CN105051328A - 发电系统和用以操作其的方法 - Google Patents
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Abstract
一种发电系统(PGS)，其包括氧气燃料燃烧器(OXB)、蒸汽循环(RC)，用于将所述蒸汽循环的工作介质的一部分馈送到所述氧气燃料燃烧器(OXB)的再循环管线(RCL)。为了提高效率，提出了一种系统和方法：-提供至少一个第一给水预热器(WPH1)，-其中所述蒸汽循环(RC)连接到所述至少一个第一给水预热器(WPH1)下游的所述再循环管线(RCL)，-从所述蒸汽循环(RC)提取第十工作介质流(EXH10)，-提取第八工作介质流(EXH8)作为所述第一冷凝器(CONI)下游的二氧化碳，-其中所述至少一个第一给水预热器(WPH1)与从所述第一蒸汽轮机(ST1)提取的工作介质流(即第五工作介质流(EXH5))一起加热。
Description
技术领域
本发明涉及发电系统，该发电系统包括氧气燃料燃烧器和蒸汽循环。
背景技术
自从尤其是通过带有含氧气体燃烧燃料产生机械功率或电功率以来，发电系统以及操作这样系统的和相应方法长期以来已知的。近来，提出关于在空气中二氧化碳含量增加到被称为温室效应可能发生的量的担忧。由于这种意识正在上升，若干项目被启动以减少二氧化碳的排放。这些项目的其中之一就是在燃烧期间利用含氧气体的燃料而不是空气燃烧燃料以避免NOx(氮氧化物)的产生并且避免必要的惰性组分与产生的二氧化碳混合，以能够更容易地使二氧化碳从所产生的排气中分离。该容易的分离，在最后的存储容量中简化纯二氧化碳的存储。基本上纯的二氧化碳可进一步更好地用于后续化学过程。例如，含氧气体基本上是具有由可为常规的膜型的空气分离单元产生的少量杂质的纯氧。在本发明的上下文中，氧气燃料燃烧器特征在于基本上用氧含量气体燃烧燃料，其中所述含氧气体具有比周围空气显著更高的含氧量，或其中氧气是其主要成分或其中所述含氧气体优先地为具有一些杂质的纯氧。这种含氧气体可以包含一些其它的添加剂，但它的主要成分优选地为氧。
在US7021063B2中公开了一种已知的发电系统，其涉及氧气燃料燃烧器、气体发生器，其包括用于预加热已经通过第一膨胀机阶段的蒸汽的回热式热交换器，该热交换器通过来自所述气体发生器分别排放的出口蒸汽而加热。
如果考虑空气分离单元的能耗，常规的具有氧气燃料燃烧器的发电系统是显著低于普通的发电系统的效率。因此提高效率以使该技术在经济上可行，并有对周围产生积极的影响。
发明内容
本发明的一个目的是提高包括氧气燃料燃烧器的已知的发电系统的效率。
提高初期定义的发电系统的效率的目的是根据早期提到的具有权利要求1的特征部分的进一步特性的类型由发电系统实现的。进一步的目的是通过早期提到的具有独立方法权利要求的特征的部分的进一步的类型的方法实现的。
所提出的发电系统的改进的一个重要的方面为根据本发明的相应的方法，该方法是添加用于再循环给水的预热的热交换器，再循环给水提交到氧气燃料燃烧器用于混合到氧气燃料燃烧器的排放蒸汽(作为用于蒸汽循环的工作介质)。根据本发明，通过对提取的蒸汽预热，改善了循环性能。
在根据本发明的循环中，蒸汽工作介质各自地(基本上氧气燃料燃烧器的排放流体)在含有二氧化碳的相当高浓度(典型地大于5％，按体积计优选约10％)的蒸汽涡轮机中提取，这使循环更不同于常规的蒸汽循环。二氧化碳导致了预加热器优选地从预加热器分离，然后收集路由到二氧化碳流出口。优选地，对于递送给最终用户的二氧化碳压缩处理(例如，提高油回收或甲烷合成)在发电系统各自地的方法中被集成。
