паротурбинная энергетическая установка с вынесенным из котла вторым промежуточным пароперегревателем (варианты)

Формула изобретения

1. Паротурбинная установка, содержащая паровой котел, в газоходе которого установлены первый промежуточный пароперегреватель, котельный водяной экономайзер и второй экономайзер, и паровую турбину с цилиндрами высокого, среднего и низкого давления, из которых два последних соединены между собой пароперепускным ресивером с установленным в последнем вторым промежуточным пароперегревателем в виде поверхностного теплообменника, подключенного по греющей стороне к нагреваемой в газоходе котла среде, отличающийся тем, что вход указанного теплообменника по греющей стороне подключен к выходу второго экономайзера, а выход ко входу котельного экономайзера.

2. Паротурбинная установка, содержащая паровой котел, в газоходе которого установлен первый промежуточный пароперегреватель, и паровую турбину с цилиндрами высокого, среднего и низкого давления, из которых два последних соединены между собой пароперепускным ресивером с установленным в последнем вторым промежуточным пароперегревателем в виде поверхностного теплообменника, подключенного по греющей стороне к нагреваемой в газоходе котла среде, циркулирующей в замкнутом контуре, отличающаяся тем, что в газоходе котла дополнительно установлены регенеративный вращающийся воздухоподогреватель и автономный воздухоподогреватель с отдельными дутьевыми вентиляторами, причем автономный воздухоподогреватель подключен по воздушной стороне к греющей стороне указанного поверхностного теплообменника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для создания паротурбинных энергетических установок (ПТЭУ) с двумя промежуточными перегревами пара соответственно после цилиндров высокого (ЦВД) и среднего (ЦСД) давления.

Промежуточный перегрев пара обычно осуществляется после ЦВД [1]. Для этого пар давлением 3-4 МПа после ЦВД направляется в промежуточный пароперегреватель, размещенный в газовом тракте парового котла. Второй промежуточный перегрев пара после цилиндра среднего давления также желателен, так как обеспечивает повышение мощности, экономичности и надежности энергоблока. Последнее достигается за счет снижения влажности пара в цилиндре низкого давления (ЦНД) турбины. Однако второй промежуточный перегрев пара в настоящее время мало распространен, так как требует очень больших затрат на крупногабаритные металлоемкие паропроводы и существенно увеличенную по сравнению с первичным перегревом поверхность промежуточного пароперегревателя.

Известна принимаемая в качестве прототипа настоящего изобретения паротурбинная установка (в составе парогазовой установки), содержащая паровой котел (утилизатор тепла газовой турбины), в газоходе которого установлены первый промежуточный пароперегреватель, котельный и турбинный водяные экономайзеры, и паровую турбину с цилиндрами высокого, среднего и низкого давления, из которых два последних соединены между собой пароперепускным ресивером с установленным в последнем вторым промежуточным пароперегревателем в виде поверхностного теплообменника, подключенного по греющей стороне к нагреваемой в газоходе котла среде [2]. Выполнение второго промежуточного пароперегревателя в виде вынесенного из газохода котла поверхностного теплообменника позволяет избежать необходимости трассировки громоздких паропроводов низкого давления. Недостатком технического решения [2] является использование в качестве подаваемой в теплообменник греющей среды питательной воды, отбираемой от выхода котельного водяного экономайзера, что отрицательно влияет на стабильность режима парообразования в испарительных поверхностях парового котла.

Достигаемым результатом изобретения является повышение надежности работы ПТЭУ.

Указанный результат обеспечивается тем, что по одному из вариантов в паротурбинной установке, содержащей паровой котел, в газоходе которого установлены первый промежуточный пароперегреватель, котельный водяной экономайзер и второй экономайзер, и паровую турбину с цилиндрами высокого, среднего и низкого давления, из которых два последних соединены между собой пароперепускным ресивером с установленным в последнем вторым промежуточным пароперегревателем в виде поверхностного теплообменника, подключенного по греющей стороне к нагреваемой в газоходе котла среде, согласно изобретению вход указанного теплообменника по греющей стороне подключен к выходу второго экономайзера, а выход - ко входу котельного экономайзера.

