Система теплоснабжения и способ организации ее работы

Авторы патента:

F01K17/00 - Использование пара или конденсата из отбора или выхлопа (для подогрева питательной воды F01K 7/34; возврат конденсата в котел F22D)

Владельцы патента RU 2510465:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)

Изобретение относится к энергетике. Система теплоснабжения включает теплогенератор, утилизационную установку, потребителя, прямую магистраль, по которой нагретая в теплогенераторе вода подается потребителю, обратную магистраль, по которой охлажденная вода транспортируется к теплогенератору, обратный клапан, мембранный насос, мембранный нагнетатель и ударный узел. Утилизационная установка заполнена рабочим телом. Также представлен способ нагрева охлажденной обратной магистральной воды теплом, выработанным теплогенератором. Изобретение позволяет сократить затраты на транспортировку теплоносителя к потребителям за счет выработки механической энергии и ее использования для транспортировки теплоносителя, а также подогревать обратную сетевую воду путем утилизации тепла дымовых газов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для обеспечения тепловой энергией объектов и процессов промышленности.

Известна система теплоснабжения, содержащая теплоисточник, включающий теплогенератор, источник сбросного низкотемпературного тепла и блок теплообменников, а также потребителя и тепловой насос, расположенный в непосредственной близости от него, причем выход последнего соединен последовательно, соответственно, со входами испарителя и конденсатора теплового насоса, кроме того, система включает прямую магистраль, по которой нагретая в теплоисточнике вода подается к выходу конденсатора теплового насоса и далее ко входу потребителя, и обратную магистраль, по которой охлажденная вода транспортируется от выхода испарителя теплового насоса к теплоисточнику, в качестве источника сбросного низкотемпературного тепла применена сблокированная с теплогенератором утилизационная установка, в которой осуществляют повторный нагрев охлажденной обратной воды теплоемкостным теплом уходящих газов теплогенератора и низкопотенциальным теплом конденсации содержащихся в них водяных паров, на прямой магистрали перед ее присоединением к выходу конденсатора теплового насоса установлена запорная задвижка, перед которой к прямой магистрали присоединен байпас, соединяющий ее со входом конденсатора теплового насоса, причем на байпасе также установлена запорная задвижка, а по ходу движения обратной домовой воды между входами испарителя и конденсатора теплового насоса установлен обратный клапан (RU 2434144 С1, МПК F01К 17/00, опубл. 20.11.2011).

Известен также способ организации работы системы теплоснабжения, включающий повторный нагрев охлажденной обратной магистральной воды теплом, выработанным теплоисточником, и подачу ее потребителю, использование тепла части обратной домовой воды тепловым насосом для догрева оставшейся ее части до температуры прямой домовой воды с последующим возвратом ее на вход потребителя, подачу охлажденной части обратной домовой воды к теплоисточнику для повторного ее нагрева, нагрев охлажденной обратной магистральной воды в теплоисточнике осуществляют в низкотемпературном теплообменнике и утилизационной установке сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов теплогенератора до температуры ниже температуры прямой домовой воды, затем эту нагретую воду в качестве прямой магистральной воды подают на вход конденсатора теплового насоса, где ее, в смеси с нагреваемой частью обратной домовой воды, догревают теплом, отобранным от охлаждаемой части обратной домовой воды до температуры прямой домовой воды, а затем эту смесь подают потребителю (RU 2434144 С1, МПК F01К 17/00, опубл. 20.11.2011).

Недостатком известных решений является необходимость дополнительных затрат энергии от сторонних источников для привода теплового насоса и насосов перекачивающих теплоноситель (воду), а также наличие большого количества теплообменных аппаратов ведет к дополнительным потерям тепловой энергии. При наличии промежуточного теплоносителя необходимо обеспечивать более высокий перепад температур на теплогенераторе, вследствие падения температурного напора на промежуточном теплообменнике.

