ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)RU
(11)2503827
(13)C2
(51) МПК
F01K17/02 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: по данным на 27.03.2015 - действует
Пошлина: учтена за 4 год с 21.03.2015 по 20.03.2016
(21), (22) Заявка: 2012110743/06,
20.03.2012
(24) Дата начала отсчета срока
действия патента:
20.03.2012
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 20.03.2012
(72) Автор(ы):
Хлебалин Юрий Максимович (RU)
(43) Дата публикации заявки:
27.09.2013
(73) Патентообладатель(и):
Федеральное государственное бюджетное
(45) Опубликовано: 10.01.2014
образовательное учреждение высшего
профессионального образования "Саратовский
государственный технический университет
(56) Список документов,
имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина
цитированных в отчете о
поиске: SU 992756 A1, 30.01.1983. RU Ю.А.) (RU)
2412358 C1, 20.02.2011. RU 2117793
C1, 20.08.1998. DE 3524882 C1,
11.09.1986. US 5079909 A, 14.01.1992.
US 4261166 A, 14.04.1981.
Адрес для переписки:
410054, г.Саратов, ул.
Политехническая, 77, СГТУ,
патентно-лицензионный отдел ЦТТ
(54) СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ И
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к энергетике. В способе работы теплофикационной паротурбинной установки
производят генерацию пара в паровом котле, его расширение в турбине с одновременной выработкой
электроэнергии и подогревом сетевой воды в зависимости от температурного графика тепловой сети и
графика электрической нагрузки в основных сетевых подогревателях паром из теплофикационных
отборов турбины или острым паром от редуционно-охладительной установки в дополнительных
сетевых подогревателях при отключении основных сетевых подогревателей и снижении подачи пара на
турбину. При подогреве сетевой воды в дополнительных сетевых подогревателях снижают подачу
острого пара на редуционно-охладительную установку, подают редуцированный пар в струйный
компрессор с одновременной подачей отборного пара из турбины на турбонасос. Производят
смешивание редуцированного пара с инжектируемым паром из турбонасоса в струйном компрессоре и
подают смешенный пар на дополнительный сетевой подогреватель. Также представлено устройство
для осуществление способа. Изобретение позволяет увеличить экономичность и маневренность
теплофикационной паротурбинной установки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к теплофикационным паротурбинным
установкам отопительных теплоэлектроцентралей и предназначено для увеличения экономичности и
маневренности при разгрузке электростанции по электрической мощности.
Известен способ работы теплофикационной паротурбинной установки и устройство для его
осуществления, описанные в (АС СССР, 1193275, опубл. 18.05.84 Б.И., 43, 1985). Согласно способу
подают пар из теплофикационного отбора в основной сетевой подогреватель, а острый пар через РОУ
в пиковый сетевой подогреватель. Дополнительно подают в пиковый сетевой подогреватель пар
промышленного отбора и уменьшают острый пар на редукционно-охладительную установку (РОУ) в
часы провала электрической нагрузки с отключением основного сетевого подогревателя.
Устройство содержит котел, турбину с промышленными и теплофикационными отборами пара,
конденсатор, основной и пиковый сетевые подогреватели, деаэратор, регенеративные подогреватели,
насосы, РОУ.
Недостатком такого технического решения является снижение расхода пара промышленного отбора
для технологических нужд предприятий; отсутствие промышленного отбора пара у турбин
отопительных (городских) ТЭЦ; дополнительная выработка электроэнергии паром промышленного
отбора, расходуемого на пиковый подогреватель не позволяет провести глубокую разгрузку ТЭЦ по
электрическому графику.
Наиболее близким к заявляемому является способ работы теплофикационной паротурбинной
установки (АС СССР,
992756, опубл. 30.01.83 Б.И.,
4, 1983). Согласно этому способу производят
подогрев сетевой воды в основных сетевых подогревателях паром из теплофикационных отборов
турбины. В часы снижения электрической нагрузки уменьшение электрической мощности
осуществляется сокращением расхода острого пара котла и снижением подачи пара на турбину с
редуцированием острого пара в РОУ, подачей его в дополнительной сетевой подогреватель с нагревом
в нем обратной сетевой воды при отключении основного сетевого подогревателя.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для работы теплофикационной паротурбинной
установки (А.С. СССР,
992756, опубл. 30.01.83 Б.И.,
4, 1983), содержащее котел, соединенный
трубопроводом острого пара с турбиной, электрогенератор, конденсатор, основной сетевой
подогреватель, соединенный с насосом и трубопроводом подачи обратной сетевой воды, деаэратор, а
также с дополнительным подогревателем, который подсоединен к трубопроводу острого пара через
редукционно-охладительную установку
Недостатком такого способа и устройства является низкая экономичность ТЭЦ при дросселировании
острого пара через РОУ.
