Многоконтурная энергетическая установка

(5)5 Р 01 К 13/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПАТЕН Й промышленм, предназктрической ено для утиисточников нных предтанциях неутилизации ых источниеские уст пературны бросное те Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им, Ф.Э,Дзержинского(57) Использование: в теплоэнергетике для выработки электрической энергии за счет утилизации низкотемпературных источников сбросного тепла на промышленных предприятиях, на атомных электростанциях небольшой мощности, а также для утилизации сбросного тепла геотермальных источников, Сущность изобретения: парогенератор многоконтурной тепло- энергетической установки с конденсатором-испарителем выполнен в виде котла-утилизатора, пароперегреватель - в Изобретение относится кным энергетическим установканаченным для выработки элеэнергии, и может быть применлизации низкотемпературныхсбросного тепла на промышлеприятиях, на атомных электросбольшой мощности. а также длясбросного тепла геотермальнков,Известны теплоэнергетичновки, использующие низкотемисточники тепла, в том числе с ЯО 2000449 С виде теплообменника смешивающего типа с расположением в его полости внутреннего оросителя и теплообменной поверхности с двумя входами и выходами для подвода и отвода раэнотемпературного теплоносителя. Конденсатор-испаритель выполнен с входом и выходом по пару рабочего тела и выходом по его конденсату, причем последний подсоединен к входу насоса первого контура. Вход и выход по пару подключены соответственно к выходу паровой турбины первого контура и посредством трубопроводас запорным органом к входу теплообменника-утили затора второго контура. Внутренний ороситель подсоединен к выходу насоса второго контура, а выход турбины первого контура посредством паропровода с запорным органом дополнительно подключен к входу теплообменника-утилиэатора второго контура, Все контуры установки заполнены низкокипящим рабочим телом, 2 ил ло, с целью увеличения выработки электроэнергии и экономии топлива (авт, св. СССР М 300722, кл. Р 01 К 17/00, 1971).В качестве прототипа выбрана много- контурная установка (Кириллин В,А. и др. Техническая термодинамика, М., 1974, с, 345, рис, 1,1 - 31), которая содержит два контура, соединенных между собой посредством конденсатора-испарителя, при этом второй контур содержит пароперегреватель, а первый - парогенератор,Недостатками известных теплоэнергетических установок является то, что они немогут одновременно использовать различные низкотемпературные источники сброс- ного тепла и низкие температуры окружающей среды в широком диапазоне вплоть до -60 С,Цель изобретения - повышение экономичности многокоцтурной теплоэнергетической установки.Мощность мцогоконтурной теплоэцергетической установки зависит от количества источников сбросного тепла, различных по температурному уровню и температуре окружающей среды. Поэтому чем больше источников сбросного тепла используется установкой и чем ниже температура окружающей среды, тем выше полезная мощность и, следовательно, тем выше экономичность предложенной многоконтурной теплоэнергетической установки.Цель достигается тем, что парогенератор выполнен в виде котла-утилизатора, пароперегреватель - в виде теплообмецника-утилизатора, а конденсатор-испарительв виде теплообменника смешивающего типа с. расположением в его полости внутреннего оросителя и теплообменной поверхности с двумя входами и выходами для подвода и отвода разнотемпературного теплоносителя и имеет вход и выход по пару рабочео тела и выход по его конденсату, причем последний подсоединен к входу насоса первого контура, вход и выход по пару подключены соответственно к выходу паровой турбины первого контура и посредством трубопровода с запорным органом к входу теплообмецника-утилизатора второго контура, а выход турбины первого контура посредством паропровода с запорным органом дополнительно подключен к входу теплообменника-утилизатора второго контура, при з 1 ом контуры заполнены цизкокипящим рабочим телом.На фиг, 1 изображена двухкоцтурцая теплоэнергетическая установка; на фиг. 2 - трехконтурная теплоэнергетическая установка,Двухкотурная теплоэнергетическая установка состоит из силовых контуров 1 и 2 с электрическим генератором 3 и включает парогенератор 4, выполненный в виде котла-утилизатора, турбину 5, кондецсатор-испаритель б, выполненный о виде теплообмеццика смешивающего типа с расположением в его полости внутреннего оросителя 7 и теплообменной поверхности с двумя входали и выходами для подвода и отвода разнотемпературного теплоносителя и имеющий вход и выход по пару рабочего тела и выход по его конденсату, кондецсатный насос 8 контура 1, пароперегреватель 9, выполненный в виде теплообменника-утилизатора, турбину 10, конденсатор 11, конденсатный насос 12 контура 2.