Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN109312635B - 冷凝物再循环 - Google Patents

冷凝物再循环 Download PDF

Info

Publication number
CN109312635B
CN109312635B CN201780037711.8A CN201780037711A CN109312635B CN 109312635 B CN109312635 B CN 109312635B CN 201780037711 A CN201780037711 A CN 201780037711A CN 109312635 B CN109312635 B CN 109312635B
Authority
CN
China
Prior art keywords
feed water
condensate
gas
preheater
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201780037711.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109312635A (zh
Inventor
乌韦·朱雷策克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN109312635A publication Critical patent/CN109312635A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109312635B publication Critical patent/CN109312635B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/02—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic
    • F01K17/025—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic in combination with at least one gas turbine, e.g. a combustion gas turbine
    • 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
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • 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
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • 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
    • F01K19/00—Regenerating or otherwise treating steam exhausted from steam engine plant
    • F01K19/10—Cooling exhaust steam other than by condenser; Rendering exhaust steam invisible
    • 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
    • F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • F01K9/003—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines condenser cooling circuits
    • 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
    • F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • F01K9/02—Arrangements or modifications of condensate or air pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F02C7/224—Heating fuel before feeding to the burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/60—Application making use of surplus or waste energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/70—Application in combination with
    • F05D2220/72—Application in combination with a steam turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • 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
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种燃气蒸汽联合循环涡轮机组，其具有至少一个燃气轮机、蒸汽轮机和至少一个废热蒸汽发生器，废热蒸汽发生器包括：至少一个冷凝物预热器，冷凝物管路通到所述冷凝物预热器中；和沿燃气轮机废气的流动方向在冷凝物预热器上游连接的给水预热器，在给水侧、在给水预热器的上游连接有给水泵，并且所述给水预热器与用于燃气轮机的燃料预热装置连接，其中用于冷却的给水的管路从燃料预热装置起通到喷射泵的动力介质输入端中，所述喷射泵的抽吸介质输入端与冷凝物预热器的出口连接，并且所述喷射泵的出口与冷凝物管路连接。本发明还涉及一种相应的用于在燃气蒸汽联合循环涡轮机组中的冷凝物再循环的方法。

