RU2282053C2

RU2282053C2 - Combination extraction power station

Info

Publication number: RU2282053C2
Application number: RU2004113217/06A
Authority: RU
Inventors: Нурмагомед Изиевич Маммаев (RU); Нурмагомед Изиевич Маммаев
Original assignee: Дагестанский государственный университет
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2006-08-20
Also published as: RU2004113217A

Abstract

FIELD: heat power engineering.

SUBSTANCE: proposed combination extraction power station contains additionally solar heat supply system including high pressure heat exchanger for heating water by sun rays, steam generator for generating steam with parameters corresponding to parameters of steam generated in boiler which is connected by steam and water pipeline to extraction power station forming closed circuit with circulating and heated to high temperature water, consumers, make-up reservoir, system to heat water in high pressure heat exchanger of solar heat supply system at no sun in winter time and mirrors to focus sun rays of housing of high pressure heat exchanger and regulate temperature of water in heat exchanger.

EFFECT: reduced expenses for buying and carrying expensive organic fuel owing to used of solar energy.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, а более конкретно к комбинированным теплофикационным энергетическим установкам, на которых вырабатывается и отпускается потребителям тепловая и электрическая энергия.The invention relates to the field of energy, and more particularly to combined heating and power plants, which produce and sell to consumers thermal and electrical energy.

Известны солнечная комбинированная электростанция (см.: патент РФ № 2111422 от 20.05.1998 г. по кл. 6 F 24 J 2/42) и комбинированная теплофикационная энергетическая установка (см.: SU № 1142855 от 28.02.1985 г. по кл. F 03 G 6/00), предназначенные для выработки тепловой и электрической энергии.Known solar combined power plant (see: RF patent No. 2111422 from 05.20.1998, CL 6 F 24 J 2/42) and a combined heating and power plant (see: SU No. 1142855 from 02.28.1985, CL. F 03 G 6/00), designed to generate heat and electricity.

Недостатком известных комбинированных теплофикационных энергоустановок является сложность конструктивного оформления и невозможность использования при отсутствии солнца (см. патент РФ № 2111422).A disadvantage of the known combined cogeneration power plants is the complexity of the design and the inability to use in the absence of the sun (see RF patent No. 2111422).

Известна также комбинированная теплофикационная электрическая станция, являющаяся наиболее близким аналогом заявляемому изобретению, предназначенная для выработки тепловой и электрической энергии (см.: SU № 1089292 по кл. F 03 G 7/02 от 30.04.1984 г.).Also known is a combined heat and power plant, which is the closest analogue of the claimed invention, designed to generate heat and electricity (see: SU No. 1089292 according to class F 03 G 7/02 of 04/30/1984).

Недостатком известного аналога является узкий диапазон использования комбинированной теплофикационной электрической станции.A disadvantage of the known analogue is the narrow range of use of the combined heat and power plant.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в расширении диапазона использования и в повышении надежности и экономичности.The technical result achieved by the invention is to expand the range of use and to increase reliability and efficiency.

Для достижения указанного технического результата комбинированная теплофикационная электрическая станция (КТЭС), включающая паровой котел, турбину с электрогенератором, конденсатор пара с конденсатным и питательным насосами, подогреватели воды низкого и высокого давления, образующие замкнутый контур с циркулирующей и нагретой до высокой температуры водой, систему солнечного теплоснабжения, содержащую теплообменник высокого давления для нагрева воды от солнечной радиации, парогенератор для выработки пара с параметрами, соответствующими параметрам пара, вырабатываемым в котле, клапаны для отключения и подключения парогенератора и котла по пару и воде, выполнена таким образом, что КТЭС дополнительно содержит подпиточную емкость, деаэратор, систему для подогрева воды в теплообменнике высокого давления при отсутствии солнца в зимнее время, редукционно-охладительную установку для подачи тепла к потребителям и зеркала для фокусирования солнечной радиации на корпус теплообменника высокого давления.To achieve the specified technical result, a combined heat and power plant (CTES), including a steam boiler, a turbine with an electric generator, a steam condenser with condensate and feed pumps, low and high pressure water heaters, forming a closed loop with circulating water and heated to high temperature, a solar system heat supply, containing a high pressure heat exchanger for heating water from solar radiation, a steam generator for generating steam with parameters corresponding to According to the steam parameters generated in the boiler, the valves for disconnecting and connecting the steam generator and the boiler for steam and water are made in such a way that the CHPP additionally contains a make-up tank, a deaerator, a system for heating water in a high-pressure heat exchanger in the absence of sun in winter, -cooler for supplying heat to consumers and mirrors for focusing solar radiation on the body of the high pressure heat exchanger.

