Энергоблок тепловой электростанции

Энергоблок тепловой электростанции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: при разработке новых блоков для ТЭС различной мощности. Сущность изобретения: энергоблок тепловой электростанции содержит котел, в газоходе которого размещены горячая и холодная ступень воздухоподогревателя, паротурбинную установку и систему регенеративного подогрева питательной воды с подогревателями высокого и низкого давления , первый из которых снабжен байпасным трубопроводом с установленным на кем по нагреваемой среде теплообменником, включенным по греющей среде в газоход котла. Энергоблок может содержать дополнительный теплообменник, включенный по нагреваемой среде в байпзсный трубопровод за основным теплообменником, а по греющей - в линию рециркуляции воздуха которой снабжен воздухоподогреватель. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4879210/06 (22) 03.09.90 (46) 23.11.92. Бюл. М 43 (71) Подольский машиностроительный завод им. Орджоникидзе (72) А.У.Липец. С.М.Кузнецова, Л.В.Дирина, Л.Е.АпатовскиЧг, P.À.Ïåòðîñÿí, А.M.Öâåòков, Ю.Н.Неженцев, А.В.Шкляр, В.А.Петров и А.А.Сто рожук (56) Авторское свидетельство СССР

М 301493, кл, F 23 1 15/02, 1968.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1224417, кл. F 01 К 7/40, 1984. (54) ЭНЕРГОБЛОК ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (57) Использование: при разработке новых блоков для ТЭС различной мощности. Сущ- .

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к энергоблокам тепловых электростанций, направлено на повышение их эффективности и может быть использовано при разработке новых блоков для ТЭС различной мощности.

Мощность теплового энергоблока определяетс паропроизводительностью котла, а его экономичность (эффективность) — па раметрами пара, развитием системы реге; неративного подогрева питательной воды и температурой уходящих газов котла. Основные характеристики энергоблоков в настоящее время оптимизированы и этим определяется их эффективность, которая в настоящее время практически повышена быть не может. Более того, в последние годы по мере вовлечения в энергетику низкосор„„Я2„„1776920 А1 (si)s F 23 L 15/00, F 01 K 7/40 ность изобретения: энергоблок тепловой электростанции содержит котел, в газоходе которого размещены горячая и холодная ступень воздухоподогревателя, паротурбинную установку и систему регенеративного подогрева питательной воды с подогревателями высокого и низкого давления, первый из которых снабжен бзйпасным трубопроводом с установленным на нем по . нагреваемой среде теплообменником, включенным по греющей среде в гаэоход котла. Энергоблок может содержать дополнительный теплообменник, включенный llo нагреваемой среде в байпасный трубопровод за основным теплообменником, а по греющей — в линию рециркуляции воздуха которой снабжен воздухоподогреватель. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. тных топлив температурз уходящих газов в котле повышается и соответственно пони. жается эффективность энергоблоков.

Известен способ снижения температуры уходящих газов, повышающий экономичность энергоблоков, путем увеличения (против необходимого для горения) количества воздуха, пропускаемого через калорифер и воздухоподогреватель котла и использование тепла избыточного воздуха в схеме регенерации турбоустановки и тепловыми потребителями электростанции в со- . вокупности или раздельно (1). Энергоблок, реализующий этот способ снижения температуры уходящих газов, содержит дополнительно воздуховодяной теплообменник, включенный по воде параллельно части регенеративных подогревателей низкого дзв1776920 ления, т.е, в их байпасный трубопровод, а по греющей среде — в трубопровод рециркуляции избыточного воздуха.

К недостаткам этого известного решения следует отнести то обстоятельство, что отбор тепла осуществляется не напрямую от котла, а через промежуточный теплоноситель, что требует. увеличения затрат на . собственные нужды и на эти теплообменники. Кроме того, такое решение не обеспечивает достаточно .существенное повышение эффективности энергоблока. поскольку повышение экономичности котла в значитель. ной мере компенсируется уменьшением экономичности турбины из-за подавления отборов пара низкого давления.

