Паротурбинная установка

Авторы патента:

F01K13/00 - Общая компоновка или общие технологические схемы силовых установок

Владельцы патента RU 2517974:

Шаргородский Виктор Семенович (RU)
Божко Виктор Владимирович (RU)

Изобретение относится к энергетике. Паротурбинная установка, включающая котел, соединенный паропроводом с турбиной с подсоединенной к ней системой регенерации и конденсатором с конденсатосборником, соединенным трубопроводом с конденсатным насосом, второй котел, соединенный паропроводом со второй турбиной с подсоединенной к ней системой регенерации, причем выхлоп второй турбины соединен посредством трубопровода с установленной на нем задвижкой с бойлером нагрева конденсата, имеющим трубопроводы подвода и выхода воды, и с линией, с установленной на ней задвижкой, отбора пара на собственные и производственные нужды, при этом конденсатный насос соединен линиями с трубопроводом подвода воды к бойлеру второй турбины и с системой регенерации первой турбины, при этом на линии, соединяющей конденсатный насос с трубопроводом подвода конденсата к бойлеру второй турбины в месте соединения ее с системой регенерации первой турбины и на трубопроводе выхода воды из бойлера второй турбины в месте его соединения с трубопроводами системы регенерации первой турбины установлены двухпоточные клапаны, обеспечивающие постоянный расход конденсата в системе регенерации на переходных режимах работы. Изобретение позволяет обеспечить работу турбоустановок как раздельно, так и совместно при отсутствии потребителей тепла у второй турбины. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при проектировании новых и модернизации существующих паротурбинных установок.

Известна паротурбинная установка, содержащая последовательно соединенные между собой котел, турбину, регенеративные подогреватели, конденсатор. При такой схеме отработанный пар из турбины сбрасывается в регенеративные подогреватели и конденсатор, в которых происходит конденсация этого пара. Образовавшийся конденсат направляется в систему регенерации и котел (А.В.Щегляев. Паровые турбины. Энергия, М., 1976, стр.29).

Недостатком известной паротурбинной установки является невозможность использования тепла тепловыми потребителями.

Известны также схемы комбинированной выработки энергии, когда часть пара котла (котлов) поступает на турбину, оснащенную конденсатором и системой регенерации, а часть пара подается к турбине, отработавший пар которой отводится тепловому потребителю (А.В.Щегляев. Паровые турбины. Энергия, М., 1976, стр.27).

Недостатком таких схем является то, что при отсутствии необходимости в тепловом потреблении турбины, работающие на теплового потребителя, должны быть полностью выключены из работы. При этом простаивает дорогостоящее оборудование, в сеть не подается ранее (при наличии тепловых потребителей) вырабатываемая электроэнергия. Кроме того, длительные простои оборудования требуют дополнительных расходов на поддержание оборудования в работоспособном состоянии.

Известна схема паротурбинной установки, включающая котел, соединенный паропроводом с турбиной с регенеративными подогревателями и конденсатором, второй котел, соединенный паропроводом со второй турбиной с системой регенерации и бойлером нагрева сетевой воды, соединенным паропроводом со второй турбиной, при этом трубопровод подвода сетевой воды к бойлеру второй турбины соединен трубопроводом с конденсатором первой турбины, а трубопровод выхода сетевой воды из бойлера второй турбины соединен трубопроводом с трубопроводом подвода конденсата на регенеративные подогреватели первой турбины (RU 2189455, МПК: F01K 13/00).

По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.

Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, а также причиной, препятствующей достижению желаемого технического результата при использовании упомянутого известного устройства, является то, что соединение входа бойлера нагрева сетевой воды с конденсатором не позволяет обеспечить подвод конденсата из конденсатора, так как давление в конденсаторе всегда ниже, чем в бойлере. Кроме того, в известном решении выход бойлера соединен с входом конденсата на первые по ходу регенеративные подогреватели. Такой подвод конденсата при работе совмещенной схемы недопустим, так как пар на выходе из бойлера поступает с температурой, выше температуры испарения конденсата при давлениях в первых подогревателях. В результате, при подводе такого пара будет иметь место испарение части этого пара и, как результат, заброс воды в проточную часть. При применении данной схемы будут иметь место существенные затруднения при переходе с режима раздельной работы турбин на работу по совмещенной схеме и обратно.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое техническое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.