Задачей предлагаемого изобретения является
теплофикационной паротурбинной установки.
повышение
экономичности
и
маневренности
Поставленная задача достигается тем, что в способе работы теплофикационной паротурбинной
установки производят генерацию пара в паровом котле, его расширение в турбине с одновременной
выработкой электроэнергии и подогревом сетевой воды в зависимости от температурного графика
тепловой сети и графика электрической нагрузки в основных сетевых подогревателях паром из
теплофикационных отборов турбины или острым паром от редуционно-охладительной установки в
дополнительных сетевых подогревателях при отключении основных сетевых подогревателей и
снижении подачи пара на турбину. Новым является то, что при подогреве сетевой воды в
дополнительных сетевых подогревателях снижают подачу острого пара на редуционно-охладительную
установку, подают редуцированный пар в струйный компрессор с одновременной подачей отборного
пара из турбины на турбонасос. Производят смешивание редуцированного пара с инжектируемым
паром из турбонасоса в струйном компрессоре и подают смешенный пар на дополнительный сетевой
подогреватель.
Поставленная задача достигается тем, что устройство содержит котел, соединенный трубопроводом
острого пара с турбиной, электрогенератор и конденсатор. К турбине подключены через
теплофикационные отборы основные сетевые подогреватели, соединенные с насосом и трубопроводом
подачи обратной сетевой воды, а также с дополнительным сетевым подогревателем, который
подсоединен к трубопроводу острого пара через редукционно-охладительную установку. Новым
является то, что дополнительно введен струйный компрессор, включенный между дополнительным
подогревателем и редукционно-охладительной установкой, а также турбонасос с питательным насосом,
подключенный с одной стороны к струйному компрессору, а с другой стороны - к турбине.
Других технических решений со сходными отличительными признаками обнаружено не было, таким
образом, заявляемое техническое решение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский
уровень».
Изобретение поясняется чертежом (фиг.1), где представлена схема работы теплофикационной
паротурбинной установки.
Позициями на чертеже обозначены: котел - 1; трубопровод острого пара - 2; турбина - 3;
электрогенератор - 4; конденсатор - 5; конденсатный насос - 6; теплофикационный отбор - 7, 15;
регенеративные подогреватели питательной воды - 8, 28; задвижки - 9, 14, 19, 20, 25, 31; трубопровод
подачи обратной сетевой воды - 10; сетевой насос - 11; основные сетевые подогреватели воды - 12, 13;
трубопровод выхлопного пара турбонасоса - 16; питательный насос - 17; деаэратор - 18; трубопровод
инжектируемого пара - 21; турбонасос - 22; трубопровод отборного пара на турбонасос - 23;
дополнительный сетевой подогреватель - 24; трубопровод смешанного пара струйного компрессора 26; струйный компрессор - 27; трубопровод редуцированного пара - 29; редукционно-охладительная
установка (РОУ) - 30.
Теплофикационная паротурбинная установка содержит котел 1 соединенный трубопроводом острого
пара 2 с турбиной 3, имеющей электрогенератор 4, конденсатор 5. К турбине подключены
теплофикационные отборы пара 7, 15 и через задвижки 9, 14 основные сетевые подогреватели 12, 13. К
трубопроводу подачи обратной сетевой воды 10 подключены сетевой насос 11, основные сетевые
подогреватели 12, 13 и дополнительный сетевой подогреватель 24, который подключен через задвижку
25 к струйному компрессору 27, подключенному через трубопровод редуцированного пара 29 к РОУ 30.
РОУ через задвижку 31 подключена к трубопроводу острого пара 2 котла 1. К турбине 3 подключен по
трубопроводу отборного пара 23 турбонасос 22, выхлопной пар которого через задвижку 19 по
трубопроводу 16 подается снова к турбине 3, а через задвижку 20 по трубопроводу инжектируемого
пара 21 к струйному компрессору 27.
Регенеративный подогрев питательной воды турбины 3 включает конденсатор 5, конденсатный насос 6,
регенеративные подогреватели 8, 28, деаэратор 18, к которому подключен питательный насос 17.
Конденсат сетевых подогревателей 12, 13, 24 подается насосом в деаэратор 18.
Способ работы теплофикационной паротурбинной установки осуществляется следующим образом.
