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    公开号:WO1989007700A1
    申请号:PCT/DE1989/000081
    申请日:1989-02-10
    公开日:1989-08-24
    发明作者:Hermann Brückner；Lothar Stadie；Josef Pulec
    申请人:Siemens Aktiengesellschaft；
    IPC主号:F01K23-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Anlage zur Abhitzedampferzeugung
    [0002] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Dampfturbine, die mindestens ein Mitteldruckteil und ein Hoch- druckteil aufweist, mit Hilfe eines von heißem Gas durchström¬ ten Abhitzedampferzeugers und auf eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einer solchen Dampfturbine und einem Ab¬ hitzedampferzeuger, mit einem an dem Hochdruckteil der Dampftur¬ bine angeschlossenen Hochdruck-Heizflächen-System und mit an die Abdampfleitung des Hochdruckteils der Dampfturbine angeschlos¬ senen Zwischenüberhitzerheizflächen, welche ausgangsseitig an den Mitteldruckteil der Dampfturbine angeschlossen sind.
    [0003] Solche Verfahren zur Abhitzedampferzeugung kommen, wie die euro- päische Patentanmeldung 0 129 167 zeigt, vorwiegend hinter Gas¬ turbinen zum Einsatz, um die in den Gasturbinenabgasen stecken¬ den erheblichen Wärmemengen nutzbringend zur Dampferzeugung heranzuziehen. Bei kombinierten Gas- und Dampfturbinenkraftwer¬ ken, auch Kombikraftwerke genannt, werden mit dem so erzeugten Dampf Dampfturbinen zur zusätzlichen Erzeugung von elektrischer Energie angetrieben. Abhitzedampferzeuger sind aber auch hinter Kohlevergasern zur Abkühlung des dort erzeugten Rohgases im Einsatz. Auch wird der im Abhitzedampferzeuger erzeugte Dampf mitunter als Prozeßdampf oder einfach als Heizdampf eingesetzt. In all diesen Anwendungsbereichen, insbesondere jedoch bei kombi¬ nierten Gas- und Dampfturbinenkraftwerkeπ, achtet man wegen der großen umzusetzenden Energiemengen darauf, die Einzel- und Ge¬ samtwirkungsgrade möglichst groß zu machen.
    [0004] Aufgabe der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad bei der Abhitze¬ dampferzeugung zu verbessern. Insbesondere bei kombinierten Gas- und Dampfturbinenkraftwerken soll eine Maximierung des Gesamt¬ wirkungsgrades erzielt werden. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Betrieb einer Dampf¬ turbine, die mindestens einen Mitteldruckteil und einen Hoch¬ druckteil aufweist, mit Hilfe eines vom heißen Gas durchström¬ ten Abhitzedampferzeugers erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Hochdruck-Heizflächensystem erzeugter überhitzter Dampf dem Hochdruckteil der Dampfturbine zugeführt wird, dem Abdampf des Hochdruckteils der Dampfturbine eine kleinere Menge Dampf beigemischt wird, die im Abhitzedampferzeuger in Zwischenüber¬ hitzer-Verdampferheizflächen erzeugt wird, die Mischung aus dieser kleineren Menge Dampf und dem Abdampf in Zwischenüberhit¬ zerheizflächen des Abhitzedampferzeugers überhitzt wird und die so überhitzte Dampfmischung dem Mitteldruckteil der Dampf¬ turbine zugeführt wird. Hierdurch wird eine besonders gute An¬ passung der Speisewasser- bzw. Dampftemperatur an die Rauchgas- te peratur im Abhitzedampferzeuger und damit ein größtmöglicher Wirkungsgrad bei der Dampferzeugung erreicht.
    [0005] Bei einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Dampfturbine mit mindestens einem Mitteldruckteil und einem Hochdruckteil, mit einem vom heißen Gas durchströmten Ab¬ hitzedampferzeugεr, mit einem an den Hochdruckteil der Dampftur¬ bine angeschlossenen Hochdruck-Heizflächensystem und mit an die Abdampfleitung des Hochdruckteils der Dampfturbine angeschlosse¬ nen Zwischenüberhitzerheizflächen, welche ausgangsseitig an den Mitteldruckteil der Dampfturbine angeschlossen sind, ist erfin¬ dungsgemäß vorgesehen, daß die Speisewasserleitung des Abhitze¬ dampferzeugers zu einer Verzweigungsstelle führt, von der ein erster Strang in das Hochdruck-Heizflächensystem und ein zwei¬ ter Strang in Zwischenüberhitzer-Verdampferheizflächen führt und wobei mindestens einem der beiden Stränge Mittel zur Verän¬ derung des Aufteilungsverhältnisses zugeordnet sind. Durch die¬ se Maßnahmen wird eine größtmögliche Flexibilität bei der Durch¬ führung des Verfahrens und Anpaßbarkeit an das Profil der Rauch¬ gastemperatur im Abhitzedampferzeuger erreicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Ansprüchen 2 bis 5 sowie 7 bis 16 zu entnehmen.
