam from steam turbine 16 into mechanical and, further, into electric energy takes place in a closed loop of the heat engine 5 operating on the organic Rankine cycle.

Таким образом, утилизацию избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора из паровой турбины с производственным отбором пара осуществляют путем последовательного нагрева, соответственно, в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды и конденсаторе 18 паровой турбины с производственным отбором пара, низкокипящего рабочего тела (сжиженного углекислого газа СО₂) теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина.Thus, the utilization of excess low potential heat of return network water and the utilization of high potential heat of production steam from a steam turbine with production steam extraction is carried out by sequential heating, respectively, in a heat exchanger-cooler 14 of network water and a condenser 18 of a steam turbine with production steam extraction, low boiling working the body (liquefied carbon dioxide CO ₂ ) of a heat engine 5 with a closed loop, working on the organic Ren cycle Kina.

Весь процесс начинается с сжатия в конденсатном насосе 9 сжиженного углекислого газа СО₂, который направляют на нагрев в теплообменник-охладитель 14 сетевой воды, куда поступает обратная сетевая вода из обратного трубопровода 13. При этом температура обратной сетевой воды может варьироваться в интервале от 313,15 К до 343,15 К.The whole process begins with the compression in the condensate pump 9 of liquefied carbon dioxide CO ₂ , which is sent for heating to the heat exchanger-cooler 14 of the network water, where the return network water from the return pipe 13 enters. In this case, the temperature of the return network water can vary in the range from 313, 15 K to 343.15 K.

В процессе теплообмена обратной сетевой воды с сжиженным углекислым газом СO₂ в теплообменнике-охладителе 14 сетевой воды происходит нагрев сжиженного углекислого газа СO₂ до критической температуры 304,13 К при сверхкритическом давлении от 7,4 МПа до 25 МПа, и далее его направляют на испарение и перегрев в конденсатор 18 паровой турбины с производственным отбором пара, куда поступает пар производственного отбора из паровой турбины 16 при температуре около 573 К.In the process of heat exchange of the return network water with liquefied carbon dioxide CO ₂ in the heat exchanger-cooler 14 of the network water, the liquefied carbon dioxide CO ₂ is heated to a critical temperature of 304.13 K at a supercritical pressure of 7.4 MPa to 25 MPa, and then it is sent to evaporation and overheating in the condenser 18 of the steam turbine with production steam extraction, where the production steam comes from the steam turbine 16 at a temperature of about 573 K.

Пар, поступающий из производственного отбора паровой турбины 16 в паровое пространство конденсатора 18, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость (сжиженный углекислый газ СO₂). Мощность паровой турбины 16 передается соединенному на одном валу основному электрогенератору 17.The steam coming from the production selection of the steam turbine 16 into the steam space of the condenser 18 condenses on the surface of the condenser tubes, inside which coolant flows (liquefied carbon dioxide CO ₂ ). The power of the steam turbine 16 is transmitted to the main electric generator 17 connected to one shaft.

Конденсация пара сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования, которая отводится при помощи охлаждающей жидкости. Образующийся конденсат с помощью конденсатного насоса 19 конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара 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 19 of a steam turbine condenser with production steam extraction is sent to the regeneration system.

В процессе конденсации пара производственного отбора в конденсаторе 18 паровой турбины происходит испарение сжиженного углекислого газа СО₂ и дальнейший его перегрев до сверхкритической температуры от 304,13 К до 390 К при сверхкритическом давлении от 7,4 МПа до 25 МПа, который направляют в турбодетандер 6.In the process of condensation of production selection steam in the condenser 18 of the steam turbine, the liquefied carbon dioxide CO ₂ evaporates and then overheats to a supercritical temperature of 304.13 K to 390 K at a supercritical pressure of 7.4 MPa to 25 MPa, which is sent to a turboexpander 6 .

Процесс настроен таким образом, что в турбодетандере 6 не происходит конденсации углекислого газа СO₂ в ходе срабатывания теплоперепада. Мощность турбодетандера 6 передается соединенному на одном валу электрогенератору 7. На выходе из турбодетандера 6 углекислый газ СО₂ имеет температуру около 288 К с влажностью, не превышающей 12%.The process is configured in such a way that carbon dioxide CO ₂ does not condense in the turboexpander 6 during the operation of the heat transfer. The power of the turboexpander 6 is transferred to an electric generator 7 connected to one shaft. At the outlet of the turboexpander 6, carbon dioxide CO ₂ has a temperature of about 288 K with a humidity not exceeding 12%.

Далее, при снижении температуры углекислого газа СO₂, происходит его сжижение в теплообменнике-конденсаторе 8, выполненного, 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 carbon dioxide CO ₂ 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 углекислый газ СO₂ направляют для сжатия в конденсатный насос 9 теплового двигателя.After the heat exchanger-condenser 8 in a liquefied state, carbon dioxide CO _{2 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 в работе тепловой электрической станции конденсационной установки 15 позволяет повысить начальные параметры низкокипящего рабочего тела теплового двигателя 5 с замкнутым контуром циркуляции до сверхкритических параметров, что приводит к увеличению теплоперепада на турбодетандере 6.The use of a condensing unit 15 in a thermal power plant allows increasing the initial parameters of the low-boiling working fluid of a heat engine 5 with a closed circulation circuit to supercritical parameters, which leads to an increase in heat transfer on a turboexpander 6.

Использование предлагаемого способа работы тепловой электрической станции позволит, по сравнению с прототипом, повысить коэффициент полезного действия ТЭС за счет утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.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 excess low potential heat of the return network water and utilizing the high potential heat of the production steam for additional generation of electric energy.

Claims

1. The method of heat recovery of a thermal power plant (TPP), including supplying steam of heating parameters from the steam turbine offsets to the steam space of the upper and lower network heaters, supplying network water from consumers through a return line of network water to the network water heat exchanger-cooler and lower and upper network heaters, the supply of network water to the supply pipe of the network water and the direction of the exhaust steam from the steam turbine into the steam space of the condenser in which the steam condenses I’m on the surface of the condenser tubes, and the condensate is sent to the regeneration system using the condensate pump of the condenser of the steam turbine, characterized in that they additionally use a condensing unit having a steam turbine condenser with production steam extraction and utilize the excess low-potential heat of the return mains water and utilize high-potential heat of steam production selection using a closed-circuit heat engine operating on to the Rankine organic cycle, in which a low-boiling working fluid circulating in a closed circuit, which is compressed in a condensate pump of a heat engine, is used as a coolant, heated in a heat exchanger-cooler of network water, evaporated and superheated in a condenser of a steam turbine with production steam extraction, expanded into turbine expander of the heat engine and condense in the heat exchanger-condenser of the heat engine.

2. The method according to p. 1, characterized in that the air-cooled condenser or the water-cooled condenser, or the air and water-cooled condenser are used as the heat exchanger-condenser of the heat engine.

3. The method according to p. 1, characterized in that as a low-boiling working fluid use liquefied carbon dioxide CO ₂ .