ЭНЕРГОБЛОК ГРЭС

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована при модернизации существующих парогазовых энергоблоков ГРЭС, содержащих паровую турбину.
Известно использование в качестве энергоблока ГРЭС турбоустановку, содержащую паровую турбину, включающую цилиндр высокого давления (ЦВД), цилиндр среднего и низкого давления (ЦСНД), содержащий ступени среднего давления и ступени низкого, цилиндр низкого давления (ЦНД), а также конденсатор, соединенный с ЦНД и ступенями низкого давления ЦСНД, при этом ЦСНД соединен с ЦНД. Данная турбоустановка описана в http://www.tehnoinfa.ru/parovyeturbiny2/58.html от 09.10.2012, копия ссылки прилагается.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Известное техническое решение характеризуется низким КПД (~38%), что является его недостатком.
Задачей настоящей полезной модели является повышение КПД и, соответственно, увеличение мощности энергоблока ГРЭС, а также увеличение ресурса и продление эксплуатации паровой турбины.
Согласно полезной модели энергоблок ГРЭС, представляющий собой турбоустановку, содержащую паровую турбину, включающую цилиндр высокого давления (ЦВД), цилиндр среднего и низкого давления (ЦСНД), содержащий ступени среднего давления и ступени низкого давления, цилиндр низкого давления (ЦНД), а также конденсатор, соединенный с ЦНД и ступенями низкого давления ЦСНД, при этом ЦСНД соединен с ЦНД, дополнительно содержит, по меньшей мере, один котел-утилизатор, и, по меньшей мере, одну газотурбинную установку (ГТУ), выход конденсатора соединен со входом котла-утилизатора, котел-утилизатора соединен с ГТУ, при этом выход низкого давления котла - утилизатора связан со ступенями низкого давления ЦСНД, выход среднего давления котла-утилизатора связан со ступенями среднего давления ЦСНД, а выход высокого давления котла-утилизатора связан с ЦВД.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена схема, иллюстрирующая заявленную полезную модель.
Энергоблок ГРЭС содержит паровую турбину, включающую ЦВД 1, ЦСНД 2, содержащий ступени среднего давления и ступени низкого давления, ЦНД 3, конденсатор 4, соединенный магистралью 5 со ступенями низкого давления ЦСНД 2. ЦНД 3 соединен магистралями 6 с конденсатором 4 и магистралью 7 со ступенями низкого давления ЦСНД 2. Энергоблок дополнительно содержит котел-утилизатор 8 и газотурбинную установку (ГТУ) 9. Выход конденсатора 4 соединен с входом котла-утилизатора 8 посредством магистрали 10, в которую включен насос 11. Котел-утилизатор 8 соединен с ГТУ 9. Выход 1 низкого давления котла-утилизатора 8 соединен со ступенями низкого давления ЦСНД 2, выход 2 среднего давления котла-утилизатора 8 соединен со ступенями среднего давления ЦСНД 2, выход 3 высокого давления котла-утилизатора 8 соединен с ЦВД 1. Паровая турбина связана с электрическим генератором 12, а ГТУ 9 - с электрическим генератором 13.
Работа энергоблока осуществляется следующим образом
Для генерации пара вода насосами 11 подается в котел-утилизатор 8 по магистрали 10.
Пар контура высокого давления с выхода 3 котла-утилизатора 8 поступает в ЦВД 1 паровой турбины. После цилиндра высокого давления пар поступает в промежуточный пароперегреватель котла-утилизатора 8 (на чертеже не показан) и далее в ступени среднего давления ЦСНД 2, где смешивается с паром, поступающим с выхода 2 среднего давления котла-утилизатора 8. Пар с выхода 1 низкого давления котла-утилизатора подводится к ступеням низкого давления ЦСНД 2. После ЦСН 2 две трети пара поступают в цилиндр низкого давления ЦНД 3 по магистрали 7, а одна треть отводится в конденсатор 4 по магистрали 5, куда также поступает пар из цилиндра низкого давления по магистралям 6. Паровая турбина приводит в действие электрический генератор 12, вырабатывающий электрическую мощность.
Суммарная электрическая мощность энергоблока складывается из мощностей генераторов паровых и газовых турбин.
Топливо (природный газ) поступает в камеру сгорания газотурбинной установки ГТУ 9, где сгорает, за счет чего электрическим генератором 13 вырабатывается электрическая мощность. Отработавшие продукты сгорания поступают в котел-утилизатор 8, где отдают тепло пароводяному рабочему телу.
Использование в схеме существующего энергоблока газотурбинной установки ГТУ 9 позволяет повысить среднюю температуру подвода тепла в цикл, что при сохраняемой температуре отвода тепла в конденсаторе 4 паровой турбины позволяет повысить коэффициент полезного действия с 38 до 55%.
Таким образом, реализация отличительных признаков полезной модели обеспечивает достижение технического результата, состоящего в значительном повышении КПД, при этом осуществляется работа существующей паровой турбины на пониженных по сравнению с прототипом параметрах пара, что значительно продлевает ее ресурс. В конкретном случае, (усовершенствование прототипа - энергоблок на базе паровой турбины К-300) электрическая мощность энергоблока возрастает с 300 до 800 МВт.
Усовершенствование существующего энергоблока позволяет снизить удельные капиталовложения на величину около 30% по сравнению с созданием нового парогазового энергоблока той же мощности.
Техническое решение согласно настоящей полезной модели заложено в проекте ПГУ-800 Киришской ГРЭС.