Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. (19) BY (11) 10712
(13) U
(46) 2015.06.30
(51) МПК
F 01B 13/00
F 01B 25/12
(2006.01)
(2006.01)
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54) ПАРОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА
(21) Номер заявки: u 20140223
(22) 2014.06.13
(71) Заявители: Олешкевич Марк Ми-
хайлович; Руденя Александр Сер-
геевич (BY)
(72) Авторы: Олешкевич Марк Михайло-
вич; Руденя Александр Сергеевич
(BY)
(73) Патентообладатели: Олешкевич Марк
Михайлович; Руденя Александр Сер-
геевич (BY)
(57)
Паротурбинная установка, содержащая топочную камеру котельного агрегата с газо-
ходом, дымовую трубу, горелочное устройство с промежуточным пароперегревателем,
паропроводом турбинной установки, паровую турбину, конденсатор, электрогенератор,
паропровод отработанного пара, конденсатор паротурбинной установки, совмещенный с
испарителем первого теплового насоса, конденсатопровод, конденсатный насос, подогре-
ватель конденсата низкого давления паротурбинной установки, совмещенный с первым
конденсатором первого теплового насоса, деаэратор, совмещенный с первым конденсато-
ром второго теплового насоса, питательный насос, подогреватель высокого давления па-
ротурбинной установки, совмещенный с конденсатором третьего теплового насоса,
компрессор первого теплового насоса, теплопроводы парообразного теплоносителя теп-
ловых насосов, теплопроводы жидкого теплоносителя тепловых насосов с дросселирую-
щими отверстиями, компрессор второго теплового насоса, второй конденсатор первого
теплового насоса, совмещенный с испарителем второго теплового насоса, компрессор
второго теплового насоса, конденсатор второго теплового насоса, совмещенный с испари-
телем третьего теплового насоса, компрессор третьего теплового насоса, экономайзер,
BY10712U2015.06.30

2. BY 10712 U 2015.06.30
2
отличающаяся тем, что экономайзер снабжен тепловым насосом, который содержит ком-
прессор, испаритель, конденсатор и терморегулируемый расширительный вентиль с дрос-
селирующим отверстием теплового насоса экономайзера, совмещенный с подогревателем
конденсата котельного агрегата.
(56)
1. Патент BY 7807, 2011.
Полезная модель относится к энергетике и может быть использована для выработки
электрической энергии на тепловых электрических станциях, в частности на конденсаци-
онных электрических станциях.
Известны паротурбинные установки, содержащие котельный агрегат с промежуточ-
ным пароперегревателем, паровую турбину, конденсатор, конденсатный насос, подогрева-
тель низкого давления, деаэратор, питательный насос, подогреватель высокого давления,
снабжают тепловым насосом, который содержит компрессор, испаритель и по меньшей
мере один конденсатор, испаритель теплового насоса совмещен с конденсатором паротур-
бинной установки, конденсатор теплового насоса совмещен с подогревателем конденсата
низкого давления паротурбинной установки.
Паротурбинную установку снабжают вторым тепловым насосом, который содержит
компрессор, испаритель и по меньшей мере один конденсатор, первый тепловой насос
снабжен вторым конденсатором, второй конденсатор первого теплового насоса совмещен
с испарителем второго теплового насоса, первый конденсатор второго теплового насоса
совмещен с подогревателем деаэратора.
Паротурбинную установку снабжают вторым и третьим тепловыми насосами, каждый
из которых содержит компрессор, испаритель и по меньшей мере один конденсатор, пер-
вый тепловой насос снабжен вторым конденсатором, второй конденсатор первого тепло-
вого насоса совмещен с испарителем второго теплового насоса, первый конденсатор
второго теплового насоса совмещен с подогревателем деаэратора, второй конденсатор
второго теплового насоса совмещен с испарителем третьего теплового насоса, конденса-
тор третьего теплового насоса совмещен с подогревателем высокого давления паротур-
бинной установки [1].
Недостатком этого технического решения является низкий КПД установки при отсут-
ствии потребителей тепловой энергии и при необходимости сброса тепла отработанного
пара из конденсатора в пруд-охладитель, градирню или водохранилище.
Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение КПД установки.
Поставленная задача решается тем, что паротурбинную установку, предназначенную
для получения электрической энергии на тепловых электрических станциях, содержащую
топочную камеру котельного агрегата с газоходом, дымовую трубу, горелочное устройст-
во с промежуточным пароперегревателем, паропроводом турбинной установки, паровую
турбину, конденсатор, электрогенератор, паропровод отработанного пара, конденсатор
паротурбинной установки, совмещенный с испарителем первого теплового насоса, кон-
денсатопровод, конденсатный насос, подогреватель конденсата низкого давления паро-
турбинной установки, совмещенный с первым конденсатором первого теплового насоса,
деаэратор, совмещенный с первым конденсатором второго теплового насоса, питательный
насос, подогреватель высокого давления паротурбинной установки, совмещенный с кон-
денсатором третьего теплового насоса, компрессор первого теплового насоса, теплопро-
воды парообразного теплоносителя (например, аммиак) тепловых насосов, теплопроводы
жидкого теплоносителя (например, аммиак) тепловых насосов с дросселирующими отвер-
стиями, компрессор второго теплового насоса, второй конденсатор первого теплового на-

3. BY 10712 U 2015.06.30
3
соса, совмещенный с испарителем второго теплового насоса, компрессор второго тепло-
вого насоса, конденсатор второго теплового насоса, совмещенный с испарителем третьего
теплового насоса, компрессор третьего теплового насоса.
В паротурбинную установку устанавливают экономайзер, содержащий тепловой на-
сос, который содержит компрессор, испаритель, конденсатор и терморегулируемый рас-
ширительный вентиль с дросселирующим отверстием теплового насоса экономайзера,
совмещенный с подогревателем конденсата котельного агрегата.
Полезная модель поясняется фигурой, где показана тепловая схема паротурбинной ус-
тановки.
Котельный агрегат 1 с промежуточным пароперегревателем 1А соединен паропрово-
дом 2 паротурбинной установки с паровой турбиной 3. На одном валу с турбиной нахо-
дится электрогенератор 4. Выход турбины с помощью паропровода отработанного пара 5
соединен с конденсатором 6 паротурбинной установки, совмещенным с испарителем 7
первого теплового насоса. Конденсатор 6 посредством конденсатопровода 8 соединен с
конденсатным насосом 9, подогревателем 10 низкого давления паротурбинной установки,
совмещенным с первым конденсатором 11 первого теплового насоса, деаэратором 12, со-
вмещенным с первым конденсатором 13 второго теплового насоса, питательным насосом
14, подогревателем 15 высокого давления паротурбинной установки, совмещенным с кон-
денсатором 16 третьего теплового насоса. 17 - компрессор первого теплового насоса, 18 -
теплопроводы парообразного теплоносителя (например, аммиака) тепловых насосов, 19 -
теплопроводы конденсата теплоносителя (например, аммиака) тепловых насосов с дрос-
селирующими отверстиями терморегулируемого расширительного вентиля. Второй кон-
денсатор 20 первого теплового насоса, совмещенный с испарителем 21 второго теплового
насоса, компрессор 22 второго теплового насоса, конденсатор 23 второго теплового насо-
са, совмещенный с испарителем 24 третьего теплового насоса, компрессор 25 третьего те-
плового насоса. Экономайзер 26 снабжен испарителем 27 теплового насоса экономайзера,
конденсатором 28 теплового насоса экономайзера, компрессором 29 теплового насоса
экономайзера и терморегулируемым расширительным вентилям 30 с дросселирующим
отверстием теплового насоса экономайзера, совмещенным с подогревателем конденсата
котельного агрегата.
