close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12948

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.02.28
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 12948
(13) C1
(19)
F 01K 13/00
ТЕПЛО-ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА
(21) Номер заявки: a 20080267
(22) 2008.03.07
(43) 2009.10.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аграрный технический университет"
(BY)
(72) Авторы: Синяков Анатолий Леонидович; Коротинский Виктор Андреевич; Гаркуша Карина Эдуардовна; Зайцева Наталья Константиновна (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный аграрный технический университет" (BY)
(56) Application of ORC units in the MDF and
particleboard sector. 2007. Найдено
2009.11.22. http://turboden.eu/en/public/
downloads/Appliction_of_ORC_units_in_
the_MDF_and_particleboard_sector.pdf
BY 2190 U, 2005.
BY 2875 C1, 1999.
RU 2215878 C2, 2003.
JP 61142306 A, 1986.
GB 1315806 A, 1973.
BY 12948 C1 2010.02.28
(57)
1. Тепло-электрогенерирующая установка, содержащая источник теплоты и парогенератор, выходной патрубок пара которого через паропроводы с задвижками соединен с входным патрубком пара турбоагрегата, вал вращения турбины которого соединен с валом
ротора электрогенератора, и паропроводом, соединяющим выхлопной патрубок турбоагрегата с расположенным в деаэраторе-подогревателе нагревателем, выход которого соединен
с патрубком подачи пара в основной конденсатор, собирающий коллектор конденсата которого соединен через основной конденсатный насос и деаэратор-подогреватель с входным
BY 12948 C1 2010.02.28
патрубком парогенератора, отличающаяся тем, что содержит дополнительные конденсатор и конденсатный насос, охладитель пара основного конденсатора соединен через сетевой насос с основными обратным и подающим трубопроводами теплотрассы, а источник
теплоты выполнен в виде водогрейной и паровой с пароперегревателем котельных установок, при этом выходной патрубок пара паровой котельной соединен с расположенным в
парогенераторе нагревателем, выход которого соединен с патрубком подачи пара в дополнительный конденсатор, собирающий коллектор конденсата которого соединен через
дополнительный конденсатный насос с входом паровой котельной, а его охладитель пара с выходом сетевого насоса и основным подающим трубопроводом теплотрассы, с дополнительными подающим и обратным трубопроводами которой соединены соответственно
вход и выход водогрейной котельной установки.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что водогрейная и паровая котельные установки выполнены с возможностью работы на природном газе или каменном угле, или мазуте, или биомассе.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что парогенератор выполнен с возможностью использования в качестве рабочего тела маслянистой жидкости с высоким молекулярным весом, например солярового масла.
Предлагаемое техническое решение относится к установкам, вырабатывающим тепловую и электрическую энергию для производственных и жилищно-коммунальных потребителей.
Известна конструкция установки, вырабатывающая тепловую и электрическую энергию [1].
Известная конструкция установки содержит паровую котельную, паротурбинный агрегат, конденсатор пара с выхода паротурбинного агрегата, деаэратор-подогреватель, конденсатный, питательный и сетевой насосы, электрогенератор, вал ротора которого
присоединен к валу вращения турбины.
Работает известная установка следующим образом. Паровая котельная вырабатывает
перегретый пар, который через входной патрубок подается в паротурбинный агрегат и
приводит во вращение паровую турбину, которая вращает ротор электрогенератора и последний вырабатывает электрическую энергию, которая подается потребителям. С выхлопного патрубка паротурбинного агрегата отработавший в турбине пар поступает в
конденсатор, где конденсируется и конденсатным насосом подается в деаэраторподогреватель, в который также подается подпиточная добавочная вода, компенсирующая
потери пара и конденсата при работе установки. С выхода деаэратора-подогревателя питательная вода насосом подается в котлоагрегат котельной, где преобразуется в перегретый пар теплотой топлива, сжигаемого в топке котлоагрегата. Для конденсации пара в
конденсаторе используется сетевая вода, проходящая через охлаждающий контур конденсатора, где нагревается и сетевым насосом подается потребителем горячей воды.
К недостаткам известной конструкции установки, вырабатывающей тепловую и электрическую энергию для потребителей, следует отнести низкие коэффициенты преобразования тепловой энергии в электрическую (35...38 %) и использования теплоты топлива.
Низкий коэффициент преобразования тепловой энергии в электрическую обусловлен
низким термическим КПД цикла, по которому происходит преобразование тепловой энергии в электрическую и конструкцией паротурбинного агрегата.
Низкий коэффициент использования теплоты топлива обусловлен сезонным уменьшением тепловой нагрузки и необходимостью передачи части теплоты, выделяющейся в
конденсаторе, окружающей среде для обеспечения нормальной работы паротурбинного
агрегата.
2
BY 12948 C1 2010.02.28
Наиболее близкой к заявляемой конструкции тепло-электрогенерирующей установки
является установка, содержащая котельную и комбинированный агрегат, преобразующей
часть тепловой энергии котельной установки в электрическую энергию и затрачивающий
вторую часть тепловой энергии котельной на нагрев сетевой воды, подаваемой потребителям [2].
