RU2604095C1 - Method of thermal power plant controlling and device for its implementation - Google Patents
Method of thermal power plant controlling and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2604095C1 RU2604095C1 RU2015127429/07A RU2015127429A RU2604095C1 RU 2604095 C1 RU2604095 C1 RU 2604095C1 RU 2015127429/07 A RU2015127429/07 A RU 2015127429/07A RU 2015127429 A RU2015127429 A RU 2015127429A RU 2604095 C1 RU2604095 C1 RU 2604095C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- generator
- circuit
- input
- working fluid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21D—NUCLEAR POWER PLANT
- G21D3/00—Control of nuclear power plant
- G21D3/08—Regulation of any parameters in the plant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
- F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
-
- 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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ управления теплосиловой установкой относится к области электроэнергетики и может быть использован на атомных электрических станциях (АЭС).The proposed method of controlling a heat power plant relates to the field of electric power and can be used at nuclear power plants (NPPs).
Известен аналог - способ управления двухконтурной АЭС (учебник под редакцией Монахова А.С. Атомные электрические станции и их технологическое оборудование: Учебное пособие для техникумов. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 13, рис. 2.2), состоящей из цилиндров высокого и низкого давления турбины с электрогенератором на валу, сепаратора, промперегревателя, включенного между указанными цилиндрами, сетевых подогревателей, конденсатора, конденсатного насоса, конденсатоочистки, охладителя основного эжектора, охладителя эжектора уплотнений, подогревателей низкого давления, дренажных насосов, деаэратора, питательного насоса, подогревателей высокого давления, заключающийся в том, что устанавливают режим АЭС, при котором электрогенератор имеет заданную, например номинальную, активную мощность и работает в базовом режиме графика энергосистемы.A well-known analogue is a control method for a dual-circuit nuclear power plant (a textbook edited by Monakhov AS Nuclear power plants and their technological equipment: a manual for technical schools. - M .: Energoatomizdat, 1986, p. 13, Fig. 2.2), consisting of high cylinders and low pressure turbines with an electric generator on the shaft, a separator, a superheater connected between the indicated cylinders, network heaters, a condenser, a condensate pump, condensate purifier, a main ejector cooler, a seal ejector cooler, are heated low pressure oil, drainage pumps, deaerator, feed pump, high pressure heaters, namely, that they set the NPP mode, in which the generator has a predetermined, for example, rated, active power and operates in the basic mode of the power system schedule.
Недостатком этого способа управления режимом АЭС является то, что он не обеспечивает соответствия вырабатываемой электрической мощности внешней переменной нагрузке согласно графику нагрузки энергосистемы из-за инертности первичного источника энергии - ядерного реактора.The disadvantage of this method of controlling the regime of nuclear power plants is that it does not provide the correspondence of the generated electric power to an external variable load according to the load schedule of the power system due to the inertia of the primary energy source - a nuclear reactor.
Известен прототип - способ (заявка №2004118371) управления установкой для повышения безопасности и маневренности двухконтурных атомных электростанций с водно-водяными реакторами путем производства водорода на электролизной установке в периоды спада электрической нагрузки в энергосистеме.A known prototype is a method (application No. 2004118371) of controlling the installation to increase the safety and maneuverability of double-circuit nuclear power plants with water-water reactors by producing hydrogen in an electrolysis installation during periods of decline in electrical load in the power system.
Недостатком этого способа управления установкой является ограниченность спектра решаемых задач при больших капитальных вложениях на ее реализацию, так как предлагается использование установки в качестве резервного источника энергии, наравне с дизельным генератором, при аварийном обесточивании атомной станции.The disadvantage of this method of plant control is the limited range of tasks at large capital investments for its implementation, since it is proposed to use the plant as a backup energy source, along with a diesel generator, in case of emergency blackout of a nuclear power plant.