Description

冷凝物再循环
技术领域
本发明涉及一种具有冷凝物再循环的燃气蒸汽联合循环涡轮机组以及一种用于燃气蒸汽联合循环涡轮机组中的冷凝物再循环的方法。
背景技术
在燃气蒸汽联合循环涡轮机组(GUD)中使用的燃料此外或多或少地具有高的硫含量。连同在燃烧气体或油时产生的水含量，存在如下风险：在低于相应的废气露点时，硫酸、硫磺酸、水等在废热蒸汽发生器(尤其冷凝物预热器)的“冷”部件中凝结并且引起腐蚀并且最终引起构件失效。所述问题尤其体现在具有高的硫含量的燃料中。
为了避免低于废气露点和与之关联的水/酸积聚(尤其硫酸)，必须在冷凝物进入到废热蒸汽发生器的冷凝物预热器中之前，将燃气蒸汽联合循环涡轮机组中的冷凝物温度提升到相应的最低温度。基础是：热传递从水侧确定，即废气侧的管壁温度大致对应于位于内部的冷凝物温度。冷凝物温度又通过限定的再冷却条件(冷却类型、冷却系统的设计、环境条件等)来设置。迄今通常情况下，通过热水从冷凝物预热器出口至冷凝物预热器入口的再循环或给水泵的相应放汽来确保用于避免低于废气露点的冷凝物最低进入温度，所述再循环借助于单独的电运行的再循环泵进行。
这些迄今的解决方案的共同点是，所述解决方案意味着部件的相对高的耗费(由相对大的再循环泵等引起)，并且发电厂的功率/效率变差(由所使用的部件的自身电需求引起)。
在此，燃料中的硫含量越大，这种耗费就越大。在硫含量上升的情况下，燃气蒸汽联合循环涡轮机组的蒸汽部分中的功率和效率损失变得越来越显著，因为在硫含量上升时，在低压蒸发器的下游仍可用的热量(仅在露点之上的热量可用)不足以将冷凝物足够地预热，从而必须使用出自废热蒸汽发生器的更热区域中的更高热值的热量(例如由低压蒸发器的阻塞引起)。所述更高热值的热量因此也不再可用于生成蒸汽，并且燃气蒸汽联合循环涡轮机组的功率和效率明显降低。
在硫含量还继续上升的情况下，为了冷凝物的预热，使用从蒸汽轮机中放出的蒸汽或特别仅为冷凝物预热而在废热蒸汽发生器中产生的蒸汽。这种蒸汽不再提供给蒸汽轮机，并且燃气蒸汽联合循环涡轮机组的功率和效率更进一步地降低。
发明内容
本发明的目的是，提供一种具有改进的冷凝物再循环的燃气蒸汽联合循环涡轮机组。本发明的另一目的是，提出一种用于燃气蒸汽联合循环涡轮机组中的冷凝物再循环的相应的方法。
本发明通过如下方式解决针对燃气蒸汽联合循环涡轮机组的目的，本发明提出，在具有燃气轮机、蒸汽轮机和至少一个废热蒸汽发生器的这种设置中，废热蒸汽发生器包括：至少一个冷凝物预热器，冷凝物管路通到所述冷凝物预热器中；和沿燃气轮机废气的流动方向在冷凝物预热器的上游连接的给水预热器，在所述给水预热器的上游在给水侧连接有给水泵，并且所述给水预热器与用于燃气轮机的燃料预热装置连接，用于冷却的给水的管路从燃料预热装置起通到喷射泵的动力介质输入端中，所述喷射泵的抽吸介质输入端与冷凝物预热器的出口连接，并且所述喷射泵的出口与冷凝物管路连接。
通常，为了燃气蒸汽联合循环发电机组的效率升高，将燃气轮机的气态的燃料借助于废气热量预热到大约215℃。对此，从中压给水预热器的出口分出部分流，所述部分流将其热量经由换热器传递给燃烧气体。将所述随后强烈冷却的(例如大约70℃)中压给水质量部分流与要在废热蒸汽发生器中加热的冷凝物混合，并且在此从60bar节流到在那里存在的大约25bar的压力水平上。为了使用这种迄今节流掉的压力能，现在应根据本发明使用喷射泵，所述喷射泵将中压给水质量部分流在经过燃料预热器之后用作为动力液体，从而从冷凝物预热器出口(温度例如大约为150℃)抽吸冷凝物。将得出的混合流在进入到废热蒸汽发生器的冷凝物预热器加热面之前与冷凝物流混合，从而将总质量流的温度提升到避免低于露点所需的值上。
