ВОДОГРЕЙНАЯ КОТЕЛЬНАЯ

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована в водогрейных котельных для производства электрической энергии.
Известна схема водогрейной котельной, включающая водогрейный котел, соединенный с подающим и обратным трубопроводами сетевой воды системы теплоснабжения, сетевой и рециркуляционный насос, систему подготовки подпиточной воды, содержащую подогреватель сырой воды, химводоочистку, подогреватель химочищенной воды, вакуумный деаэратор и подпиточный насос, контур низкокипящего рабочего агента, включающий турбину с электрогенератором, теплообменник-испаритель, конденсатор и питательный насос, причем вход турбины соединен с выходом теплообменника-испарителя, а выход турбины - с входом конденсатора, выход которого соединен с входом теплообменника-испарителя через питательный насос, отличающаяся тем, что дополнительно содержит поверхностный теплообменный аппарат, встроенный в газоход водогрейного котла, при этом выход поверхностного теплообменного аппарата соединен с входом теплообменника-испарителя, а вход через рециркуляционный насос и систему трубопроводов соединен с выходом теплообменника-испарителя (см. МПК F22B 33/18 Патент Российской Федерации 145822, опубл. 27.09.2014). Недостатком данной установки является то, что дополнительная установка поверхностного теплообменного аппарата, встроенного в газоход водогрейного котла повлечет увеличение аэродинамического сопротивления потоку уходящих дымовых газов, что может повлечь увеличение мощности привода дымососа или нагнетательного вентилятора. Также, температура уходящих дымовых газов современных котлов не более 120°C, при необходимой для исключения образования разрушающих конденсатов в дымовой трубе 110°C. Учитываю очень малую теплоемкость дымовых газов, передаваемая энтальпия воде в теплообменнике будет также значительно мала, что может быть недостаточным для вывода низкокипящего агента в паровую фазу.
Известна схема водогрейной котельной, включающая водогрейный котел, сетевой и рециркуляционный насосы, систему подготовки подпиточной воды, содержащую подогреватель сырой воды (первой и второй ступени), систему химводоочистки, подогреватель химочищенной воды, вакуумный деаэратор, подпиточный насос, тепловой двигатель с электрогенератором, теплообменник-испаритель, конденсатор и циркуляционный насос, отличающаяся тем, что выход теплового двигателя связан со входом теплообменника первой ступени подогревателя химочищенной воды, в качестве которого используется охладитель рабочего агента, выход которого связан со входом подогреватель сырой воды, в качестве которого использован конденсатор рабочего агента, а выход конденсатора через рециркуляционный насос и теплообменник-испаритель рабочего агента связан со входом теплового двигателя, кроме того, трубопровод холодной воды через конденсатор, блок химводоочистки и охладитель рабочего агента связан со входом второй ступени подогревателя химочищенной воды и деаэратором (см. МПК F22B 33/18 патент Российской Федерации, опубл. 27.01.2006). Недостатком известной схемы является то, что для конденсации низкокипящего рабочего агента использование сырой водопроводной и химически подготовленной воды по существу подходит только для тепловых сетей открытого типа, с достаточным расходом подпиточной воды. В системах теплоснабжения с тепловыми сетями закрытого типа расход подпиточной воды в тепловую сеть очень маленький, поэтому и полезная мощность теплового двигателя для данных систем будет незначительной.
5
12
Водогрейная котельная содержит водогрейный котел и экономайзер для подогрева сетевой воды системы теплоснабжения, сетевой насос для циркуляции сетевой воды, термоэлектрическую установку, работающую по органическому циклу Ренкина, для производства электроэнергии. В качестве рабочего тела термоэлектрической установки применяется изопентан (химическая формула CH). Работа водогрейной котельной осуществляется по схеме, представленной на фиг 1.
Водогрейная котельная содержит водогрейный котел 1, вынесенный экономайзер 2, сетевой насос 9, термоэлектрическую установку 3, работающую по органическому циклу Ренкина с рабочим телом изопентан, включающую испаритель 4, детандер 5, генератор 6, конденсатор 7, циркуляционный насос 8.
Сетевая вода системы теплоснабжения, подогревается в котле 1, после чего частично подается в экономайзер 2, а частично направляется на вход в испаритель 4, смешиваясь с водой, прошедшей экономайзер 2. В испарителе сетевая вода нагревает рабочее тело, который в свою очередь переходит в состояние пара. Далее рабочее тело в паровом состоянии подается в детандер 5, где совершает полезную работу, раскручивая рабочий орган турбомашины. Полезная мощность, возникающая на валу детандера, передается на вал генератора 6 и преобразуется в электрическую.
Далее рабочее тело поступает в конденсатор 7, где где конденсируется, охлаждаясь оборотной сетевой водой, подаваемой сетевым насосом 9. Далее с помощью циркуляционного насоса 8 повышается давление рабочего тела до необходимого и вновь подается в испаритель 4.
Технический результат заключается в том, что применение полезной модели позволит производить электрическую энергию в водогрейной котельной; также полезная модель позволит в термоэлектрической установке вырабатывать мощность, способную полностью покрывать собственные нужды котельной в электроэнергии; также полезная модель позволит использовать сетевую воду для нагрева и охлаждения рабочего тела термоэлектрической установки, что снизит затраты на производство тепловой и электрической энергий.