Паросилова енергетична установка з бінарним циклом перетворення енергії

Паросилова енергетична установка з бінарним циклом перетворення енергії, яка складається з високотемпературного циклу, що містить паровий котел з паропідігрівником, з'єднаний з паровою турбіною з протитиском відпрацьованої водяної пари, викид з якої виведений на конденсатор-випарник, і насос для відкачування конденсату водяної пари, а також з низькотемпературного циклу, що містить парову турбіну, до викиду якої підключений конденсатор, який через насос живлення під'єднаний до конденсатора-випарника, яка відрізняється тим, що в газоході парового котла розміщений додатковий паропідігрівач для додаткового підігріву до необхідної температури відпрацьованої водяної пари після парової турбіни з протитиском і спрямування її як потік гріючої водяної пари в конденсатор-випарник Винахід стосується теплоенергетики і може бути використаний для перетворення енергії в електрогенеруючих енергетичних установках з бінарним циклом Прототипом є енергетична установка з бінарним циклом перетворення енергії [1], яка складається з високотемпературного циклу, що містить паровий котел з паропідігрівачем, з'єднаний з паровою турбіною з протитиском відпрацьованої водяної пари, викид з якої виведений на конденсатор-випарювач, і насос для відкачування конденсату водяної пари, а також з низькотемпературного циклу, що містить парову турбіну, до викиду якої підключений конденсатор, який через насос під'єднаний до конденсатора-випарювача Робота установки основана на використанні води і перегрітої водяної пари в верхній, високотемпературній частині бінарного циклу і речовини з низькою температурою кипіння в нижній, низькотемпературній частині бінарного циклу КІЛЬКІСТЬ енергії, що виробляється електричною турбіною з протитиском, яка працює на водяній парі залежить від прийнятого значення протитиску відпрацьованої водяної пари за паровою турбіною Чим нижче прийняте значення протитиску відпрацьованої водяної пари за паровою турбіною, тим більша електрична потужність турбіни, при інших рівних умовах роботи КІЛЬКІСТЬ енергії, що виробляється електричною турбіною, яка працює на парі речовини з низь кою температурою кипіння, при інших рівних умовах и роботи, залежить від температури потоку гріючої водяної пари, що спрямовується в конденсатор-випарювач, але при зниженні тиску відпрацьованої водяної пари (потоку гріючої водяної пари) знижується і його температура Цю особливість термодинамічного процесу можна використати для вдосконалення відомої установки В основу винаходу поставлене завдання, шляхом зміни конструкції енергетичної установки, забезпечити можливість здійснення додаткового підігріву відпрацьованої водяної пари після парової турбіни, що підвищить ККД установки та збільшить КІЛЬКІСТЬ виробітку електричної енергії Поставлене завдання досягається тим, що в паросиловій енергетичній установці з бінарним циклом перетворення енергії, яка складається з високотемпературного циклу, що містить паровий котел з паропідігрівачем, з'єднаний з паровою турбіною з протитиском відпрацьованої водяної пари, викид з якої виведений на конденсаторвипарювач, і насос для відкачування конденсату водяної пари, а також з низькотемпературного циклу, що містить парову турбіну, до викиду якої підключений конденсатор, який через насос живлення під'єднаний до конденсатора-випарювача, згідно з винаходом в газоході парового котла розміщений додатковий паропідігрівач, для додаткового підігріву до необхідної температури відпра CO 00 (О ю цьованої водяної пари після парової турбіни з протитиском і спрямування її в якості потоку гріючої водяної пари в конденсатор-випарювач Завдяки наявності додаткового паропідігрівача виникає можливість у високотемпературному циклі установки більш повно використати енергію водяної пари парової турбіни, за рахунок