ТЕПЛОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована, в частности в парогазовых установках при проектировании новых и модернизации существующих ТЭЦ небольшой мощности (МИКРО и МИНИ-ТЭЦ).
Известны схемы тепловых электрических станций на основе газовых турбин, состоящих из газовой турбины, на валу которой расположен электрогенератор, а патрубок выхлопных газов соединен с котлом-утилизатором, или с теплообменником для отпуска тепла. (Цанаев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н., Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. М.: Издательство МЭИ, 2008. С.432-446).
Недостатком этих схем является низкий коэффициент полезного действия (КПД) (электрический) не более 40% для самых совершенных газовых турбин.
Известны схемы тепловых электрических станций, состоящие из паровой турбины, на валу которой расположен электрогенератор, входной патрубок турбины соединен с выходным паровым трубопроводом котла, а выпускной патрубок турбины - с конденсатором, или с потребителем тепла. (Машиностроение. Энциклопедия. М.: Машиностроение, 2009. С.385-389).
Недостаток этих известных схем также достаточно низкий КПД производства электроэнергии и составляет до 40-45% на лучших конденсационных ТЭС.
Известна технологическая схема тепловой электрической станции на основе парогазового цикла, содержащая ряд газотурбинных установок с электрогенераторами и котлами-утилизаторами, при этом котлы утилизаторы соединены общим сборным коллектором - паропроводом, образующим поперечную связь по пару всех котлов-утилизаторов и связанным соединительным паропроводом с паропроводом - коллектором паротурбинных установок, образующих поперечную связь паротурбинных установок.(RU 92475, МПК F01К 13/00, опубликован 20.03.2010).
Недостатком известной этой технологической схемы является ее конструктивная сложность, громоздкость и трудности в эксплуатации (большой набор оборудования и связей между ними) по сравнению с другими известными схемами.
Известна схема тепловой электрической станции на основе парогазовой установки (ПГУ-ТЭЦ), состоящая из газовой турбины, на валу которой расположен электрогенератор, патрубок выхлопных газов соединен с котлом-утилизатором, выходной паровой трубопровод котла-утилизатора соединен с входным патрубком паровой турбины, на валу которой расположен электрогенератор, выпускной патрубок паровой турбины соединен с теплообменником или конденсатором. На парогазовых электростанциях КПД выработки электроэнергии может достигать 50% и более. (Цанаев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н., Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. М.: Издательство МЭИ, 2008. С.271- 287, с.382-394).
По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
Недостатком известного технического решения, а также причиной, препятствующей достижению желаемого технического результата при использовании упомянутого известного устройства является конструктивная сложность, затрудняющая применение такой схемы особенно в установках МИНИ и МИКРО-ТЭЦ.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволили установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое техническое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле полезной модели.
Заявляемое техническое решение позволяет существенно упростить схему тепловой электрической станции, что приводит к повышению надежности, а также повысить КПД производства электроэнергии и эффективность ее работы.
Предложена тепловая электрическая станция, включающая газовую и паровую турбины, соединенные с котлом-утилизатором, тепловой потребитель, соединенный трубопроводом с паровой турбиной, и электрогенератор, при этом вал газовой турбины и вал паровой турбины через передаточный механизм соединены с валом электрогенератора.
Полезная модель иллюстрируется чертежом.
Тепловая электрическая станция включает газовую турбину 1 и паровую турбину 2. Газовая 1 и паровая 2 турбины соединены с котлом-утилизатором 3. Паровая турбина 2 посредством трубопровода 4 соединена с тепловым потребителем или конденсатором 5. Вал 6 газовой турбины 1 и вал 7 паровой турбины 2 через передаточный механизм 8 соединены с валом 9 электрогенератора 10.
Предлагаемая тепловая электрическая станция работает следующим образом.
Газовая турбина 1, расположенная на валу 6, приводит его во вращение за счет преобразования энергии расширения рабочего тела. Отработавшее рабочее тело из газовой турбины 1 сбрасывается в котел-утилизатор 3, где происходит образование пара, поступающего в паровую турбину 2, расположенную на валу 7 и приводит его во вращение. Валы 6 газовой турбины 1 и 7 паровой турбины 2 через передаточный механизм 8 передают вращение валу 9 электрогенератора 10.