Тепловая паротурбинная электростанция с парогенерирующей водородно-кислородной установкой

Изобретение относится к паросиловым энергетическим установкам, а именно к тепловым электрическим станциям (ТЭС) с паровыми турбинами и системами обеспечения экологичности и восстановления их работоспособности. Технический результат, заключающийся в создании тепловой паротурбинной электростанции с парогенерирующей водородно-кислородной установкой, обеспечении экономичной эксплуатационной маневренности и временных условий восстановления работоспособности ТЭС, достигается за счет применения водородной установки гидролиза твердого реагента-алюминия в реакционном сосуде, кислородной установки, электрохимической установки на топливных элементах и электролизерной установки, кроме того, водородная установка гидролиза твердого реагента, кислородная, электролизерная и электрохимическая установка на топливных элементах магистралями с вентилями подсоединены к входу парогенерирующей водородно-кислородной установки. 1 ил.

 

Изобретение относится к энергетике, к области паросиловых энергетических установок, а именно к тепловым электрическим станциям (ТЭС) с паровыми турбинами и системами обеспечения экологичности и восстановления их работоспособности.

Известны тепловые электрические станции - аналоги, содержат систему парогенераторов, турбин и энергопреобразователей, а также систему восстановления работоспособности (запуска) станции после ее аварийной остановки (патенты РФ 2273740, 2335642).

Общим недостатком таких ТЭС является необходимость использования нескольких различных устройств восстановления электрических и паровых собственных нужд (СН), время и принцип функционирования, которых как правило, существенно отличаются, что приводит к существенным временным и материальным затратам при восстановлении рабочего режима ТЭС после аварии.

Известен наиболее близкий к предлагаемой ТЭС (патент РФ RU 2395696, опубл. 27.07.2010 г), выбираемый в качестве прототипа, в котором тепловая паротурбинная электростанция с парогенерирующей водородно-кислородной установкой, используемой в конструкции ТЭС для повышения маневренности путем быстрого восстановления электрических и паровых собственных нужд после аварии.

Недостатком известной ТЭС является то, что введение в тепловую схему ТЭС дополнительного оборудования (противодавленческой турбины) приводит к усложнению ТЭС с неизбежным возрастание эксплуатационных расходов, длительное время восстановления работоспособности ТЭС.

Задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в повышении экологии производственного процесса на основе водородной энергетики путем использования водорода и кислорода, снижения эксплуатационных расходов по обеспечению маневренности и сокращению временных периодов по восстановлению работоспособности ТЭС.

Поставленная задача решается тем, что тепловая паротурбинная электростанция, содержащая последовательно соединенные парогенерирующую водородно-кислородную установку, турбину и генератор, согласно изобретению, снабжена водородной установкой гидролиза твердого реагента-алюминия в реакционном сосуде, кислородной установкой, электрохимической установкой на топливных элементах и электролизерной установкой, причем водородная установка гидролиза твердого реагента, кислородная, электролизерная и электрохимическая установка на топливных элементах магистралями с вентилями подсоединены к входу парогенерирующей водородно-кислородной установки.

Техническим результатом данного изобретения является создание тепловой паротурбинной электростанции с парогенерирующей водородно-кислородной установкой, обеспечение экономичной эксплуатационной маневренности и временных условий восстановления работоспособности ТЭС.

На чертеже представлен общий вид тепловой паротурбинной электростанции с парогенерирующей водородно-кислородной установкой.

Тепловая паротурбинная электростанция с парогенерирующей водородно-кислородной установкой содержит следующие элементы: 1 - парогенерирующая водородно-кислородная установка; 2 - паропровод; 3 - турбина; 4 - электрогенератор; 5 - магистраль выхлопа турбины; 6 - резервная магистраль подачи водорода; 7 - резервная магистраль подачи кислорода; 8 - магистраль подачи кислорода; 9, 10, 12, 15, 18, 20, 22 -вентили; 11 - электролизер; 13 - электрохимическая установка на топливных элементах; 14 - электрическая нагрузка; 16 - кислородная установка; 17 - магистраль подачи водорода; 19 - водородная установка гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде; 21 - основная магистраль подачи водорода; 23 - магистраль подачи воды.

Тепловая паротурбинная электростанция с парогенерирующей водородно-кислородной установкой работает следующим образом. Открывается вентиль 22 на магистрали подачи воды 23 в парогенерирующую водородно-кислородную установку 1, запускается водородная установка гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде 19, одновременно запускается кислородная установка 16, открываются вентили 18, 20 и по магистралям 7 и 21 подается кислород и водород в парогенерирующую водородно-кислородную установку 1, в которой вырабатывается пар. Пар по паропроводу 2 поступает в турбину 3, запускается электрогенератор 4, отработанный пар поступает в магистраль выхлопа турбины 5, тепловую паротурбинную электростанцию выводят на рабочий режим.

Заявленное изобретение позволит повысить экологию производственного процесса, снизить эксплуатационные расходы по обеспечению маневренности, сократить временные периоды по восстановлению работоспособности ТЭС.

Тепловая паротурбинная электростанция, содержащая последовательно соединенные парогенерирующую водородно-кислородную установку, турбину и генератор, отличающаяся тем, что снабжена водородной установкой гидролиза твердого реагента-алюминия в реакционном сосуде, кислородной установкой, электрохимической установкой на топливных элементах и электролизерной установкой, причем водородная установка гидролиза твердого реагента, кислородная, электролизерная и электрохимическая установка на топливных элементах магистралями с вентилями подсоединены к входу парогенерирующей водородно-кислородной установки.