    [0006] In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Temperatur des Dampfes am Ausgang der Zwischenüberhitzerheiz¬ flächen an die Temperatur des Dampfes am Ausgang der Hochdruck¬ überhitzer-Heizflächen angenähert werden. Durch diese Maßnahme wird der thermodynamische Wirkungsgrad bei der Verwertung des Dampfes im Mitteldruckteil der Dampfturbine verbessert.
    [0007] In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung kann das dem Zwi¬ schenüberhitzer-Verdampferheizflächen zugeführte vorgewärmte Speisewasser von dem dem Hochdruckheizflächensystem zuströmenden vorgewärmte Speisewasser abgezweigt werden. Hierdurch wird er- reicht, daß durch vermehrte Abzweigung von vorgewärmtem Speise¬ wasser aus dem dem Hochdruck-Heizflächensystem zugeordneten ersten Strang, der Speisewasserleitung in dem zweiten den Zwi¬ schenüberhitzer-Verdampferheizflächen zugeordneten Strang der Speisewasserleitung vermehrt Mitteldruckdampf erzeugt wird und damit das dem Mitteldruckteil der Dampfturbine zuströmende
    [0008] Dampfvolumen bei gleichzeitiger Abnahme seiner Temperatur ver¬ größert wird und umgekehrt. Diese Maßnahme erlaubt eine sehr effektive Regelung der Dampfeintrittstemperatur am Mitteldruck¬ teil der Dampfturbine und ermöglicht es zugleich, auch die Temperatur in den Heizflächen des Abhitzedampferzeugers besser an das Rauchgasprofil anzupassen.
    [0009] Eine solche Betriebsweise läßt sich in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung mit einem Abhitzedampferzeuger er- reichen, mit einem HochdruckHeizflächensyste zur Erzeugung ei¬ nes überhitzten Dampfes, der den Hochdruckteil der Dampfturbine zuführbar ist, mit Zwischenüberhitzer-Verdampferheizflächen, denen vorgewärmte Speisewasser zur Verdampfung und gegebenen¬ falls Überhitzung zuführbar ist und die mit ihrem Ausgang an die Abdampfleitung des Hochdruckteils der Dampfturbine anschließbar sind, mit Zwischenüberhitzerheizflächen, die mit ihrem Eingang an den Ausgang der Zwischenüberhitzer-Verdampferheizflächen und an der Abdampfleitung des Hochdruckteils der Dampfturbine anschließbar sind, die zur Uberhitzung des Gemisches aus dem Abdampf der Dampfturbine und dem Dampf aus den Zwischenüber- hitzer-Verdampferheizflächen vorgesehen sind und deren Ausgang über eine Leitung an den Mitteldruckteil der Dampfturbine an¬ schließbar ist.
    [0010] Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, die Hoch- drucküberhitzer-Heizflächen und die Zwischenüberhitzerheizflä¬ chen im Abhitzedampferzeuger im Bereich der gleichen größten Gastemperatur anzuordnen. Diese Maßnahme erleichtert es beson¬ ders, sowohl den Zwischenüberhitzerdampf als auch den Hochdruck¬ dampf auf die gleiche Temperatur aufzuheizen.
    [0011] Der Druckunterschied zwischen dem Hochdruck-Heizflächen-System einerseits und den Zwischenüberhitzer-Verdampferheizflächen andererseits kann in Ausgestaltung der Erfindung in einfacher Weise durch ein in den zu den Mitteldruck-Verdampferheizflä- chen führenden zweiten Strang eingebautes Drosselventil er¬ reicht werden.
    [0012] Der Druckunterschied zwischen dem Hochdruck-Heizflächen-System einerseits und den Zwischenüberhitzer-Verdampferheizflächen andererseits kann in Ausgestaltung der Erfindung auch durch eine im ersten Strang eingebaute weitere drehzahlgesteuerte Förderpumpe erreicht werden. Durch diese Maßnahme braucht die Speisewasserpumpe am Eingang der Vorwärmer-Heizflächen nur den Druck der Zwischenüberhitzer-Verdampferheizflächen aufzubauen, während der Druckunterschied zwischen den Zwischenüberhitzer- Verdampfer-Heizflächen einerseits und dem Hochdruck-Heizflächen¬ system andererseits durch die weitere drehzahlgesteuerte För¬ derpumpe ausgeglichen wird.