Известна установка (Шестобитов И.В., Ляшов А.С, Щербак Д.С. Установка для обеспечения маневренности атомных электрических станций. Патент РФ на полезную модель №70312, МПК F01K 13/02, H02J 9/04, G21D 3/08. Опубликовано 20.01.2008) для обеспечения маневренности атомных электрических станций, содержащих ядерный реактор, парогенератор, паровую турбину, соединенную с электрогенератором и через конденсатор и конденсатный насос с системой регенеративных подогревателей низкого давления, связанной последовательно установленными деаэратором, питательным насосом парогенератора, подогревателями высокого давления, соединенными с парогенератором, причем подогреватели низкого давления и высокого давления через конденсатор связаны с паровой турбиной, вал которой соединен с электрогенератором, который связан с реактором для получения кислорода и водорода, за которым установлены емкости для накопления и хранения кислорода и водорода, соединенные с расположенными в технологической последовательности камерой сгорания, паровой турбиной сверхкритических параметров, вторым конденсатором и конденсатным насосом, связанным через регулирующий клапан с подогревателями низкого давления, деаэратором, питательным насосом камеры сгорания, подогревателями высокого давления, связанными с камерой сгорания, при этом конденсатный насос соединен с резервуаром для воды, связанным с помощью насосов с реактором для получения кислорода и водорода с одной стороны и с камерой сгорания с другой, а подогреватели низкого и высокого давления соединены через второй конденсатор с паровой турбиной сверхкритических параметров, соединенной со вторым электрогенератором.Known installation (Shestobitov I.V., Lyashov A.S., Scherbak D.S. Installation for ensuring the maneuverability of nuclear power plants. RF patent for utility model No. 70312, IPC F01K 13/02,
Известная установка обладает тем недостатком, что рядом с атомной электростанцией, реализующей в тепловой части цикл Ренкина, для обеспечения ее маневренности установлена вторая электростанция с реактором для получения кислорода и водорода, в тепловой части реализующей также цикл Ренкина, что существенно усложняет установку и, как следствие, удорожает ее. Кроме того, следует отметить низкую эффективность возвратной выдачи электроэнергии в энергосистему при работе полной схемы последовательной цепочки - обоих циклов Ренкина (примем для них КПД 0.4) и реактора для получения кислорода и водорода (примем для него КПД 0.8). Тогда полный КПД составит всего η=0.4·0.4·0.8=0.128, т.е. примерно 13%.The known installation has the disadvantage that next to the nuclear power plant that implements the Rankine cycle in the thermal part, a second power station with a reactor for producing oxygen and hydrogen is installed in the thermal part, which implements the Rankine cycle in the thermal part, which significantly complicates the installation and, as a result raises her price. In addition, it should be noted the low efficiency of the return of electricity to the power system when the complete scheme of the series circuit is used - both Rankine cycles (we will take an efficiency of 0.4 for them) and a reactor for producing oxygen and hydrogen (we will take an efficiency of 0.8 for it). Then the total efficiency will be only η = 0.4 · 0.4 · 0.8 = 0.128, i.e. approximately 13%.
Следует отметить, что на стр. 130 книги Бальян С.В. Техническая термодинамика и тепловые двигатели. Изд. 2-е, переработ. и доп. - Л.: Машиностроение, 1973, 304 с., указывается, что "Схемы атомных станций можно разделить в основном на двухконтурные и одноконтурные … Идеальным циклом одноконтурных атомных станций и контура рабочего тела двухконтурных станций является цикл Ренкина". Поэтому, не смотря на то, что в полезной модели - прототипе рассматривается только двухконтурная атомная электростанция, в данном предложении рассматриваются двухконтурные и одноконтурные атомные электростанции.It should be noted that on page 130 of the book Balyan S.V. Technical thermodynamics and heat engines. Ed. 2nd, overwork. and add. - L .: Mashinostroenie, 1973, 304 pp., It is stated that "The schemes of nuclear plants can be divided mainly into double-circuit and single-circuit ... The ideal cycle of single-circuit nuclear stations and the working fluid circuit of double-circuit stations is the Rankine cycle." Therefore, in spite of the fact that in the utility model - prototype only double-circuit nuclear power plants are considered, in this proposal double-circuit and single-circuit nuclear power plants are considered.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в сохранении неизменными параметров цикла Ренкина теплосиловой установки при любых нормальных и аварийных режимах в энергосистеме и, как следствие, в повышении надежности работы АЭС.The technical problem solved by the invention is to keep the Rankine cycle parameters of the heat power plant unchanged under any normal and emergency conditions in the power system and, as a result, to increase the reliability of the nuclear power plant.