Заявляемое техническое решение позволяет расширить функциональные возможности действующего оборудования, обеспечивающие работу второй (противодавленческой) турбины вне зависимости от наличия или отсутствия тепловых и промышленных потребителей, тем самым исключить «сезонность» работы оборудования и улучшить экономичность совмещенной схемы по сравнению с раздельной работой обеих турбин. Предложенная схема позволяет обеспечить работу турбоустановок как раздельно, так и совместно при отсутствии потребителей тепла у второй турбины, причем при работе по совмещенной схеме удельный расход тепла схемы более низкий, чем при раздельной работе турбоустановок.

Предложена паротурбинная установка, включающая котел, соединенный паропроводом с турбиной с подсоединенной к ней системой регенерации (регенеративными подогревателями) и конденсатором с конденсатосборником, соединенным трубопроводом с конденсатным насосом, второй котел, соединенный паропроводом со второй турбиной с подсоединенной к ней системой регенерации, причем выхлоп второй турбины соединен посредством трубопровода с установленной на нем задвижкой с бойлером нагрева воды (конденсата), имеющим трубопроводы подвода и выхода воды, и с линией, с установленной на ней задвижкой, отбора пара на собственные и производственные нужды, а конденсатный насос соединен линиями с трубопроводом подвода воды к бойлеру второй турбины и с системой регенерации первой турбины, при этом трубопровод выхода воды из бойлера второй турбины соединен трубопроводом с системой регенерации первой турбины и с трубопроводом, байпассирующим часть регенеративных подогревателей первой турбины (далее «трубопроводы системы регенерации»). На линии, соединяющей конденсатный насос с трубопроводом подвода конденсата к бойлеру второй турбины в месте соединения её с системой регенерации первой турбины и на трубопроводе выхода воды от бойлера второй турбины в месте его соединения с трубопроводами системы регенерации первой турбины установлены двухпоточные клапаны, обеспечивающие постоянный расход конденсата в системе регенерации на переходных режимах работы, а на линии подвода конденсата за последним байпассированным подогревателем установлен обратный клапан для автоматического отключения - подключения подвода конденсата в байпассированную линию.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Паротурбинная установка включает котел 1, соединенный паропроводом 2 с турбиной 3 с подсоединенной к ней системой регенерации (регенеративными подогревателями) 4 и конденсатором 5 с конденсатосборником 6, соединенным трубопроводом 7 с конденсатным насосом 8, второй котел 9, соединенный паропроводом 10 со второй турбиной 11 с подсоединенной к ней системой регенерации (регенеративными подогревателями) 12. Выхлоп второй турбины 11 соединен посредством трубопровода 13 с установленной на нем задвижкой 14 с бойлером 15, имеющим трубопроводы подвода 16 и выхода 17 воды. Выхлоп второй турбины 11 соединен также с линией отбора пара 18 на собственные и производственные нужды с установленной на ней задвижкой 19. Конденсатный насос 8 соединен линией подвода конденсата 20 с трубопроводом подвода воды 16 к бойлеру 15 и линией 21 с системой регенерации 4 первой турбины 3. Трубопровод выхода воды 17 из бойлера 15 второй турбины 11 соединен трубопроводом 27 с системой регенерации 4 первой турбины 3 и с линией конденсата 23 через трубопровод 22, байпассирующий часть регенеративных подогревателей 4 первой турбины 3. На линии подвода конденсата 23 за последним байпассированным подогревателем установлен обратный клапан 24 для автоматического отключения - подключения подвода конденсата в байпассированную линию.

На линии 20, соединяющей конденсатный насос 8 с трубопроводом 16 подвода воды к бойлеру 15 второй турбины 11 в месте соединения ее с системой регенерации первой турбины установлен двухпоточный клапан 25. На трубопроводе 17 выхода воды из бойлера 15 в месте соединения его с трубопроводом 27 с системой регенерации 4 и с линией конденсата 23 через трубопровод 22, байпассирующий часть регенеративных подогревателей 4 первой турбины 3, установлен двухпоточный клапан 26. На трубопроводе подвода воды 16 к бойлеру 15 установлена задвижка 28, а на трубопроводе выхода воды из бойлера 15 - задвижка 29. Установка дополнительных задвижек 14, 19, 28 и 29 обеспечивает возможность работы паротурбинной установки на различных технологических режимах. Установка двухпоточных клапанов 25 и 26 обеспечивает постоянный расход и неизменную циркуляцию конденсата в системе регенерации на переходных режимах работы и позволяет переходить от совмещенной схемы работы двух турбин к их раздельной работе.