    [0013] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann zur verän¬ derlichen Aufteilung des Speisewassers auf die beiden Stränge ein Regelventil im zweiten Strang eingebaut sein. Damit wird es möglich, über am Ausgang der Zwischen- und der Hochdrucküber¬ hitzer-Heizflächen eingebaute Temperaturmeßfühler die Auftei¬ lung des Speisewassers so zu regeln, daß sich die Dampftempe- raturen am Ausgang dieser beiden Überhitzerheizflächen einander nähern.
    [0014] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand zweier in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen;
    [0015] FIG 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
    [0016] Anlage zur Abhitzedampferzeugung, FIG 2 eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ab¬ weichende Ausführungsform einer Verzweigungsstelle im Speisewasserstrang und
    [0017] FIG 3 die Anordnung der einzelnen Heizflächen des Abhitzedampf¬ erzeugers im Q/T Diagramm.
    [0018] Die Figur 1 zeigt in sche atischer Darstellung ein Gas- und Dampfturbinenkraftwerk 2 mit einem Gasturbinenkraftwerksteil 1 und einem Dampfkraftwerksteil 6. An der Abgasleitung 3 der Gasturbine 4 ist ein Abhitzedampferzeuger 5 angeschlossen. An den Heizflächen des Abhitzedampferzeugers 5 ist wiederum, wie später näher erläutert wird, die Dampfturbine 47 des Dampf- kraftwerkes 6 angeschlossen. Diese Dampfturbine umfaßt im Aus¬ führungsbeispiel ein Hochdruckteil 29, ein Mitteldruckteil 15 und ein Niederdruckteil 48 und treibt einen Generator 49 an.
    [0019] An der Gasturbine 4 sind ein Luftverdichter 7 und ein Genera- tor 8 angekuppelt. An der Frischluftleitung 9 zwischen dem Luftverdichter 7 und der Gasturbine 4 ist eine Brennkammer 10 vorgesehen, die mit Brennstoff, wie z. B. Erdgas oder Erdöl, betrieben wird. Die Abgasleitung 3 Gasturbine führt über den Abhitzedampferzeu¬ ger 5 zu einem Kamin 11. Auf der Gasaustrittsseite, d. h. auf der kalten Seite des Abhitzedampferzeugers 5 , sind Kondensatvor¬ wärmheizflächen 12 zu erkennen. Diese sind eingangsseitig über eine Kondensatpumpe 13 an einen Kondensator 14 angeschlossen. Sie führen ausgangsseitig in einen Speisewasserbehälter 16. An diesen Speisewasserbehälter 16 ist eine Speisewasserumwälzpumpe 50 angeschlossen, die wiederum an den Eingang der Kondensatvor¬ wärmerheizflächen 12 angeschlossen ist. An den Speisewasserbe- hälter 16 ist außerdem eine Niederdruck-Speisewasserpumpe 51 angeschlossen, die ausgangsseitig an ein Niederdruck-Wasser- Dampf-Trenngefäß 53 angeschlossen ist. Den Kondensatorvorwärm¬ heizflächen 12 benachbart sind die über eine Umwälzpumpe 55 ein¬ gangs- und ausgangsseitig an das Niederdruck-Wasser-Dampf-Trenn- gefäß 53 angeschlossenen Niederdruck-Verdampferheizflächen 54. Dampfseitig ist das Niederdruck-Wasser-Dampf-Trenngefäß 53 über Niederdruck-Überhitzerheizflächen 56 an den Niederdruckteil 48 der Dampfturbine 47 angeschlossen. Zur wärmeren Seite des Ab¬ hitzedampferzeugers 5 hin sind im Abhitzedampferzeuger neben den Niederdruck-Uberhitzerheizflächen 56 erste Hochdruck-Eco- nomizerheizflächen 17 eingebaut. Diese sind eingangsseitig über eine Spei-sewasserpumpe 19 an die Speisewasserleitung 18 ange¬ schlossen. Ausgangsseitig sind diese ersten Hochdruck-Econo- mizerheizflächen 17 an eine Verzweigungsstelle 20 angeschlos- sen, von der ein erster und ein zweiter Strang 21 und 22 ab¬ zweigen.
    [0020] Der erste Strang 21, auch Hochdruckstrang genannt, führt im Aus¬ führungsbeispiel der Figur 1 unmittelbar in zweite Hochdruck- Economizerheizflächen 23 und in ein an diese anschließendes
    [0021] Hochdruck-Wasser-Dampf-Trenngefäß 26. An dieses Hochdruck-Was¬ ser-Dampf-Trenngefäß 26 sind über eine Umwälzpumpe zwei in Se¬ rie geschaltete Hochdruck-Verdampferheizflächen 24, 25 ange¬ schlossen. An dem Hochdruck-Wasser-Dampf-Trenngefäß 26 ist dampf- seitig eine Hochdruck-Dampfleitung 27 angeschlossen, die über Hochdruck-Überhitzerheizflächen 28 zu der zum Hochdruckteil 29 der Dampfturbine 47 führende Dampfleitung 47 führt.
