close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13490

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.08.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 13490
(13) C1
(19)
F 01K 13/00
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
(21) Номер заявки: a 20080255
(22) 2008.03.05
(43) 2009.10.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аграрный технический университет"
(BY)
(72) Авторы: Синяков Анатолий Леонидович; Цубанов Александр Григорьевич;
Коротинский
Виктор
Андреевич (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный аграрный технический университет" (BY)
(56) БАСКАКОВ А.П. и др. Теплотехника:
Учебник для вузов. - М.: Энергоиздат,
1982. - С. 216.
BY 669 C1, 1995.
BY 7984 C1, 2006.
RU 2269655 C1, 2006.
RU 2295643 C1, 2007.
BY 13490 C1 2010.08.30
(57)
1. Энергетическая установка, содержащая котельную, ко входу и выходу которой через питательный насос присоединен нагреватель парогенератора, к выходному патрубку
перегретого пара которого через паропроводы с задвижками присоединены входной патрубок турбоагрегата, вал вращения турбины которого соединен с валом вращения ротора
электрогенератора, и паропровод, соединяющий выхлопной патрубок турбоагрегата с
расположенным в деаэраторе-подогревателе нагревателем, выход которого подсоединен к
BY 13490 C1 2010.08.30
входному патрубку пара конденсатора, собирающий коллектор конденсата и охладитель
пара которого соответственно присоединены к входному патрубку парогенератора через
конденсатный насос и деаэратор-подогреватель и к обратному и подающему трубопроводам теплосети через сетевой насос, отличающаяся тем, что снабжена рекуперативным
теплообменником с входными и выходными патрубками соответственно для теплоносителя с выхода котельной и сетевой воды, при этом входной и выходной патрубки рекуперативного теплообменника для теплоносителя присоединены к выходу котельной и ко
входу питательного насоса, а входной и выходной патрубки рекуперативного теплообменника для сетевой воды присоединены к выходу сетевого насоса и подающему трубопроводу теплосети.
2. Энергетическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве теплоносителя использован жидкометаллический теплоноситель, содержащий 77 мас. % калия и
23 мас. % натрия.
Предлагаемое техническое решение относится к энергетическим установкам, вырабатывающим тепловую и электрическую энергию для производственных и жилищнокоммунальных потребителей.
Известна конструкция энергетической установки для одновременной выработки тепловой и электрической энергии для потребителей [1].
Установка содержит паровой котел, паровую турбину, электрогенератор, конденсаторподогреватель, сетьевой и конденсатный насосы, подающий и обратный трубопроводы
теплосети.
К недостаткам известной энергетической установки следует отнести низкий коэффициент преобразования установкой тепловой энергии в механическую и пониженную
надежность работы.
Низкий коэффициент преобразования тепловой энергии в механическую обусловлен
низким термическим коэффициентом полезного действия установки, работающей по термодинамическому циклу Ренкина для перегретого пара и необходимостью использования
в установке турбины с противодавлением.
Наиболее близкой с заявляемой конструкции энергетической установки является
установка, содержащая котельную, ко входу и выходу которой через питательный насос
присоединен нагреватель парогенератора, к выходу перегретого пара которого через паропроводы с задвижками присоединены входной патрубок турбоагрегата, вал вращения
турбины которого соединен с валом вращения ротора электрогенератора, и паропровод,
соединяющий выхлопной патрубок турбоагрегата с расположенным в диаэратореподогревателе нагревателем, выход которого подсоединен в входному патрубку пара конденсатора, собирающий коллектор конденсата и охладитель пара которого соответственно
присоединены ко входу парогенератора через конденсатный насос и диаэраторподогреватель и к обратному и подающему трубопроводам теплосети через сетьевой
насос [2].
Недостатком известной энергетической установки является пониженная надежность
работы.
