Способ эксплуатации паросиловой энергетической установки и установка для его осуществления

Способ эксплуатации паросиловой энергетической установки и установка для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики (в том числе и атомной техники), направлено на совершенствование энергоресурсосберегающих технологий и может быть использовано в паросиловых, а также в парогазовых энергетических установках, в которых за счет любого вида топлива для потребителей одновременно производятся электрическая и тепловая энергия заданных параметров. По предлагаемому способу в период эксплуатации установки в режиме с увеличенной для каждой величины паропроизводительности выдачей потребителю тепловой энергии рабочее тело установки направляют в обход обогреваемой стороны по меньшей мере одного регенеративного подогревателя высокого давления, обогреваемую сторону указанного подогревателя или подогревателей переключают в состав циркуляционного теплообменного контура потребителя тепловой энергии и при этом соответственно изменившемуся диапазону энтальпий (и соответственно температур) нагреваемого в котле или парогенераторе рабочего тела или увеличивают мощность котла или парогенератора при его заданной паропроизводительности, или одновременно увеличивают мощность котла или парогенератора и изменяют его паропроизводительность. Паросиловая энергетическая установка для осуществления способа содержит соответствующие элементы и запорные и запорно-регулирующие устройства. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики (в том числе и атомной техники), направлено на совершенствование энерго- ресурсосберегающих технологий и может быть использовано в паросиловых, а также в парогазовых энергетических установках, в которых за счет любого вида топлива для потребителей одновременно производится электрическая и тепловая энергия заданных параметров.

Известно, что в процессе выработки только электроэнергии на конденсационных паротурбинных электростанциях большое количество теплоты нагревателя термодинамического цикла установки (до ~60%) неизбежно должно передаваться холодному "источнику" - охлаждающей конденсатор воде и, таким образом, бесполезно теряется. Вместе с тем известно, что, помимо электроэнергии, для производственных и бытовых нужд потребителей используется значительное количество теплоты в виде горячей воды и пара в разного рода технологических процессах, а также для отопления зданий и горячего водоснабжения. В обычных конденсаторных паротурбинных теплосиловых установка для обеспечения максимального электрического коэффициента полезного действия (КПД) давление в конденсаторе поддерживается равным ~0,04 ата, то есть конденсация рабочего пара происходит при температуре около 28-29^oC. Теплота, отдаваемая охлаждающей воде в таком конденсаторе, имеет низкий температурный потенциал и поэтому не может быть использована для производственных и бытовых нужд, так как для технологических целей, как правило, используется насыщенный водяной пар с давлением от 2,5 до 20-40 ата, а для отопления - насыщенный водяной пар с давлением 1,5 - 2,6 ата или горячая вода с температурой до ~130-180^oC.

Теплофикационные паротурбинные установки отличаются от чисто конденсационных тем, что в них при относительно высоком давлении отводится некоторая часть работающего в турбине пара, которая используется для целей теплоснабжения. При этом несколько снизится величина абсолютного электрического КПД установки. Однако возможность получения больших количеств теплоты для технологических и бытовых нужд за счет некоторого сокращения выработки электроэнергии оказывается весьма выгодной, так как избавляется от необходимости сооружать специальные отопительные котельные, как правило, имеющие сравнительно невысокий КПД (~86-90%) и поэтому требующие соответствующего повышенного (в 1/КПД раз) расхода топлива, а также нерационально использующие теплоту высокого температурного потенциала при сжигании топлива для нагрева низкотемпературного теплоносителя, что невыгодно из-за уменьшения работоспособности системы. При этом экономический выигрыш при использовании теплоты отработавшего в турбине пара определяется тем, что скрыта теплота парообразования, которая в конденсационных установках теряется с охлаждающей водой конденсаторов, в установках, построенных для комбинированной выработки теплоты и электроэнергии, полностью или частично используется для покрытия бытовых или промышленных потребностей прилегающего к электростанции района. Турбины, которые не только служат приводом электрогенетора, но и снабжают теплотой внешних потребителей, называются теплофикационными, а тепловые электростанции, осуществляющие комбинированную выработку электроэнергии и теплоты, называют теплоэлектроцентралями (ТЭЦ) в отличие от чисто конденсационных электростанций (КЭС), производящих только электроэнергию. Поскольку, как отмечено выше, для производственных и бытовых нужд требуется пар или вода в относительно широком диапазоне температур и давлений, на ТЭЦ применяются различные конструкции теплофикационных турбин и включающих их паросиловых (или парогазовых) энергетических установок в зависимости от характера потребления теплоты и заданной электрической нагрузки.