Технический результат заключается в высокой маневренности установки при ее упрощении в целом и, как следствие, сокращение сроков окупаемости теплосиловой установки.The technical result consists in the high maneuverability of the installation while simplifying it as a whole and, as a result, reducing the payback period of the heat power installation.
Поставленная техническая задача решается тем, что в теплосиловой установке, использующей, например атомное или углеводородное, топливо, содержащей, по крайней мере, один контур рабочего тела и турбину с электрогенератором на валу, подключенным к энергосистеме, согласно изобретению устанавливают заданную активную мощность электрогенератора, формируют задание на активную мощность, в соответствии с которым отбирают часть мощности от заданной мощности электрогенератора и используют эту отобранную часть мощности для дополнительного нагрева рабочего тела контура, одновременно пропорционально отобранной части мощности снижают расход топлива, а разность между заданной мощностью электрогенератора и указанной отобранной частью мощности отдают в энергосистему.The stated technical problem is solved in that in a thermal power plant using, for example, nuclear or hydrocarbon fuel, containing at least one working fluid circuit and a turbine with an electric generator on a shaft connected to the power system, according to the invention, a predetermined active power of the electric generator is established, form active power task, according to which part of the power is taken from the given power of the electric generator and this selected part of power is used for additional heating Eva of the working fluid of the circuit, at the same time proportionally to the selected part of the power, reduce fuel consumption, and the difference between the set power of the generator and the specified selected part of the power is transferred to the power system.
Кроме того, устройство управления теплосиловой установкой, например двухконтурной атомной электрической станцией, содержащей контур рабочего тела - теплоносителя ядерного реактора, и контур рабочего тела паротурбинного цикла Ренкина, включающего парогенератор, конденсатор, питательный насос и паровую турбину, выходной вал которой соединен с электрогенератором, статорные обмотки которого соединены с энергосистемой, дополнительно снабжено электрическим нагревателем и блоком питания электрического нагревателя, при этом электрический нагреватель расположен последовательно в контуре для нагрева рабочего тела - теплоносителя ядерного реактора, силовые входы электрического нагревателя соединены с силовыми выходами блока питания, силовой вход блока питания соединен с цепью статорной обмотки электрогенератора.In addition, the control device of a heat power plant, for example, a dual-circuit nuclear power plant, containing a working fluid circuit - a coolant of a nuclear reactor, and a working fluid circuit of the Rankine steam-turbine cycle, including a steam generator, condenser, feed pump and a steam turbine, the output shaft of which is connected to the generator, stator the windings of which are connected to the power system, is additionally equipped with an electric heater and an electric heater power supply, while electrically a heater arranged in series in the circuit for heating the working fluid - nuclear reactor coolant, the electric heater power inputs are connected to the power supply unit outputs, the power supply input unit is connected to the electric circuit of the stator winding.
Кроме того, устройство управления теплосиловой установкой, например двухконтурной или одноконтурной атомной электрической станцией, содержащей контур рабочего тела паротурбинного цикла Ренкина, включающего, соответственно, парогенератор или ядерный реактор, а также конденсатор, питательный насос и паровую турбину, выходной вал которой соединен с электрогенератором, статорные обмотки которого соединены с энергосистемой, дополнительно снабжено электрическим нагревателем и блоком питания электрического нагревателя, при этом электрический нагреватель расположен последовательно в контуре для нагрева рабочего тела цикла Ренкина, силовые входы электрического нагревателя соединены с силовыми выходами блока питания, силовой вход блока питания соединен с цепью статорной обмотки электрогенератора.In addition, the control device of a thermal power plant, for example a dual-circuit or single-circuit nuclear power plant, containing a working fluid circuit of the Rankine steam turbine cycle, including, respectively, a steam generator or nuclear reactor, as well as a condenser, feed pump and a steam turbine, the output shaft of which is connected to the generator, the stator windings of which are connected to the power system, is additionally equipped with an electric heater and an electric heater power supply, while esky heater is disposed in series in the circuit for heating the working fluid of the Rankine cycle power inputs of the electric heater connected to the power supply unit outputs, the power supply unit is connected to the input circuit of the stator electric winding.