Пониженная надежность работы обусловлена пожароопасностью нагрева диатермического масла в котлоагрегате огневой котельной, которое используется в качестве теплоносителя для передачи теплоты, получаемой в котлоагрегате от сжигания в нем топлива,
энергетическому модулю, вырабатывающему одновременно тепловую и электрическую
энергию для потребителей. Кроме того, установка прекращает выработку тепловой и
электрической энергии при выходе из строя любого звена энергетического модуля.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы энергетической установки.
2
BY 13490 C1 2010.08.30
Поставленная задача решается тем, что энергетическая установка, содержащая котельную, ко входу и выходу которой через питательный насос присоединен нагреватель
парогенератора, к выходному патрубку перегретого пара которого через паропроводы с
задвижками присоединены входной патрубок турбоагрегата, вал вращения турбины которого соединен с валом вращения ротора электрогенератора, и паропровод, соединяющий
выхлопной патрубок турбоагрегата с расположенным в деаэраторе-подогревателе нагревателем, выход которого подсоединен к входному патрубку пара конденсатора, собирающий коллектор конденсата и охладитель пара которого соответственно присоединены к
входному патрубку парогенератора через конденсатный насос и деаэратор-подогреватель
и к обратному и подающему трубопроводам теплосети через сетьевой насос, снабжена рекуперативным теплообменником с входными и выходными патрубками соответственно
для теплоносителя с выхода котельной и сетьевой воды, при этом входной и выходной патрубки рекуперативного теплообменника для теплоносителя присоединены к выходу котельной и ко входу питательного насоса, а входной и выходной патрубки рекуперативного
теплообменника для сетьевой воды присоединены к выходу сетьевого насоса и подающему трубопроводу теплосети.
Для повышения надежности работы огневой котельной в качестве теплоносителя использован жидкометаллический теплоноситель, содержащий 77 мас. % калия и 23 мас. %
натрия.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется тепловой схемой заявляемой энергетической установки, которая приведена на рис. 1.
Энергетическая установка содержит огневую котельную 1, оборудованную входным 2
и выходным 3 патрубками для теплоносителя, парогенератор 4 перегретого пара органической жидкости, снабженный нагревателем 5 и входным 6 и выходным 7 патрубками для
конденсата и перегретого пара, паропроводы 8, 9 с задвижками 10, 11, турбоагрегат 12 с
входным патрубком 13, выхлопным патрубком 14 и турбиной 15, электрогенератор 16;
деаэратор-подогреватель 17 с нагревателем 18 и входным 19 и выходным 20 патрубками
для конденсата; конденсатор 21 с входным патрубком 22 пара, собирающим коллектором
конденсата 23 и охладителем пара 24, конденсатный 25, сетьевой 26 и питательный 27
насосы, обратный 28 и подающий 29 трубопроводы теплосети.
Энергетическая установка дополнительно снабжена рекуперативным теплообменником 30 с входным 31 и выходным 32 патрубками для жидкометаллического калийнатриевого теплоносителя и входным 33 и выходным 34 патрубками для сетьевой воды.
К выходному патрубку 7 перегретого пара парогенератора 4 через паропроводы 8, 9 с
задвижками 10, 11 присоединены входной патрубок 13 пара турбоагрегата 12, вал вращения турбины 15 которого соединен с валом ротора электрогенератора 16, и паропровод,
соединяющий выхлопной патрубок 14 турбоагрегата 12 с расположенным в деаэратореподогревателе 17 нагревателем 18, выход которого присоединен к патрубку 22 подачи пара в конденсатор 21, собирающий коллектор 23 конденсата и охладитель 24 пара которого
соответственно присоединены ко входному патрубку 6 парогенератора 4 через конденсатный насос 25, входной 19 и выходной 20 патрубки деаэратора-подогревателя 17 и к обратному 28 и подающему 29 трубопроводам теплосети через сетьевой насос 26, а к
выходному патрубку 3 и входному 2 котельной 1 присоединен нагреватель 5 парогенератора 4 через питательный насос 27, при этом входной 31 и выходной 32 патрубки теплообменника 30 для жидкометаллического калийнатриевого теплоносителя соответственно
присоединены к выходному патрубку 3 котельной 1 и входу питательного насоса 27, а
входной 33 и выходной 34 патрубки теплообменника 30 для сетьевой воды присоединены
к выходу сетьевого насоса 26 и подающему трубопроводу 29 теплосети.