Паротурбинная установка работает следующим образом.

Перед пуском установки задвижки подвода 28 и отвода 29 воды в бойлер 15 закрыты. Задвижка 14 подвода пара из турбины 11 закрыта. Первой по станционной схеме пускается турбина 3. Перед пуском турбины 3 двухпоточный клапан 25 устанавливается в положение пропуска конденсата через линию 21 в систему регенерации 4 и перекрытия конденсата в сторону бойлера 15 по линии 20. Двухпоточный клапан 26 перекрывает пропуск конденсата от бойлера 15 к части подогревателей системы регенерации 4 по линии 22 и открывает линию бойлер 15 - система регенерации 4 через паропровод 27. Увеличением расхода пара и температуры повышается нагрузка турбины 3 до заданного значения. Синхронным воздействием на клапаны 25 и 26 подача конденсата в систему регенерации 4 перекрывается, и конденсат по линии 20 поступает в бойлер 15, а из бойлера 15 по трубопроводу 22, байпассирующему часть регенеративных подогревателей, в линию конденсата 23 системы регенерации 4.

По станционной схеме пускается турбина 11. Открывается задвижка 14 и по трубопроводу 13 пар подается в бойлер 15. С увеличением нагрузки и расхода пара турбины 11 повышается температура конденсата, выходящего из бойлера 15. После достижения заданной нагрузки турбины 11 дальнейшее изменение режима работы турбины 11 прекращается, и схема переходит на стационарный режим работы.

При остановке турбин 3 и 11, работающих по совмещенной схеме, первой разгружают и останавливают турбину 11. Перед ее остановом двухпоточные клапаны 25 и 26 синхронно переводят в состояние подвода конденсата в систему регенерации 4. После выполнения данных переключений и останова турбины 11 турбина 3 может быть остановлена или работать самостоятельно.

При имеющихся потребителях тепла или возможности использования пара турбины 11 для нагрева воды обе турбины 3 и 11 могут работать раздельно, независимо друг от друга. При отсутствии потребителей тепла турбина 11 не может включаться в самостоятельную работу.

Паротурбинная установка, включающая котел, соединенный паропроводом с турбиной с подсоединенной к ней системой регенерации (регенеративными подогревателями) и конденсатором с конденсатосборником, соединенным трубопроводом с конденсатным насосом, второй котел, соединенный паропроводом со второй турбиной с подсоединенной к ней системой регенерации, причем выхлоп второй турбины соединен посредством трубопровода с установленной на нем задвижкой с бойлером нагрева воды (конденсата), имеющим трубопроводы подвода и выхода воды, и с линией, с установленной на ней задвижкой, отбора пара на собственные и производственные нужды, при этом конденсатный насос соединен линиями с трубопроводом подвода воды к бойлеру второй турбины и с системой регенерации первой турбины, отличающаяся тем, что трубопровод выхода воды из бойлера второй турбины соединен с системой регенерации первой турбины и с трубопроводом, байпассирующим часть регенеративных подогревателей первой турбины, и с линией подвода конденсата на регенеративный подогреватель, следующий за байпассированными, при этом на линии, соединяющей конденсатный насос с трубопроводом подвода конденсата к бойлеру второй турбины в месте соединения ее с системой регенерации первой турбины и на трубопроводе выхода воды из бойлера второй турбины в месте его соединения с трубопроводами системы регенерации первой турбины установлены двухпоточные клапаны, обеспечивающие постоянный расход конденсата в системе регенерации на переходных режимах работы.

Два отдельных компрессора - компрессор стороны низкого давления и компрессор стороны высокого давления (11А, 11В) - расположены по обе стороны приводного узла - паровой турбины (10).

Способ интенсификации конденсации пара в конденсаторе паротурбинной установки // 2492332

Изобретение относится к энергетике. .

Энергетическая парогазовая установка // 2488004

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и автономно на предприятиях. .