Наиболее близким к заявляемому по достигаемому эффекту является другое известное -решение (прототип} — энергоблок . тепловой электростанции, содержащий систему регенеративного подогрева питательной воды с теплообменниками высокого и низкого давления, снабженными байпасными трубопроводами по питательной воде, и паровой котел с многоходовым воздухоподогревателем, снабженный рециркуляционной линией по меньшей мере с одним воздуховодяным теплообменником, включенным в байпасный трубопровод теплообменника низкого давления, и по меньшей мере один воздуховодяной теплообменник рециркуляционной линии воздухоподогревателя включен в байпасный трубопровод теплообменников высокого давления (2).:

Однако и этот энергоблок, хотя и в меньшей мере, имеет отмеченные выше недостатки: отбор тепла от котла не напрямую. а через промежуточный теплоноситель, что требует увеличенных затрат на- собствен- ные нужды и теплообменники и не обеспечивает достаточно существенного повышения эффективности энергоблока изза сохранившегося частично подавления отборов пара низкого давления. Все же прототип эффективнее аналога, поскольку при одинаковом КПД котла КПД турбины здесь выше вследствие меньшего. подавления отборов пара низкого давления.

Данное предполагаемое изобретение имеет целью повышение экономичности энергоблока путем более существенного снижения температуры уходящих дымовых газов в котле и большего увеличения мощности энер гоблока путем уменьшения отбора пара на подогреватели высокого давления, то есть при небольшой потере экономичности турбины.

Поставленные цели достигаются тем, что е энергоблоке тепловой электростанции, содержащем котел, паротурбинную установку, систему регенеративного подогрева питательной воды с подогревателями высокого и низкого давления, многоходовой воздухоподогреватель, снабженный воздушной рециркуляционной линией, и по меньшей. мере один теплообменник, включенный по нагреваемой среде в байпасный трубопровод подогревателя высокого давтеплообменник по греющей среде включен в газоход котельного агрегата после горячей ступени многоходового воздухоподогревателя, Поставленная цель достигается также тем, что последовательно с упомянутым raзоводяным теплообменником па нагреваемой среде включен воздуховодяной теплообменник, греющий тракт которого включен в линию рециркуляции воздухоподогревателя.

Оснащение энергоблока ТЭС газоводянымтеплообменником, установленным в газоходе котлоагрегата после горячей ступени

25 многоходового воздухоподогревателя, позволяет осуществить непосредственный нагрев питательной воды за счет тепла дымовых газов и существенно понизить их температуру на выходе из котлоагрегата, а включение его по питательной воде перед воздуховодяным теплообменником обеспечивает эффективный нагрев питательной во30 ды на байпасе регенеративного теплообменника высокого давления и уменьшает отбор пара на эти цели, что по35 зволяет увеличить выработку электроэнергии (мощности) при минимальной потере экономичности турбины. Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает достижение поставленной цели.

Анализ заявляемого технического решения в сравнении с прототипом выявил наличие указанных выше отличительных признаков, что позволяет сделать вывод о

45 соответствии заявляемого технического решения.критерию "новизна". Поскольку анализ заявляемого технического решения в сравнении с известными в данной и смежных областях техники не выявил известно50 сти использования отличительных признаков заявляемого объекта, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения и критерию изобретения "существенные отличия".

Сущность данного предполагаемого изобретения поясняют приводимые ниже чертежи и описания конкретных примеров

его осуществления, что однако не исключает и других вариантов реализации изобретения в пределах формулы изобретения.. ления в соответствии с данным предполага10 емым изобретением упомянутый

1776920

10

20

30

45

На фиг.1 представлена схема энергоблока с одним газоводяным теплообменником, включенным по питательной воде в байпасный трубопровод теплообменника высокого давления; на фиг.2 — фрагмент варианта схемы энергоблока, в которой газоводяной теплообменник по питательной воде предвключен воздуховодяному теплообменнику в байпасном трубопроводе того же теплообменника высокого давления; на фиг.3 — зависимость величины требуемого теплосъема в газоводяном теплообменнике для охлаждения уходящих газов до одной и той же температуры от его расположения внутри многоходового воздухоподогревателя.

В качестве примера взят котел блока 500

МВт для Экибастузских ГРЭС, температура уходящих газов 100 С.

Энергоблок тепловой электростанции (см. фиг.1) включает котельный агрегат 1 с последовательно установленными в опускном газоходе котельным экономайзером 2 и секциями 3 многоходового трубчатого воздухоподогревателя, турбину 4 с деаэратором 5 и регенеративными теплообменниками 6 и 7 соответственно низкого и высокого давления в системе регенеративного подогрева питательной воды; рециркуляционную линию 8 воздухоподогревателя с рециркуляционным вентилятором 9 и дутьевой вентилятор 10 в . линии 11 подачи воздуха в воздухоподогреватель. Особенностью представленного на фиг,1 энергоблока является газоводяной теплообменник 12 — турбинный экономай- .35 зер. установленный в рассечке многоходового трубчатого воэдухоподогревателя за

его горячим ходом (по газам), который по воде включен в байпас 13 первых после деаэратора П ВД.

