способ работы тепловой электрической станции

Формула изобретения

Способ работы тепловой электрической станции, по которому в котле вырабатывают пар, для чего в котел подают природный газ и воздух, вырабатываемый в котле пар направляют в турбину, вал которой соединен с ротором турбогенератора, осуществляют постоянное охлаждение обмоток и стали генератора путем циркуляции водорода через его внутреннее пространство, водород охлаждают в газоохладителях, отличающийся тем, что в качестве охлаждающей среды газоохладителей используют природный газ, подаваемый в топку котла, газ редуцируют до необходимого давления в турбодетандере, осушку водорода осуществляют путем рециркуляции его части через дополнительные низкотемпературные охладители водорода, в качестве охлаждающей среды которых используют природный газ, подаваемый на основные охладители водорода, отвод конденсата из дополнительных охладителей водорода осуществляют через устройства для отвода конденсата.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях.

Известен аналог - способ работы тепловой электрической станции, по которому в котле вырабатывают пар, для чего в котел подают топливо и воздух, вырабатываемый в котле пар для совершения работы направляют в турбину, вал которой соединен с ротором турбогенератора, осуществляют постоянное охлаждение обмоток и стали генератора путем циркуляции водорода, водород, в свою очередь, охлаждают в водяных газоохладителях (см. Славнин М.И. Электрооборудование электрических станций и трансформаторных подстанций. М.: Государственное энергетическое издательство. 1963. Рис.8-3. на с.72, 8-4 на с.72 и текстовые пояснения к ним на с.69-72). Этот аналог принят в качестве прототипа.

Недостатком аналогов и прототипа являются пониженная экономичность тепловых электростанций вследствие потерь теплоты обмоток и стали турбогенератора с охлаждающей водой.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности тепловой электрической станции за счет использования теплоты обмоток и стали турбогенератора в цикле тепловой электрической станции и за счет использования эксергии природного газа, подаваемого в топку котла.

Для достижения этого результата предложен способ работы тепловой электрической станции, по которому в котле вырабатывают пар, для чего в котел подают природный газ и воздух, вырабатываемый в котле пар направляют в турбину, вал которой соединен с ротором турбогенератора, осуществляют постоянное охлаждение обмоток и стали генератора путем циркуляции водорода через его внутреннее пространство, водород охлаждают в газоохладителях.

Особенность заключается в том, что в качестве охлаждающей среды газоохладителей используют природный газ, подаваемый в топку котла, газ редуцируют до необходимого давления в турбодетандере. Осуществляют осушку водорода путем рециркуляции его части через дополнительные низкотемпературные охладители водорода, в качестве охлаждающей среды которых используют природный газ, подаваемый на основные охладители водорода, осушку водорода осуществляют путем отвода конденсата из дополнительных охладителей водорода.

Новый способ работы позволяет использовать теплоту обмоток и стали турбогенератора в цикле тепловой электрической станции, эксергию газа высокого давления для совершения работы в турбодетандере, низкую температуру редуцированного природного газа для осушки циркуляционного водорода, т.е. позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем снижения тепловых потерь в окружающую среду, путем использования эксергии газа высокого давления в цикле станции и путем исключения энергозатратных устройств и мероприятий для осушки водорода.

Рассмотрим пример реализаций заявленного способа работы тепловой электрической станции.

На чертеже изображена схема тепловой электрической станции, в которой реализуется новый способ.

Станция содержит котел 1 с горелкой 2, связанный паропроводом острого пара с турбиной 3, турбогенератор 4, ротор которого соединен с валом турбины 3, основные 5 и дополнительные низкотемпературные 6 охладители водорода турбогенератора с газозаборными и газоотводящими отверстиями, устройства для отвода конденсата 7, газозаборные отверсия дополнительного охладителя водорода соединены газопроводом с турбодетандером 8, газоотводящие отверстия основного охладителя водорода соединены с горелкой 2 котла 1.

В котел 1 через горелку 2 подают природный газ и воздух. Вырабатываемый в котле 1 пар направляют в турбину 3, вал которой соединен с ротором турбогенератора 4, осуществляют постоянное охлаждение обмоток и стали турбогенератора 4 путем циркуляции водорода через его внутреннее пространство, циркуляционный водород охлаждают в основных охладителях водорода 5, осушку водорода осуществляют путем рециркуляции части водорода через дополнительные низкотемпературные охладители водорода 6, конденсат из дополнительных охладителей отводят через устройство для отвода конденсата 7. Газ, необходимый для работы котла, редуцируют в турбодетандере 8, холодный газовый поток пропускают через дополнительные низкотемпературные охладители водорода 6, затем через основные охладители водорода 5 и подают по газопроводу в топку 2 котла 1.

Таким образом, новый способ позволяет возвращать теплоту обмоток и стали турбогенератора в котел, использовать эксергию газа высокого давления для совершения работы в турбодетандере, исключить энергозатратные устройства осушки циркуляционного водорода турбогенератора из схемы тепловой электрической станции, т.е. позволяет повысить экономичность. тепловой электрической станции путем снижения потерь теплоты в окружающую среду, путем использования эксергии газа в цикле станции и путем снижения энергетических и капитальных затрат на осушку циркуляционного водорода турбогенератора.