    [0022] Der von der Verzweigungsstelle 20 abgehende zweite Strang 22, auch Mitteldruckstrang genannt, führt über ein Regelventil 30 und eine Drosselstelle 3J zu zwei in Serie geschalteten, im Abhitzedampferzeuger 5 zwischen den ersten Hochdruck-Economizer- heizflächen 17 und den zweiten Hochdruck-Economizerheizflächen 23 gelegene Mitteldruck-Verdampferheizflächen 32, 33. Diese sind ausgangsseitig über eine Dampfleitung 58 an Zwischenüber¬ hitzerheizflächen 36 angeschlossen, die zusammen mit den Hoch¬ druck-Überhitzerheizflächen 28 am heißen Ende, das heißt an der Seite des Abhitzedampferzeugers 5 eingebaut sind, an der die heißen Abgase der Gasturbine 4 einströmen. Die Zwischenüber¬ hitzerheizflächen 36 sind ausgangsseitig an den Mitteldruck¬ teil 15 der Dampfturbine 47 angeschlossen. Die Dampfleitung 58 mündet noch vor den Zwischenüberhitzerheizflächen an einer Ver¬ bindungsstelle 70 in die vom Hochdruckteil 29 der Dampfturbine 47 zu den Zwischenüberhitzerheizflächen 36 führende Abdampflei¬ tung 35.
    [0023] Sowohl die Hochdruck-Überhitzerheizflächen 28 als auch die Zwi¬ schenüberhitzerheizflächen 36 sind an der Abgaseintrittsseite des Abhitzedampferzeugers 5, und zwar im gleichen Temperatur¬ bereich desselben eingebaut. Dies ist durch die Zeichnung der Symbole für die Heizflächen angedeutet. In der von den Zwischen¬ überhitzer-Verdampferheizflächen 32, 33 zu den Zwischenüber¬ hitzerheizflächen führenden Dampfleitung 58 kann, wie das ge- strichelt angedeutet wurde, auch ein Mitteldruck-Wasser-Dampf- Trenngefäß 34 mit Umwälzpumpe 39 eingebaut werden, um noch nicht verdampftes Speisewasser in die Verdampfer-Überhitzerheiz¬ flächen zu rezirkulieren. Am Dampfaustritt der beiden Überhitzerheizflächen 28 und 36 befinden sich je ein Meßfühler 40 bzw. 41 zum Messen der Dampf¬ temperatur. Diese Meßfühler 40, 41 sind über eine Signalverar- beitungs- und Regelstufe 64 an das Regelventil 30 im zweiten Strang 32 angeschlossen.
    [0024] Im Betrieb treibt die Gasturbine 4 den Generator 8 und den auf derselben Welle sitzenden Luftverdichter 7 an, welcher die Brennkammer 10 der Gasturbine 4 mit Frischluft versorgt. Die heißen Abgase der Gasturbine 4 durchströmen im Ausführungsbei¬ spiel den Abhitzedampferzeuger 5 von unten nach oben, wobei sie ihre Wärme der Reihe nach an den diversen im Abhitzedampferzeu¬ ger 5 eingebauten Heizflächen 28 und 36 sowie 25, 24, 23, 33, 32, 17, 56 , 54 und 12 in dieser Reihenfolge abgeben. Sie werden danach im Ausführungsbeispiel am oberen Ende des Abhitzedampfer¬ zeugers 5 abgekühlt in den Kamin 11 entlassen. Im Abhitzedampf¬ erzeuger ist Wärme in verschiedenen Temperaturniveaus verfügbar. Am kühlen unteren Ende wird die Wärme dazu verwendet, das über die Kondensatpumpe 13 geförderte Kondensat vor Einleitung in den Speisewasserbehälter 16 aufzuwärmen bzw. mittels der Spei¬ sewasserumwälzpumpe 50 den Inhalt des Speisewasserbehälters 16 weiter aufzuwärmen. Zur Bereitstellung des für den Betrieb der Niederdruckdampfturbine 48 benötigten Niederdruckdampfes wird das Speisewasser mittels der Niederdruckspeisewasserpumpe 52 in das Niederdruck-Wasser-Dampf-Trenngefäß 53 befördert und von dort über die Umwälzpumpe 55 in die Niederdruck-Verdampferheiz¬ flächen 54 befördert. Der sich im Niederdruck-Wasser-Dampf- Trenngefäß 53 bildende Dampf gelangt über die Niederdruck-Über¬ hitzerheizflächen 56 und die Niederdruckdampfleitung 57 in den Niederdruckteil 48 der Dampfturbine 47 und von dort aus wieder in den Kondensator 14.