Эта особенность предлагаемого энергоблока в сравнении с прототипом и определяет характер его работы, которая заключается в следующем, Отб тепла в экономайзере за горячим ходом ТВПэффективно понижает температуру уходящих газов. Чем ближе к выходу из котла производится отбор тепла, тем глубже охлаждаются уходящие газы. Соответственно для охлаждения уходящих газов до желаемой температуры тем меньше тепла приходится отбирать, чем ближе к выходу из котла оно отбирается (см. фиг,З). Как видно из фиг.3, максимальный эффект достигается именно при отборе тепла после горячего хода, в последующем величина отбора тепла уже мало меняется. Поэтому выбор места отбора тепла принципиален: он позволяет минимальным отбором тепла максимально охладить уходящие газы. Однако такой выбор имеет не менее важное значение и с точки зрения экономичности турбины.

Дело в том, что рассечка после горячего хода ТВП обеспечивает достаточно высокие температуры газов, которые позволяют по условиям температурного напора отдавать тепло высокотемпературной воде высокого давления иэ системы регенеративного подогрева питательной воды после деаэратора, Благодаря тому, что сброс котельного тепла невелик и замещает пар, отбираемый на ПВД турбины небольшая. В результате получаем положительного сальдо от существенного повышения экономичности котла и небольшого снижения экономичности ðбины, Одновременно вследствие уменьшения отбора пара на ПВД заметно повышается мощность турбины при неизменной подаче пара от котла в голову турбины. Нужно отметить, что величина достигаемого эффекта существенно зависит от температуры уходящих газов базового котла. Поэтому наибольший эффект достигается для энергоблоков, работающих на низкосортных топливах, поскольку их котлы имеют высокие температуры уходящих газов.

Предлагаемый энергоблок повышенной . эффективности в отличие от канонических блоков имеет не 3, а 4 связи котла с турбиной: паропровод острого пара, паропроводы промежуточного пара, питательный трубопровод и байпасный трубопровод питательной воды.

Энергоблок по фиг.2 отличается от рассмотренного по фиг.1 тем, что на байпасе первого после деаэратора ПВД вместе с турбинным экономайзером 12 на питательной воде последовательно включен воздуховодяной теплообменник 14, включенный по греющей среде в линию 8 рециркуляции горячего воздуха воздухоподогревателя, Такое включение теплообмен ников 12 и 14 позволяет наилучшим способом осуществить нагрев питательной воды. байпасирующей

ПВД: уменьшить расход металла на теплообменники, повысить подогрев, обеспечить регулирование отбора тепла, Проведенные на заводе проработки в части использования заявляемого технического решения для энергоблоков 500 МВт

Экибастузский ГРЭС-2 и 300 МВт для НовоАнгренской ГРЭС пбдтвердили эффективность предложенных решений — на блоках 500 МВт возрастает мощность на 11,4 МВт и удельные расходы.топлива снижаются примерно на 2% —.на блоках 300 МВт возрастает мощность на 8,1 МВт, а удельные расходы топлива снижаются примерно на 1,4%, 1776920

Ю 1 аЛ/ ч4югаЫ ; фюлаВ! уе&лрю j.

Фиг,g

Составитель А.Липец

Техред М,Моргентал Корректор M. Керецман

Редактор Е,Куркова

Заказ 4112 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Энергоблок тепловой электростанции, содержащий котел, в газоходе которого размещены горячая и холодная ступени воздухоподогревателя, снабженного воздушной линией рециркуляции, паротурбинную установку и систему регенеративного подогрева питательной воды с подогревателями высокого и низкого давления, первый из которых снабжен байпасным трубопроводом с установленным на нем по нагреваеУО

Ы

И

10 мой среде теплообменником, отличающийся тем, что, с целью повышения эконо- мичности, теплообменник включен по грею- щей среде в газоход после горячей ступени

5 воздухоподогревателя.

2, Энергоблок по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен дополнительным теплообменником, включенным по нагреваемой среде в байпасный трубопровод после

10 основного теплообменника, а по греющей— в линию рециркуляции воздуха.