Энергоблок тепловой электростанции

(21) 4879210/О (22) 03.09,90 (46) 23.11.92, 71 По ольск ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Бюл. %43( ) д ий машиностроительный завод им. Орджоникидзе(56) Авторское свидетельство СССР М 301493, кл, Р 23 1 1502, 1968.Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1224417, кл, Г 01 К 740, 1984.(57) Использование: при разработке новых локов для ТЭС различной мощности. СущИзобретение 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 регенеративного 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 низкосорность 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 по нагреваемой среде в байпасный трубопровод за основным теплообменником, а погреющей - 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 ииспользование 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 дзв 1776920ления, 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 значительной 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 собственные 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 изобретениеимеет 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 ус тановку, 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 такжетем, что последовательно с упомянутым газоводяным теплообменником па нагреваемой среде включен воздуховодяной теплообменник, греющий тракт которого включен в линию рециркуляции воздухоподогревателя. 20 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 во 30 ды на байпасе регенеративного теплообменника высокого давления и уменьшает отбор пара на эти цели, что по 35 зволяет увеличить выработку электроэнергии (мощности) при минимальной потере экономичности турбины, Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает достижение поставленной цели. 40 Анализ заявляемого технического решения в сравнении с прототипом выявил наличие указанных выше отличительных признаков, что позволяет сделать вывод о 45 соответствии заявляемого технического рещения.критерию "новизна", Поскольку анализ заявляемого технического решения в сравнении с известными в данной и смежных областях техники не выявил известно сти использования отличительныхпризнаков 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 вго осуществления, что однако не исключает и других вариантов реализации изобретения в пределах формулы изобретения.510 15 20 25 30 40 45 50 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 газо- водяной теплообменник по питательной воде предвключен воздуховодяному теплообменнику в байпасном трубопроводе того же теплообменника высокого давления; на фиг.З - 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, Отбь 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.З, 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 сточки зрения экономичности турбины.Дело в том, что рассечка после горячегохода ТВП обеспечивает достаточно высокиетемпературы газов, которые позволяют поусловиям температурного напора отдаватьтепло высокотемпературной воде высокогодавления из системы регенеративного подогрева питательной воды после деаэратора, Благодаря тому, что сброс котельноготепла невелик и замещает пар, отбираемыйна ПВД турбины небольшая. В результатеполучаем положительного сальдо от существенного повышения экономичности котла инебольшого снижения экономичности ур. бины, Одновременно вследствие уменьшения отбора пара на ПВД заметноповышается мощность турбины при неизменной подаче пара от котла в голову турбины. Нужно отметить, что величинадостигаемого эффекта существенно зависитот температуры уходящих газов базовогокотла. Поэтому наибольший эффект ростигается для энергоблоков, работающих нанизкосортных топливах, поскольку их котлыимеют высокие температуры уходящих газов.Предлагаемый энергоблок повышенной. эффективности в отличие от каноническихблоков имеет не 3, а 4 связи котла с турбиной: паропровод острого пара, паропроводы промежуточного пара, питательныйтрубопровод и байпасный трубопровод питательной воды,Энергоблок по фиг.2 отличается от рассмотренного по фиг.1 тем, что на байпасепервого после деаэратора ПВД вместе стурбинным экономайзером 12 на питательной воде последовательно включен воздуховодяной теплообменник 14, включенныйпо греющей среде в линию 8 рециркуляциигорячего воздуха воздухоподогревателя, Такое включение теплообменников 12 и 14 позволяет наилучшим способом осуществитьнагрев питательной воды. байпасирующейПВД; уменьшить расход металла на теплообменники, повысить подогрев, обеспечитьрегулирование отбора тепла,Проведенные на заводе проработки вчасти использования заявляемого технического решения для энергоблоков 500 МВтЭкибастузский ГРЭСи 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 20- .на блоках 300 МВт возрастает мощность на 8,1 МВт, а удельные расходы топлива снижаются примерно на 1,4;4,1776920 бал/и мха юЫ, 4 кюмьаМьоем. г Составитель А.ЛипецТехред М,Моргентал Корректор М. Кере ор Е ва Ре Заказ 4112 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, 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 нагреваемой среде теплообменником, о т л и ч а ю щи й с я 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.