Предлагаемая КТЭС иллюстрируется чертежом.The proposed cogeneration plant is illustrated in the drawing.

Комбинированная теплофикационная электрическая станция включает котел 1 с клапаном 2 для отключения его по пару, клапан 3 для подачи пара на турбину 4, электрогенератор 5, редукционно-охладительную установку (РОУ) 6 для подачи тепловой энергии потребителям 7, конденсатор пара 8, конденсатный насос 9, подогреватель воды низкого давления 10, деаэратор 11 для удаления растворенных в воде газов, питательный насос 12, клапан 13 для отключения парового котла по воде, подогреватель воды высокого давления 14, теплообменник высокого давления системы солнечного теплоснабжения 15, парогенератор 16 с клапанами 17, 18, 19 для отключения его соответственно по пару и воде, подпиточную емкость 20, систему для подогрева воды в теплообменнике высокого давления системы солнечного теплоснабжения при отсутствии солнца в зимнее время 21, зеркала 22 для фокусирования солнечной радиации на корпус теплообменника высокого давления и регулирования в нем температуры воды.The combined heat and power plant includes a boiler 1 with a valve 2 for shutting it off in a pair, a valve 3 for supplying steam to a turbine 4, an electric generator 5, a reduction and cooling unit (ROW) 6 for supplying thermal energy to consumers 7, a steam condenser 8, a condensate pump 9 , a low-pressure water heater 10, a deaerator 11 for removing gases dissolved in water, a feed pump 12, a valve 13 for turning off the steam boiler through water, a high-pressure water heater 14, a high-pressure heat exchanger of the solar system heat supply 15, a steam generator 16 with valves 17, 18, 19 for shutting it off, respectively, for steam and water, make-up tank 20, a system for heating water in a high-pressure heat exchanger of the solar heating system in the absence of sun in winter time 21, mirrors 22 for focusing the sun radiation on the body of the high pressure heat exchanger and regulating the water temperature in it.

Комбинированная теплофикационная электрическая станция работает следующим образом.Combined cogeneration plant operates as follows.

Пар от котла 1, открытием клапанов 2 и 3 подают на турбину 4 с электрогенератором 5, обеспечивая потребителей электроэнергией. Отработанный пар после турбины поступает в конденсатор пара 8, а конденсат с помощью конденсатного насоса 9 подают через подогреватель воды низкого давления 10 в деаэратор 11, в котором газы, растворенные в воде, удаляются, а затем с помощью питательного насоса 12 через открытый клапан 13 и подогреватель воды высокого давления 14 вода подается в котел 1. При этом тепловую энергию подают к потребителям 7 через РОУ 6. Одновременно с пуском котла солнечную радиацию фокусируют с помощью зеркал 22 на корпус теплообменника высокого давления системы солнечного теплоснабжения 15 и нагревают воду, которая циркулирует за счет естественной циркуляции по замкнутому контуру, отдавая свое тепло воде вторичного теплоносителя в парогенераторе 16. После достижения параметров пара в парогенераторе значений, соответствующих параметрам пара после котла 1, клапаны 2 и 13 закрывают, паровой котел переводят в режим «горячего резерва» с минимальным потреблением топлива. Работа КТЭС при этом обеспечивается от парогенератора системы солнечного теплоснабжения. В ночное время суток (или при отсутствии солнца) работа КТЭС осуществляется от котла 1, отключая парогенератор 16 по воде и пару, закрыв соответственно клапаны 17, 18 и 19.Steam from the boiler 1, by opening the valves 2 and 3 is fed to the turbine 4 with an electric generator 5, providing consumers with electricity. The exhaust steam after the turbine enters the steam condenser 8, and the condensate is supplied via a condensate pump 9 through a low-pressure water heater 10 to a deaerator 11, in which the gases dissolved in the water are removed, and then using the feed pump 12 through an open valve 13 and high-pressure water heater 14 water is supplied to boiler 1. At the same time, heat energy is supplied to consumers 7 through ROW 6. Simultaneously with the start-up of the boiler, solar radiation is focused using mirrors 22 onto the body of the high-pressure heat exchanger of the solar system heat supply 15 and heat the water, which circulates due to natural circulation in a closed circuit, transferring its heat to the water of the secondary coolant in the steam generator 16. After reaching the steam parameters in the steam generator, the values corresponding to the steam parameters after boiler 1, the valves 2 and 13 are closed, the steam boiler transferred to the "hot reserve" with minimal fuel consumption. The operation of the cogeneration plant is ensured from the steam generator of the solar heat supply system. At night (or in the absence of sun), the CHPP is operated from boiler 1, turning off the steam generator 16 by water and steam, closing valves 17, 18 and 19, respectively.