Недостатками известной тепло-электрогенерирующей установки являются пониженные надежность и эффективность работы.
Пониженная надежность работы обусловлена пожароопасностью нагрева диатермического масла в котлоагрегате огневой котельной.
Пониженная эффективность работы установки обусловлена низким коэффициентом
использования тепловой энергии котельной при сезонном уменьшении тепловой нагрузки.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности и надежности работы тепло-электрогенерирующей установки.
Задача решается тем, что известная тепло-электрогенерирующая установка, содержащая источник теплоты и парогенератор, выходной патрубок пара которого через паропроводы с задвижками соединен с входным патрубком пара турбоагрегата, вал вращения
турбины которого соединен с валом ротора электрогенератора, и паропроводом, соединяющим выхлопной патрубок турбоагрегата с расположенным в деаэратореподогревателе нагревателем, выход которого соединен с патрубком подачи пара в основной конденсатор, собирающий коллектор конденсата которого соединен через основной
конденсатный насос и деаэратор-подогреватель с входным патрубком парогенератора, содержит дополнительные конденсатор и конденсаторный насос, охладитель пара основного
конденсатора соединен через сетевой насос с основными обратным и подающим трубопроводами теплотрассы, а источник теплоты выполнен в виде водогрейной и паровой с
пароперегревателем котельных установок, при этом выходной патрубок пара паровой котельной соединен с расположенным в парогенераторе нагревателем, выход которого соединен с патрубком подачи пара в дополнительный конденсатор, собирающий коллектор
конденсата которого соединен через дополнительный конденсатный насос с входом паровой котельной, а его охладитель пара - с выходом сетевого насоса и основным подающим
трубопроводом теплотрассы, с дополнительными подающим и обратным трубопроводами
которой соединены соответственно вход и выход водогрейной котельной установки.
Водогрейная и паровая котельные установки выполнены с возможностью работы на
природном газе или каменном угле, или мазуте, или биомассе.
Для повышения термического КПД турбоагрегата, предотвращения коррозии металлических поверхностей и лопастей турбины парогенератор выполнен с возможностью использования в качестве рабочего тела маслянистой жидкости с высоким молекулярным
весом, например солярового масла.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется тепловой схемой тепло-электрогенерирующей установки, которая приведена на фигуре.
Тепло-электрогенерирующая установка содержит источник теплоты 1, парогенератор 2 маслянистого пара, снабженный нагревателем 3 и входным 4 и выходным 5 патрубками соответственно для конденсата и пара, паропроводы 6, 7 с задвижками 8, 9,
турбоагрегат 10 с входным патрубком 11, выхлопным патрубком 12 и турбиной 13; электрогенератор 14; деаэратор-подогреватель 15 с нагревателем 16 и входным 17 и выходным 18 патрубками для конденсата; основной конденсатор 19 с входным патрубком 20
пара, собирающим коллектором конденсата 21 и охладителем пара 22, основной конденсатный насос 23; сетевой насос 24 и основные 25, 26 трубопроводы теплотрассы.
Тепло-электрогенерирующая установка дополнительно снабжена дополнительными:
трубопроводами 27, 28 теплотрассы; конденсатором 29 с входным патрубком 30 водяного
пара, собирающим коллектором 31 конденсата и охладителем 32 водяного пара; конденсатным насосом 33; а источник теплоты выполнен в виде паровой котельной 34 с паропе3
BY 12948 C1 2010.02.28
регревателем, которая оборудована входным 35 и выходным 36 патрубками, и водогрейной котельной 37 с входным 38 и выходным 39 патрубками.
К выходному патрубку 5 пара парогенератора 2 через паропроводы 6, 7 с задвижками
8, 9 присоединены входной патрубок 11 пара турбоагрегата 10, вал вращения турбины 13
которого соединен с валом ротора электрогенератора 14, и паропровод, соединяющий выхлопной патрубок 12 турбоагрегата 10 с расположенным в деаэраторе-подогревателе 15
нагревателем 16, выход которого присоединен к патрубку 20 подачи пара в основной конденсатор 19, собирающий коллектор 21 конденсата и охладитель пара 22 которого соответственно присоединены к входному патрубку 4 парогенератора 2 через основной
конденсатный насос 23 и деаэратор-подогреватель 15 и к основным обратному 25 и подающему 26 трубопроводам теплотрассы через сетевой насос 24, при этом к выходному
патрубку 36 паровой котельной, которая оборудована пароперегревателем, присоединен
расположенный в парогенераторе 2 нагреватель 3, выход которого присоединен к патрубку 30 подачи водяного пара в дополнительный конденсатор 29, собирающий коллектор 31
и охладитель 32 водяного пара которого соответственно присоединены ко входу 35 паровой котельной 34 через дополнительный конденсатный насос 33 и к выходу сетевого насоса 24 и основному подающему трубопроводу 26 теплотрассы, дополнительные
подающий 27 и обратный 28 трубопроводы которой присоединены соответственно ко
входу 38 и выходу 39 водогрейной котельной 37.
Работает заявляемая тепло-электрогенерирующая установка следующим образом.
При работе паровой котельной 34 осуществляется комбинированный процесс выработки установкой тепловой и электрической энергии для производственных технологических процессов, характеризующихся постоянным тепло-электропотреблением в течение
года.
В этом случае перегретый водяной пар (tH = 350...400 °С) с выхода 36 паровой котельной 34 поступает в расположенный в парогенераторе 2 нагреватель 3, за счет теплоты которого происходит преобразование в перегретый пар солярового масла, подаваемого в
парогенератор 2 из собирающего коллектора 21 конденсата основного конденсатора 19
основным насосом 23 через деаэратор-подогреватель 15. С выхода нагревателя 3 водяной
пар поступает в дополнительный конденсатор 29, где конденсируется, отдавая теплоту
части сетевой воде, циркулирующей через охладитель 32 при помощи сетевого насоса 24.
Затем конденсат из собирающего коллектора 31 дополнительным конденсатным насосом 33 подается в паровую котельную 34, а нагретая сетевая вода - в основной подающий
трубопровод 26 теплотрассы.
Перегретый пар из выходного патрубка 5 парогенератора 2 через паропровод 6 с задвижкой 8 и через входной патрубок 11 поступает в турбоагрегат 10, в котором происходит преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию турбины,
приводящей во вращение ротор электрогенератора 14, вырабатывающего электроэнергию,
которая подается потребителем. Кроме того, перегретый пар из парогенератора 2 через
паропровод 7 с задвижкой 9 подается в паропровод, соединяющий выхлопной патрубок 12
турбоагрегата 10 с расположенным в деаэраторе-подогревателе 15 нагревателем 16, где
смешивается с отработанным паром турбоагрегата 10 и смешенный пар через нагреватель 16
деаэратора-подогревателя 15 поступает в основной конденсатор 19, где происходит процесс конденсации пара путем его охлаждения частью сетевой воды, подаваемой в охладитель пара 22 сетевым насосом 24 из основного обратного трубопровода 25 и поступающей
в основной подающий трубопровод 26 теплотрассы. Перед поступлением паровой смеси в
основной конденсатор 19 часть ее тепловой энергии затрачивается нагревателем 16 деаэратора-подогревателя 15 для нагрева и удаления из конденсата, подаваемого в парогенератор 2 насосом 23, растворенных в нем газов с целью предотвращения коррозии
металлических поверхностей турбоагрегата 10. Наличие задвижек 8 и 9 на паропроводах 6
и 7 позволяет обеспечить требуемый расход перегретого пара через турбоагрегат 10. При
4
BY 12948 C1 2010.02.28
работе паровой котельной 34 и при постоянной теплой нагрузке потребителей коэффициент использования тепловой энергии топлива достигает 0,95...0,97, при этом термический
КПД котлоагрегата достигает 85 %.
При появлении сезонной тепловой нагрузки и непрерывной работе паровой котельной 34 в работу вводят водогрейную котельную 37, ко входу 38 и выходу 39 которой присоединены соответственно дополнительные обратный 27 и подающий 28 трубопроводы
теплотрассы, при помощи которых подается тепловая энергия сезонным потребителям теплоты. При одновременной работе паровой 34 и водогрейной 37 котельных установок
обеспечивается максимальное полезное использование тепловой энергии топлива, сжигаемого в котельных.
Повышение надежности работы тепло-электрогенерирующей установки достигнуто
применением в установке котельной 34, вырабатывающей перегретый водяной пар, который подается в нагреватель парогенератора 2, вырабатывающего перегретый пар солярового масла, используемого в установке в качестве рабочего тела.
Повышение эффективности работы тепло-электрогенерирующей установки достигнуто выполнением источника теплоты в виде водогрейной и паровой котельных, работающих как одновременно, так и раздельно в зависимости от вида тепловой нагрузки
потребителей теплоты, в результате чего обеспечивается максимальное полезное использование теплоты топлива, сжигаемого в котельных.
Таким образом, заявляемая конструкция тепло-электрогенерирующей установки имеет
повышенную эффективность и надежность работы, так как обеспечивает максимальное
полезное использование теплоты топлива, сжигаемого в котельных и предотвращает выход из строя паровой котельной, вырабатывающей тепловую энергию для парогенератора
установки.
Источники информации:
1. Баскаков А.П. и др. Теплотехника: Учебник для вузов. - М.: Энергоиздат, 1982. С. 216.
2. Application of ORC units in the MDF and particleboard sector 2007.
http://turboden.eu/en/public/downloads/Application_of_ORC_units_in_the_MDF_and_particleboard_sector.pdf.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
92 Кб
Теги
патент, by12948
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа