ПАРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА

Предлагаемая полезная модель относится к энергетике и может быть использована для конденсационных энергоблоков с промежуточным перегревом пара.
Известны конструкции паросиловых установок повышенной эффективности (Овчар, В.Г. Опыт заводских разработок энергоблоков повышенной эффективности / Овчаров В.Г. [и др.] // Теплоэнергетика. -1999. - №9. - с.2-5), работающие по термодинамическому циклу Ренкина и включающие узел утилизации, в котором тепло уходящих газов котлоагрегата передается в систему регенерации паровой турбины при вытеснении пара нерегулируемых отборов (за счет использования турбинного экономайзера - ТуЭ).
Однако указанные конструкции имеют ряд недостатков. При использовании для утилизации тепла уходящих газов котлоагрегата ТуЭ на байпасе подогревателей низкого давления (ПНД) вытесняются отборы пара, вносящие наибольший вклад в повышение эффективности термодинамического цикла. При использовании ТуЭ для вытеснения отборов пара на группу подогревателей высокого давления (ПВД) достигается меньшее снижение эффективности термодинамического цикла, но при этом сокращается также и возможность глубокой утилизации тепла уходящих газов вследствие более высоких температур нагреваемой воды; кроме того в этом случае давление воды в устанавливаемом ТуЭ будет соответствовать давлению после питательных насосов энергоблока, что повышает требования к данном узлу. Данные проблемы обостряются при попытках совершенствования термодинамического цикла паросиловых установок, когда повышаются начальные параметры пара (а соответственно, и давление за питательным насосом), повышается температура питательной воды (ПВ) на входе в котлоагрегат (а соответственно, увеличивается и тепло уходящих газов, доступное для утилизации, что определяется температурным напором на холодном конце экономайзера), повышается давление в деаэраторе (а соответственно, и температура на входе в группу ПВД, что препятствует глубокому охлаждению уходящих газов при установке ТуЭ на байпасе ПВД).
Кроме того, известна конструкция паросиловой установки - блок "К" электростанции Niederaussem (FOSSIL FUEL-FIRED POWER GENERATION (Case Studies of Recently Constructed Coal- and Gas-Fired Power Plants) // International Energy Agency. - 2007. - С.50-62.), - являющаяся прототипом предлагаемой полезной модели и содержащая в котлоагрегате узел утилизации, который представляет собой байпасный (шунтирующий) газоход дымовых газов, установленный параллельно основному газоходу с воздухоподогревателем. В байпасном газоходе размещаются последовательно по ходу газов поверхности нагрева ТуЭ (утилизирующие тепло уходящих газов в группе ПВД) и поверхности промежуточного замкнутого контура генерации насыщенного пара, который конденсируется в подогревателе, установленном на основном конденсате параллельно одному из подогревателей низкого давления. Такая конструкция обеспечивает глубокую утилизацию теплоты дымовых газов, что достигается за счет разделения потока уходящих газов, основной из которых передает тепло дутьевому воздуху, а второстепенный - последовательно сначала питательной воде, а затем основному конденсату через промежуточный контур. Таким образом, устройство-прототип имеет силовой контур производства пара (который включает многоцилиндровую паровую турбину, конденсатор, развитую систему регенерации, турбопитательный насос и котлоагрегат), а доступное для утилизации тепло уходящих газов котлоагрегата передается посредством узла утилизации в систему регенерации турбины. Система регенерации установки представлена группой ПНД, деаэратором и группой ПВД, при этом группа ПВД имеет байпасную линию через ТуЭ утилизационного узла и, кроме того, в обход одного из подогревателей группы ПНД также имеется байпасная линия через подогреватель, в котором конденсируется пар, сгенерированный в промежуточном контуре в утилизационном узле котлоагрегата.
Однако устройство-прототип имеет следующие недостатки. Конструкция прототипа усложнена использованием байпасного газохода дымовых газов, а также вводом дополнительных двух связей (с использованием ТуЭ и промежуточного испарительного контура) между котлоагрегатом и турбиной с системой регенерации помимо связей по питательной воде, острому пару и пару промежуточного перегрева. Реализовать подобную конструкцию с одной дополнительной связью затруднительно вследствие ограничений по давлению: отбор воды на ТуЭ должен быть выполнен либо после питательного насоса (ТуЭ параллельно группе ПВД со смешением подогретой в нем воды с ПВ перед экономайзером), либо из линии основного конденсата с возвратом воды до деаэратора или непосредственно в деаэратор. Использование отдельно любого из решений не позволяет получить максимальный эффект, поэтому в рассматриваемой конструкции прототипа реализуются совместно две дополнительные связи. Кроме того, разделение потока газов перед воздухоподогревателем приводит также к увеличению массогабаритных показателей котлоагрета за счет установки байпасного газохода.