Технический результат заключается в сокращении затрат на транспортировку теплоносителя к потребителям за счет выработки механической энергии и ее использования для транспортировки теплоносителя, и подогрев обратной сетевой воды путем утилизации тепла дымовых газов.

Технический результат достигается тем, что система теплоснабжения включает теплогенератор, утилизационную установку, потребитель, прямую магистраль, по которой нагретая в теплогенераторе вода подается потребителю, обратную магистраль, по которой охлажденная вода транспортируется к теплогенератору и обратный клапан. Утилизационная установка содержит испаритель, установленный в дымоходе теплогенератора и соединенный через сбросной клапан трубопроводом высокого давления с мембранным насосом. Мембранный насос установлен через два обратных клапана на обратной магистрали перед теплогенератором и соединен трубопроводом низкого давления с конденсатором. Конденсатор установлен на обратной магистрали перед мембранным насосом и соединен с испарителем трубопроводом возврата конденсата, на котором установлен с дополнительными обратными клапанами мембранный нагнетатель. Мембранный нагнетатель соединен через нагнетательный трубопровод с обратным клапаном и ударным узлом. Обратный клапан и ударный узел установлены на прямой магистрали. Утилизационная установка заполнена рабочим телом.

Способ организации работы системы теплоснабжения включает нагрев охлажденной обратной магистральной воды теплом, выработанным теплогенератором, предварительно подогретой в утилизационной установке сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов теплогенератора. При утилизации низкотемпературного тепла уходящих газов в испарителе рабочее тело испаряют до определенного давления, подают импульсно через сбросной клапан образовавшийся при этом пар, в мембранный насос, расширяют пар в нем, с совершением работы по перекачиванию воды. Конденсируют пар в конденсаторе, отдавая тепло обратной магистральной воде, и возвращают конденсат рабочего тела в испаритель. Рабочее тело в испарителе находится под избыточным давлением, превышающим давление конденсации. Полученную механическую энергию в мембранном насосе используют для перекачивания магистральной воды к потребителям. При подаче воды в ударном узле генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для работы мембранного нагнетателя, который перекачивает в испаритель конденсат рабочего тела.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой системы теплоснабжения. Система теплоснабжения включает теплогенератор 1, утилизационную установку 2, потребителя 3, прямую магистраль 4, по которой нагретая в теплогенераторе вода подается потребителю 3, обратную магистраль 5, по которой охлажденная вода транспортируется к теплогенератору 1, и обратный клапан 6. Утилизационная установка 2 содержит испаритель 7, установленный в дымоходе 8 теплогенератора 1 и соединенный через сбросной клапан 9 трубопроводом высокого давления 10 с мембранным насосом 11. Мембранный насос 11 установлен через два обратных клапана 12, 13 на обратной магистрали 5 перед теплогенератором 1 и соединен трубопроводом низкого давления 14 с конденсатором 15. Конденсатор 15 установлен на обратной магистрали 5 перед мембранным насосом 11 и соединен с испарителем 7 трубопроводом возврата конденсата 16, на котором установлен с дополнительными обратными клапанами 17, 18 мембранный нагнетатель 19. Мембранный нагнетатель 19 соединен через нагнетательный трубопровод 20 с обратным клапаном 6 и ударным узлом 21. Обратный клапан 6 и ударный узел 21 установлены на прямой магистрали 4. Утилизационная установка 2 заполнена рабочим телом 22.

Способ осуществляется следующим образом. Осуществляют нагрев охлажденной обратной магистральной воды теплом, выработанным теплогенератором 1 и предварительно подогретой в утилизационной установке 2 сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов теплогенератора 1. При утилизации низкотемпературного тепла уходящих газов в испарителе 7 испаряют рабочее тело 22 до определенного давления, подают импульсно через сбросной клапан 9 образовавшейся при этом пар в мембранный насос 11, расширяют пар в нем с совершением работы по перекачиванию воды. Конденсируют пар в конденсаторе 15, отдавая тепло обратной магистральной воде, и возвращают конденсат рабочего тела 22 в испаритель 7. Рабочее тело 22 в испарителе 7 находится под избыточным давлением, превышающем давление конденсации, полученную механическую энергию в мембранном насосе 11 используют для перекачивания магистральной воды к потребителям 3. При подаче воды в ударном узле 21 генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для работы мембранного нагнетателя 19, который перекачивает в испаритель 7 конденсат рабочего тела 22.