Кроме того, устройство управления теплосиловой установкой, например двухконтурной или одноконтурной атомной электрической станцией, снабжено регулятором дополнительного нагрева рабочего тела контура, задатчиком мощности дополнительного нагрева рабочего тела контура, датчиком мощности силового входа блока питания нагревателя, блоком регулирования расхода топлива, регулятором мощности электрогенератора, задатчиком мощности электрогенератора, датчиком мощности электрогенератора, при этом управляющий вход блока питания соединен с выходом регулятора дополнительного нагрева рабочего тела контура, выход регулятора соединен с первым входом регулятора мощности электрогенератора, первый вход регулятора дополнительного нагрева рабочего тела контура соединен с датчиком мощности силового входа блока питания нагревателя, второй вход регулятора соединен с задатчиком мощности дополнительного нагрева рабочего тела контура, второй вход регулятора мощности электрогенератора соединен с выходом задатчика мощности электрогенератора, а третий вход регулятора мощности электрогенератора соединен с выходом датчика мощности электрогенератора, выход регулятора соединен с входом блока регулирования расхода топлива, выход которого соединен с управляющим входом ядерного реактора.In addition, the control device of a thermal power plant, for example, a double-circuit or single-circuit nuclear power plant, is equipped with a controller for additional heating of the working fluid of the circuit, a power adjuster for additional heating of the working fluid of the circuit, a power sensor of the power input of the heater power supply, a fuel flow control unit, an electric generator power regulator, and a generator power generator, the power sensor of the generator, while the control input of the power supply is connected to the output of the controller for additional heating of the working fluid of the circuit, the output of the controller is connected to the first input of the power regulator of the electric generator, the first input of the controller of additional heating of the working fluid of the circuit is connected to the power sensor of the power input of the heater power supply, the second input of the controller is connected to the power generator of additional heating of the working fluid of the circuit, the second the input of the power regulator of the generator is connected to the output of the power generator of the generator, and the third input of the electric power regulator rogeneratora connected to the output electric power sensor, the controller output is connected to the input of the fuel flow control whose output is connected to a control input of a nuclear reactor.
Предлагаемое устройство схематично представлено на чертежах.The proposed device is schematically represented in the drawings.
На Фиг. 1 представлена упрощенная схема двухконтурной атомной электрической станции, содержащей контур рабочего тела ядерного реактора и контур рабочего тела цикла Ренкина, при включении электрического нагревателя последовательно в контур рабочего тела - теплоносителя ядерного реактора.In FIG. 1 shows a simplified diagram of a dual-circuit nuclear power plant containing a circuit of the working fluid of a nuclear reactor and a loop of the working fluid of the Rankine cycle, when the electric heater is switched on in series with the loop of the working fluid, the coolant of a nuclear reactor.
На Фиг. 2 представлена упрощенная схема двухконтурной атомной электрической станции, содержащей контур рабочего тела ядерного реактора и контур рабочего тела цикла Ренкина, при включении электрического нагревателя последовательно в контур рабочего тела цикла Ренкина.In FIG. Figure 2 shows a simplified diagram of a dual-circuit nuclear power plant containing the circuit of the working fluid of a nuclear reactor and the circuit of the working fluid of the Rankine cycle, when the electric heater is switched on in series with the working fluid circuit of the Rankine cycle.
Согласно Фиг. 1 устройство управления теплосиловой установкой, например двухконтурной атомной электрической станцией, содержит контур рабочего тела - теплоносителя, включающего ядерный реактор 1 и парогенератор 2, и контур рабочего тела паротурбинного цикла Ренкина, включающего парогенератор 2, конденсатор 4, питательный насос 8 и паровую турбину 3, выходной вал которой соединен с электрогенератором 11, статорные обмотки которого соединены с энергосистемой 12. Паровая турбина 3, цилиндры которой соединены между собой через пароперегреватель 24, соединена через конденсатор 4 и конденсатный насос 5 с системой регенеративных подогревателей 6 низкого давления, далее связанные последовательно установленными деаэратором 7, питательным насосом 8 парогенератора 2 и системой регенеративных подогревателей 9 высокого давления с парогенератором 2, причем системы регенеративных подогревателей низкого 6 и высокого 9 давления через отборы 10 связаны с паровой турбиной 3. Электрический нагреватель 13, выполненный, например, в виде выпускаемых в мире карбидкремниевых нагревателей, представляет собой набор цилиндрических стержней сплошного (тип КЭН Б по ГОСТ 16139-76) или трубчатого (КЭН В) сечения диаметром 4-110 мм, длиной рабочей теплоизлучающей части от 60 до 2440 мм и общей длиной нагревателя до 3280 мм (Полонский Ю.А., Захаренков В.К. Карбидкремниевые электронагреватели для электрических печей сопротивления. Известия Академии Наук, Энергетика. 1999. №3, стр. 119-127). Для подвода тока к нагревателям с помощью металлических гибких шин их "холодные" концы выполняются из материалов, имеющих удельное электрическое сопротивление в 10-100 раз меньше, чем сопротивление рабочей части. Электрический нагреватель 13 расположен последовательно в контуре для нагрева рабочего тела - теплоносителя ядерного реактора 1, силовые входы электрического нагревателя 13 соединены с силовыми выходами блока питания 14. Блок питания 14 может быть выполнен в виде переключателя, применяемого в трансформаторах с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) (Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов Высш. техн. учебн. заведений. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1974. стр. 307-308), в виде регулируемого выпрямителя (Розанов Ю.К. Силовая электроника: учебник для вузов / Ю.К Розанов, М.В. Рябчицкий, А.А Квасюк. 2-е изд., стереотипное. - М.: Издательский дом МЭИ. 2009. - 632.: ил., стр. 210-261) или в виде трехфазного тиристорного регулятора (там же, стр. 293-295). Силовой вход блока питания 14 соединен с цепью статорной обмотки электрогенератора 11.According to FIG. 1, a control device for a heat-power plant, for example, a dual-circuit nuclear power plant, contains a working fluid circuit - a heat carrier, including a
Кроме того, устройство снабжено регулятором 16 дополнительного нагрева (выполненного, например, в виде регулятора пропорционального или пропорционально-интегрального типа) рабочего тела контура, задатчиком 18 мощности дополнительного нагрева (выполненного, например, в виде источника постоянного сигнала) рабочего тела контура, датчиком 15 мощности силового входа блока 14 питания нагревателя 13, блоком 23 регулирования расхода топлива, регулятором 17 мощности электрогенератора 11, задатчиком 21 мощности электрогенератора 11, датчиком 22 мощности электрогенератора 11, при этом управляющий вход блока питания 14 соединен с выходом регулятора 16 дополнительного нагрева рабочего тела контура, выход регулятора 16 соединен с первым входом регулятора 17 мощности электрогенератора 11, первый вход регулятора 16 дополнительного нагрева рабочего тела контура соединен с датчиком 15 мощности силового входа блока 14 питания нагревателя, второй вход регулятора 16 соединен с задатчиком 18 мощности дополнительного нагрева рабочего тела контура, второй вход регулятора 17 мощности электрогенератора 11 соединен с выходом задатчика 21 мощности электрогенератора 11, а третий вход регулятора 17 мощности электрогенератора 11 соединен с выходом датчика 22 мощности электрогенератора 11, выход регулятора 17 соединен с входом блока 23 регулирования расхода топлива, выход которого соединен управляющим входом ядерного реактора 1. При этом выключатель 20 в статорной цепи электрогенератора 11 снабжен датчиком 19 положения выключателя, выход которого соединен с входом задатчика 18 мощности дополнительного нагрева рабочего тела контура.In addition, the device is equipped with a
Рассмотрим три режима работы теплосиловой установки по Фиг. 1.Consider three modes of operation of the heat power plant of FIG. one.
Первый режим - нормальный, например номинальный, при котором выключатель 20 находится во включенном состоянии и теплосиловая установка работает на энергосистему 12. Примем, что электрогенератор 11 работает с cosφ=1. Соответственно в относительных единицах мощность электрогенератора 11 составляет ту же величину, т.е. РЭГ=cosφ=1. Мощность электрического нагревателя 13 нулевая, т.е. ΔРЭН=0. Примем также, что КПД всей теплосиловой установки (т.е. всей электростанции) составляет η=0.4. Тогда полный секундный расход топлива (т.е. полная тепловая мощность, которую развивает топливо при сгорании) при этом в относительных единицах составляет . Очевидно, что нормальный секундный перерасход топлива (из-за η=0.4) в относительных единицах составляет ΔQ=QТОП-РЭГ=2.5-1=1.5. Эта мощность сбрасывается через конденсатор 4, а охлаждение конденсатора 4 осуществляется охлаждающей водой, подаваемой циркуляционным насосом 25.The first mode is normal, for example, nominal, in which the
Второй режим - аварийный. Предположим, в энергосистеме 12 произошла какая-то авария, при которой выключатель 20 был переведен в выключенное состояние. При этом датчик 19 положения выключателя 20 формирует сигнал о выключенном состоянии выключателя 20. Этот сигнал поступает на вход задатчика 18 мощности дополнительного нагрева рабочего тела контура, который формирует сигнал, поступающий на второй вход регулятора 16 дополнительного нагрева рабочего тела контура. Одновременно на первый вход регулятора 16 дополнительного нагрева рабочего тела контура поступает сигнал с датчика 15 мощности силового входа блока 14 питания нагревателя. По этим двум сигналам регулятор 16 дополнительного нагрева рабочего тела контура включает блок 14 питания нагревателя на полную мощность электрогенератора 11, что, соответственно в относительных единицах, составляет ту же доаварийную величину РЭГ=cosφ=1. При этом мощность дополнительного нагрева рабочего тела - теплоносителя контура ядерного реактора 1 электрическим нагревателем 13 равна ΔРЭН=РЭГ=1. Одновременно по сигналу регулятора 17 блок 23 регулирования расхода топлива, выход которого соединен с управляющим входом ядерного реактора 1, снижает секундный расход ядерного топлива на ту же величину и реальный расход ядерного топлива в этом режиме составляет ΔQТОП=QТОП-РЭГ=2.5-1=1.5. Очевидно, экономия секундного расхода топлива составляет ΔРЭН=РЭГ=1.The second mode is emergency. Suppose some kind of accident occurred in the power system 12, in which the
В таком экономичном режиме теплосиловая установка может работать сколь угодно долго вплоть восстановления нормального режима энергосистемы при сохранении неизменными (по температуре, давлению и расходу) параметров цикла Ренкина теплосиловой установки. При восстановлении нормального режима энергосистемы 12, т.е. при включении выключателя 20, теплосиловая установка сразу же на себя возьмет всю номинальную нагрузку, т.к. не требуется время на разогрев устройства. Очевидно, предложение позволяет исключить возможность полного "погасания" электростанций при тяжелых, аварийных потерях устойчивости в энергосистеме, как это было, например, в энергосистемах США, в частности аварии в Нью-Йоркской системе 9.11.1965 г., когда 2/3 США полностью "погасло" на несколько суток (Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. Изд. 2-е, переработ. и доп. Учебник для электроэнергетич. специальностей вузов. - М.: Высшая школа. 1970, стр. 462). В принципе, сюда же можно отнести особые нормальные отключения электростанций в соответствии с графиком нагрузки энергосистемы на субботние, воскресные и праздничные дни.In such an economical mode, the thermal power plant can work for as long as necessary until the normal mode of the power system is restored while maintaining the parameters of the Rankine cycle of the thermal power plant (in temperature, pressure and flow rate). When restoring the normal mode of the power system 12, i.e. when the