在一个有利的实施方式中，给水泵的输出端能够连接到喷射泵的动力介质输入端中。因此，对于除了主燃料气体之外也应使用液态的储备燃料并且燃烧气体预热器因此当然不可用作为热沉的情况，采取用于降低动力质量流温度的替选的措施，因为否则会在喷射泵中出现不期望的蒸发现象。可能的措施是，将来自中压给水泵的出口的、还未进一步加热的中压给水用作为动力液体。
在该上下文中，在另一有利的实施方式中，设有控制阀，用于在出自给水预热器的给水和出自给水泵的水之间进行切换，或用于将出自给水预热器的给水和出自给水泵的水混合。借此，也能够考虑由“热的”和“冷的”给水构成的动力液体的混合物。
在一个替选的实施方式中，在给水预热器的输入端和输出端之间设有给水提取部位，所述给水提取部位能够连接到喷射泵的动力介质输入端中。因此，能够将给水在正确的温度输送给喷射泵，而不需要将两种不同温度的给水流混合。
在另一有利的实施方式中，换热器在初级侧连接到通向喷射泵的动力介质输入端的管路中，并且在次级侧连接到冷凝物管路中。在将动力质量流的温度在换热器中通过出自冷凝器热井的冷凝物再冷却的该实施方式中，能够实现相对高的冷凝物进入温度，这在通常含硫的液态燃料的情况下是有利的。
对于燃料中的尤其高的硫含量(可能与低的冷凝器压力相结合)可能的是，冷凝物再循环单独借助于喷射泵不再足以达到：到锅炉的冷凝物预热器中的期望的最低进入温度。
在该情况下，喷射泵解决方案能够无问题地与用于提高冷凝物进入温度的其他措施组合(例如利用出自蒸汽轮机的放汽)。然而，正好如果含硫的燃料仅用作为应急燃料并且效率在该情况下可视作为次要的，则也能够通过简单的成本适宜的措施(例如打开冷却旁路)实现期望的温度升高。
喷射泵的出口质量流(循环质量流)的量能够以不同的方式并且根据需要调节，即使始终存在如下要求也如此：用于燃烧气体预热器的加热介质的量与其无关地提供。例如，在一个有利的实施方式中，能够引导用于动力介质的旁通管路绕过喷射泵，其中在旁通管路中设置有动力质量流控制阀，使得动力质量流能够经由该被控制的旁路完全地或部分地绕过喷射泵。也能够考虑必要时附加地调节抽吸质量流或离开喷射泵的混合流。
最后有利的是，给水泵的另一输出端以相对于(中压给水提取部)输出端提高的压力水平通到另外的喷射泵的动力介质输入端中，或另一给水泵的输出端以相对于给水泵提高的压力水平通到另外的喷射泵的动力介质输入端中，所述另外的喷射泵的抽吸介质输入端同样与冷凝物预热器的出口连接，并且所述另外的喷射泵的出口同样与冷凝物管路连接，使得两个喷射泵并行地循环冷凝物。由此，不同温度的给水和压力级能够用于预热燃烧气体，但是也能够用于冷凝物再循环和预热。在蒸汽质量流下降的油运行中，例如能够有意义地使用未被使用的给水流。
针对方法的目的通过一种用于在燃气蒸汽联合循环涡轮机组中的冷凝物再循环的方法来实现，其中在燃气运行中，将燃料通过在废热蒸汽发生器的给水预热器中加热的给水加热，其中给水冷却，其特征在于，冷却的给水在喷射泵中作为动力质量流使用，以便从冷凝物预热器的出口抽吸冷凝物，并且其中将由给水和冷凝物得出的混合流在进入到设置在废热蒸汽发生器中的冷凝物预热器之前与冷凝物流混合。
有利地，在燃气蒸汽联合循环涡轮机组的液态燃料运行中，将给水在进入到废热蒸汽发生器中之前作为动力质量流在喷射泵中使用。
此外有利的是，调节用作为用于喷射泵的动力质量流的给水的温度，这通过如下方式实现：在进入到废热蒸汽发生器中之前的给水和加热的给水之间进行切换，或者将其适当地混合。
能够适当的是，为了喷射泵的运行，从给水预热器中在给水提取部位处提取给水，所述给水提取部位沿给水的流动方向设置在给水预热器的输出端的上游。
此外有利的是，动力质量流的温度在与冷凝物流热交换的情况下降低。
同样有利的是，动力质量流在需要时受控制地经由旁通管路完全地或部分地绕过喷射泵。
最后有利的是，将不同压力级的给水用作为用于喷射泵的动力质量流。
借助本发明，借助于喷射泵利用由燃料预热器的加热介质回流产生的、迄今未利用的压降，所述喷射泵具有如下任务：从冷凝物预热器的出口抽吸热的冷凝物，并且将得到的混合流用于与出自冷凝器热井的冷凝物混合，从而用于提升冷凝物进入温度。
