Способ и система теплоснабжения и горячего водоснабжения

005703 Изобретение относится к теплоэнергетике и энергетике коммунального хозяйства, может быть использовано при закрытых и открытых водяных системах централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения потребителей от теплоэлектроцентралей со смешанной тепловой нагрузкой, присоединенной по зависимой и независимой схемам, при однотрубных и многотрубных прокладках теплопроводов, особенно при реконструкции и модернизации систем теплоснабжения. Известны способ и система теплоснабжения и горячего водоснабжения, включающие подогрев воды в трубном пучке конденсатора турбины, последующую ее химводоподготовку, вакуумную деаэрацию, подогрев в теплофикационных подогревателях нижнего и верхнего отборов, в пиковом водогрейном котле и ее подачу в распределительную сеть. Система теплоснабжения и горячего водоснабжения состоит из паровой турбины с конденсатором с основным и встроенным трубными пучками, регулируемыми отборами пара подключенным к сетевым подогревателем, пиковой котельной, магистральных и распределительных трубопроводов, обонентских обогревательных и водоразборных установок, присоединенных к трубопроводам сетевой воды [1]. Недостатками таких способов и систем теплоснабжения и горячего водоснабжения является необходимость глубокой обработки всей подпиточной воды до требований ГОСТ Вода питьевая, организации процесса деаэрации этой воды при температуре, равной температуре горячего водоразбора, сопровождающимся повышением температуры сетевой воды перед сетевыми теплофикационными подогревателями, и, соответственно, уменьшением экономичности ТЭЦ в результате снижения электрической мощности, развиваемой на тепловом потреблении. Известна также двухтрубная система теплоснабжения от теплоэлектроцентрали, содержащая паровую теплофикационную турбину с конденсатором с трубным пучком, сетевые подогреватели, химводоочистку в тракте подпитки тепловой сети, трубопроводы прямой и обратной тепловой сети и бакиаккумуляторы, подключенные к трактам прямой, обратной и подпиточной воды [2]. Указанная система теплоснабжения позволяет повышать маневренность теплоэлектроцентрали, однако, ей также присущи недостатки предыдущих способа и системы теплоснабжения: низкая тепловая экономичность, повышенные затраты на подпитку теплосети, связанные с забором всей сырой подпиточной воды из одного дорогостоящего источника питьевого водоснабжения, необходимостью глубокой обработки подпиточной воды в схемах теплоснабжения с пиковыми водогрейными котлами и недостатки зависимых и открытых схем централизованного теплоснабжения. Цель изобретения - повышение надежности, снижение капитальных затрат, упрощение регулирования отпуска теплоты от теплоэлектроцентрали и электрической мощности, упрощение эксплуатации системы теплоснабжения, повышение комфорта в теплоснабжаемых зданиях и снижение зависимости мощности турбины от колебания нагрузки горячего водоснабжения. Указанная цель достигается тем, что в способе теплоснабжения и горячего водоснабжения, включающем подогрев воды в трубном пучке конденсатора турбины и последующую ее очистку до требований ГОСТ Вода питьевая, подогрев в теплофикационных подогревателях нижнего и верхнего отборов,в пиковом сетевом подогревателе или пиковом водогрейном котле, подачу сетевой воды по подающим теплопроводам потребителям с сезонной тепловой нагрузкой отопления и круглогодичной нагрузкой бытового горячего водоснабжения, разбор горячей воды потребителями и возврат от потребителей сетевой воды на станцию, подпитку системы теплоснабжения и горячего водоснабжения от источника водоснабжения, выделяют отдельный теплопровод и трубный пучок конденсатора для подачи и подогрева воды нагрузки бытового горячего водоснабжения, подпитку системы горячего водоснабжения производят с системы хозяйственно-питьевого водоснабжения (городского водопровода), воду в системе горячего водоснабжения подогревают последовательно в выделенных трубном пучке конденсатора и в подогревателе нижнего теплофикационного отбора турбины, а подпитку отопительной системы теплоснабжения сырой подпиточной водой производят от источника технического водоснабжения или из сливного(отводящего) трубопровода циркуляционной воды конденсатора, последовательно подогревают сырую подпиточную воду по меньшей мере в одном отдельном трубном пучке конденсатора и после подмешивания к сетевой воде в теплофикационных подогревателях нижнего и верхнего отборов и, при необходимости, в пиковом сетевом подогревателе или пиковом водогрейном котле, горячее водоснабжение потребителей производят непосредственным водоразборам из отдельного однотрубного магистрального трубопровода горячего водоснабжения через распределительную сеть, водоразборную и водоразборносмесительную арматуру, а теплоснабжение потребителей - по зависимым или независимым схемам присоединения абонентских установок от двухтрубной закрытой тепломагистрали. В системе теплоснабжения и горячего водоснабжения, содержащей паровую турбину с отборами пара, конденсатор с встроенным теплофикационным и основными трубными пучками, сетевые теплофикационные подогреватели,пиковый сетевой подогреватель или пиковый водогрейный котел, падающий и обратный магистральные и распределительные трубопроводы сетевой воды, абонентские обогревательные установки, присоединенные к трубопроводам сетевой воды по зависимым или независимым схемам, и абонентскую водоразборную и водоразборно-смесительную арматуру, дополнительно выделяют отдельный трубопровод горячего водоснабжения, сообщенный через отдельный трубный пучок конденсатора с трубопроводом системы хозяйственно-питьевого водоснабжения (городским водопроводом), в тракте которого установлен-1 005703 дополнительный подогреватель, соединенный с нижним теплофикационным отбором турбины, подключенный по нагреваемой воде к магистральному водоводу после системы водоочистки, основные трубные пучки конденсатора при их охлаждении сырой подпиточной воды включены последовательна, в тракте горячего водоснабжения установлен бак-аккумулятор горячей воды. На чертеже схематично представлена система теплоснабжения и горячего водоснабжения, которая содержит паровую турбину 1 с нижним 2 и верхним 3 теплофикационными отборами пара, регулирующим органом 4 (поворотной диафрагмой) в части низкого давления турбины за нижним теплофикационным отбором пара, конденсатор 5 с основными 6 и 7 и встроенным 8 трубными пучками конденсатора с запорной арматурой 9-12, химводоочистку 13 схемы подпитки теплосети, вакуумный деаэратор 14, подпиточный насос 15, питательный клапан 16, тепловую сеть, состоящую из сетевого насоса 17, нижнего 18 и верхнего 19 сетевых подогревателей, пикового водогрейного котла или пикового сетевого подогревателя 20, прямой 21 и обратной 22 тепломагистралей, распределительной сети отопления с отопительными приборами 23. В тракте подготовки и подачи горячей воды потребителю от источника хозяйственно-питьевого водоснабжения (на чертеже не показан) в трубный пучок 8 через запорную арматуру 10 включены водоочистка 24, подогреватель 25 воды для горячего водоснабжения потребителей, запорную арматуру 26, с баком аккумулятором 27 горячей воды, регулирующим клапаном 28, насосом 29, магистрали 30 горячего водоснабжения и абонентской сетью горячего водоснабжения с водоразборной арматурой 31, смесителем 32, регулирующим клапанам 33 температуры горячей воды и трубопроводом холодной воды 34 для подмешивания. Система теплоснабжения и горячего водоснабжения работает следующим образом. Отработавший в турбине 1 пар через регулирующий орган 4, расположенный в части (цилиндре) низкого давления турбины поступает для охлаждения в конденсаторе 5. На охлаждение пара в конденсаторе 5 в основные трубные пучки 6 и 7 подводится охлаждающая вода от источника технического водоснабжения (на чертеже не показан), которая также используется для подпитки тепловой сети системы отопления. При этом в трубный пучок 6 раздельно может подводится циркуляционная вода из системы оборотного технического водоснабжения, а в трубный пучок 7 - сырая подпиточная вода из источника технического водоснабжения или из сливного (сбросного) циркводовода от трубного пучка 6 при открытой запорной арматуре 12 и закрытой арматуре 11. После трубного пучка 7 для подогрева сырой подпиточной воды теплосети вода проходит химводоочистительную установку 13, деаэрируется в деаэраторе 14 и подпиточным насосом 15 через автоматический питательный клапан 16 подается на подпитку теплосети перед нижним сетевым подогревателем 18, подогревается в подогревателях 18 и 19, при необходимости в пиковом водогрейном котле 20 или пиковом сетевом подогревателе и по магистральному трубопроводу 21 прямой сетевой воды через местную тепловую сеть к абонентским отопительным приборам 23, которые могут подключаться к тепловой сети как по зависимым (без промежуточного теплообменника, как показано на чертеже), так и по независимым схемам с промежуточным теплообменником(на чертеже не показано). Для подпитки системы горячего водоснабжения вода из источника хозяйственно-питьевого водоснабжения (городского водопровода) (на чертеже не показан) при закрытой запорной арматуре 9 через открытую арматуру 10 подается в трубный пучок 8, где подогревается теплотой поступающего в конденсатор 5 отработавшего в турбине 1 пара. После трубного пучка 8 (встроенного теплофикационного пучка конденсатора) питьевая вода проходит водоочистку 24 и подается в подогреватель 25 системы горячего водоснабжения. Из отборов 2 и 3 турбины 1 отбирается пар для подогрева сетевой воды в системе отопления в нижнем 18 и верхнем 19 сетевых подогревателях, соответственно, а на подогрев воды на горячее водоснабжение в подогревателе 25 только из нижнего 2 теплофикационного отбора. Для сглаживания суточной и недельной неравномерности нагрузки горячего водоснабжения при закрытой арматуре 26 горячая вода накапливается в баке-аккумуляторе 27, из которого при снижении давления в магистрали 30 за насосом 29 горячего водоснабжения через автоматический питательный клапан 28 подается на всос насоса 29. Горячая вода из магистрали 30 через регулирующий клапан 33 и смеситель 32 поступает к водоразборной арматуре 31 потребителей. Температура воды у потребителей регулируется по-средствам регулирующего клапана 33 изменением соотношения горячей воды из магистрали 30 и холодной воды из трубопровода 34 холодной воды, поступающих в смеситель 32. В представленной системе теплоснабжения и горячего водоснабжения на подпитку системы отопления используется источник технического водоснабжения, более дешевый, чем источник питьевого водоснабжения, используются все трубные пучки конденсатора, которые могут одновременно быть включены при раздельной подаче в каждый из этих пучков: сырой подпиточной воды для системы отопления из источника технического водоснабжения, подпиточной питьевой воды на горячее водоснабжение и циркуляционной охлаждающей воды системы оборотного технического водоснабжения. На подогрев воды на горячее водоснабжение используется пар только низких параметров из нижнего отбора 2 и,соответственно, снижается расход пара более высоких параметров из отбора 3, что повышает теплофикационную выработку электроэнергии турбиной и эффективность теплофикации. По сравнению с двухтрубной схемой теплоснабжения и горячего водоснабжения отпадает необходимость в циркуляции сете-2 005703 вой воды в неотопительный период по условиям нагрузки горячего водоснабжения, температурный график теплосети при любых температурах наружного воздуха будет выдерживаться только по режиму отопления (без срезки по условиям горячего водоснабжения), что также увеличивает теплофикационную выработку электроэнергии на теплоэлектроцентрали, снижает тепловые потери в тепломагистралях и расход электроэнергии на перекачку теплоносителя. За счет изменения температурного режима трубопроводов тепловой сети снизится их коррозия, что повышает надежность. Удельный расход условного топлива на 1 ГДж нагрузки горячего водоснабжения снизится не менее, чем на 5-6 кг. Особенно эффективно применение представленной системы теплоснабжения и горячего водоснабжения при модернизации и реконструкции существующих систем теплоснабжения. Для этого достаточно дополнительно создать однотрубную схему горячего водоснабжения, чтобы увеличить отпуск теплоты от теплоэлектроцентрали присоединенным потребителям на долю тепловой нагрузки горячего водоснабжения, что повысит надежность и экономичность систем теплоснабжения и горячего водоснабжения при минимальных капитальных затратах. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система теплоснабжения и горячего водоснабжения, содержащая паровую турбину с отборами пара, конденсатор (5) с основным трубным пучком (7), сетевые теплофикационные подогреватели, пиковый сетевой подогреватель или пиковый водогрейный котел, подающий и обратный магистральные и распределительные трубопроводы сетевой воды, абонентские обогревательные установки, присоединенные к трубопроводам сетевой воды по зависимым или независимым схемам и абонентскую водоразборную и водоразборно-смесительную арматуру, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит встроенный в конденсатор (5) трубный пучок (8), а также отдельный трубопровод горячего водоснабжения, сообщенный через встроенный трубный пучок (8) конденсатора с трубопроводом системы хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также установленные на трубопроводе горячего водоснабжения дополнительный теплофикационный подогреватель, соединенный с нижним теплофикационным отбором турбины, и средство водоочистки, установленное по нагреваемой воде перед дополнительным теплофикационным подогревателем, причем основной трубный пучок (7) связан с системой технического водоснабжения. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что основные трубные пучки конденсатора при их охлаждении сырой подпиточной водой включены последовательно. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что в тракте горячего водоснабжения установлен бакаккумулятор горячей воды. 4. Способ работы системы теплоснабжения и горячего водоснабжения по п.1, в котором подогретую в основном трубном пучке конденсатора турбины воду для теплоснабжения направляют последовательно через теплофикационные подогреватели нижнего и верхнего отборов турбины, пиковый сетевой подогреватель или пиковый водогрейный котел потребителям, при этом очищенную до требований ГОСТ Вода питьевая воду для горячего водоснабжения подают от системы хозяйственно-питьевого водоснабжения потребителям через отдельный трубопровод горячего водоснабжения, связанный с встроенным трубным пучком (8) конденсатора (5) и снабженный дополнительным теплофикационным подогревателем, взаимодействующим с нижним отбором турбины, при этом подпитку отопительной системы производят подогретой, по меньшей мере, в основном трубном пучке (7) конденсатора (5) водой от системы технического водоснабжения или из сливного трубопровода циркуляционной воды конденсатора путем подмешивания ее к воде для теплоснабжения перед теплофикационными подогревателями нижнего и верхнего отборов турбины.