Третий режим - любой между указанными выше двумя режимами. Такие режимы возникают в энергосистемах ежесуточно в периоды ночных провалов графиков нагрузки. Например, оператор задает с помощью задатчика 21 какую-то мощность электрогенератора 11. Затем оператор в пределах этой мощности с помощью задатчика 18 задает мощность дополнительного нагрева рабочего тела контура. В остальном устройство работает аналогично вышеописанному.The third mode is any between the above two modes. Such modes occur in power systems daily during periods of nightly failure of load schedules. For example, the operator sets with the help of the
Работа двухконтурной атомной электрической станции по Фиг. 2, содержащей контур рабочего тела ядерного реактора и контур рабочего тела цикла Ренкина, при включении электрического нагревателя 13 последовательно в контур рабочего тела цикла Ренкина, отличается от работы вышеописанного устройства по Фиг. 1 тем, что осуществляется дополнительный нагрев рабочего тела контура цикла Ренкина. При этом максимальная мощность дополнительного нагрева рабочего тела контура цикла Ренкина электрическим нагревателем 13 также равна ΔРЭН=РЭГ=1, в общем случае может быть любой в пределах 0≤ΔРЭН≤1 при экономии расхода топлива. Для сравнения отметим, что для обычного энергоблока мощностью 300 МВт при снижении нагрузки до 200 МВт в период ночных минимумов продолжительностью 6.5 часов неизбежные потери топлива (из-за неэкономичности диктуемого энергосистемой режима) составляют 15.694 т в сутки (Трубицын В.И. Надежность электростанций: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1997. 240 с.: ил., стр. 179, таблица 5.4). В течение года это составит 15.694×365=5728.31 т. При применении предложения, по крайней мере, это топливо будет сэкономлено.The operation of the dual-circuit nuclear power plant of FIG. 2, comprising the circuit of the working fluid of a nuclear reactor and the circuit of the working fluid of the Rankine cycle, when the
Изобретение позволяет сохранить неизменными параметры цикла Ренкина теплосиловой установки при любых нормальных и аварийных режимах в энергосистеме, что, как следствие, повышает надежность работы АЭС. При этом нет необходимости в использовании резервного источника энергии, наравне с дизельным генератором, при аварийном обесточивании АЭС. Высокая маневренность теплосиловой установки позволяет использовать ее и для регулирования частоты в энергосистеме. Упрощение теплосиловой установки в целом сокращает сроки ее окупаемости.The invention allows to keep the parameters of the Rankine cycle of the heat power plant unchanged under any normal and emergency conditions in the power system, which, as a result, increases the reliability of the nuclear power plant. At the same time, there is no need to use a backup energy source, along with a diesel generator, in case of emergency blackout of nuclear power plants. The high maneuverability of the heat power plant allows it to be used to control the frequency in the power system. Simplification of the heat power plant as a whole reduces its payback period.
Предложение может быть использовано на надводных и подводных атомоходах и надводных теплоходах, использующих электросиловой привод гребных винтов через реализацию цикла Ренкина.The proposal can be used on surface and underwater nuclear powered ships and surface ships using an electric power propeller drive through the implementation of the Rankine cycle.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015127429/07A RU2604095C1 (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Method of thermal power plant controlling and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015127429/07A RU2604095C1 (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Method of thermal power plant controlling and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2604095C1 true RU2604095C1 (en) | 2016-12-10 |
Family
ID=57776888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015127429/07A RU2604095C1 (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Method of thermal power plant controlling and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2604095C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637345C1 (en) * | 2017-03-16 | 2017-12-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Control device for thermal power plant |
RU2672559C1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-11-16 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | System of automatic regulation of frequency of current in the network with participation of npp |
RU2768498C1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-03-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Power complex control method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2237936C2 (en) * | 2002-08-12 | 2004-10-10 | Аминов Рашид Зарифович | Method for heat supply from double-circuit nuclear power stations using water-cooled reactor (alternatives) |
RU2253917C2 (en) * | 2003-01-27 | 2005-06-10 | Закрытое акционерное общество "Агентство регионального развития" | Mode of exploiting of an atomic steam-turbine plant and an installation for executing it |
US8091361B1 (en) * | 2007-11-05 | 2012-01-10 | Exergetic Systems, Llc | Method and apparatus for controlling the final feedwater temperature of a regenerative Rankine cycle using an exergetic heater system |
-
2015
- 2015-07-08 RU RU2015127429/07A patent/RU2604095C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2237936C2 (en) * | 2002-08-12 | 2004-10-10 | Аминов Рашид Зарифович | Method for heat supply from double-circuit nuclear power stations using water-cooled reactor (alternatives) |
RU2253917C2 (en) * | 2003-01-27 | 2005-06-10 | Закрытое акционерное общество "Агентство регионального развития" | Mode of exploiting of an atomic steam-turbine plant and an installation for executing it |
US8091361B1 (en) * | 2007-11-05 | 2012-01-10 | Exergetic Systems, Llc | Method and apparatus for controlling the final feedwater temperature of a regenerative Rankine cycle using an exergetic heater system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2672559C1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-11-16 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | System of automatic regulation of frequency of current in the network with participation of npp |
RU2637345C1 (en) * | 2017-03-16 | 2017-12-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Control device for thermal power plant |
RU2768498C1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-03-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Power complex control method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB2263734A (en) | Wind farm generation scheme utilizing electrolysis to create gaseous fuel for a constant output generator. | |
US7325401B1 (en) | Power conversion systems | |
RU2604095C1 (en) | Method of thermal power plant controlling and device for its implementation | |
GB2461101A (en) | Power generation system | |
CN105281624A (en) | Thermal power generation apparatus and thermal power generation system | |
EP0835411B1 (en) | Process and device for adjusting the thermal output of combined heat and power generation systems | |
Xing et al. | Maximum production point tracking of a high-temperature power-to-gas system: A dynamic-model-based study | |
CN107906489B (en) | Energy storage system for isolated power grid | |
RU70312U1 (en) | INSTALLATION FOR ENSURING MANEUVERABILITY OF ATOMIC ELECTRIC STATIONS | |
US4446700A (en) | Solar pond power plant and method of operating the same as a part of an electrical generating system | |
RU2637345C1 (en) | Control device for thermal power plant | |
DE102010050020B4 (en) | System and method for the complete and unrestricted use of uncontrolled generated electrical energy | |
Krausen et al. | Sewage plant powered by combination of photovoltaic, wind and biogas on the Island of Fehmarn, Germany | |
CN106505619A (en) | A Method Considering the Joint Black Start of Hydropower and Wind Farms | |
CN208982123U (en) | A kind of system for realizing three kinds of state switchover operations of thermoelectricity unit | |
CN108006783B (en) | Distributed energy cogeneration control system and method | |
Edrisian et al. | The new hybrid model of compressed air for stable production of wind farms | |
EP0442756A1 (en) | Electric power utility | |
Deepak | Improving the dynamic performance in load frequency control of an interconnected power system with multi source power generation using superconducting magnetic energy storage (SMES) | |
RU2628851C1 (en) | Gas turbine plant | |
RU2671821C1 (en) | Device of electrical supply of own needs of power station generating set | |
RU2682723C2 (en) | Method for operation of npp power unit with hydrogen superstructure and high-temperature electrolyzers | |
Mabe et al. | Biomass Free Piston Stirling Engine Generator with PV | |
Xu et al. | Coordinative control of CHP generation and battery for frequency response | |
RU2739166C1 (en) | Thermal power plant with own needs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200709 |