Для характеристики экономичности работы ТЭЦ применяется так называемый коэффициент использования тепла K, определяемый как отношение суммы полезной работы, произведенной в термодинамическом цикле, L_э, и теплоты Q₂, отданной внешнему потребителю, к количеству теплоты Q₁, выделившейся при сгорании топлива: K = (L_э + Q₂/Q₁, или, что то же самое, K = (N + Q)/BQ^p_н , где N - электрическая мощность установки, B - часовой расход топлива, Q^p_н - теплота сгорания топлива, Q - количество теплоты, отданное внешнему потребителю (см. , например, книгу "Техническая термодинамика", В. А.Кириллин и др., М., Энергоатомиздат, 1983 г., стр. 325). Значение K тем ближе к единице, чем совершеннее установка, то есть меньше потери теплоты в котлоагрегате и паропроводе, механические и электрические потери в электрогенераторе и т.п.

Наиболее простая из теплофикационных установок работает согласно известному способу эксплуатации, по которому сжатую до некоторого повышенного давления жидкую фазу рабочего тела паросиловой энергетической установки, например, воду направляют в котел или парогенератор, где при постоянном давлении нагревают до образования пара заданных начальных параметров, который затем направляют в снабженную, например, регенеративную отборами пара проточную часть паровой турбины, в которой происходит процесс его расширения, в результате чего турбина приводит в действие электрогенератор, далее отработавший в турбине водяной пар направляется потребителю тепловой энергии, после которого образующийся конденсат пара сжимают насосом и затем через обогреваемые стороны регенеративных подогревателей высокого давления подают опять в котел или парогенератор (см., например, книгу "Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок", А.И. Андрющенко, М., "Высшая школа", 1977 г., стр. 80-81).

В установках, эксплуатируемых по вышеуказанному способу, основным элементом оборудования являются турбины типа P - то есть с противодавлением и без регулируемого отбора пара. Это, например, турбины следующих отечественных марок: P - 40-12,8/3,0 и P-100-12,8/1,3-2 (см., например, книгу "Паровые турбины", А.В. Щегляев, М., Энергоатомиздат, 1993 г., кн.1, стр.91-97, кн.2, стр. 216-218). При этом при начальном давлении пара 130 ата первая из упомянутых турбин выдает тепловому потребителю отработавший в турбине пар с давлением 28,5-35,7 ата, а вторая - с давлением 12-21 ата. В указанных паросиловых энергетических установках пар, покидающий турбину (типа P) с противодавлением расходуется лишь в том количестве, которое необходимо тепловому потребителю. Поскольку электрический КПД таких установок при постоянных начальных параметрах пара зависит только от расхода пара (при постоянном срабатываемом в турбине теплоперепаде), мощность турбины с противодавлением (и соответственно приводимого ею в действие электрогенератора) однозначно определяется расходом протекающего через турбину пара. Поэтому паросиловые энергетические установки, основанные на турбинах типа P, целесообразны при таких тепловых потребителях, нагрузка которых держится на достаточно высоком уровне круглый год, например, для химического производства. При этом давление пара, поступающего к тепловому потребителю, как правило, требуется поддерживать постоянным.

Вместе с тем вышеуказанному способу эксплуатации паросиловой энергетической установки и установке для его осуществления присущ недостаток, ограничивающий их экономичное применение. Этот недостаток заключается в том, что эксплуатируемые по данному способу энергетические установки могут эффективно обслуживать теплового потребителя, использующего производственный пар только с практически постоянной величиной давления, в то время как зачастую тепловому потребителю требуется пар двух различных давлений, например, для промышленных и отопительных целей.

Указанного недостатка лишен известный способ эксплуатации паросиловой энергетической установки, по которому жидкую фазу рабочего тела установки, преимущественно воду, направляют в котел или парогенератор, где при постоянном повышенном давлении нагревают до образования пара заданных параметров, который затем направляют в двухцилиндровую турбину, в которой происходит процесс его расширения, в результате чего турбина приводит в действие электрогенератор, при этом вышедшая из цилиндра высокого давления турбины часть расхода пара направляется производственному тепловому потребителю, а оставшаяся часть расхода пара с меньшим давлением после выхода из второго рабочего цилиндра турбины направляется, например, отопительному тепловому потребителю, после чего весь образующийся у потребителей конденсат отработанного пара сжимают насосом и затем опять подают в котел или парогенератор для нагрева и парообразования (см., например, книгу "Паровые турбины", А.В. Щегляев, М., Энергоатомиздат, 1993 г., кн.2, стр.246-248).

Основным элементом оборудования упомянутых энергоустановок являются паровые турбины типа ПР (теплофикационные с противодавлением и производственным отбором пара). К ним относятся, например, следующие известные отечественные турбины (см., например, книгу "Паровые турбины", А.В.Щегляев, М., Энергоиздат, 1993 г. , кн. 1, стр.76): ПР-6-35/10/5, ПР-6-35/15/5 и ПР-12/15-90-15/7. Из обозначений турбин видно, что они одновременно могут выдавать тепловому потребителю производственный пар с давлением от 10 до 15 ата, также "отопительный" пар с давлением от от 1,2 до 7 ата.

Вместе с тем указанному способу эксплуатации паросиловой энергетической установки и установке для его осуществления присущи следующие недостатки: невысокая величина электрического КПД установки, обусловленная, в основном, существенно большей (по сравнению с аналогичным показателем КЭС) величиной давления основного расхода пара, обработавшего в турбине, вращающей электрогенератор, и который затем поступает тепловому потребителю; неэффективное (неполное) использование электрического оборудования, обусловленное существенным снижением мощности электрогенератора, связанного с турбиной, в периоды сокращенного теплового потребления, например, в летнее "неотопительное" время и/или во время перерывов производственного потребления отработавшего в турбине пара достаточно высоких параметров; обусловленная первыми двумя недостатками невысокая (среднегодовая) величина коэффициента использования тепла топлива установки.

В отличие от вышеуказанного, более высокая величина электрического КПД, значительно лучшее использование оборудования, а также более высокий среднегодовой коэффициент использования тепла топлива обеспечивается в действующих по общему известному способу эксплуатации паросиловых энергетических (конденсаторных) установок, основанных на турбинах типа ПТ, Т, К, КТ и/или ТК, и в которых, благодаря этому, мощность электрогенераторов может изменяться в широких пределах практически независимо от нагрузки теплового потребителя (см., например, книгу "Паровые турбины", А.В.Щегляев, М., Энергоатомиздат, 1993 г., кн.1: стр. 71-99; кн.2: стр.248-264, 294-326, 332-344, 347-350, 356-367).

Помимо выработки электроэнергии в присоединенных генераторах упомянутые турбины типа ПТ (к ним относятся отечественные турбины ПТ-60/75-12,8/1,3; ПТ-80-100-12,8/1,3 и ПТ-135/162-12,8/1,5) обеспечивают возможность одновременной выдачи внешнему тепловому потребителю регулируемых производственного (с давлением соответственно 13 и 15 ата) и отопительного (с давлением от 0,5 - 1,2 до 2,5 ата) отборов пара, а турбины типа T (к ним относятся, например, отечественные турбины Т-180/210-12,8; Т-185/220-12,8-1 и Т-250/300-23,5-3) обеспечивают возможность выдачи потребителю тепла двух регулируемых в определенном диапазоне давлений отопительных отборов пара заданных параметров (от 0,5 до ~3,0 ата).

Кроме того, турбины типа К, КТ и ТК - к ним относятся, например, известные отечественные турбины К-210-128-3(6); К-220-4,4(3-5); К-300-23,5; К-310-23,5-3; К-320-23,5-4; К-500-17,7; К-500-23,5-4; К-500-5,9/25; К-800-12,8; К-800-23,5-5; К-1000-5,9/25-1(2); К-1100-5,9(25-4(5); К-1200-23,5-3; КТ-1070-5,9-25,3 и ТК-450/500-5,9- обеспечивают возможность выдачи внешнему потребителю тепла нескольких (например, до четырех) отопительных отборов пара нерегулируемого давления (до ~3-5 ата).

Действующие по принципиально общему способу эксплуатации известные паросиловые энергетические установки, основанные на вышеуказанных известных турбинах типов К, КТ, ТК, Т и/или ПТ (см., например, книгу "Паровые турбины", А.В. Щегляев, М., Энергатомиздат, 1993 г.; кн.1: стр.56, рис.1.26; кн. 2: стр.360, рис.10.31, а также книгу "Теплотехнический справочник", ред. В. Н.Юренев и П.Д.Лебедев, М., Энергия, 1975 г., том 1, стр.474, 477, 478. 480, 481, 490-493) устраняет недостатки вышеуказанного известного способа эксплуатации паросиловой энергетической установки следующим образом.

Величины их электрических КПД заметно выше (до ~30-41%) вследствие того, что основной расход пара, поступающий в турбину, срабатывает в ней до существенно более низкого давления, которое в конденсаторе ниже атмосферного, а также в связи с введением в цикл, кроме конденсатора, регенеративных отборов пара низкого давления, которые дают, например, более высокую экономию топлива, чем также принятые регенеративные отборы пара высокого давления (см., например, книгу "Основы термодинамических циклов теплоэнергетических установок", А.И. Андрющенко, М., Высшая школа, 1977 г., стр.72).

Использование располагаемой мощности электрического оборудования установки в процессе ее эксплуатации существенно выше, так как его мощность почти не определяется тепловой нагрузкой потребителя, так как в периоды сокращенного теплопотребления (или даже во время прекращения теплопотребления) отборы пара внешнему тепловому потребителю закрываются и тогда весь расход пара поступает в турбину, вращающую электрогенератор, вырабатывающий, в связи с этим, больше электроэнергии.

Вышеотмеченные повышения электрического КПД и производимой электрической мощности совместно с более независимой тепловой нагрузкой, которая может быть значительной по величине (как, например, в энергоустановке КТ-1070-5,9/25-3), обеспечивают в итоге более высокий коэффициент использования тепла топлива энергетической установки.

В итоге с учетом нижепредставленной постановки задачи, на решение которой направлены заявляемые технические решения (способ и устройство), вышеперечисленные и аналогичные известные паросиловые энергетические установки (основанные на турбинах типов К, КТ, ТК, Т и/или ПТ) действуют согласно общему способу эксплуатации (см. , например, книгу "Паровые турбины", А.В. Щегляев, М., Энергоатомиздат, 1993 г., кн.1, стр.56, рис.1.26), по которому сжатую, например, жидкую фазу рабочего тела установки, преимущественно воду, направляют в котел или парогенератор, где при постоянном давлении за счет тепла топлива нагревают до образования пара необходимых параметров, который затем направляют в проточную часть снабженной регенеративными отборами пара турбины, в которой происходит процесс его расширения, в результате чего турбина приводит в действие, например, энергогенератор, далее отработавший пар или направляют в промежуточный пароперегреватель, после чего его подают для дальнейшего расширения и соответствующего совершения работы в следующий, по меньшей мере, один рабочий цилиндр турбины и затем в конденсатор, или сразу направляют в конденсатор, где за счет охлаждения внешним теплоносителем пар превращается в жидкую фазу рабочего тела, которую далее подают насосом в, по меньшей мере, один регенеративный подогреватель низкого давления, далее направляют, при необходимости, в деаэратор, затем подают в обогреваемую сторону, по меньшей мере, одного поверхностного регенеративного подогревателя высокого давления и затем опять направляют в котел или парогенератор установки, в которой в период ее эксплуатации с выдачей потребителю также тепловой энергии из турбины дополнительно отбирают часть расхода рабочего тела установки, которую используют для передачи тепловой энергии потребителю.

Паросиловая энергетическая установка для осуществления указанного известного способа эксплуатации может содержать (см., например, также в книге "Паровые турбины, А.В.Щегляев, кн.1. стр.56, рис. 1.26) объединенные, например, трубопроводами циркуляции рабочего тела установки (преимущественно, воды и водяного пара) котел или парогенератор, проточную часть снабженной регенеративными отборами пара турбины, приводящей в действие, например, электрогенератор, и которая потом соединена или с промежуточным пароперегревателем, далее, со следующим, по меньшей мере, одним рабочим цилиндром турбины и затем с конденсатором, или непосредственно с конденсатором отработавшего пара, охлаждаемая внешним теплоносителем полость которого соединена через насос с, по меньшей мере, одним регенеративным подогревателем низкого давления, который далее соединен, при необходимости, с деаэратором и затем с обогреваемой стороной, по меньшей мере, одного поверхностного регенеративного подогревателя высокого давления, которая соединена далее со входом рабочего тела в котел или парогенератор, при этом турбина снабжена также теплофикационными отборами пара, выполненными с возможностью обеспечения потребителя тепловой энергией.

Вместе с тем изложенному известному способу эксплуатации паросиловой энергетической установки и установке для его осуществления присущи следующие два основных недостатка.

Первый из них заключается в том, что в режиме эксплуатации энергоустановки с номинальной (или близкой к ней по величине) производительностью электроэнергии за счет работы основного расхода рабочего тела (пара) и турбине, снабженной для повышения электрического КПД установки регенеративными отборами пара высокого и низкого давлений, максимальная мощность и температурный потенциал тепловой энергии, выдаваемой установкой внешнему потребителю, ограничены пределами термодинамических возможностей теплофикационных отборов из турбины (типа ПТ, Т, К, КТ и/или ТК) остального расхода пара, которые обеспечивают указанное теплопотребление.

Второй недостаток известного способа эксплуатации паросиловой энергоустановки заключается в достаточно жесткой зависимости величины от тепловой нагрузки, необходимой потребителю, от величины электрической нагрузки потребителя электроэнергии. Указанная зависимость особенно заметна и отрицательно сказывается на производственных и экономических показателях работы энергоустановки в периоды ее эксплуатации с заданной пониженной электрической нагрузкой потребителя, например, в зимний, отопительный сезон или в периоды плановых и других перерывов в работе промышленных и т.п. электропотребителей, когда, независимо от заданного снижения электронагрузки, особенно необходимо увеличить или, по меньшей мере, сохранить на уровне, близком к номинальному, мощность тепловой энергии, выдаваемой потребителю, например, для теплоснабжения. Указанный недостаток определяется тем, что в известной паросиловой энергоустановке в этот период соответственно заданной одним потребителем электрической нагрузки уменьшают расход рабочего тела, поступающего из котла или парогенератора в турбину, вращающую электрогенератор, и соответственно этому желательно уменьшаются расходы теплоизоляционных отборов пара из используемых в аналогичных энергоустановках турбин типа ПТ, Т, К, КТ и/или ТК, которые обеспечивают другого потребителя тепловой энергией. То есть в существующие в практике периоды снижения электрической нагрузки (мощности электрогенератора энергоустановки), например, до ~60% от номинальной максимальная мощность тепловой энергии, выдаваемой потребителю, также снизится примерно до ~60% от номинальной, что в итоге существенно ущемляет производственные и экономические интересы производителя и потребителей тепловой энергии.

Вышеизложенные недостатки известного способа эксплуатации паросиловой энергетической установки и установки для его осуществления - объективная реальность и поэтому при часто выявляющейся необходимости строительства в районе, прилегающем к действующей ТЭЦ (основанной на вышеуказанных известных энергоустановках), дополнительных теплопотребителей - жилых массивов, зданий, предприятий и т. п., а также для покрытия дефицита тепловой энергии, выдаваемой энергоустановкой в периоды снижения ее энегонагрузки, в практике принято (см. , например, книгу "Паровые турбины", А.В.Щегляев, М., Энергоатомиздат, 1993 г. , кн. 2: стр. 262, 265), что в районе действия указанной ТЭЦ (или ТЭЦ) должна быть построена, как минимум, дополнительная котельная, которая для покрытия первого вышеописанного дефицита тепла должна работать, преимущественно, в базовом режиме эксплуатации, а для покрытия второго указанного дефицита тепла - преимущественно в пиковом или полупиковом режимах эксплуатации. Естественно, что строительство и эксплуатация дополнительной котельной (а тем более ТЭЦ) - дело довольно дорогое, при этом следует также учесть, что, в отличие от самой экономичной - вышеуказанной комбинированной выработки энергоустановкой электрической и тепловой энергии для потребителей, необходимость сооружения дополнительной отдельной котельной (на любом виде топлива) из-за сравнительно невысокой величины ее КПД (~0,86-0,90) потребует соответствующего повышенного (в 1/0,86...0,90 раз) расхода топлива, высокий температурный потенциал которого к тому же нерационально используется при его сжигании для получения низкотемпературного (~150-250^oC) теплоносителя, обслуживающего потребителей тепла. При этом чем больше величина мощности указанной дополнительной котельной, тем менее экономичной будет общая энергосистема, состоящая из известной паросиловой энергоустановки и данной котельной, так как в этом случае уменьшается доля тепловой энергии, производимой помимо производства электроэнергии.

В связи с изложенным основной технической задачей, на решение которой направлены заявляемые изобретения (способ эксплуатации и устройство для его осуществления), являются повышение экономичности паросиловой энергетической установки с комбинированной выработкой электроэнергии и теплоты, а также снижение зависимости величины ее тепловой нагрузки от электрической нагрузки потребителя путем экономичного увеличения величины максимальной мощности тепловой энергии, выдаваемой потребителю в периоды ее эксплуатации на любом рабочем уровне электрической нагрузки потребителя, то есть при пониженной и максимальной мощности электрогенератора установки, производящего заданную потребителем электроэнергию. При этом решение поставленной задачи повышает также средний температурный потенциал тепла, отводимого в термодинамическом цикле установки потребителю, без изменения номенклатуры и количества основных единиц (элементов) оборудования известной комбинированной паросиловой энергетической установки, что в итоге позволит исключить или существенно сократить капитальные и эксплуатационные затраты на создание и эксплуатацию обычно в практике существующей дополнительной известной котельной (или ТЭЦ), покрывающей дефицит необходимого вышеупомянутого увеличения выдаваемой потребителю тепловой энергии, необходимой или для обеспечения возможности строительства в районе ТЭЦ дополнительных объектов - теплопотребителей, или для обеспечения, по меньшей мере, номинальной (или близкой к ней величине) производительности выдаваемого тепла в периоды существенного снижения электрической нагрузки другого потребителя.

Для решения изложенной задачи в известном способе эксплуатации паросиловой энергетической установки, по которому сжатую, например, жидкую фазу рабочего тела установки, преимущественно воду, направляют в котел или парогенератор, где при постоянном давлении за счет тепла топлива нагревают до образования пара необходимых параметров, который затем подают в проточную часть снабженной регенеративными отборами пара турбины, в которой происходит процесс его расширения, а результате чего турбина приводит в действие, например, электрогенератор, далее отработавший в турбине пар или направляют в промежуточный пароперегреватель, после его подают для совершения работы, например, в следующий, по меньшей мере, один рабочий цилиндр турбины и затем в конденсатор, или сразу направляют в конденсатор, где за счет охлаждения внешним теплоносителем пар превращается в жидкую фазу рабочего тела, которую затем подают насосом в, по меньшей мере, один регенеративный подогреватель низкого давления, далее подают, при необходимости, в деаэратор, затем направляют в обогреваемую сторону, по меньшей мере, одного поверхностного регенеративного подогревателя высокого давления и затем опять направляют в котел или парогенератор установки, в которой в период ее эксплуатации с выдачей потребителю также тепловой энергии из турбины дополнительно отбирают часть расхода рабочего тела, которую используют для передачи тепловой энергии потребителю, в период эксплуатации установки в режиме с увеличенной, для каждой величины паропроизводительности, выдачей потребителю тепловой энергии, рабочее тело установки направляют в обход обогреваемой стороны, по меньшей мере, одного регенеративного подогревателя высокого давления, обогреваемую сторону указанного подогревателя или подогревателей переключают в состав циркуляционного теплообменного контура потребителя тепловой энергии и при этом соответственно изменившемуся диапазону энтальпий (и, соответственно, температур) нагреваемого в котле или парогенераторе рабочего тела или увеличивают мощность котла или парогенератора при его заданной, в том числе и номинальной, паропроизводительности, или одновременно увеличивают мощность котла или парогенератора и изменяют его паропроизводительность.

Кроме того, для регулирования мощности тепловой энергии, выдаваемой потребителю через регенеративные подогреватели высокого давления, расход пара, отбираемого из турбины в греющие стороны указанных подогревателей, может быть изменен, а при этом греющая сторона, по меньшей мере, одного из указанных регенеративных подогревателей может быть переключена к регулируемому отбору пара более высокого давления.

Для достижения вышеназванного технического результата предлагается эксплуатируемая по вышеизложенному заявляемому способу паросиловая энергетическая установка, прототипом которой из широкого спектра известных паросиловых энергоустановок, которые основаны на турбинах типов К, КТ, ТК, Т и/или ПТ и наиболее близким к сущности заявленного технического решения, выбрана паросиловая энергетическая установка, основанная на наиболее распространенной и технологичной турбине типа К (К-800-23,5-5) и которая представлена в книге "Паровые турбины", А.В.Щегляев (М., Энергоатомиздат, 1993 г., кн.1) на стр.56 и рис 1.26. При этом в паросиловой энергетической установке, содержащей объединенные, например, трубопроводами циркуляции рабочего тела установки котел или парогенератор, проточную часть снабженной регенеративными отборами высокого и низкого давлений пара турбины, приводящей в действие, например, электрогенератор и которая потом соединена или с промежуточным пароперегревателем, далее со следующим, по меньшей мере, одним рабочим цилиндром турбины и затем с конденсатором, или непосредственно с конденсатором отработавшего пара, охлаждаемая внешним теплоносителем сторона которого соединена через насос с, по меньшей мере, одним регенеративным подогревателем низкого давления, который далее соединен, при необходимости, с диаэратором и затем с обогреваемой стороной, по меньшей мере, одного поверхностного регенеративного подогревателя высокого давления рабочего тела, которая соединена затем со входом рабочего тела в котел или парогенератор, при этом турбина снабжена также промежуточными теплофикационными отборами пара, выполненными с возможностью обеспечения потребителя тепловой энергией, обогреваемая сторона, по меньшей мере, одного регенеративного подогревателя высокого давления на входе и выходе из нее рабочего тела присоединена через запорные устройства к циркуляционному теплообменному контуру потребителя тепловой энергии, трубопроводы, соединяющие входы и выходы рабочего тела из обогреваемой стороны указанного подогревателя или подогревателей с их соседними по основному тракту циркуляции рабочего тела единицами оборудования установки снабжены запорными устройствами, а указанные единицы оборудования установки дополнительно соединены между собой обходящим расположенные между ними регенеративный подогреватель или подогреватели, а также запорные устройства соответствующим байпасным трубопроводом, который снабжен запорным устройством. При этом, преимущественно, каждый трубопровод, обеспечивающий регенеративный отбор пара из турбины в греющую сторону подогревателя высокого давления, выполненного с возможностью обеспечения потребителя тепловой энергией, может быть снабжен запорно-регулирующим устройством, а греющая сторона, по меньшей мере, одного указанного регенеративного подогревателя высокого давления может быть дополнительно соединена через запорно-регулирующее устройство с отбором из турбины пара более высокого давления.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где изображены: на фиг. 1 - принципиальная тепловая схема паросиловой энергетической установки по варианту 1 исполнения; на фиг.2 - T-gS диаграмма идеального цикла работы варианта 1 исполнения энергоустановки в период ее эксплуатации с номинальной или уменьшенной выдачей потребителю тепловой энергии при номинальной (а также пониженной) производительности электроэнергии; на фиг.3 - T-gS диаграмма идеального цикла работы варианта 1 исполнения энергоустановки в период ее эксплуатации с увеличенной выдачей потребителю тепловой энергии при номинальной (а также пониженной) производительности электроэнергии; на фиг.4 - принципиальная тепловая схема паросиловой энергетической установки по варианту 2 исполнения; на фиг.5 - T-gS диаграмма идеального цикла работы варианта 2 исполнения энергоустановки в период ее эксплуатации с максимальной (при заданной паропроизводительности или величине расхода рабочего тела через турбину) выдачей тепловой энергии потребителю с помощью всех трех регенеративных подогревателей высокого давления; на фиг.6 - принципиальная тепловая схема паросиловой энергетической установки по варианту 3 исполнения; на фиг.7 - T-gS диаграмма идеального цикла работы варианта 3 исполнения энергоустановки в период ее эксплуатации с максимальной (при заданной паропроизводительности) выдачей потребителю тепловой энергии потребителю с помощью, например, только одного регенеративного подогревателя высокого давления.

Примеры реализации предлагаемого способа и устройства даны при использовании в паросиловой энергетической установке в качестве ее рабочего тела самого распространенного вещества - воды, хотя вышеуказанные способ и устройство справедливы и при использовании в качестве рабочего тела энергоустановки других известных веществ, например, двуокиси углерода и т.д. (см., например, книгу "Энергетическое оборудование блоков АЭС", Н.М.Кузнецов и др. , Л. , Машиностроение, 1979 г., стр. 71-74); журнал "Теплофизика высоких температур", изд. "Наука", 1968 г., том 6, выпуск 4, стр. 621-633 и книгу "Неводяные пары в энергомашиностроении", А.А.Канаев и И.З.Копп, Л., Машиностроение, 1973 г., стр. 29-33, 74, 90).

Предлагаемый способ эксплуатации паросиловой энергетической установки, производящей электрическую и тепловую энергию, осуществляется в следующей последовательности.

В период эксплуатации установки в режиме с увеличенной, для каждой величины паропроизводительности, выдачей потребителю тепловой энергии, рабочее тело установки направляют в обход обогреваемой стороны, по меньшей мере, одного регенеративного подогревателя высокого давления, обогреваемую сторону указанного подогревателя или подогревателей переключают в состав циркуляционного теплообменного контура потребителя тепловой энергии и при этом соответственно изменившемуся диапазону энтальпий нагреваемого в котле или парогенераторе рабочего тела или увеличивают мощность котла или парогенератора при заданной, в том числе и номинальной, его паропроизводительности, или одновременно увеличивают мощность котла или парогенератора и изменяют его паропроизводительность. Кроме того, для регулирования мощности тепловой энергии, выдаваемой потребителю через регенеративные подогреватели высокого давления, расход пара, отбираемого из турбины в греющие стороны указанных подогревателей, может быть изменен, а при этом греющая сторона, по меньшей мере, одного из указанных регенеративных подогревателей может быть переключена к регулируемому отбору пара более высокого давления.

Вариант 1 исполнения предлагаемой паросиловой энергетической установки состоит из следующих основных единиц оборудования, объединенных соответствующими трубопроводами и/или полостями корпусных конструкций.

Выход рабочего тела установки - пара заданных параметров из котла (в том числе, например, котла-утилизатора парогазовой энергоустановки) или парогенератора 1 соединен с проточной частью рабочего цилиндра высокого давления 2 паровой турбины 3, выход из которой соединен с промежуточным пароперегревателем 4 котла 1, который так же, как и котел 1, работает за счет тепла органического или, например, ядерного топлива (на черт. не показано). Выход пара из пароперегревателя 4 соединен трубопроводом со входом пара в проточную часть рабочего цилиндра среднего давления 5 турбины, выход основного расхода пара из которой соединен с его входом в рабочий цилиндр низкого давления 6 турбины 3. Все рабочие цилиндры 2, 5 и 6 турбины 3 установлены на одном валу, с помощью которого, например, через редуктор (который на черт. не показан) турбина может вращать электрогенератор 7, предназначенный для производства электрической энергии потребителям. Выход из турбины 3 отработавшего пара соединен с охлаждаемой стороной (полостью) конденсатора 8, снабженного трубной теплообменной системой 9, по которой циркулирует внешний охлаждающий теплоноситель, преимущественно вода, например, из градирни ТЭЦ, которая на черт. не показана. Выход конденсата рабочего тела из конденсатора 8 через конденсатный насос 10 соединен со входом в обогреваемую сторону регенеративного поверхностного подогревателя низкого давления 11, которая далее соединена с подобными обогреваемыми сторонами регенеративных подогревателей низкого давления 12 и 13. Выход конденсата рабочего тела (питательной воды) из подогревателя 13 соединен со деаэратором 14 смешивающего типа, который служит для термического удаления из питательной воды растворенных в ней газов, преимущественно кислорода и углекислоты. При этом следует отметить, что проработки и лабораторные исследования дают основания полагать, что для перспективных энергоблоков АЭС и ТЭС определенными возможностями обладают системы регенеративного подогрева питательной воды, в которых деаэратор заменяется поверхностным регенеративным подогревателем