По сравнению с известными решениями предлагаемое позволяет сократить затраты на транспортировку теплоносителя к потребителям за счет выработки механической энергии и ее использования для транспортировки теплоносителя, а также подогревать обратную сетевую воду путем утилизации тепла дымовых газов.

1. Система теплоснабжения, включающая теплогенератор, утилизационную установку, потребитель, прямую магистраль, по которой нагретая в теплогенераторе вода подается потребителю, обратную магистраль, по которой охлажденная вода транспортируется к теплогенератору, и обратный клапан, отличающаяся тем, что утилизационная установка содержит испаритель, установленный в дымоходе теплогенератора и соединенный через сбросной клапан трубопроводом высокого давления с мембранным насосом, установленным через два обратных клапана на обратной магистрали перед теплогенератором и соединенным трубопроводом низкого давления с конденсатором, установленным на обратной магистрали перед мембранным насосом и соединенным с испарителем трубопроводом возврата конденсата, на котором установлен с дополнительными обратными клапанами мембранный нагнетатель, соединенный через нагнетательный трубопровод с обратным клапаном и ударным узлом, установленными на прямой магистрали, при этом утилизационная установка заполнена рабочим телом.

2. Способ организации работы системы теплоснабжения, включающий нагрев охлажденной обратной магистральной воды теплом, выработанным теплогенератором, предварительно подогретой в утилизационной установке сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов теплогенератора отличающеюся тем, что при утилизации низкотемпературного тепла уходящих газов в испарителе рабочее тело испаряют до определенного давления, подают импульсно через сбросной клапан образовавшейся при этом пар в мембранный насос, расширяют пар в нем, с совершением работы по перекачиванию воды, конденсируют пар в конденсаторе, отдавая тепло обратной магистральной воде, и возвращают конденсат рабочего тела в испаритель, рабочее тело в испарителе находится под избыточным давлением превышающее давление конденсации, полученную механическую энергию в мембранном насосе используют для перекачивания магистральной воды к потребителю, при подаче воды в ударном узле генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для работы мембранного нагнетателя, который перекачивает в испаритель конденсат рабочего тела.

Группа изобретений относится к способам утилизации энергии в установках для производства заготовки из стали или цветных металлов и установкам для реализации способа.

Тепловая электростанция кочетова // 2472948

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. .

Тепловая электростанция типа кочстар // 2472947

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. .

Тепловая электростанция // 2472086

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. .

Способ эксплуатации теплофикационной турбоустановки с промежуточным перегревом пара // 2429352

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на электростанциях при эксплуатации теплофикационных турбоустановок с промежуточным перегревом пара.

Тепловая электрическая станция // 2428571

Изобретение относится к области теплоэнергетики. .

Тепловая электрическая станция // 2425988

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях. .

Способ защиты теплофикационной турбоустановки // 2415276

Изобретение относится к теплоэнергетике. .

Способ работы теплоэнергетической установки // 2360133

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в теплоэнергетических установках. .

Паротурбинная установка // 2358122

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано в турбинах, имеющих внутреннее уплотнение ротора и работающих в блоках с прямоточными и барабанными котлами.

Теплотрубный винтовой нагнетатель // 2511781

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации вторичных энергоресурсов и низкопотенциальной энергии природных источников. Технический результат достигается в теплотрубном винтовом нагнетателе, включающем испарительную, рабочую и конденсационную камеры, расположенные в одном цилиндрическом корпусе, внутренние поверхности верхней и нижней торцевых стенок которого соприкасаются фитилем, проходящим по центральной оси корпуса, покрытым обечайкой с образованием зазоров у верхней и нижней торцевых стенок. В испарительной и конденсационной камерах расположены направляющие пластины, соединенные с рабочей камерой, между корпусом и испарительной и конденсационной камерами существуют кольцевые зазоры, образующие горячую и холодную кольцевые рубашки с выпускными окнами. Внутренняя поверхность торцевых и боковых стенок испарительной и конденсационной камер покрыта решеткой, выполненной из тонких полос пористого материала. Рабочая камера выполнена с винтовой канавкой на наружной поверхности и соединена с испарительной и конденсационной камерами через кольцевые уплотнения, ее наружный корпус снабжен всасывающим и нагнетательным патрубками. Изобретение направлено на повышение эффективности теплотрубного винтового нагнетателя. 5 ил.

Энергетическая установка, работающая на органическом топливе, с устройством для отделения диоксида углерода и способ эксплуатации такой установки // 2524588

Изобретение относится к энергетике. Энергетическая установка, работающая на органическом топливе, включает в себя котельный агрегат, установленную следом за котельным агрегатом через горячий трубопровод промежуточного перегрева паровую турбину и устройство для отделения диоксида углерода, причем устройство для отделения диоксида углерода через трубопровод технологического пара соединено с горячим трубопроводом промежуточного перегрева котельного агрегата. При этом в трубопровод технологического пара включена паровая турбина, работающая с противодавлением. Изобретение позволяет предотвратить несимметричную нагрузку энергетического процесса и минимизировать потери энергии. 2 н.и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ дооборудования работающей на ископаемом топливе энергоустановки устройством отделения диоксида углерода // 2525996

Изобретение относится к энергетике. Способ дооборудования энергоустановки, работающей на ископаемом топливе, содержащей многокорпусную паровую турбину и конденсатор, устройством отделения диоксида углерода, при котором поглощающая способность паровой турбины согласуется с технологическим паром, отбираемым для работы устройства отделения диоксида углерода, и устройство отделения диоксида углерода посредством паропровода присоединяется к соединяющему два корпуса паровой турбины перепускному трубопроводу. Изобретение позволяет создать недорогой способ дооборудования устройством отделения диоксида углерода, который предотвращает замену ступени низкого давления паровой турбины и обеспечивает отбор пара низкого давления из перепускного трубопровода так, что это не приводит к падению давления на ступени низкого давления. 2 н. и 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

Тепловая электрическая станция кочетова // 2533773

Изобретение относится к энергетике. Тепловая электрическая станция, содержащая конденсатор паровой турбины, декарбонизатор с воздуховодом, систему оборотного водоснабжения, включающую градирню, водоприемный колодец, самотечный водовод, циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, причём ороситель градирни выполнен в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, трубы выполнены цилиндрическими, размещены во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, при этом полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнены полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки труб, а разбрызгивающие сопла вытяжной башни градирни выполнены в виде форсунки с распылительным диском. Изобретение позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ работы тепловой электрической станции // 2537656

Изобретение относится к энергетике. Способ работы тепловой электрической станции, по которому в котле вырабатывают пар, подают его в турбину, пар отборов турбины используют для нагрева сетевой воды в нижнем и верхнем сетевых подогревателях, подпиточную воду деаэрируют в деаэраторе, для чего в деаэратор подают десорбирующий агент, который с выделившимися газами удаляют из деаэратора, а деаэрированную подпиточную воду направляют в обратный сетевой трубопровод перед нижним сетевым подогревателем, в качестве десорбирующего агента в деаэраторе используют газ, подаваемый в горелки котла. Изобретение позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем исключения затрат пара на деаэрацию и снижения температуры подпиточной воды теплосети. 1 ил.