Работает заявляемая энергетическая установка следующим образом.
При сжигании топлива в котельной 1 осуществляется нагрев жидкометаллического
теплоносителя (температура кипения 784 °С и температура плавления - 12,3 °С) до темпе3
BY 13490 C1 2010.08.30
ратуры 350…400 °С и циркуляция его через нагреватель 5 парогенератора 4 при помощи
питательного насоса 27. За счет теплоты нагревателя 5 происходит преобразование в перегретый пар солярового масла, подаваемого в парогенератор 4 из собирающего коллектора 23 конденсатора 21 конденсатным насосом 25 через деаэратор-подогреватель 17.
Перегретый пар из выходного патрубка 7 парогенератора 4 через паропровод 8 с задвижкой 10 поступает через входной патрубок 13 в турбоагрегат 12, в котором происходит
преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию турбины, приводящей во
вращение ротор электрогенератора 16, вырабатывающего электроэнергию, которая подается потребителем. Кроме того, перегретый пар из пароперегревателя 4 подается через паропровод 9 с задвижкой 11 в паропровод, соединяющий выхлопной патрубок 14
турбоагрегата 12 с расположенным в деаэраторе-подогревателе 17 нагревателем 18, где
смешивается с отработанным паром из турбоагрегата 12 и смешанный пар через нагреватель 18 поступает в конденсатор 21, где происходит процесс конденсации пара путем его
охлаждения частью сетьевой воды, подаваемой в охладитель 24 сетьевым насосом 26 из
обратного трубопровода 28 и поступающей в подающий трубопровод 29 теплосети. Перед
поступлением паровой смеси в конденсатор 21 часть ее тепловой энергии затрачивается
при помощи нагревателя 18 на нагрев и удаление из конденсата, подаваемого насосом 25 в
парогенератор 4, растворенных в нем газов с целью предотвращения коррозии металлических поверхностей турбоагрегата 12. Наличие задвижек 10 и 11 на паропроводах 8, 9 позволяет обеспечить требуемый расход перегретого пара через турбоагрегат 12,
термический коэффициент полезного действия которого достигает 85 %.
Основной нагрев сетьевой воды осуществляется в рекуперативном теплообменнике 30,
выходной 31 и выходной 32 патрубки которого для жидкометаллического теплоносителя
присоединены к патрубку 3 котельной 1 и входу насоса 27, при этом сетьевая вода поступает в теплообменник 30 через патрубок 33, который присоединен к выходу сетьевого
насоса 26, нагревается в нем теплотой жидкометаллического теплоносителя и через патрубок 32 поступает в подающий трубопровод 29 теплосети.
Таким образом, заявляемая энергетическая установка одновременно вырабатывает
тепловую и электрическую энергию для потребителей.
Повышение надежности работы энергетической установки достигнуто: использованием в качестве теплоносителя жидкометаллического калийнатриевого теплоносителя, в результате чего повышается безопасность эксплуатации огневой котельной; оборудованием
установки рекуперативным теплообменником для нагрева сетьевой воды, в результате чего резко уменьшаются тепловые мощности парогенератора, деаэратора-подогревателя,
конденсатора и электрическая мощность конденсатного насоса, что приводит к повышению надежности работы турбо-генераторного модуля, вырабатывающего электрическую
энергию. Кроме того, при выходе из строя турбо-генераторного модуля котельная энергетической установки обеспечивает теплоснабжение производственных и жилищнокоммунальных потребителей.
Таким образом, заявляемая конструкция энергетической установки имеет повышенную надежность работы, так как за счет использования жидкометаллического теплоносителя обеспечивается безопасная эксплуатация котельной, а за счет оборудования
установки рекуперативным теплообменником повышается надежность работы турбогенераторного модуля установки.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
85 Кб
Теги
by13490, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа