RU159686U1 - THERMAL SCHEME OF TRIGENERATION MINI-CHP - Google Patents
THERMAL SCHEME OF TRIGENERATION MINI-CHP Download PDFInfo
- Publication number
- RU159686U1 RU159686U1 RU2015108451/06U RU2015108451U RU159686U1 RU 159686 U1 RU159686 U1 RU 159686U1 RU 2015108451/06 U RU2015108451/06 U RU 2015108451/06U RU 2015108451 U RU2015108451 U RU 2015108451U RU 159686 U1 RU159686 U1 RU 159686U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam turbine
- gas turbine
- mini
- steam
- pump
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Тепловая схема тригенерационной мини-ТЭЦ, состоящая из газовой турбины, компрессора, камеры сгорания, водяного экономайзера, паровой турбины, электрогенератора газовой турбины, электрогенератора паровой турбины, конденсатора паровой турбины, питательного насоса, отличающаяся тем, что дополнительно содержит котел-утилизатор, пароперегреватель, рекуператор воздуха, испарительные поверхности нагрева, сетевой подогреватель, охладитель сетевой воды, тепловой насос, линию горячего водоснабжения и линию теплофикации и кондиционирования.The thermal circuit of the mini-CHP plant, consisting of a gas turbine, compressor, combustion chamber, water economizer, steam turbine, gas turbine power generator, steam turbine power generator, steam turbine condenser, feed pump, characterized in that it further comprises a waste heat boiler, superheater, air recuperator, evaporative heating surfaces, network heater, network water cooler, heat pump, hot water supply line and heating and air conditioning line.
Description
Полезная модель относится к области тепло- и электроэнергетики и может быть использована на объектах индивидуального и индустриального домостроения, таких как жилые коттеджные комплексы и индустриальные технопарки.The utility model relates to the field of heat and electricity and can be used at individual and industrial housing construction projects, such as residential cottage complexes and industrial technology parks.
Известна тепловая схема парогазовой установки (111 У) с подогревом питательной воды и простейшей газотурбинной установкой (ГТУ) [Манушин Э.А., Комбинированные энергетические установки с паровыми и газовыми турбинами. Итоги науки и техники. Серия: Турбостроение, Том 4, М. ВИНИТИ, 1990. - 17 с], которая включает в себя одну или несколько газовых турбин, соединенных с котлом-утилизатором, питающим паром паровую турбину.The known thermal scheme of a combined-cycle plant (111 U) with heating feedwater and a simple gas turbine unit (GTU) [Manushin EA, Combined power plants with steam and gas turbines. Results of science and technology. Series: Turbine Engineering, Volume 4, M. VINITI, 1990. - 17 s], which includes one or more gas turbines connected to a recovery boiler supplying steam to a steam turbine.
Недостатками данной тепловой схемы являются:The disadvantages of this thermal scheme are:
- невозможность реализации режима кондиционирования (охлаждения) ввиду отсутствия холодогенератора в схеме;- the inability to implement the conditioning (cooling) mode due to the lack of a refrigeration generator in the circuit;
- относительно невысокий электрический КПД схемы.- relatively low electrical efficiency of the circuit.
Прототипом полезной модели принимается схема паротурбинной установки с подогревом питательной воды выхлопными газами ГТУ [http://www.gigavat.corn/gtu_pgu_aes.php] состоящая из компрессора, камеры сгорания, газовой турбины, двух подогревателей питательной воды (водяной экономайзер), котла, паровой турбины, генератора газовой турбины (электрогенератор газовой турбины), генератора паровой турбины (электрогенератор паровой турбины), конденсатора (конденсатор паровой турбины), питательного насоса.The prototype of the utility model is the scheme of a steam turbine installation with heating feed water with gas turbine exhaust gas [http: //www.gigavat.corn/gtu_pgu_aes.php] consisting of a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, two feed water heaters (water economizer), a boiler, steam turbine, gas turbine generator (gas turbine power generator), steam turbine generator (steam turbine power generator), condenser (steam turbine condenser), feed pump.
Недостатками данной тепловой схемы являются:The disadvantages of this thermal scheme are:
- устаревшая конструкция;- outdated design;
- недостаточная маневренность данной тепловой схемы;- insufficient maneuverability of this thermal circuit;
- недостаточно глубокий вакуум в конденсаторе, а, следовательно, невысокий общий КПД тепловой схемы;- insufficiently deep vacuum in the capacitor, and, therefore, low overall efficiency of the thermal circuit;
- при необходимости осуществления кондиционирования на объектах требуется вводить дополнительный холодогенератор, что влечет за собой удорожание всей схемы.- if it is necessary to carry out conditioning at the facilities, it is required to introduce an additional refrigeration generator, which entails an increase in the cost of the entire circuit.