Двухкоцтур ая теплоэнергетическая ус 5 тацовка использует источники сбросноготепла 01, 02, Оз и низкие температуры охлаждающей воды, от 10 до -3 С,Изобретение осуществляется в видетрехконтурной теплоэнергетической уста 10 новки, приведенной ца фиг, 2, с использованием источников сбросцого тепла 01. 02, Оз,04, О; и низой температуры наружного воздуха, вплоть до -60 С и ниже,Многоконтурцая (трехконтурная) энер 15 гетическая установка работает следующимобразом,Перегретые пары цизкокипящего рабочего тела из парогенератора 4 силовогоконтура 1 поступают в турбину 5. где, рас 20 ширяясь, совершают механическую работу,Часть отработавших паров после турбины 5поступает в конденсатор-испаритель 6 свстроенным оросителем 7, где нагревает дотемпературы насыщения поступивший в него конденсат низкокипящего рабочего телапутем непосредственного контакта, Испарение конденсата происходит за счет источника сбросцого тепла 02, циркулирующегов трубках теплопередаощей поверхности30 конденсатора-испарителя 6 вместо охлаждающей воды. Оставшаяся часть отработавших паров после турбины 5 и насыщенныепары из конденсатора-испарителя б поступают в теплообмецник-утилизатор 9, Из не 35 го перегретые пары поступают в турбину 10силового контура 2. Отработавшие пары после турбины 10 поступают в конденсаториспаритель 11 с встроенным оросителем 13,где нагревают до температуры насыщения40 поступивший в него конденсат низкокипящего рабочего тела путем непосредственного контакта, Испарение конденсатапроисходит за счет источника сбросноготепла 01, циркулирующего в трубках тепло 45 передающей поверхности конденсатора-испарителя 11 вместо охлаждающей воды.Насыщенные пары из конденсатора-испарителя 1 посгупают в теплообменник-утилизатор 14 для перегрева источником50 сбросцого тепла 05. Перегретые пары изтеплообмеццика-утилизатор 14 поступают втурбину 15 силового контура 3, где, расширяясь, совершают механическую работу, Отработавшие пары из турбины 15 поступают55 е турбину 16, где, расширяясь, совершаютмеханическую работу. Отработавшие парыпосле турбины 16 гюступают в конденсатор17, где коцдецсирую 1 ся за счет охлаждающего рассола, поступившего из градирни 18при помощи циркуляционного насоса 19.2000449 иг. У щего рассола, поступившего из градирни 18при помощи циркуляционного насоса 19.Конденсат низкокипящего рабочего телаконденсатным насосом 20 подается в регенеративный подогреватель 21. где подогревается до положительных температурпаром из отбора после турбичы 15. Затемподогретый конденсат поступает в ороситель 13 конденсатора-испарителя 11. гдеподогревается и частично испаряется. Насыщенные пары подаются в теплообменник-утилизатор 14, а конденсатконденсатным насосом 12 подается в ороситель 7 конденсатора-испарителя 6, где подогревается и частично испаряется.Насыщенные пары подаются в теплообменник-утилизатор 9, а конденсат конденсатным насосом 8 подается в парогенератор 4силового контура 1 и цикл повторяется,Турбины 5 и 10 служат для приводаэлектрического генератора 22, а турбины 15и 16 - для привода электрического генератора 23,Таким образом, в многоконтурной теплоэнергетической установке силовые контугры используют источники сбросного тепларазличного темг ратурного уровня и низкие температуры наружного воздухаТехнико-экономические расчеты показывают целесообразность создания многоконтурной теплоэнергетической установки,использующей бросовое тепло в виде параи воды, и широкое использование низкихтемператур окружающей среды. особенно врайонах с холодным климатом,Формула изобретения Многоконтурная энергетическая установка, содержащая по крайней мере два соединенных посредством конденсатора испарителя контура, включающих паровыетурбины с генератором и насосы, при этом на входе в турбины первого и второго контуров установлены соответственно парогенератор и пароперегреватель, а на выходе 10 турбины второго контура - конденсатор, о тличающаясятем,что, сцельюповышения экономичности, парогенератор выполнен в виде котла-утилизатора, пароперегреватель - в виде теплообменни ка-утилизатора, а конденсатор-испаритель- в виде теплообменника смешивающего типа с расположением в его полости внутреннего оросителя, и теплообменной поверхности с двумя входами и выходами для 20 подвода и отвода разнотемпературного теплоносителя и имеет вход и выход по пару рабочего тела и выход по его конденсату, причем последний подсоединен к входу в насос первого контура, вход и выход по пару 25 подключены соответственно к выходу паровой турбины первого контура и посредством трубопровода с запорным органом - к входу теплообменника-утилизатора второго контура. внутренний ороситель подсоединен к 30 выходу насоса второго контура, а выход турбины первого контура посредством паропровода с запорным органом дополнительно подключен к входу теплообменника-утилизатора второго контура, при этом контуры за полнены низкокипящим рабочим телом,2000449 Составитель Н.БутаковТехред М.Моргентал Корректор М.Ткач Редактор Т.Юрчикова Заказ 3071 Тираж Подписное НПО Т 1 оиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Гагарина, 101