Тепловая электрическая станция // 2538000

Изобретение относится к энергетике. Тепловая электрическая станция, содержащая паровой котел, теплофикационную турбину с отборами пара, подключенными к регенеративным подогревателям, деаэратор добавочной питательной воды с подключенными к нему трубопроводом исходной воды и патрубками подвода и отвода десорбирующего агента, бак-аккумулятор деаэратора, связанный трубопроводом деаэрированной добавочной питательной воды с трубопроводом основного конденсата турбины, патрубки подвода и отвода десорбирующего агента деаэратора добавочной питательной воды включены в газопровод, подключенный к горелкам котла, а трубопровод деаэрированной добавочной питательной воды подключен к трубопроводу основного конденсата турбины перед охладителем основных эжекторов и охладителем пара уплотнений турбины. Изобретение позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем исключения затрат пара на деаэрацию и эффективного охлаждения охладителя основных эжекторов и охладителя пара уплотнений турбины. 1 ил.

Тепловая электрическая станция // 2557791

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Тепловая электрическая станция, содержащая турбину с отопительными отборами пара, подключенными к нижнему и верхнему сетевым подогревателям, включенным по нагреваемой среде между обратным и подающим сетевыми трубопроводами, вакуумный деаэратор с трубопроводом исходной воды, в который включен подогреватель исходной воды, бак-аккумулятор, подключенный трубопроводом деаэрированной воды к вакуумному деаэратору и трубопроводом подпиточной воды через подпиточный насос к обратному сетевому трубопроводу перед нижним сетевым подогревателем. Трубопровод деаэрированной подпиточной воды между подогревателем исходной воды и регулятором подпитки теплосети соединен со сливным трубопроводом между вакуумным деаэратором и баком-аккумулятором трубопроводом-перемычкой, в который включен регулирующий орган регулятора расхода, соединенного с датчиком расхода, установленным на трубопроводе деаэрированной подпиточной воды между насосом подпитки теплосети и регулятором подпитки теплосети. Изобретение позволяет повысить надежность теплофикационной установки, обеспечить стабильный нагрев исходной воды перед вакуумным деаэратором. 1 ил.

Паротурбинная электростанция // 2564367

Изобретение относится к энергетике. Паротурбинная электростанция содержит некоторое количество парциальных турбин, соответственно с возможностью прохождения через них пара, перепускной трубопровод, расположенный между первой парциальной турбиной и второй парциальной турбиной, и промежуточный пароперегреватель в перепускном трубопроводе. При этом к первой парциальной турбине, после ступени расширения, перед промежуточным пароперегревателем гидравлически подключена линия отбора для отбора пара. Кроме того, предусмотрено расширительное устройство, в которое впадает линия отбора, а потребитель подключен посредством паропровода технологического пара к расширительному устройству. Изобретение позволяет обеспечить потребителя высоким расходом пара при возможно более низких издержках и более высоком коэффициенте полезного действия. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ работы тепловой электрической станции // 2564748

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре. Изобретение позволяет обеспечить повышение коэффициента полезного действия тепловой электрической станции за счет полного использования сбросной теплоты и обеспечить повышение ресурса и надежности работы конденсатора паровой турбины и снижение тепловых выбросов в окружающую среду. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ работы тепловой электрической станции // 2568026

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции, по которому пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство нижнего и верхнего сетевых подогревателей, сетевая вода поступает от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в 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, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, причем при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости, в тепловой электрической станции используют теплообменник-охладитель сетевой воды, который устанавливают на обратном трубопроводе сетевой воды, а также конденсационную установку, имеющую конденсатор второй паровой турбины, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй паровой турбины, при этом утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в первой турбине пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй паровой турбины осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре. В качестве теплообменника-конденсатора теплового двигателя используют или конденсатор воздушного охлаждения, или конденсатор водяного охлаждения, или конденсатор воздушного и водяного охлаждения. В качестве низкокипящего рабочего тела используют сжиженный пропан С3Н8. Изобретение позволяет утилизировать тепло и осуществить дополнительную выработку электрической энергии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.