Задача полезной модели - разработать тепловую схему тригенерационной мини-ТЭЦ, способную вырабатывать тепловую, электрическую энергии, а также энергию холода, отличающуюся высокой эффективностью работы и предназначенную для применения в жилых коттеджных комплексах и индустриальных технопарках.The objective of the utility model is to develop a thermal scheme of a trigeneration mini-thermal power plant, capable of generating heat, electric energy, as well as cold energy, which is highly efficient and designed for use in residential cottage complexes and industrial technology parks.
Технический результат полезной модели заключается в разработке тепловой схемы тригенерационной мини-ТЭЦ, которая может обеспечивать энергией потребителей и обладает высокой надежностью и степенью эффективности. Тепловая схема тригенерационной мини-ТЭЦ, обеспечивает более глубокий вакуум в конденсаторе по сравнению с аналогами за счет включенного в схему парокомпрессионного теплового насоса, дополнительно подогревающего воду в линии регенерации и теплофикации на ГВС, а также способного снабжать потребителя энергией холода для кондиционирования помещений.The technical result of the utility model is to develop a thermal scheme of a trigeneration mini-CHP that can provide consumers with energy and has high reliability and degree of efficiency. The thermal circuit of the trigeneration mini-CHP provides a deeper vacuum in the condenser compared to analogues due to the steam compression heat pump included in the circuit, which additionally heats the water in the DHW recovery and heating line, and is also able to supply the consumer with cold energy for air conditioning.
Технический результат достигается за счет тепловой схемы тригенерационной мини-ТЭЦ, состоящей из газовой турбины, компрессора, камеры сгорания, водяного экономайзера, паровой турбины, электрогенератора газовой турбины, электрогенератора паровой турбины, конденсатора паровой турбины, питательного насоса, и дополнительно содержит котел-утилизатор, пароперегреватель, рекуператор воздуха, испарительные поверхности нагрева, сетевой подогреватель, охладитель сетевой воды, тепловой насос, линию горячего водоснабжения и линию теплофикации и кондиционирования.The technical result is achieved due to the thermal circuit of the mini-combined heat and power plant, consisting of a gas turbine, a compressor, a combustion chamber, a water economizer, a steam turbine, a gas turbine generator, a steam turbine generator, a steam turbine condenser, a feed pump, and additionally contains a waste heat boiler, steam superheater, air recuperator, evaporative heating surfaces, network heater, network water cooler, heat pump, hot water line and heating line and air conditioning.
На фигуре представлена тепловая схема тригенерационной мини-ТЭЦ, состоящая из газовой турбины 1, находящейся на одном валу (на фиг. не обозначен) с компрессором 2. Камера сгорания 3 соединена с газовой турбиной 1, которая в свою очередь соединена с котлом-утилизатором 4. В корпусе (на фиг. не обозначен) котла-утилизатора 4 последовательно располагаются пароперегреватель 5, рекуператор воздуха 6,испарительные поверхности нагрева 7, водяной экономайзер 8 и сетевой подогреватель 9. Котел-утилизатор 4 соединен с барабаном 10 и патрубком отработанных газов 11. Паровая турбина 12 соединена с конденсатором 13 паровой турбины 12, который через конденсатный насос 14 связан с эжектором 15 и регенеративным подогревателем 16. Между регенеративным подогревателем 16 и водяным экономайзером 8 установлен питательный насос 17. Дроссель 18 находится на одном трубопроводе (на фиг. не обозначен) с подогревателем горячей воды 19, конденсатором 13 паровой турбины 12 и циркуляционным насосом 20 и регенеративным подогревателем 16. Дроссель 18, подогреватель горячей воды 19, регенеративный подогреватель 16, циркуляционный насос 20 и охладитель сетевой воды 21 представляют собой тепловую схему теплового насоса 22 парокомпрессионного типа. Тепловой насос 22 соединен с линией горячего водоснабжения 23. В представленной схеме предусмотрена линия теплофикации и кондиционирования 24 с циркуляционным насосом тепловой сети 25. Также в схеме предусмотрены электрогенератор 26 газовой турбины 1 и электрогенератор 27 паровой турбины 12. Дополняют схему циркуляционный насос 28 охладителя сетевой воды 21 и циркуляционный насос кондиционирования 29.The figure shows the thermal diagram of the trigeneration mini-CHP, consisting of a
Рассмотрим принцип работы тепловой схемы тригенерационной мини-ТЭЦ.Let us consider the principle of operation of the thermal circuit of a mini-combined heat and power plant.