这种利用方式关联有一些优点。能够完全地取消迄今电驱动的循环泵或至少大幅降低其尺寸，从中在发电厂的自身需求中得出明显的节约。此外，喷射泵与离心泵相比是非常简单构造的从而低成本的部件，所述部件此外还适应于少量的供应/辅助装置(不具有驱动马达，不具有底座等)，从中实现相应的明显的成本节约。此外，喷射泵不包含可运动的部件，甚至不需要供电等，从而与离心泵相比是明显更可靠的，借此不需要相应的——迄今常见的——泵侧的冗余，也由此再次实现成本节约。
在具有多个废热蒸汽发生器的燃气蒸汽联合循环涡轮机组中提出，每个废热蒸汽发生器与紧邻的、尺寸适当设计的喷射泵相关联。从中得出在管路方面的节约，和喷射泵运行与相应废热蒸汽发生器的需求的改进的适应性。
附图说明
本发明示例性地根据附图详细阐述。附图示意地并且不符合比例地示出：
图1示出根据现有技术的具有冷凝物再循环的燃气蒸汽联合循环涡轮机组，
图2示出根据本发明的用于燃气运行的具有冷凝物再循环的燃气蒸汽联合循环涡轮机组，
图3示出根据本发明的燃气蒸汽联合循环涡轮机组，尤其用于油运行，替选地用于冷凝物再循环，并且
图4示出根据本发明的具有冷凝物再循环的燃气蒸汽联合循环涡轮机组，所述燃气蒸汽联合循环涡轮机组具有部分质量流控制阀。
具体实施方式
根据图1的燃气和蒸汽轮机包括燃气轮机2和蒸汽轮机3。燃气轮机2包括涡轮机32连同耦联的空气压缩机33和在涡轮机32上游连接的燃烧室34，所述燃烧室连接于压缩机33的压缩空气管路35。燃烧室34具有至少一个燃烧器36。涡轮机32和空气压缩机33以及发电机37设置在共同的轴38上。
在蒸汽轮机3下游在水-蒸汽循环回路39中连接有冷凝器40。此外，水-蒸汽循环回路39具有废热蒸汽发生器4。蒸汽轮机3由第一压力级26或高压部分和第二压力级27或中压部分构成。此外，设有蒸汽轮机3的第三压力级28或低压部分，其中压力级26、27、28经由共同的轴41借助联轴器42驱动发电机37。
为了将在燃气轮机2中膨胀的工作介质或烟气输送到废热蒸汽发生器4中，废气管路43连接到废热蒸汽发生器4的输入端44上。出自燃气轮机2的膨胀的工作介质，即燃气轮机废气7，离开废热蒸汽发生器4、经由其输出端45朝向未详细示出的烟囱的方向离开。
废热蒸汽发生器4包括冷凝物预热器5，所述冷凝物预热器经由冷凝物管路6连接到冷凝物泵单元46上，能够被供应冷凝器40中的冷凝物。冷凝物预热器5在输出端侧经由管路47连接到具有中压提取部17的高压供给泵9上。
高压供给泵9将给水置于适合于水-蒸汽循环回路39中的高压级48的压力水平上，所述高压级与蒸汽轮机3的高压部分26相关联。处于高压下的给水能够经由给水预热器49输送给高压级48，所述给水预热器在输出端侧连接于高压汽包50。高压汽包50与设置在废热蒸汽发生器4中的高压蒸发器51连接，以形成水-蒸汽循环。为了引出新鲜蒸汽，高压汽包50连接于设置在废热蒸汽发生器4中的高压过热器52，所述高压过热器在输出端侧与蒸汽轮机3的高压部分26的蒸汽进口53连接。
蒸汽轮机3的高压部分26的蒸汽出口54经由中间过热器55连接到蒸汽轮机3的中压部分27的蒸汽进口56上。其蒸汽出口57经由溢流管路58与蒸汽轮机3的低压部分28的蒸汽进口59连接。蒸汽轮机3的低压部分28的蒸汽出口60连接于冷凝器40，使得形成闭合的水-蒸汽循环回路39。
此外，在冷凝物已经达到中等压力的输出端17处(因此输出端17也称作为中压提取部17)分出分支管路61。所述分支管路经由另一个给水预热器8或中压节热器与水-蒸汽循环回路39的中压级62连接，所述中压级与蒸汽轮机3的中压部分27相关联。第二给水预热器8对此在输出侧连接于中压级62的中压汽包63。中压汽包63与设置在废热蒸汽发生器4中的、构成为中压蒸发器64的加热面连接，以形成水-蒸汽循环。为了引出中压新鲜蒸汽，中压汽包63连接于中间过热器55，从而连接于蒸汽轮机3的中压部分27的蒸汽进口56。