Задачей полезной модели является создание паросиловой, установки, обладающей меньшими массогабаритными показателями и более простой конструкцией.
Поставленная задача достигается тем, что в известной паросиловой установке, включающей силовой контур производства пара с системой регенерации, представляющей собой группу подогревателей низкого давления, деаэратор и группу подогревателей высокого давления, и имеющей в зоне воздухоподогревателя котлоагрегата узел утилизации тепла уходящих газов, содержащий экономайзер и испаритель, узел утилизации содержит пароперегреватель, причем экономайзер и испаритель узла утилизации установлены в рассечку воздухоподогревателя котлоагрегата, а пароперегреватель узла утилизации установлен перед воздухоподогревателем котлоагрегата. При этом поверхности экономайзера, испарителя и пароперегревателя узла утилизации соединены последовательно, вход экономайзера по обогреваемой среде соединен с линией основного конденсата после смешивающего подогревателя, а выход пароперегревателя по обогреваемой среде соединен с паропроводом холодного пара промежуточного перегрева силового контура.
На чертеже приведена схема предлагаемой паросиловой установки. Предлагаемая установка имеет силовой контур, представляющий собой традиционную тепловую схему паросиловой установки, которая содержит многоцилиндровую паровую турбину 1, конденсатор 2, развитую систему регенерации - группу подогревателей низкого давления, состоящую из поверхностных подогревателей 3 и хотя бы одного смешивающего подогревателя 4, деаэратор 5 и группу подогревателей высокого давления 6, - турбопитательный насос силового контура 7 и энергетический котлоагрегат 8. Котлоагрегат включает пакеты экономайзера 9, пароперегревателя острого пара 10, промежуточного пароперегревателя 11 и воздухоподогревателя 12. Котлоагрегат и турбина соединены паропроводами острого пара 13, холодного пара промежуточного перегрева 14 и горячего пара промежуточного перегрева 15. Схема узла. утилизации включает:
питательный насос узла утилизации 16, экономайзер 17,.испаритель 18, барабан 19 и пароперегреватель 20 узла утилизации, паропровод перегретого пара узла утилизации 21. Теплообменные поверхности узла утилизации 17, 18 и 20 располагаются в котлоагрегате «на хвосте» в зоне воздухоподогревателя на всем потоке дымовых газов, причем экономайзер 17 и испаритель 18 размещаются в рассечку воздухоподогревателя 12, а пароперегреватель 20 размещается перед воздухоподогревателем 12.
Предлагаемая установка работает следующим образом: острый пар силового контура по паропроводу (13) подается от котлоагрегата (8) на паровую турбину (1), проходит через часть высокого давления (ЧВД) турбины и по паропроводу (14) поступает обратно в котлоагрегат на промежуточный перегрев, после чего расширяется в частях среднего и низкого давления турбины и попадает в конденсатор (2). Сконденсировавшийся пар проходит через систему регенерации (3-6) турбины и направляется турбопитательным насосом силового контура (7) в экономайзер силового контура (9) котлоагрегата (8). Вода для узла утилизации отбирается после установленных на вакуумных отборах турбины смешивающих подогревателей (4), что обеспечивает достаточную ее деаэрацию. Вода питательным насосом узла утилизации (16) подается в экономайзер узла утилизации (17), после чего сливается в барабан (19) и поступает в испарительные пакеты узла утилизации (18). Далее насыщенный пар из барабана подается в пароперегреватель узла утилизации (20), после которого подводится в паропровод холодного пара промперегрева силового контура (14), где смешивается с паром после ЧВД турбины и поступает на перегрев в пакеты промежуточного пароперегревателя (11) котлоагрегата (8).
Таким образом, при сохранении узла утилизации в котлоагрегате в предлагаемой полезной модели по сравнению с установкой-прототипом достигается:
1. Снижение массогабаритных показателей паросиловой установки за счет уменьшения массогабаритных показателей котлоагрегата при исключении из зоны воздухоподогревателя байпасного газохода.
2. Упрощение конструкции установки за счет сокращения в ней количества дополнительных связей между котлоагрегатом и турбиной с системой регенерации (с исключением из конструкции установки промежуточного контура генерации пара в узле утилизации котлоагрегата), а также исключения байпасирования основного газохода дымовых газов в зоне воздухоподогревателя котлоагрегата.