Производят генерацию пара в паровом котле 1, его расширение в турбине 3 с одновременной
выработкой электроэнергии и подогревом сетевой воды. Подогрев сетевой воды осуществляют в
зависимости от температурного графика тепловой сети и графика электрической нагрузки. В дневное
время при максимальной электрической нагрузке по заданному температурному графику осуществляют
подогрев в основных сетевых подогревателях 12, 13 паром из теплофикационных отборов 7, 15
турбины 3. В ночное время при снижении электрической нагрузке при снижении температуры сетевой
воды осуществляют подогрев в дополнительном сетевом подогревателе 24 при отключении основных
сетевых подогревателей 12, 13 и снижении подачи пара на турбину 3. Разгрузку по электрической
мощности во время снятия потребности электроэнергии потребителями теплофикационной
паротурбинной установки, при заданном отпуске теплоты потребителю, производят путем снижения
выработки электроэнергии паром теплофикационных отборов 7, 15 и выхлопным паром турбонасоса 22
и нагрева сетевой воды в дополнительном сетевом подогревателе 24 смешанным паром струйного
компрессора 27, в котором используется редуцированный пар от РОУ 30 и выхлопной пар турбонасоса
22. В этом случае уменьшают подачу острого пара с котла 1 к трубопроводу острого пара 2 на турбину
3, снижая электрическую нагрузку на электрогенераторе 4, а также подачу острого пара на
редукционно-охладительную установку 30. При постоянном пропуске пара в конденсатор 5, снижают
расход пара теплофикационных отборов 7, 15, закрывая задвижки 9, 14 на основные сетевые
подогреватели 12, 13, уменьшая температуру сетевой воды. Для восстановления температуры сетевой
воды по температурному графику тепловой сети включают РОУ 30, открывая задвижку 31 и подают по
трубопроводу 29 редуцированный пар в струйный компрессор 27. Одновременно подают отборный пар
из турбины 3 на турбонасос 22. Выхлопной пар турбонасоса 22 поступает при открытии задвижки 20 и
закрытии задвижки 19 в струйный компрессор 27. Производят смешивание редуцированного пара с
инжектируемым паром из турбонасоса 22 в струйном компрессоре 27 Смешанный пар из струйного
компрессора 27 подают по трубопроводу 26 в дополнительный сетевой подогреватель 24, открывая
задвижку 25 для нагрева сетевой воды, которая подается в дополнительный сетевой подогреватель 24
из обратной магистрали сетевой воды 10 сетевым насосом 11 и направляют в систему теплоснабжения.
При восстановлении электрической нагрузки на теплофикационной паротурбинной установке до
номинального значения, производят одновременно увеличение расходы острого пара с котла 1 по
трубопроводу 2 на турбину 3 и через теплофикационные отборы пара 7, 15, открывая задвижки 9, 14 на
основные сетевые подогреватели 12, 13, одновременно открывают задвижку 19 выхлопного пара
турбонасоса 22 для подачи его в турбину 3. Отключают РОУ 30, закрывая задвижку 31 от трубопровода
острого пара 2, и струйный компрессор 27, закрывают задвижку 20 и отключают дополнительный
сетевой подогреватель 24, закрывая задвижку 25.
Таким образом, описанный способ работы теплофикационной паротурбинной установки обладает
более высокой экономичностью и маневренностью за чет снижения расхода пара через РОУ.
Для повышения маневренных свойств теплофикационной паротурбинной установки в ночное время по
электрическому графику снижают электрическую мощность за счет отклонения теплофикационных
отборов пара на основные сетевые подогреватели и дополнительно уменьшают электрическую
нагрузку турбин за счет прекращения подачи выхлопного пара турбонасоса в турбину.
Формула изобретения
1. Способ работы теплофикационной паротурбинной установки, включающий генерацию пара в
паровом котле, его расширение в турбине с одновременной выработкой электроэнергии и подогревом
сетевой воды в зависимости от температурного графика тепловой сети и графика электрической
нагрузки в основных сетевых подогревателях паром из теплофикационных отборов турбины или
острым паром от редукционно-охладительной установки в дополнительном сетевом подогревателе при
отключении основных сетевых подогревателей и снижении подачи пара на турбину, отличающийся тем,
что при подогреве сетевой воды в дополнительном сетевом подогревателе снижают подачу острого
пара на редукционно-охладительную установку, подают редуцированный пар в струйный компрессор с
одновременной подачей отборного пара из турбины на турбонасос, производят смешивание
редуцированного пара с инжектируемым паром из турбонасоса в струйном компрессоре и подают
смешенный пар на дополнительный сетевой подогреватель.
2. Теплофикационная паротурбинная установка, содержащая котел, соединенный трубопроводом
острого пара с турбиной, электрогенератор и конденсатор; к турбине подключены через
теплофикационные отборы основные сетевые подогреватели, соединенные с сетевым насосом и
трубопроводом подачи обратной сетевой воды, а также с дополнительным сетевым подогревателем,
который подсоединен к трубопроводу острого пара через редукционно-охладительную установку,
отличающаяся тем, что дополнительно введен струйный компрессор, включенный между
дополнительным сетевым подогревателем и редукционно-охладительной установкой, а также
турбонасос с питательным насосом, подключенный с одной стороны к струйному компрессору, а с
другой стороны - к турбине.
РИСУНКИ