Энергетическая установка // 2488003

Парогазовая энергетическая установка // 2482291

Газопаровая энергетическая установка // 2482290

Установка энергетическая // 2482289

Газопаровая установка // 2482288

Энергетическая установка // 2482287

Установка газопаровая // 2482286

Паротурбинная установка // 2531681

Изобретение относится к энергетике. Паротурбинная установка, включающая пароперегреватель котла, главный паропровод, соединяющий пароперегреватель котла с турбиной, содержащая байпасный трубопровод с установленным на нем редукционно-охладительным устройством, соединяющий главный паропровод с входом в конденсатор, паровое пространство которого разделено трубной системой на входную и выходную части. В месте соединения главного и байпасного трубопроводов расположен сепаратор твердых частиц, при этом на байпасном трубопроводе установлен сепаратор избыточной влаги, соединенный с выходной частью конденсатора посредством дренажного трубопровода с отделителем и накопителем шлама. Заявляемое изобретение устраняет возможность попадания избыточной влаги и окалины во входную часть парового пространства конденсатора, исключая влажно-паровую эрозию лопаток последних ступеней турбины, гидроабразивную эрозию стержневого каркаса и трубной системы конденсатора, а также износ насосного оборудования и засорение шламом дренажей и теплообменников ПТУ, повышая тем самым ее надежность и экономичность. 1 ил.

Минитеплоцентраль для выравнивания графика нагрузки в электрических сетях // 2532639

Изобретение относится к электроэнергетике. Минитеплоцентраль содержит замкнутый контур низкокипящего рабочего тела, состоящий из теплообменника, турбины, конденсатора и циркуляционного насоса, причем к его теплообменнику подключен гидравлический теплоаккумулятор, оснащенный теплоэлектронагревателем (ТЭНом), проточным теплонагревателем и двумя теплообменниками, один из которых соединен через электроклапан с магистральной сетью, а второй - с источником тепловой энергии, например, с выходной трубой котла на любом виде топлива, или с трубой сбросного технологического тепла. В зависимости от времени действия дешевого ночного тарифа таймер блока автоматики включает один из ТЭНов для зарядки теплоаккумулятора тепловой энергией. Разрядка его с выработкой электроэнергии осуществляется в дневное время. Изобретение позволяет обеспечить выравнивание графика нагрузки в электрических сетях. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Контур питания паром турбины // 2533596

Изобретение относится к энергетике. Контур питания паром турбины, включающий в себя n основных паровых линий и n' линий подвода пара к турбине, причем количество n' линий подвода пара к турбине точно превышает количество n основных паровых линий, причём он содержит n прямых линий подвода пара к турбине, связывающих n основных паровых линий непосредственно с линиями подвода пара к турбине. Изобретение позволяет увеличить КПД турбины. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Конденсационная паротурбинная электростанция кочетова // 2539696

Изобретение относится к энергетике. Конденсационная паротурбинная электростанция, содержащая котельную установку, производящую пар высоких параметров, паротурбинную установку, преобразующую теплоту пара в механическую энергию, и электрические устройства, обеспечивающие выработку электроэнергии потребителю, причём ороситель градирни содержит сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы из термопластичного материала с решетчатой стенкой, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов, или 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, трубы в модуле расположены наклонно, при этом полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки труб. Изобретение позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Система нагрева для водяного контура тепловой электростанции // 2542706

Изобретение относится к энергетике. Система нагрева для водяного контура тепловой электростанции, содержащая: систему отбора для отбора воды из конденсатора, первый комплект теплообменников, содержащий, по меньшей мере, один теплообменник, вход для воды, упоминаемый как вход для воды, отобранной для нагрева, питаемый первой фракцией потока отобранной воды, поступающей из системы отбора, и, по меньшей мере, один вход для пара, предназначенного для нагрева отобранной воды, и второй комплект теплообменников, содержащий один теплообменник, смонтированный последовательно относительно входа для отобранной воды первого комплекта теплообменников, и один вход для пара, предназначенного для нагрева отобранной воды. Система нагрева дополнительно содержит охладитель конденсата. Также представлена тепловая электростанция, содержащая систему нагрева согласно изобретению. Изобретение позволяет оптимизировать энергетический баланс и в то же время гарантировать максимальный уровень безопасности для турбины, минимальный уровень обслуживания и возможность обеспечения наилучшего химического качества питательной воды. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Парогазовая установка // 2547197