冷凝物管路6通到水-蒸汽循环回路39的与蒸汽轮机3的低压部分28相关联的低压级上。低压级65包括低压汽包66，所述低压汽包与设置在废热蒸汽发生器4中的、构成为低压蒸发器67的加热面连接，以形成水-蒸汽循环。为了引出低压新鲜蒸气，低压汽包66经由蒸汽管路连接于溢流管路58，低压过热器68连接到所述蒸汽管路中。图1的燃气蒸汽联合循环涡轮机组的水-蒸汽循环回路39因此包括三个压力级。但是替选地，也能够设有更少的压力级，尤其两个压力级。
根据现有技术，为了提高效率，也能够对用于燃气轮机2的气态的燃料借助废气热量进行预热。对此，部分流从中压给水预热器8的出口分出，所述部分流将其热量经由燃料预热装置10(即换热器)传递给燃烧气体。该因此强烈冷却(例如大约70℃)的中压给水质量部分流与要在废热蒸汽发生器4中加热的冷凝物混合，并且在此从大约60bar节流69到在那里存在的大约25bar上。
为了避免在废热蒸汽发生器4的“冷端”上低于废气露点，根据现有技术，热水借助于单独的电运行的循环泵20从冷凝物预热器5的出口15至冷凝物预热器5的入口29或至冷凝物管路6循环。
图2至4示出根据本发明的燃气蒸汽联合循环涡轮机组。图2尤其示出燃气蒸汽联合循环涡轮机组1的部件，所述部件在燃气运行中对于冷凝物再循环是重要的。现在，不再如在现有技术中那样将出自燃料预热装置10的给水的压力能节流掉69。出自燃料加热装置10的用于冷却的给水的管路11现在通到喷射泵13的动力介质输入端12中，所述喷射泵的抽吸介质输入端14与冷凝物预热器5的出口15连接，并且所述喷射泵的出口16与冷凝物管路6连接。
图3示出对图2的布线的补充，尤其用于如下情况：除了主要燃料气体之外也使用液态的存储燃料，并且取消作为热沉的燃料预热装置10。如果不采取用于降低动力质量流温度的措施，那么在喷射泵13中出现不期望的蒸发表现。可能的措施是，将给水泵9的输出端17(即中压提取部)连接到喷射泵13的动力介质输入端12中，例如经由控制阀18，所述控制阀具有控制装置31，用于在出自给水预热器8中的给水和出自给水泵9中的水之间切换或将其混合。替选地，在给水预热器8的输入端19和输出端20之间能够设有给水提取部位21，所述给水提取部位能够连接到喷射泵13的动力介质输入端12中(虚线)。最后，换热器22也能够在初级侧连接到通向喷射泵13的动力介质输入端12的管路23中，并且在次级侧连接到冷凝物管路6中(点划线)。
图3也示出用于冷凝物预热的两个喷射泵的并行运行的可能性。具体地，在此，给水泵8的另一输出端70以相对于输出端17提高的压力水平(或者，在图3中未示出，另一给水泵的输出端以相对于给水泵9提高的压力水平)通到另外的喷射泵72的动力介质输入端71中，所述另外的喷射泵的抽吸介质输入端73与冷凝物预热器5的出口15连接，并且所述另一喷射泵的出口74与冷凝物管路6连接。尤其对于油运行，所述布置或其运行是有利的，因为存在的一个供给泵9(或者存在的多个供给泵)“通常具有”以所述方式能够利用的容量，尤其刚好在油运行中，冷凝物预热由于燃料中的相对较高的硫份额是必需的。虽然图3对于高压级48仅示出在泵9的出口70处的给水提取部的变型形式，对于高压级48同样能够考虑全部用于运行所述另外的喷射泵72的变型形式，如其对于中压级62和喷射泵13的运行示出的那样，即例如也在高压给水预热器49之后提取给水，混合在高压给水预热器49之前和之后提取的给水，并且还有在其之间的部位提取高压给水。
图4示出根据本发明的燃气蒸汽联合循环涡轮机组1的一个实施方式，其中引导用于动力介质的旁通管路24绕过喷射泵13，并且在旁通管路24中设置有动力质量流控制阀25。借此，喷射泵的流出质量流的量(即循环质量流)能够与用于燃烧气体预热装置10的加热介质的量无关地设定。

Claims (14)

1.一种燃气蒸汽联合循环涡轮机组(1)，所述燃气蒸汽联合循环涡轮机组具有至少一个燃气轮机(2)、蒸汽轮机(3)和至少一个废热蒸汽发生器(4)，所述废热蒸汽发生器(4)包括：至少一个冷凝物预热器(5)，冷凝物管路(6)通到所述冷凝物预热器中；和沿燃气轮机废气(7)的流动方向在所述冷凝物预热器(5)上游连接的给水预热器(8)，在所述给水预热器的上游在给水侧连接有给水泵(9)，并且所述给水预热器与用于所述燃气轮机(2)的燃料预热装置(10)连接，
其特征在于，
用于冷却的给水的管路(11)从所述燃料预热装置(10)通到喷射泵(13)的动力介质输入端(12)中，所述喷射泵的抽吸介质输入端(14)与所述冷凝物预热器(5)的出口(15)连接，并且所述喷射泵的出口(16)与所述冷凝物管路(6)连接。
2.根据权利要求1所述的燃气蒸汽联合循环涡轮机组(1)，
其中所述给水泵(9)的输出端(17)能够连接到所述喷射泵(13)的所述动力介质输入端(12)中。
3.根据权利要求1或2所述的燃气蒸汽联合循环涡轮机组(1)，
其中设有控制阀(18)，用于在出自所述给水预热器(8)的给水和出自所述给水泵(9)的水之间进行切换，或者用于将出自所述给水预热器(8)的给水和出自所述给水泵(9)的水混合。
4.根据权利要求1或2所述的燃气蒸汽联合循环涡轮机组(1)，
其中在所述给水预热器(8)的输入端(19)和输出端(20)之间设有给水提取部位(21)，所述给水提取部位能够连接到所述喷射泵(13)的所述动力介质输入端(12)中。
5.根据权利要求1或2所述的燃气蒸汽联合循环涡轮机组(1)，
其中换热器(22)在初级侧连接到通向所述喷射泵(13)的动力介质输入端(12)的管路(23)中，并且在次级侧连接到所述冷凝物管路(6)中。
6.根据权利要求1或2所述的燃气蒸汽联合循环涡轮机组(1)，
其中用于动力介质的旁通管路(24)绕过所述喷射泵(13)引导，并且在所述旁通管路(24)中设置有动力质量流控制阀(25)。
7.根据权利要求2所述的燃气蒸汽联合循环涡轮机组(1)，
其中所述给水泵(9)的另一输出端(70)以相对于所述输出端(17)升高的压力水平通到另外的喷射泵(72)的动力介质输入端(71)中，或另一给水泵的输出端以相对于所述给水泵(9)升高的压力水平通到另外的喷射泵(72)的动力介质输入端(71)中，所述另外的喷射泵的抽吸介质输入端(73)与所述冷凝物预热器(5)的出口(15)连接，并且所述另外的喷射泵的出口(74)与所述冷凝物管路(6)连接。
8.一种用于在燃气蒸汽联合循环涡轮机组(1)中的冷凝物再循环的方法，
其中在燃气运行中将燃料通过在废热蒸汽发生器(4)的给水预热器(8)中加热的给水加热，其中所述给水冷却，
其特征在于，
冷却的给水在喷射泵(13)中用作为动力质量流，以便从冷凝物预热器(5)的出口(15)抽吸冷凝物，并且其中将由给水和冷凝物得出的混合流在进入到设置在所述废热蒸汽发生器(4)中的冷凝物预热器(5)中之前与冷凝物流混合。
9.根据权利要求8所述的方法，
其中在所述燃气蒸汽联合循环涡轮机组(1)的液体燃料运行中，将给水在进入到所述废热蒸汽发生器(4)中之前在所述喷射泵(13)中用作为动力质量流。
10.根据权利要求8或9所述的方法，
其中调节用作为用于所述喷射泵(13)的动力质量流的给水的温度，这通过如下方式实现：在进入到所述废热蒸汽发生器(4)之前的给水和加热的给水之间进行切换，或者将其适当地混合。
11.根据权利要求8所述的方法，
其中为了所述喷射泵(13)的运行，在给水提取部位(21)处从所述给水预热器(8)中提取给水，所述给水提取部位沿给水的流动方向设置在所述给水预热器(8)的输出端(20)的上游。
12.根据权利要求8或9所述的方法，
其中所述动力质量流的温度在与所述冷凝物流换热时降低。
13.根据权利要求8或9所述的方法，
其中所述动力质量流在需要时受控制地经由旁通管路(24)完全地或部分地绕过所述喷射泵(13)引导。
14.根据权利要求8或9所述的方法，
其中将不同压力级(26，27)的给水用作为用于喷射泵(13，72)的动力质量流。
CN201780037711.8A 2016-06-17 2017-03-31 冷凝物再循环 Expired - Fee Related CN109312635B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016210894 2016-06-17
DE102016210894.8 2016-06-17
PCT/EP2017/057727 WO2017215804A1 (de) 2016-06-17 2017-03-31 Kondensatrezirkulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109312635A CN109312635A (zh) 2019-02-05
CN109312635B true CN109312635B (zh) 2021-02-05