    [0025] Zur Bereitstellung des für den Betrieb des Mitteldruckteiis 15 und Hochdruckteils 29 der Dampfturbine 47 benötigten Dampfes wird das Speisewasser mittels der Speisewasserpumpe 19 aus dem Speise- Wasserbehälter 16 in erste Hochdruck-Economizerheizflächen 17 befördert, dort weiter aufgeheizt und über die Verzweigungsstel¬ le 20 sowohl in den ersten sogenannten Hochdruckstrang 21 als auch in den zweiten sogenannten Mitteldruckstrang 22 befördert.
    [0026] Das durch den Hochdruckstrang 21 gepumpte Speisewasser wird zunächst im Hochdruck-Economizer 23 aufgeheizt und in den bei¬ den in Serie geschalteten Hochdruck-Verdampferheizflächen 24, 25 verdampft, wobei jeweils noch nicht verdampftes Speisewasser über das Hochdruck-Wasser-Dampf-Trenngefäß 26 und die Umwälzpum¬ pe 38 wieder in die Hochdruck-Verdampferheizflächen 24, 25 zu¬ rückgepumpt wird. Der am oberen Ende des Wasser-Dampf-Trennge¬ fäßes 26 abgezogene Dampf gelangt über die Hochdruck-Dampflei¬ tung 27 in die Hochdruck-Überhitzerheizflächen 28 des Abhitze- dampferzeugers 5. Dort wird er auf die für den Hochdruckteil 29 der Dampfturbine 47 vorgesehene Temperatur überhitzt. Der über¬ hitzte Hochdruckdampf H, dessen Temperatur durch den Sensor 40 gemessen wird, strömt über die Leitung 47 in den Hochdruckteil 29 der Dampfturbine 47 ein. Der am Ausgang aus dem Hochdruck- teil 29 der Dampfturbine ausströmende teilentspannte sogenannte Abdampf A wird zusammen mit dem Dampf D, der in den Mitteldruck- Verdampferheizflächen 32, 33 erzeugt wurde, über die Abdampflei¬ tung 35 in die Zwischenüberhitzerheizflächen 36 geleitet. Dort wird dieser Dampf auf annähernd die gleiche hohe Temperatur wie der Hochdruckdampf H aufgeheizt und als Mitteldruckdampf oder zwischenüberhitzter Dampf ZÜD über die Dampfzuführungsleitung 37 dem Mitteldruckteil 15 der Dampfturbine 47 zugeführt. Die Temperatur des Mitteldruckdampfes wird mit dem Sensor 41 ge¬ messen. Der Abdampf des Mitteldruckteils 15 der Dampfturbine 47 wird in die von den Niederdruck-Überhitzerheizflächen kommen¬ de und zum Niederdruckteil 48 der Dampfturbine führende Nieder¬ druck-Dampfleitung 57 eingespeist. Er kann im Niederdruckteil 48 der Dampfturbine noch weiter abgearbeitet werden. Der von der Verzweigungsstelle 20 abgehende zweite Strang 22 führt erwärmtes Speisewasser über das Regelventil 30 und die Drosselstelle 31 - in der der Druck auf den Eingangsdruck des Mitteldruckteils 15 der Dampfturbine abgebaut wird - in die zwei Mitteldruckverdampfer-Heizflächen 32, 33. Der dort er¬ zeugte Mitteldruckdampf wird an der Verbindungsstelle 70 in die Abdampfleitung 35 eingespeist. Er vermehrt somit die in den Zwischenüberhitzerheizflächen 36 aufzuheizende Dampfmenge. Das hat zur Folge, daß über die Meßfühler 40, 41, die am Ausgang der Hochdruck-Überhitzerheizflächen 28 bzw. der Zwischenüberhitzer¬ heizflächen 36 angeordnet sind und die Dampfzustände in den bei¬ den Dampfzuleitungen 47 bzw. 37 messen, das Regelventil 30 so gesteuert werden kann, daß sich die Dampftemperatur am Ausgang der beiden Überhitzerheizflächen 28, 36 einander annähern. Denn beim weiteren Öffnen des Regelventils 30 strömt etwas weniger Speisewasser in das Hochdruck-Heizflächensystem 23, 24, 25, 28. Das heißt, es wird also etwas weniger Hochdruckdampf H erzeugt, dieser aber dafür in den Hochdruck-Überhitzerheizflächen stär¬ ker aufgeheizt und es wird zugleich mehr Mitteldruckdampf er- zeugt. Letzteres führt zu einer Absenkung der Temperatur am
    [0027] Ausgang der Überhitzer-Verfampferheizflächen 32, 33 und zu ei¬ nem kühleren, Dampf D in der Dampfleitung 58. Das hat zur Folge, daß auch die Temperatur des ZÜD-Da pfes hinter den Zwischenüber¬ hitzerheizflächen 36 absinkt und umgekehrt. Dies alles geschieht ohne die Verwendung von Einspritzkühlern, die hier nicht benö¬ tigt werden und nur den Gesamtwirkungsgrad herabsetzen würden.