По второму варианту в паротурбинной установке, содержащей паровой котел, в газоходе которого установлены первый промежуточный пароперегреватель, и паровую турбину с цилиндрами высокого, среднего и низкого давления, из которых два последних соединены между собой пароперепускным ресивером с установленным в последнем вторым промежуточным пароперегревателем в виде поверхностного теплообменника, подключенного по греющей стороне к нагреваемой в газоходе котла среде, согласно изобретению в газоходе котла дополнительно установлены регенеративный вращающийся воздухоподогреватель, и автономный воздухоподогреватель с отдельными дутьевыми вентиляторами, причем автономный воздухоподогреватель подключен по воздушной стороне к греющей стороне указанного теплообменника.

На фиг.1 схематически изображена ПТЭУ согласно настоящему изобретению в варианте с подключением теплообменника второго промежуточного перегрева пара к установленному в газоходе котла турбинному экономайзеру; на фиг.2 - в варианте с подключением указанного теплообменника к установленному в газоходе котла турбинному воздухоподогревателю.

ПТЭУ согласно изобретению содержит паровой котел 1, паровую турбину с ЦВД 2, а также ЦСД 3 и ЦНД 4, соединенными между собой пароперепускным ресивером 5. “Холодным” паропроводом 6 и “горячим” паропроводом 7 первого промежуточного перегрева выход ЦВД 2 и вход ЦСД 3 соединены с первым промежуточным пароперегревателем 8, помещенным в высокотемпературной зоне газохода котла 1. Второй промежуточный пароперегреватель выполнен в виде теплообменника 9, помещенного в ресивере 5 между ЦСД 3 и ЦНД 4. Теплообменник 9 по греющей стороне соединен по первому варианту изобретения трубопроводами 10, 11 (фиг.1) соответственно с выходом турбинного экономайзера 12 и входом котельного экономайзера 13. По другому варианту (фиг.2) трубопроводы 10, 11 подключены соответственно к выходу и входу дополнительно установленного в газоходе котла 1 автономного (турбинного) воздухоподогревателя 14.

Другими позициями на фиг.1 и фиг.2 обозначены: 15, 16, 17 - регенеративные подогреватели питательной воды отборным паром турбины; 18, 19 - соответственно линия подачи питательной воды через регенеративные подогреватели 15, 16, 17 и к турбинному экономайзеру 12; 20 - регенеративный вращающийся воздухоподогреватель (РВП) котла 1; 21 - линия подачи воздуха через РВП; 22, 23, 24 - соответственно питательный насос и дутьевые вентиляторы.

Промежуточный перегрев пара в ПТЭУ согласно изобретению осуществляется следующим образом. Первый промежуточный перегрев производится обычным путем пропускания пара после ЦВД 2 по “холодному” паропроводу 6 в обогреваемый топочными газами котла 1 промежуточный пароперегреватель 8 с подачей перегретого пара по “горячему” паропроводу 7 на вход ЦСД 3. Второй перегрев пара производится в теплообменнике 9, установленном в ресивере 5 между ЦСД 3 и ЦНД 4. Греющей средой в теплообменнике 9 по одному варианту (фиг.1) служит питательная вода, подаваемая в теплообменник 9 по трубопроводам 19, 10 с нагревом во втором (турбинном) экономайзере 12 и сбрасываемая после отдачи тепла нагреваемому пару на вход котельного экономайзера 13. По другому варианту (фиг.2) греющей средой в теплообменнике 9 служит воздух, циркулирующий в трубопроводах 10, 11 по замкнутому контуру и нагреваемый в автономном (турбинном) воздухоподогревателе 14, установленном в газоходе котла 1. Использование второго варианта с промежуточным перегревом пара после ЦСД горячим воздухом целесообразно, если имеются опасения в попадании воды в пар через производственные неплотности.

Источники информации

1. Электрические станции, 1996, №7, с.19, рис.1.

2. Патент РФ №2153080, 7 F 01 K 23/10, 1996.