Таким образом, достигается не только надежная и эффективная работа КТЭС, но и значительная экономия органического топлива. Комбинированная ТЭС может быть использована в нескольких вариантах.Thus, not only reliable and efficient operation of the CHPP is achieved, but also significant fossil fuel economy. Combined TPP can be used in several ways.

Вариант 1. В дневное время после достижения параметров пара, вырабатываемого системой солнечного теплоснабжения, необходимых значений, соответствующих параметрам пара, вырабатываемым котлом 1, последний переводят в режим «горячего резерва» путем закрытия клапанов 2 и 13 соответственно. При этом пар на турбину 4 поступает от парогенератора 16 при открытых клапанах 17 и 18. Тепловую энергию к потребителям 7 подают через РОУ 6, а электрическую от электрогенератора 5, вращающегося на валу турбины 4. Отработанный пар конденсируется в конденсаторе пара 8, конденсат с помощью конденсатного насоса 9 через подогреватель воды низкого давления 10 подается в деаэратор 11, а оттуда питательный насос 12 подает воду в парогенератор 16. Охлажденная после потребителей 7 вода снова поступает через открытый клапан 19 в парогенератор.Option 1. In the daytime after reaching the parameters of the steam generated by the solar heating system, the necessary values corresponding to the parameters of the steam generated by the boiler 1, the latter is transferred to the “hot reserve” mode by closing the valves 2 and 13, respectively. In this case, steam is supplied to the turbine 4 from the steam generator 16 with the valves 17 and 18 open. Heat energy is supplied to consumers 7 through the ROW 6, and electric energy is supplied from the electric generator 5 rotating on the turbine shaft 4. The spent steam is condensed in the steam condenser 8, and the condensate is the condensate pump 9 through the low-pressure water heater 10 is supplied to the deaerator 11, and from there the feed pump 12 delivers water to the steam generator 16. The water cooled after consumers 7 again enters through the open valve 19 to the steam generator.

Вариант 2. Комбинированная ТЭС используется только для теплоснабжения потребителей. При таком режиме использования КТЭС пар от парогенератора 16 системы солнечного теплоснабжения при закрытых клапанах 2, 13, 18 и открытом клапане 17 через РОУ 6 поступает к потребителям 7, а охлажденная вода через открытый клапан 19 поступает снова в парогенератор 16. При этом котел 1, турбина 4 и электрогенератор 5 не работают, клапан 3 закрыт.Option 2. Combined TPP is used only for heat supply to consumers. In this mode of using the CHPP, steam from the steam generator 16 of the solar heat supply system with closed valves 2, 13, 18 and open valve 17 enters consumers 7 through the ROW 6, and chilled water through the open valve 19 again enters the steam generator 16. In this case, boiler 1, turbine 4 and generator 5 do not work, valve 3 is closed.

Вариант 3. Комбинированная ТЭС работает по штатной схеме ТЭЦ, а система солнечного теплоснабжения отключена.Option 3. Combined TPP operates according to the standard scheme of the TPP, and the solar heating system is disabled.

Предлагаемая комбинированная теплофикационная электрическая станция выгодно отличается от известной широким диапазоном ее использования.The proposed combined heat and power plant compares favorably with the well-known wide range of its use.

Таким образом, предлагаемая комбинированная ТЭС обладает достаточно высокой надежностью, широким диапазоном ее использования и позволяет сократить расходы на приобретение и перевозку дорогостоящего органического топлива за счет использования энергии солнца.Thus, the proposed combined thermal power plant has a sufficiently high reliability, a wide range of its use and can reduce the cost of the acquisition and transportation of expensive organic fuel through the use of solar energy.

Claims

Combined heat and power plant, including a steam boiler, a turbine with an electric generator, a steam condenser with condensate and feed pumps, low and high pressure water heaters forming a closed loop with circulating water and heated to a high temperature, a solar heat supply system containing a high pressure heat exchanger for heating water from solar radiation, a steam generator for generating steam with parameters corresponding to the parameters of steam generated in the boiler, valves for shutting down and connecting the steam generator and boiler in steam and water, characterized in that it further comprises a make-up tank, a deaerator, a system for heating water in a high-pressure heat exchanger in the absence of sun in winter, a reduction and cooling unit for supplying heat to consumers and focusing mirrors solar radiation on the body of a high pressure heat exchanger.