    [0028] Insgesamt führt das zu dem Ergebnis, daß der Abhitzedampferzeu¬ ger 5 so geregelt werden kann, daß die Temperaturen sowohl des Hochdruckdampfes H als auch des Zwischenüberhitzer-Dampfes ZÜD in den Dampfleitungen 47 und 37 auf annähernd das gleiche von der Dampfturbine noch tolerierte Temperaturniveau angehoben werden können. Dabei steigt der thermodyna ische Wirkungsgrad insbe¬ sondere im Mitteldruckteil 15 der Dampfturbine, wenngleich, ins- gesamt gesehen, etwas weniger Dampf erzeugt wird. Darüber hinaus wird als weiterer Vorteil erreicht, daß durch bloßes Verändern der Speisewassermengen, die in den beiden Strängen 21, 22 ein¬ gespeist werden, Heizleistungsschwankungen etwa infolge Verän¬ derungen des Brennstoffs in der Brennkammer 10 ohne Einsatz von Einspritzkühlern im Sinne einer Optimierung des Gesa twirkungs- grades ausgeregelt werden können. Bei Einbau des in der Figur 1 nur gestrichelt angedeuteten Mitteldruck-Wasser-Dampf-Trennge¬ fäßes 34 nebst Umwälzpumpe 39 wird zuverlässig vermieden, daß nasser Dampf in die Dampfleitung 58 gelangen kann, dafür wird aber die Regelfähigkeit des Gesamtsystems eingeschränkt.
    [0029] Die Figur 2 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels der Figur 1. Hier ist die in der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 20 versehene Verzweigungsstelle für die beiden Stränge 21, 22 mit 43 bezeichnet. Im ersten Strang 21 liegt hier eine Druckerhö- hungspumpe 44 und im zweiten Strang 22 ein steuerbares Regel¬ ventil 45, das von einer Regelstufe 65 in Abhängigkeit der von den an den Meßfühlern 40, 41 gemessenen Temperatur gesteuert wird. Hierbei braucht bei sonst gleichem Aufbau des Gas- und Dampfturbinenkraftwerks 2 einschließlich des Abhitzedampferzeu- gers 5 die Speisewasserpumpe 19 nur den Druck aufzubauen, der dem Dampfdruck am Eingang des Mitteldruckteils 15 der Dampftur¬ bine 47 entspricht. Da dieser Druck an der Verzweigungsstelle 43 vorliegt, muß in den zu den Hochdruck-Verdampferheizflächen 24, 25 führenden ersten Strang 21 der Speisewasserleitung eine zusätzliche Druckerhöhungspumpe 44 eingesetzt werden. Dafür kann die Drosselstelle 31 an dem zu den Zwischenüberhitzer-Ver¬ dampferheizflächen 32, 33 führenden zweiten Strang 22 entfal¬ len, so daß in diesem zweiten Strang 22 nur noch das Regelven¬ til 45 benötigt wird. Wird die Drehzahl der Druckerhöhungspumpe 44 geregelt, so könnte sogar das Regelventil 45 entfallen. Im übrigen sind die Vorteile der Regelung und die Vorteile des höheren Wirkungsgrades die gleichen wie im Ausführungsbeispiel der Figur 1.
    [0030] Die Figur 3 zeigt in einem Q/T-Diagramm die Übertragung der
    [0031] Wärmeleistung des Rauchgases auf das in den verschiedenen Heiz- flächen des Abhitzedampferzeugers 5 strömende Speisewasser bzw. den daraus erzeugten Dampf in Abhängigkeit von der Temperatur. Im linken Abschnitt des Diagramms, im Bereich hoher Rauchgas¬ temperaturen 72, befindet sich das Hochdrucksystem in dem Hoch- druckdampf von 110 bis 150 bar in den Hochdruck-Verdampferheiz¬ flächen 24, 25 erzeugt und in den Hochdruck-Überhitzerheizflä¬ chen 28 überhitzt wird. Außerdem befinden sich im linken Ab¬ schnitt des Diagramms die Zwischenüberhitzerheizflächen 36, in welchen der Abdampf A, der den Hochdruckteil 29 der Dampftur- bine 47 bei etwa 20 bis 40 bar verlassen hat, sowie weiterer in der Verbindungsstelle 70 zugemischter Mitteldruckampf D auf relativ hohe Temperaturen überhitzt wird.