Изобретение относится к энергетике, в частности к установкам для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях и для автономного энергоснабжения различных объектов. Парогазовая установка содержит высоконапорную камеру сгорания (8), условно разделенную на парогазовую полость (9) с перегородками, образующими ряд камер (10), и жидкостную полость (11) с регенератором (12). Корпус парогазовой установки выполен цилиндрической формы и установлен на амортизаторы (13). Также корпус имеет демпферные полости (15), образованные между двояковыгнутыми стенками его крышки (16) и днища (17), которые полой стойкой(19) с компенсатором связаны и сообщены между собой. Демпферные полости (15) через компенсирующее окно (20) во внутренней стенке крышки (16) сообщены с парогазовой полостью (9). Также парогазовая установка содержит компрессор (1), электрогенератор (2), турбину (3), экономайзер (4), конденсатор (5), питательный насос (6) и устройство топливоподачи (7). Корпус высоконапорной камеры сгорания (8) выполнен с возможностью амортизации и установлен в каркасе (14) на амортизаторах (13). Двояковыгнутые стенки крышки (16) и днища (17) корпуса, внутри демпферных полостей (15) выполнены тягой (18) с компенсатором температурных расширений, связанными между собой. Изобретение позволяет повысить надежность, безотказность и эффективность установки в эксплуатации. 1 ил.

Термодинамический цикл насыщенного пара для турбины и связанная с ним установка // 2555917

Изобретение относится к энергетике. Термодинамический цикл насыщенного пара или слабо перегретого пара для электростанции, содержащей по меньшей мере один ядерный источник энергии и турбину, имеющую один модуль высокого давления, один модуль среднего давления и один модуль низкого давления, при этом пар протекает последовательно через модули высокого давления, среднего давления и низкого давления. Пар подвергается воздействию первого цикла осушения и перегрева между модулями высокого давления и среднего давления, а также второго цикла, содержащего один процесс осушения между модулем среднего давления и модулем низкого давления. Также представлена электростанция для осуществления термодинамического цикла согласно изобретению. Изобретение позволяет оптимизировать термодинамический цикл насыщенного пара или слабо перегретого пара. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Солнечная энергетическая установка // 2559093

Изобретение относится к области энергетики, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть применено при генерировании электрического тока с использованием энергии солнечного излучения в качестве источника теплового излучения. Солнечная энергетическая установка включает, по меньшей мере, один коллектор, теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии, парогенератор, паровую турбину, конденсатор, причем теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии заполнен высокотемпературной жидкостью, при этом установка включает первый замкнутый циркуляционный контур с высокотемпературным теплоносителем, в который последовательно включены коллектор и теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии, причем первый контур содержит теплообменник, расположенный в теплоакуммуляторе кратковременного хранения тепловой энергии, второй замкнутый циркуляционный контур с высокотемпературной жидкостью, в который последовательно включены теплоакуммулятор кратковременного хранения тепловой энергии и парогенератор, причем второй контур содержит два теплообменника, расположенные, соответственно, в теплоакуммуляторе кратковременного хранения тепловой энергии и в парогенераторе, заполненном высокотемпературной жидкостью, третий замкнутый циркуляционный контур с низкокипящим рабочим веществом. Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности преобразования солнечной энергии. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Интегрирование тепла при захвате со2 // 2575519

Изобретение относится к способам выработки электроэнергии. Способ выработки электроэнергии путем сжигания углеродосодержащих топлив и захвата CO2, в котором рециркулируемую охлаждающую воду из охладителя прямого контакта в трубе (16) рециркуляции охлаждают в теплообменнике (17), который расположен в трубе (16) рециркуляции. В трубу (16) подают охлаждающую воду и отводят соответственно через трубы (70, 70') рециркуляции воды, соединенные с теплообменником (17). Воду, отводимую из теплообменника (17) через линию (70') рециркуляции, дросселируют через клапан (73) дросселирования и расширительный бак (74). Воду из расширительного бака (74) отводят через линию (78) для рециркуляции воды в качестве промывочной воды в охладитель прямого контакта отгоночной колонны (66). Пар в отгоночном баке вводят в качестве дополнительного отгоночного пара испарения в отгоночную колонну через линию (77) для пара, соединенную с расширительным баком (74). Технический результат заключается в обеспечении максимального вывода тепла. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Конденсационная паротурбинная электростанция кочетова // 2576698

Изобретение относится к энергетике. Конденсационная паротурбинная электростанция, содержащая котельную установку, производящую пар высоких параметров, паротурбинную установку, преобразующую теплоту пара в механическую энергию, и электрические устройства, обеспечивающие выработку электроэнергии потребителю, причём ороситель градирни содержит сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы из термопластичного материала с решетчатой стенкой, причем диаметр шаров на 5-10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов, или 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, трубы в модуле расположены наклонно, при этом полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5-10% больше максимального размера ячейки труб. Изобретение позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.