Через подвод топлива (на фиг. не обозначен) в камеру сгорания 3 поступает топливо. Также в камеру сгорания 3 поступает сжатый в компрессоре 2 воздух, напрямую или частично подогретый в рекуператоре воздуха 6. В камере сгорания 3 происходит смешение топлива и воздуха и возгорание воздушно-топливной смеси. Затем продукты сгорания с температурой около 750°C поступают в газовую турбину 1, где создают крутящий момент рабочего колеса (на фиг. не обозначен) газовой турбины 1, имеющего общий вал с электрогенератором 26 газовой турбины 1. Далее с клемм (на фиг. не обозначены) электрогенератора 26 газовой турбины 1 снимается электрический ток. После газовой турбины 1 отработанные продукты сгорания с температурой 550°C направляются в котел утилизатор 4, в котором проходят пароперегреватель 5, рекуператор воздуха 6, испарительные поверхности нагрева 7, водяной экономайзер 8 и сетевой подогреватель 9. Температура отработанных продуктов сгорания по ходу прохождения котла-утилизатора 4 понижается с 550°C до 100°C. Отработанные продукты сгорания выходят через патрубок отработанных газов 11. Питательным насосом 17 через водяной экономайзер 8 в барабан 10 подается вода, затем она направляется в испарительные поверхности нагрева 7, где преобразуется в пар, и далее, проходя пароперегреватель 5, поступает в паровую турбину 12. В паровой турбине 12 пар, протекая через сопловой аппарат (на фиг. не обозначен) паровой турбины 12 и расширяясь между лопатками (на фиг. не обозначен) рабочего колеса (на фиг. не обозначен) паровой турбины 12, в результате изменения количества движения поток пара создает крутящий момент на валу (на фиг. не обозначен) паровой турбины 12, одновременно являющимся валом (на фиг. не обозначен) электрогенератора 27 паровой турбины 12. Отработанный в паровой турбине 12 пар поступает в конденсатор 13 паровой турбины 12, который фактически является испарителем теплового насоса 22. Далее конденсат (сконденсировавшийся пар) посредством конденсатного насоса 14, проходя эжектор 15 и регенеративный подогреватель 16 перекачивается питательным насосом 17 в барабан 10. Паросиловой цикл замыкается.Through a fuel supply (not indicated in FIG.), Fuel enters the
В зимнем режиме работы при отсутствии разбора потребителем холода тепловой насос 22 работает на создание вакуума в конденсаторе 13 паровой турбины 12, перенося теплоту конденсатора 13 паровой турбины 12 в линию теплового насоса 22. Тепло на отопление для линии теплофикации и кондиционирования 24 передается сетевой воде от отработавших в газовой турбине 1 продуктов сгорания через сетевой подогреватель 9, циркуляцию сетевой воды обеспечивает циркуляционный насос тепловой сети 25.In the winter mode of operation, in the absence of analysis by the consumer, the
В летнем режиме работы, при разборе потребителем энергии холода в конденсаторе 13 паровой турбины 12 поддерживается менее глубокий вакуум за счет отбора части холода от теплового насоса 22 на охладитель сетевой воды 21. В пусковых и частично в рабочих режимах вакуум в конденсаторе 13 паровой турбины 12 обеспечивается эжектором 15. Перемещение теплоносителя на охладитель сетевой воды21 обеспечивается посредством циркуляционного насоса 28 охладителя сетевой воды 21. Подача потребителю охлажденного теплоносителя на кондиционирование осуществляется посредством циркуляционного насоса кондиционирования 29. Обеспечение потребителя горячим водоснабжением осуществляется посредством линии горячего водоснабжения 23, которая отбирает теплоту от подогревателя горячей воды 19. В цикле теплового насоса 22 циркулирует фреон, давление которого повышается посредством циркуляционного насоса 20, а понижается посредством дросселя 18. В контуре теплового насоса 22 циркулирует рассол. Для работы рассольного контура теплового насоса, а также для работы всех циркуляционных насосов схемы используется электрическая энергия, вырабатываемая в электрогенераторе 26 газовой турбины 1 и электрогенераторе 27 паровой турбины 12.In the summer operation mode, when the consumer parses the cold energy in the condenser 13 of the
Таким образом, за счет работы теплового насоса 22 обеспечивается более глубокий вакуум в конденсаторе 13 паровой турбины 12, что позволяет срабатывать большему теплоперепаду, обеспечивая тем самым повышение КПД паровой турбины 12 и установки в целом. В летнем режиме схема предусматривает снабжение потребителя энергией холода для обеспечения кондиционирования помещений, например, посредством таких приборов кондиционирования как фанкойлы (на фиг. не обозначены).Thus, due to the operation of the