    [0032] Im mittleren Abschnitt des Diagramms der Figur 3 sind bei be- reits tieferen Rauchgastemperaturen die Verhältnisse für die Hochdruck-Econo izerheizflächen 17 und 23, in denen das Spei¬ sewasser vorgewärmt wird und für die Zwischenüberhitzer-Ver¬ dampferheizflächen 32, 33 dargestellt. Der in den Zwischenüber¬ hitzer-Verdampferheizflächen gewonnene etwas überhitzte Dampf wird dem Abdampf A des Hochdruckteils der Dampfturbine bei 70 zugemischt und zusammen mit diesen in den Zwischeπüberhitzer- heizfl chen 36 weiter überhitzt, um dann in den Mitteldruckteil 15 der Dampfturbine 47 eingespeist zu werden.
    [0033] Im rechten und letzten Abschnitt des Diagramms der Figur 3 wird bei bereits stark abgekühlten Rauchgastemperaturen in den Nie¬ derdruck-Verdampferheizflächen 54 aus dem vorgewärmten Speise¬ wasser Niederdruckdampf von etwa 3 bis 7 bar erzeugt und in den Niederdruck-Überhitzerheizflächen 56 überhitzt. Auch wird hier das Speisewasser und Kondensat in Kondensatvorwärmheizflächen 12 vorgewärmt. Der in den Niederdruck-Uberhitzerheizflächen 56 überhitzte Niedεrdruckda pf N strömt gemeinsam mit dem Abdampf aus dem Mitteldruckteil 15 der Dampfturbine 47 in den Nieder¬ druckteil 48 der Dampfturbine und expandiert dort bis auf den im Kondensator herrschenden Druck. Man erkennt in dem Diagramm, daß die mittlere Temperatur der Wärmeübertragung auf das Spei- L sewasser bzw. den Dampf im gesamten Verlauf der Rauchgastempe¬ ratur im Abhitzedampferzeuger 5 jeweils sehr stark an die je¬ weilige Rauchgastemperatur angenähert ist, was zu einem opti¬ malen Wirkungsgrad beim Wärmeübertrag und damit auch bei der
    [0034] Abwärmenutzung führt.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche
    1. Verfahren zum Betrieb einer Dampfturbine (15, 29, 47, 48), die mindestens ein Mitteldruckteil (15) und ein Hochdruckteil (29) aufweist, mit Hilfe eines von heißem Gas durchströmten Abhitzedampferzeugers (5), d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß a) in einem Hochdruck-Heizflächensystem (23, 24, 25, 28) er¬ zeugter überhitzter Dampf (H) dem Hochdruckteil {29) der Dampfturbine (47) zugeführt wird, b) dem Abdampf (A) des Hochdruckteils (29) der Dampfturbine (47) eine kleinere Menge Dampf (D) beigemischt wird, wobei diese kleinere Menge Dampf (D) im Abhitzedampferzeuger (5) in Zwischenüberhitzer-Verdampferheizflächen (32, 33) aus diesem zugeführten vorgewärmten Speisewasser (S) erzeugt wird, c) die Mischung aus der kleineren Menge Dampf (D) und dem Ab¬ dampf (A) in Zwischenüberhitzer-Heizflächen (36) des Abhit¬ zedampferzeugers (5) überhitzt wird und d) die so überhitzte Dampfmischung dem Mitteldruckteil (15) der Dampfturbine zugeführt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Temperatur des Dampfes (ZÜD) am Ausgang der Zwischenüberhitzer-Heizflächen (36) an die Tempe¬ ratur des Dampfes (H) am Ausgang der Hochdruck-Uberhitzer- Heizflächen (28) angenähert wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , daß das den Zwischenüberhitzer-Verdampfer- heizflächen (32, 33) zugeführte vorgewärmte Speisewasser von dem dem Hochdruck-Heizflächensystem (23, 24, 25, 28) zuströ¬ menden vorgewärmten Speisewasser (S) abgezweigt wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e ¬ z e i c h n e t , daß die Aufteilung des Speisewassers (S) zwischen dem Hochdruck-Heizflächen-System (23, 24, 25, 28) und den Zwischenüberhitzer-Verdampferheizflächen (32, 33) in Ab- hängigkeit von der Temperatur des Dampfes (ZÜD) am Ausgang der Zwischenüberhitzer-Heizflächen (36) erfolgt.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aufteilung des Speise- wassers zwischen den Hochdruck-Heizflächen-Systemen (23, 24, 25, 28) und den Zwischenüberhitzer-Verdampferheizflächen (32, 33) in Abhängigkeit von der Differenz der Temperaturen des Dampfes am Ausgang der Hochdrucküberhitzer-Heizflächen (28) und der Zwischenüberhitzer-Heizflächen (36) erfolgt.
    6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Dampfturbine (15, 29, 47, 48 ), mit mindestens einen Mitteldruckteil (15) und einem Hochdruckteil (29), mit einem von heißem Gas durchströmten Abhitzedampferzeuger (5), mit an dem Hochdruckteil der Dampfturbine angeschlossenen Hochdruck- Heizflächensystem (23, 24, 25, 28) und mit an die Abdampflei¬ tung (35) des Hochdruckteils (29) der Dampfturbine angeschlos¬ senen Zwischenüberhitzerheizflächen (36), welche ausgangsseitig an den Mitteldruckteil (15) der Dampfturbine angeschlossen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Speise¬ wasserleitung des Abhitzedampferzeugers (5) zu einer Verzwei¬ gungsstelle (20, 43) führt, von der ein erster Strang in das Hochdruck-Heizflächensystem (23, 24, 25, 28) und ein zweiter Strang (22) in Zwischenüberhitzer-Verdampfer-Heizflächen (32, 33) führt und wobei mindestens einem der beiden Stränge Mittel (30, 44, 45) zur Veränderung des Aufteilungsverhältnisses zuge¬ ordnet sind.
    7. Anlage nach Anspruch 6, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Abhitzedampferzeuger (5) a) mit einem Hochdruck-Heizflächensystem (23, 24, 25, 28) zur Erzeugung eines überhitzten Dampfes (H), der dem Hochdruck¬ teil (29) einer Dampfturbine (47) zuführbar ist, b) mit Zwischenüberhitzer-Verdampferheizflächen (32, 33), denen vorgewärmtes Speisewasser (S) zur Verdampfung und gegebenen- falls Uberhitzung zuführbar ist und die mit ihrem Ausgang an die Abdampfleitung (35) des Hochdruckteils (29) der Dampf¬ turbine anschließbar sind, c) mit Zwischenüberhitzer-Heizflächen (36), cl) die mit ihrem Eingang an den Ausgang der Zwischenüber- hitzer-Verdampfer-Heizflächen (32, 33) und an der Ab¬ dampfleitung (35) des Hochdruckteils der Dampfturbine anschließbar sind, c2) die zur Überhitzung des Gemisches aus dem Abdampf (A) des Hochdruckteils (29) der Dampfturbine und den Dampf (D) aus den Zwischenüberhitzer-Verdampferheizflächen (32, 33) vorgesehen sind und c3) deren Ausgang über eine Leitung (37) an den Mitteldruck¬ teil (15) der Dampfturbine anschließbar ist.
    8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß ein Drosselventil (31) in den zu den Mitteldruckverdampfer-Heizflächen (32, 33) führenden zweiten Strang (22) eingebaut sind.
    9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur veränderlichen Auftei¬ lung des Speisewassers auf die beiden Speisewasserstränge (21, 22) eine im ersten Strang (21) eingebaute weitere drehzahlge¬ steuerte Druckerhöhungspumpe (44) vorgesehen ist.
    10. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur veränderlichen Auftei¬ lung des Speisewassers auf die beiden Stränge (21, 22) ein im zweiten Strang (22) eingebautes Regelventil (30, 45) vorgesehen ist.
    11. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hochdrucküberhitzer- Heizflächen (28) und die Zwischenüberhitzerheizflächen (36) im Abhitzedampferzeuger (5) im Bereich der gleichen größten Gastemperatur angeordnet sind.
    12. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Temperaturmeßfühler (40, 41) am Ausgang der Überhitzerheizflächen (28, 36) zur Steuerung der Mittel (30, 44, 45) zur Beeinflussung des Aufteilungsver¬ hältnisses des Speisewassers auf die beiden Stränge (21, 22) vorgesehen sind.
    13. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zweite Hochdruck-Econo izer- heizflächen (23) in dem zu dem Hochdruckverdampfer-Heizflächen (24, 25) führenden ersten Strang (21) eingebaut sind.
    14. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zwischenüberhitzer- Verdampferheizflächen (32, 33) ausgangsseitig an die zu den Zwischenüberhitzer-Heizflächen (36) führende Abdampfleitung (35) des Hochdruckteils (29) der Dampfturbine angeschlossen sind.
    15. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verzweigungsstelle (20, 43) in Strömungsrichtung des Speisewassers gesehen hinter ersten Hochdruck-Economizerheizflächen (17) eingebaut ist.
    16. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verzweigungsstelle (20, 43) in Strömungsrichtung des Speisewassers gesehen vor den zweiten Hochdruck-Economizerheizflächen (23) eingebaut ist.
    17. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Dampf¬ kraftwerksteil ein Gasturbinenkraftwerk (1) zugeordnet ist, dessen Abgasleitung (3) an den Abhitzedampferzeuger (5) ange- schlössen ist.
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