Family

ID=58530518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780037711.8A Expired - Fee Related CN109312635B (zh) 2016-06-17 2017-03-31 冷凝物再循环

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11008897B2 (zh)
EP (1) EP3420202B1 (zh)
JP (1) JP6692435B2 (zh)
KR (1) KR102019616B1 (zh)
CN (1) CN109312635B (zh)
MX (1) MX2018014295A (zh)
WO (1) WO2017215804A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT521050B1 (de) * 2018-05-29 2019-10-15 Fachhochschule Burgenland Gmbh Verfahren zur Steigerung der Energieeffizienz in Clausius-Rankine-Kreisprozessen
CN110425569A (zh) * 2019-08-27 2019-11-08 华能国际电力股份有限公司 一种采用烟气余热深度利用与烟气再循环的联合循环热电系统及方法
KR102441549B1 (ko) * 2020-10-30 2022-09-08 두산에너빌리티 주식회사 하이브리드 발전설비
US12031457B2 (en) 2022-10-25 2024-07-09 Ge Infrastructure Technology Llc Combined cycle power plant having reduced parasitic pumping losses

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06241005A (ja) * 1993-02-17 1994-08-30 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 複合発電設備
US5357746A (en) * 1993-12-22 1994-10-25 Westinghouse Electric Corporation System for recovering waste heat
DE19512466C1 (de) * 1995-04-03 1996-08-22 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben eines Abhitzedampferzeugers sowie danach arbeitender Abhitzedampferzeuger
EP2138677A1 (de) * 2008-04-14 2009-12-30 Siemens Aktiengesellschaft Gas- und Dampfturbinenanlage
CN101815903A (zh) * 2007-05-29 2010-08-25 Utc电力公司 郎肯循环发电装置热源控制装置
EP2426337A1 (de) * 2010-09-03 2012-03-07 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung zur Brennstoffvorwärmung sowie Verfahren zur Brennstoffvorwärmung
EP2626532A1 (de) * 2012-02-07 2013-08-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19527537C1 (de) * 1995-07-27 1996-09-26 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage sowie danach arbeitende Anlage
DE19736888A1 (de) 1997-08-25 1998-10-01 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben eines Durchlaufdampferzeugers und Durchlaufdampferzeuger zur Durchführung des Verfahrens sowie Gas- und Dampfturbinenanlage
DE19736885A1 (de) 1997-08-25 1999-03-04 Siemens Ag Dampferzeuger, insbesondere Abhitzedampferzeuger und Verfahren zum Betrieb dieses Dampferzeugers
JP3897891B2 (ja) 1998-01-19 2007-03-28 株式会社東芝 コンバインドサイクル発電プラント
JP2001027131A (ja) * 1999-07-16 2001-01-30 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 複圧蒸気噴射型部分再生サイクルガスタービン
JP2002021508A (ja) 2000-07-07 2002-01-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 復水供給システム
JP2006037852A (ja) 2004-07-28 2006-02-09 Ebara Corp 排熱動力回収装置
FI118237B (fi) 2004-11-03 2007-08-31 Waertsilae Finland Oy Menetelmä ja järjestelmä lämmön talteenottamiseksi
JP6116306B2 (ja) 2013-03-25 2017-04-19 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン用燃料の予熱装置、これを備えているガスタービンプラント、及びガスタービン用燃料の予熱方法
JP6188192B2 (ja) 2013-03-25 2017-08-30 三菱重工業株式会社 ガスタービン用燃料の予熱装置、これを備えているガスタービンプラント、及びガスタービン用燃料の予熱方法
JP6550659B2 (ja) * 2015-07-24 2019-07-31 三菱日立パワーシステムズ株式会社 給水方法、この方法を実行する給水系統、給水系統を備える蒸気発生設備
KR101781627B1 (ko) 2016-05-04 2017-09-25 한양대학교 산학협력단 복합발전 플랜트 및 이의 터빈연료 예열방법