Таким образом, в зимнем режиме работы тепловая схема является когенерационной, обеспечивая потребителя электрической и тепловой энергией на отопление и ГВС, в летнем режиме - схема является тригенерационной, обеспечивая потребителя электрической энергией, тепловой энергией на отопление и ГВС, а также энергией холода на кондиционирование.Thus, in the winter mode of operation, the thermal circuit is cogeneration, providing the consumer with electric and thermal energy for heating and hot water, in the summer mode - the circuit is triggering, providing the consumer with electric energy, thermal energy for heating and hot water, as well as cold energy for conditioning.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015108451/06U RU159686U1 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | THERMAL SCHEME OF TRIGENERATION MINI-CHP |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015108451/06U RU159686U1 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | THERMAL SCHEME OF TRIGENERATION MINI-CHP |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU159686U1 true RU159686U1 (en) | 2016-02-20 |
Family
ID=55314171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015108451/06U RU159686U1 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | THERMAL SCHEME OF TRIGENERATION MINI-CHP |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU159686U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749081C1 (en) * | 2020-11-23 | 2021-06-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Oxygen-fuel power plant |
CN114383120A (en) * | 2022-01-14 | 2022-04-22 | 中节能国机联合电力(宁夏)有限公司 | A CHP, water source heat pump integrated energy system and its control method |
RU2814174C1 (en) * | 2023-08-30 | 2024-02-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Oxygen-fuel power plant for co-production of electricity and hydrogen |
-
2015
- 2015-03-11 RU RU2015108451/06U patent/RU159686U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749081C1 (en) * | 2020-11-23 | 2021-06-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Oxygen-fuel power plant |
CN114383120A (en) * | 2022-01-14 | 2022-04-22 | 中节能国机联合电力(宁夏)有限公司 | A CHP, water source heat pump integrated energy system and its control method |
RU2814174C1 (en) * | 2023-08-30 | 2024-02-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Oxygen-fuel power plant for co-production of electricity and hydrogen |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2532635C2 (en) | Electric energy accumulation by thermal accumulator and reverse electric energy production by thermodynamic cyclic process | |
MX2014011444A (en) | System and method for recovery of waste heat from dual heat sources. | |
US10138758B2 (en) | Quatro-generation system | |
RU159686U1 (en) | THERMAL SCHEME OF TRIGENERATION MINI-CHP | |
CN202851278U (en) | Single-cycle low-temperature TR geothermal power generation device | |
KR20150094190A (en) | Combined cogeneration Organic Rankine cycle electricity generation system | |
KR101612897B1 (en) | Combined Heat and Power Co-generation System | |
RU2555609C2 (en) | Combined cycle cooling unit operating method and device for its implementation | |
RU145203U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU2523087C1 (en) | Steam and gas turbine plant | |
RU145193U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
Patel et al. | A review: Utilization of waste energy to improve the efficiency of the systems | |
RU162433U1 (en) | WATER BOILER ROOM | |
RU183746U1 (en) | Adaptation device for a heat pump (VT) with an internal combustion engine (ICE) | |
Elshamy | Performance of Thermosyphon Rankine Engine as Low Temperature Heat Engine | |
RU145204U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU129557U1 (en) | VAPOR CONDENSER ENGINE | |
RU144943U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU147508U1 (en) | ENERGY-SAVING INSTALLATION OF HEAT SUPPLY WITH COGENERATION | |
RU145209U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU145210U1 (en) | HEAT ELECTRIC STATION | |
RU2354831C2 (en) | Self-contained combined cycle electric generating plant | |
UA119487C2 (en) | HYBRID FUEL-GEOTHERMAL DEVICE FOR HEAT AND POWER SUPPLY | |
Mil’man et al. | Thermal test of a hydro-steam turbine in a boiler house | |
RU2232277C2 (en) | District-heating steam-power plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170312 |