Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Исследование эффективности высокотемпературных циклов А. Е. Зарянкина

М. С. ПОСТНИКОВА, Д. Б. КУРОПТЕВ

Аннотация


Повышение начальной температуры перегретого пара перед паровыми турбинами сверх 800 - 860 °С ведёт к снижению экономичности паротурбинных блоков. Для преодоления этого барьера исследована возможность использования принципиально нового высокотемпературного паро-парового цикла А. Е. Зарянкина, использующего парогазовые технологии и способного повысить экономичность таких блоков до 62 % при начальных температурах пара в диапазоне 1400 - 1700 °С. По результатам исследования отмеченного цикла, использующего для перегрева пара водородное топливо, абсолютный электрический КПД "брутто" всей установки составил 62,3 % при электрической мощности 923 МВт. Кроме того, дополнительно исследован альтернативный цикл А. Е. Зарянкина, основной блок которого имеет сверхкритические параметры пара, а присоединённый блок, работающий за счёт получаемого в водородном пароперегревателе тепла, - суперсверхкритические. По результатам расчётов экономичность цикла оказалась равной 49,6 % при суммарной электрической мощности установки 1042 МВт. Результатом работы служит создание новых установок и модернизация существующих паротурбинных блоков с повышением технико-экономических показателей, таких как мощность, КПД, удельная металлоёмкость и т. п. Данное исследование - это первый шаг на пути создания паротурбинных установок, конкурирующих по экономичности с парогазовыми установками.

Ключевые слова


паротурбинный цикл; парогазовые технологии; утилизация тепла; водородный пароперегреватель; водородная камера сгорания; паро-паровая установка

Полный текст:

PDF

Литература


Oberschelp C. Global emission hotspots of coal power generation / C. Oberschelp, S. Pfister, C. E. Raptis, S. Hellweg // Nature Sustainability. 2019. No. 2. P. 113-121.

Peters G. P. Carbon dioxide emissions continue to grow amidst slowly emerging climate policies / G. P. Peters, R. M. Andrew, J. G. Canadell, et al. // Nature Climate Change. 2020. Vol. 10. No. 1. P. 3-6.

Friedlingstein P. Global carbon budget 2020 / P. Friedlingstein, M. O'Sullivan, M.W. Jones et al. // Earth System Science Data. 2020. Vol. 1. No. 4. P. 3269-3340.

Le Quйrй C. Drivers of declining CO2 emissions in 18 developed economies / C. Le Quйrй, J. I. Korsbakken, C. Wilson et al. // Nature Climate Change. 2019. Vol. 9. No. 3. P. 213-217.

Tong D. Committed emissions from existing energy infrastructure jeopardize 1.5°C climate target / D. Tong, Q. Zhang, Y. Zheng et al. // Nature. 2019. Vol. 572. No. 7769. P. 373-377.

Lukyanova T. S., Trukhniy A. D. An investigation of the effects of separating pressure on the efficiency and the reliability of three-circuit combined-cycle power plants with steam reheating // Thermal Engineering. 2012. Vol. 59. No. 4. P. 332-336.

Yang M. Thermodynamic cycle analysis and optimization to improve efficiency in a 700°C ultra-supercritical double reheat system / M. Yang, Y. L. Zhou, D. Wang, et al. // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2020. Vol. 141. No. 1. P. 83-94.

Rokhman B. B., Dunaevska N. I., Vifatnyuk V. G. Development of conceptual technical solutions and methods of their implementation during the design of a dust coal steam generator of super-super critical parameters of steam 28 MPa/600 °С/600 °С for 300 MW energy unit. Part 1 // Energy Technologies & Resource Saving. 2020. No. 4. P. 4-19.

Zhao Z. Exergy analysis of the turbine system in a 1000 MW double reheat ultra-supercritical power plant / Z. Zhao, S. Su, N. Si, et al. // Energy. 2017. Vol. 119. P. 540-548.

Тугов А. Н., Шварц А. Л., Котлер В. Р. Отечественные котельные установки на повышенные параметры пара: состояние и перспективы // Электрические станции. 2014. № 1. С. 9-13.

Рябов Г. А. Разработка угольной ТЭЦ нового поколения / Г. А. Рябов, Г. Д. Авруцкий, А. М. Зыков и др. // Использование твёрдых топлив для эффективного и экологически чистого производства электроэнергии и тепла. II Межд. науч.-техн. конф., 2015. С. 80-88.

Седлов А. С. Высокотемпературные технологии производства электроэнергии на паротурбинных установках угольных электростанций / А. С. Седлов, Н. Д. Рогалёв, И. И. Комаров и др. // Новое в российской электроэнергетике. 2016. № 9. С. 6-22.

Кондратьев А. А. Развитие паровых турбин на сверхкритические и суперсверхкритические параметры пара / А. А. Кондратьев, В. А. Рассохин, С. Ю. Олейников и др. // Вестник Брянского гос. техн. ун-та. 2017. №. 1 (54).

Weiyang X. I. E. Analysis of Trip Protection for Siemens Ultra-supercritical Turbine // Electric Power Construction. 2012. Т. 6.

Саламов А. А. Разработка перспективного блока СКД 1000 МВт в Южной Корее // Энергетика за рубежом. 2008. № 3. С. 17-23.

Саламов А. А. Новейший в Германии энергоблок ультраСКД // Энергетика за рубежом. 2011. № 2. С. 3-8.

Саламов А. А. О программе Европейского Союза по освоению в тепловой энергетике параметров пара 35-37,5 МПа, 700-720 °C // Энергетик. 2009. № 6. С. 27-30.

Сомова Е. В., Шварц А. Л., Вербовецкий Э. Х. Создание пылеугольного энергоблока на ультрасверхкритические параметры пара в рамках проекта AD-700 // Энергетик. 2015. № 2. С. 39-43.

Куроптев Д. Б. Ультрасверхвысокие температурные технологии в паротурбинном строении // II-я научно-техническая конференция студентов "Энергетика. Технологии будущего" - 19-21 ноября 2019. С.16.

Седлов А. С. Технические решения создания новых двухъярусных ступеней для цилиндров низкого давления с повышенной пропускной способностью / А. С. Седлов, А. Е. Зарянкин, А. Н. Рогалев и др. // Вестник ИГЭУ. 2016. № 3. - С. 27-34.

Куроптев Д. Б. Разработка и исследование ЦНД с полуторным выхлопом на базе двухъярусной ступени с вильчатой лопаткой // I-я Научно-техническая конференция студентов "Энергетика. Технологии будущего" - 28-29 мая 2019. С. 21.

Постникова М. С. Пути повышения единичных мощностей паротурбинных блоков и парогазовых установок // II-я Научно-техническая конференция студентов "Энергетика. Технологии будущего" - 19-21 ноября 2019. С. 11.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2021.70.25.007

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 – 2023 НТФ «Энергопрогресс»


Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru, energetik@energy-journals.ru

 

Наши партнеры

                

Выставки: