ТЕПЛОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ С АБСОРБЦИОННОЙ БРОМИСТО-ЛИТИЕВОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНОЙ

Полезная модель относится к области электроэнергетики, а именно к тепловым электрическим станциям (ТЭС) на базе парогазовых установок (ПТУ) с включенной в ее технологическую схему абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной (АБХМ).
Известна тепловая электрическая станция с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной, содержащая абсорбционную бромисто-литиевую холодильную машину, соединенную с замкнутым контуром теплоносителя с дополнительным нагревом теплоносителя тепловой энергией пара элементов технологической схемы тепловой электрической станции и с разомкнутым контуром охладителя, соединенным с источником охлаждающей среды (см. патент на полезную модель RU №111581, кл. F01К 19/10, 20.12.2011).
Данная тепловая электрическая станция с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной не в полной мере использует тепловую энергию ТЭС, что сужает ее возможности.
Задача заключается в использовании свойства АБХМ трансформировать тепловую энергию в холод для утилизирования вырабатываемой на ТЭС тепловой энергии для получения хладоносителя и его полезного использования как внутри технологического цикла ТЭС, так и вне его (в случае реализации хладоносителя внешним потребителем).
Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности функционирования ТЭС на базе ПТУ за счет интеграции АБХМ в технологическую схему ТЭС.
Задача решается, а технический результат достигается за счет того, что тепловая электрическая станция с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной содержит абсорбционную бромисто-литиевую холодильную машину, соединенную с замкнутым контуром теплоносителя 2 с дополнительным нагревом теплоносителя тепловой энергией пара элементов технологической схемы 7 тепловой электрической станции и с разомкнутым контуром охладителя 16, соединенным с источником охлаждающей среды, при этом абсорбционная бромисто-литиевая холодильная машина соединена с замкнутым контуром хладоносителя 8, связанным с потребителем холода, замкнутый контур теплоносителя 2 встроен через теплообменник 3 в основную конденсатную линию парогазовой установки за газовым подогревателем конденсата (ГПК) 4 котла-утилизатора 5 перед деаэратором 20 и содержит демпферный бак 6 теплоносителя, при этом часть нагретого в ГПК 4 основного конденсата, проходящая через теплообменник 3, возвращается в конденсатную линию до ГПК 4; дополнительный нагрев теплоносителя обеспечивается тепловой энергией пара элементов технологической схемы 7 ТЭС.
Замкнутый контур хладоносителя на выходе из абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины, предпочтительно, соединен с теплообменником 9 либо для охлаждения технологического потока 10 тепловой электрической станции, промежуточного контура охлаждения 11, который соединен с местными системами охлаждения 12 оборудования тепловой электрической станции, циркуляционным контуром системы технического водоснабжения 14 тепловой электрической станции 14 и станционной градирней 15, либо для охлаждения потока хладоносителя к внешнему потребителю холода 13.
Разомкнутый контур охладителя, предпочтительно, на входе в абсорбционную бромисто-литиевую холодильную машину от индивидуальной градирни 17 объединен с основной конденсатной линией от конденсатных насосов 19, а выход из абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины объединен с продолжением конденсатной линии до ее входа в ГПК 4.
Подавляющее большинство объектов использования АБХМ на текущий момент - гражданские здания и сооружения: торговые (ТК), торгово-развлекательные центры и комплексы (ТРЦ, ТРК), центральные офисы, бизнес-центры, гостиничные комплексы (ПС), спортивные, культурные и административные сооружения, реже - сооружения специального технического назначения - складские комплексы, вычислительные центры и т.п.
Было установлено, что технический результат при использовании хладоносителя внутри технологического цикла ТЭС наиболее выражен в периоды с высокими температурами наружного воздуха и заключается в увеличении располагаемой мощности ТЭС, снятии существующих технологических ограничений на работу оборудования с максимальной нагрузкой, а также обеспечении надежной и безотказной работы оборудования, что достигается за счет организации или интенсификации процессов охлаждения технологических потоков (циклового воздуха компрессора, воды в системе технического водоснабжения для охлаждения узлов оборудования) при максимальном использовании тепла уходящих газов.
Использование схемы позволяет решить ряд проблем, связанных с эксплуатацией оборудования ТЭС, включая:
(1) значительное снижение мощности газотурбинного оборудования с ростом температур наружного воздуха (при температурах наружного воздуха 35-40°С снижение мощности достигает 30%);
(2) повышение температуры технической воды в общестанционных системах охлаждения и, как следствие, (а) снижение мощности турбоагрегатов по причине возникновения технологических ограничений, связанных с повышением температуры охлаждаемых узлов (например, генератора), и (б) повышенный износ оборудования при его работе в нерасчетных (перегретых) режимах.
На чертеже схематически представлена тепловая электрическая станция с абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машиной. АБХМ 1 включена в технологическую схему ТЭС:
- по замкнутому контуру теплоносителя 2 к теплообменнику 3 подогрева теплоносителя конденсатом на выходе из ГПК 4 котла-утилизатора (КУ) 5 перед деаэратором 20 и содержит демпферный бак 6, причем дополнительный нагрев теплоносителя обеспечивается тепловой энергией пара элементов технологической схемы 7 ТЭС;
- по замкнутому контуру хладоносителя 8 к теплообменнику 9, используемому либо для охлаждения технологического потока 10 ТЭС и для охлаждения потока хладоносителя промежуточного контура охлаждения 11, который может быть соединен с местными системами охлаждения оборудования ТЭС 12, циркуляционным контуром системы технического водоснабжения ТЭС 14 и станционной градирней 15, либо для охлаждения потока хладоносителя промежуточного контура охлаждения 11, который может быть соединен с внешним потребителем холода 13;
- по разомкнутому контуру охладителя 16 к линии основного конденсата турбоустановки между конденсатором турбины 18 и КУ 5 с охлаждением в индивидуальной градирне 17.
При работе тепловой электростанции поток конденсата после конденсатора турбины 18 направляют в АБХМ 1, где он подогревается в конденсаторе и в абсорбере, после чего подогретый поток конденсата направляют на дополнительный подогрев теплом потока дымовых газов КУ 5 в ГПК 4. Кроме того, обеспечивают дополнительный подогрев конденсата в теплообменнике 3, включенном по нагреваемой среде в замкнутый контур теплоносителя 2, в котором последний нагревают тепловой энергией пара элементов технологической схемы 7 ТЭС (в т.ч. с паровых отборов турбин ТЭС) и теплом АБХМ 1. Подогретый таким образом конденсат направляют в деаэратор 20 и из последнего по назначению.
Одновременно с помощью замкнутого контура хладоносителя 8 циркулирующий в нем хладоноситель охлаждают в АБХМ 1 и направляют охлажденный хладоноситель в теплообменник 9 с помощью которого непосредственно охлаждают технологический поток 10 ТЭС, либо с помощью промежуточного контура охлаждения 11, который соединен с местными системами охлаждения оборудования ТЭС 12. Кроме того, с помощью промежуточного контура охлаждения 11 охлаждают воду в циркуляционном контуре 14 системы технического водоснабжения ТЭС с станционной градирней 15, а также обеспечивают передачу холода внешним потребителем холода 13.
Таким образом, ТЭС с АБХМ обеспечивает решение проблемы снабжения: холодом за счет охлаждения технологических потоков хладагентом, полученным на АБХМ.
Предложенная схема позволяет интегрировать АБХМ в технологическую схему ТЭС и получить хладагент необходимых параметров либо исключительно за счет использования тепла уходящих газов, либо за счет дополнительного использования тепловой энергии пара элементов технологической схемы ТЭС (в т.ч. с паровых отборов турбин ТЭС). Необходимость дополнительного использования пара устанавливается для каждого проекта интеграции АБХМ в технологическую схему ТЭС на основании технико-экономических расчетов и зависит от величины потенциала тепла уходящих газов, необходимой холодильной мощности и текущего режима работы ТЭС.
Также к результатам применения схемы относится использование элементов существующей технологической схемы ТЭС, что влечет за собой снижение капиталоемкости проектов интеграции АБХМ в технологическую схему ТЭС и повышение показателей эффективности соответствующих инвестиционных проектов.
Дополнительным преимуществом схемы при продаже хладоносителя является повышение показателей эффективности работы ТЭС в режиме тригенерации за счет максимального использования сбросного тепла ТЭС (в частности тепла уходящих газов), снижения себестоимости вырабатываемого холода и,повышения конкурентоспособности ТЭС на рынке холодоснабжения.