зниження тиску і температури водяної пари за паровою турбіною, а в низькотемпературному циклі установки підвищити виробіток електроенергії і ККД парової турбіни за рахунок підвищення температури гріючої водяної пари на вході конденсаторавипарювача На фігурі (Фіг) зображена принципова схема запропонованої паросилової енергетичної установки Енергетична установка містить паровий котел 1, з основним паропідігрівачем 2 для приготування перегрітої водяної пари з заданими параметрами, парову турбіну 3 з протитиском відпрацьованої водяної пари, конденсатор-випарювач 4, для конденсації відпрацьованої водяної пари попередньо підігрітої до необхідної температури в додатковому паропідігрівачі 5, розташованому в газоході парового котла 1, насос 6 для перекачки конденсату водяної пари з конденсатора-випарювача 4 в паровий котел 1, парову турбіну 7 працюючу на парі речовини з низькою температурою кипіння, конденсатора 8 для конденсації відпрацьованої пари речовини з низькою температурою кипіння і насос 9 для перекачування конденсату речовини з низькою температурою кипіння 54683 вачем 2 з заданими параметрами (тиск, температура) з парового котла 1 спрямовується в парову турбіну 3 з протитиском відпрацьованої водяної пари Рівень протитиску відпрацьованої водяної пари вибирають на мінімально-можливому рівні за умовою можливості и подачі в конденсаторвиларювач 4, тобто з врахуванням опору додаткового паропідігрівача 5 Після парової турбіни З відпрацьована пара спрямовується в додатковий паропідігрівач 5, де підігрівається до необхідної температури і далі спрямовується в якості потоку гріючої водяної пари в конденсатор-випарювач 4 Конденсат водяної пари насосом 6 перекачується з конденсатора-випарювача 4 в паровий котел 1 в якості живильної води Так замикається високотемпературна частина бінарного циклу З конденсатора в конденсатор-випарювач 4 Енергетична установка працює таким чином Перегріта водяна пара основним паропідігріНайменування параметрів Витрата свіжої водяної пари на парову турбіну, т/ч Параметри свіжої водяної пари 2 тиск, кгс/см температура, °С Параметри відпрацьованої водяної пари тиск, кгс/см2 температура, °С Витрата гріючої водяної пари, т/ч Параметри гріючої водяної пари, тиск, кгс/см2 температура, °С Потужність парових турбін яка працює на водяній парі, КВтз яка працює на парі речовини з низькою температурою кипіння, КВтз енергетичної установки в цілому, КВтэ Показники ефективності роботи енергетичної установки термічний ККД % питома витрата теплоти, ккал/КВт питома витрата пари, кг/КВт З таблиці видно, що при підігріві водяної пари, спрямованої в конденсатор-випарювач до 180°, електрична потужність установки зростає з 6425КВТ до 10749КВТ, а ККД - з 25,1% до 28,3% Пара речовини з низькою температурою кипіння з конденсатора-випарювача 4 спрямовується в парову турбіну 7, де и енергетичний потенціал відпрацьовується з максимальною повнотою Відпрацьована пара речовини з низькою температурою кипіння після парової турбіни 7 спрямовується для конденсації в конденсатор 8 Насосом 9 конденсат пари речовини з низькою температурою кипіння перекачується з конденсатора 8 в конденсатор-випарювач 4 Так замикається низькотемпературна частина бінарного циклу В таблиці наведений приклад очікуваних розрахункових показників запропонованої енергетичної установки з бінарним циклом перетворення енергії з додатковим паропідігрівачем відпрацьованої водяної пари виконаної з використанням парової турбіни типу Р-2, 5-15/Зм і принциповою тепловою схемою прототипу Показники запропонованої установки Показники прототипу 38,25 38,25 16,0 350 16,0 350 4,0 193 34,42 4,0 193 34,42 3,0 280 4,0 180 3000 3000 7749 3425 10749 6425 28,3 2283 3,56 25,1 3689 5,95 Джерела інформації 1 Патент України №41747 А, Кл F01К23/04, пул 2001р 54683 ФІГ. Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24