При работе паротурбинной установки свежий (острый) пар из котельного агрегата 1
по паропроводу 2 попадает на рабочие лопатки паровой турбины 3. При расширении ки-
нетическая энергия пара превращается в механическую энергию вращения ротора турби-
ны, который расположен на одном валу с электрическим генератором 4. Отработанный
пар из турбины по паропроводу 5 направляется в конденсатор 6 паротурбинной установ-
ки, совмещенный с испарителем 7 первого теплового насоса. В конденсаторе 6 отработан-
ный пар охлаждается и конденсируется путем теплообмена с совмещенным испарителем 7
теплового насоса. Далее полученный конденсат проходит по конденсатопроводу 8, через
конденсатный насос 9, подогреватель 10 низкого давления, совмещенный с первым кон-
денсатором 11 первого теплового насоса, деаэратор 12, совмещенный с первым конденса-
тором 13 второго теплового насоса, питательный насос 14, подогреватель 15 высокого
давления, совмещенный с конденсатором 16 третьего теплового насоса.
Отданное пароконденсатором 6 паротурбинной установки испарителю 7 первого теп-
лового насоса, совмещенного с ним, тепло приводит к испарению теплоносителя (напри-
мер, аммиака) первого теплового насоса и по теплопроводу 18 парообразного
теплоносителя (например, аммиака) теплового насоса направляется в конденсаторы 11 и
20 первого теплового насоса. Первый тепловой насос повышает температуру теплоноси-
теля (например, аммиака) до величины, необходимой для передачи тепловой энергии, от-
нятой в конденсаторе паротурбинной установки, конденсату в подогревателе низкого
давления. Через конденсатор 11 при повышенной первым тепловым насосом температуре
тепло передается подогревателю 10 конденсата паротурбинной установки. Через второй

4. BY 10712 U 2015.06.30
4
конденсатор 20 первого теплового насоса при повышенной тепловым насосом температу-
ре тепло передается испарителю 21 второго теплового насоса.
Нагретый в подогревателе 10 низкого давления конденсат далее поступает в деаэратор
12, совмещенный с первым конденсатором 13 второго газообразное состояние, поглощая
тепло. Дросселирующее отверстие терморегулируемого расширительного вентиля тепло-
провода 18 конденсата теплоносителя первого теплового насоса создает необходимую
разность давлений между конденсатором и испарителем, при которой происходит цикл
теплопередачи. В испарителе 21 второго теплового насоса тепло от совмещенного с ним
конденсатора 20 первого теплового насоса передается второму тепловому насосу и испа-
ряет рабочую жидкость. Далее компрессор 22 второго теплового насоса засасывает из ис-
парителя 21 второго теплового насоса газообразный теплоноситель (например, аммиак),
сжимает его (при этом температура теплоносителя повышается) и выталкивает его по теп-
лопроводу 18 второго теплового насоса в конденсаторы 13 и 23 второго теплового насоса,
совмещенные с деаэратором 12 парогенераторной установки и испарителем 24 третьего
теплового насоса. В конденсаторах 13 и 23 пары теплоносителя второго теплового насоса
конденсируются и отдают тепло от конденсатора 13 конденсату парогенераторной уста-
новки в деаэраторе 12, от конденсатора 23 - испарителю 24 третьего теплового насоса. Те-
плоноситель третьего теплового насоса испаряется в испарителе 24, засасывается
компрессором 25 третьего теплового насоса и выталкивается по теплопроводу 18 третьего
теплового насоса в конденсатор 16 третьего теплового насоса, где конденсируется, отдает
тепло совмещенному с ним подогревателю 15 высокого давления парогенераторной уста-
новки.
Уходящие газы через дымовую трубу 31 проходят через экономайзер, отдавая свое те-
пло испарителю 27 теплового насоса экономайзера. Тепло приводит к испарению тепло-
носителя (например, аммиака) теплового насоса экономайзера и по теплопроводу 32
парообразного теплоносителя (например, аммиак) теплового насоса направляется в кон-
денсатор теплового насоса, совмещенный с подогревателем конденсата котельного агрегата.
Таким образом, увеличивается количество тепла, передаваемого подогревателю кон-
денсата котельного агрегата, от уходящих дымовых газов, тем самым уменьшая расход
сжигаемого топлива для подогрева воды. В свою очередь, это ведет к увеличению КПД
установки.
Паротурбинная установка может найти применение на конденсационных электриче-
ских станциях, а также на теплофикационных электрических станциях при сезонных сни-
жениях тепловой нагрузки в тех случаях, когда станция вынуждена переходить в
конденсационный режим.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.