DE102016225091A1 (de) * 2016-12-15 2018-06-21 Mahle International Gmbh Wärmerückgewinnungseinrichtung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06241005A (ja) * 1993-02-17 1994-08-30 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 複合発電設備
US5357746A (en) * 1993-12-22 1994-10-25 Westinghouse Electric Corporation System for recovering waste heat
DE19512466C1 (de) * 1995-04-03 1996-08-22 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben eines Abhitzedampferzeugers sowie danach arbeitender Abhitzedampferzeuger
CN101815903A (zh) * 2007-05-29 2010-08-25 Utc电力公司 郎肯循环发电装置热源控制装置
EP2138677A1 (de) * 2008-04-14 2009-12-30 Siemens Aktiengesellschaft Gas- und Dampfturbinenanlage
EP2426337A1 (de) * 2010-09-03 2012-03-07 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung zur Brennstoffvorwärmung sowie Verfahren zur Brennstoffvorwärmung
EP2626532A1 (de) * 2012-02-07 2013-08-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017215804A1 (de) 2017-12-21
EP3420202A1 (de) 2019-01-02
EP3420202B1 (de) 2022-07-27
KR102019616B1 (ko) 2019-09-06
KR20180084080A (ko) 2018-07-24
US11008897B2 (en) 2021-05-18
US20190093518A1 (en) 2019-03-28
JP2019507269A (ja) 2019-03-14
JP6692435B2 (ja) 2020-05-13
CN109312635A (zh) 2019-02-05
MX2018014295A (es) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10006313B2 (en) Power plant with integrated fuel gas preheating
US20110247335A1 (en) Waste heat steam generator and method for improved operation of a waste heat steam generator
US8739510B2 (en) Heat exchanger for a combined cycle power plant
RU2688078C2 (ru) Работающая на угле электростанция с оксисжиганием с интеграцией тепла
CN109312635B (zh) 冷凝物再循环
CN109653875B (zh) 用于燃烧涡轮发动机的燃料预热系统
KR102326406B1 (ko) 개선된 효율을 갖는 조합형 순환 발전소
US11022005B2 (en) Steam turbine power plant utilizing industrial heat pumps to preheat boiler feed-water
JP2015514179A (ja) コンバインドサイクル発電プラントおよびコンバインドサイクル発電プラントを運転する方法
US6889506B2 (en) Gas and steam turbine installation
US20100031933A1 (en) System and assemblies for hot water extraction to pre-heat fuel in a combined cycle power plant
EP3047210B1 (en) Flue gas heat recovery integration
CA2340650C (en) Gas turbine and steam turbine installation
US6408612B2 (en) Gas and steam-turbine plant
CN101379272B (zh) 电站设备
EP2948648A1 (en) Power generation system and method to operate
US20160273406A1 (en) Combined cycle system
US20040025510A1 (en) Method for operating a gas and steam turbine installation and corresponding installation
US7033420B2 (en) Process and apparatus for the thermal degassing of the working medium of a two-phase process
JP7374159B2 (ja) 火力発電プラントおよび火力発電プラントの制御方法
US11339687B2 (en) Power plant
JP2019173696A (ja) コンバインドサイクル発電プラント、およびその運転方法
JP2000018010A (ja) 排気再燃用コンバインド発電プラント
CS273288B1 (en) Steam-and gas energetical block

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220826

Address after: Munich, Germany

Patentee after: Siemens energy Global Ltd.

Address before: Munich, Germany

Patentee before: SIEMENS AG

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210205

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee