Математическая модель и технические решения способствующие повышению эффективности работы тепловых электрических станций за счет использования теплового насоса (заключительный)

Основанием для выполнения исследования стала необходимость повышения эффективности работы существующих тепловых электрических станций (ТЭС) и атомных электрических станций (АЭС). В настоящее время ввиду значительного физического износа энергетического оборудования КПД существующих электростанций не превышает 36% для ТЭС и 32% для АЭС, что приводит к значительному увеличению стоимости производства электрической энергии и высоким эксплуатационным расходам. Одной из возможностей повышения эффективности работы ТЭС и АЭС без существенного вмешательства в существующий цикл является использование теплового насоса. Исследованы технологические схемы и оборудование действующих ТЭС, а также разработана математическая модель, реализованная на базе существующих математических уравнений, описывающих процессы, происходящие в технологическом цикле электростанции. Цель исследования - изучение влияния теплового насоса на тепловую экономичность конденсационных электростанций, разработка математической модели работы электростанции с тепловым насосом при различных сезонных режимах и режимах нагрузки энергоблока. Подготовлены практически реализуемые технические решения по размещению теплового насоса в машинном зале энергоблока ТЭС и разработке расчетных-режимных характеристик энергоблока совместно с тепловым насосом. По результатам выполнения проекта разработаны и изучены технические решения подключения теплового насоса к технологическому циклу энергоблока ТЭС, обеспечивающие наиболее эффективное использование тепловых потерь. Представлена математическая модель работы тепловой электрической станции с тепловым насосом, позволяющая определить технологические параметры и прибавку мощности при различных режимах работы энергоблока. Опубликованы научные статьи и оформлен научно-технический отчет с анализом результатов. Основной особенностью разработанных технических решений является универсальность их использования для электростанций различной мощности. Разработанная математическая модель учитывает влияние теплового насоса на прибавку мощности электростанции при различных режимах работы. На основе математической модели в настоящее время разрабатывается программный продукт, позволяющий рассчитывать показатели тепловой экономичности и прибавку мощности при различных режимах работы. Разрабатываемые технические решения предположено использовать на энергоблоках Новочеркасской ГРЭС, с электростанцией ведется сотрудничество по реализации проекта использования теплового насоса в технологическом цикле для повышения КПД. Предполагается провести дальнейшие исследования технических решений и математических моделей. В частности, предполагается уделить внимание разработке и совершенствованию программы, основанной на математической модели и дальнейшей разработке конструкторской документации по размещению и подключению теплового насоса к оборудованию электростанции.