根据本发明，该过程的另一个有利的改进通过提供相应的回热器获得，所述氧气燃料燃烧器下游的第一热交换器在氧气燃料燃烧器(第一工作介质流)的排放流体之前进入蒸汽涡轮机。这种热交换器(相应地回热器)重新加热蒸汽，分别地从，已经经过第一膨胀通过所述蒸汽涡轮机的第一工作介质流，其中来自所述氧气燃料燃烧器的排放流体加热来自所述蒸汽涡轮机的工作介质流。该热交换器对于下游的蒸汽涡轮机提供了一定的保护，因为它从上游设备的控制变化或干扰提供了一些热容量衰减热梯度。而且，该热交换器保护涡轮机免受来自氧气燃料燃烧器上带来的水滴。
根据本发明，所述氧气燃料燃烧器基本上为气体发生器，其通过利用基本上纯氧点燃或燃烧燃料分别产生排气，排放流体。这个排气被称为排放流体，因为它可能含有可能冷凝成液体的液体组分或流体的部分。由于这种排放流体是氧气燃料燃烧器的燃烧的流体(从而在这方面排放)但也可用于蒸汽循环的介质，它在本申请中也被称为工作介质流。所有蒸汽循环内的该工作介质流的修改和处理也将被称为工作介质流。
本发明的另一个有益的改进是通过提供至少一个可调阀以控制通过所述再循环管线的流体给出。该控制功能允许保持在所述排放流体或工作介质流之前进入任意涡轮机装置的下游的氧气燃料燃烧器期望的排放流体温度(因此也被称为燃烧器排放流体)。优选地控制单元在再循环管线根据发电系统的涡轮机(即蒸汽涡轮机)的上游的温度测量控制所述可调阀的位置。该控制单元被设计成使得它从温度测量中接收测量结果并将控制信号提交给所述控制阀。优选地控制方法被设计成，当认识到超过温度限制时，使阀进一步被打开。可进一步设计阀控制单元，使得避免独自地在发电系统的涡轮机中增加陡剧的温度瞬变的温度的上限。
另一个优选的实施例在所述至少一个给水预热器中提供了除气端口，以收集来自冷凝排放流体的气态二氧化碳。
本发明的另一个优选实施例提供了所述氧气燃料燃烧器上游的空气分离单元，优选地，以分离周围空气中的氧气以在所述氧气燃料燃烧器中和燃料一起燃烧。该空气分离单元可以是膜型的。
附图说明
本发明上述提到的属性和其它的特征和优点以及实现它们的方式将变得更加显而易见，并且通过参考当前已知的最佳模式的下述描述并结合附图执行本发明，本发明本身将被理解，其中
图1示出了包括根据本发明的装置并且描绘了根据本发明的方法的氧气燃料发电厂的示意流程图。
具体实施方式
图1是简化流程图的示意图，其示出了发电系统并说明了根据本发明的方法。来自空气分离单元AUS的燃料F和氧气O2通过压缩机Cl、C2、C3、C4、C5都被升高到较高的压力水平，在两种流体被注入进氧气燃料燃烧器之前，例如，在150bar的压力下，该压缩机Cl、C2、C3、C4、C5分别设有中间冷却器INTI、INT2、INT3。在所述氧气燃料燃烧器OXB中(其也被认为是气体发生器)燃料F和所述氧气O2发生燃烧产生排气(以下被称为排放流体或第一燃烧器排放流体)。该排放流体将被改良，如以下段落解释并且转换成第一工作介质流EXH1-并且退出所述氧气燃料燃烧器OXB并进入第一热交换器HEX1(其中所述第一工作介质流EXH1加热第二介质)。
所述第一工作介质流EXH1的温度通过控制蒸发介质的流动而被调节-尤其是水作为介质-作为到氧气燃料燃烧器的再循环流被汽化，从而冷却第一燃烧器排放流体到合适的温度(然后产生第一工作介质流EXH1)以随后进入第二蒸汽涡轮机ST2。
在第一交换器HEX1的下游，所述第一工作介质流EXH1在所述第二蒸汽涡轮机ST2中膨胀，其为高压蒸汽涡轮机(高压意味着该压力水平高于下游涡轮机第一蒸汽涡轮机ST1的压力水平)。退出所述第二蒸汽涡轮机ST2的第一工作介质流EXH1被分为排放流体流或第二工作介质流EXH2和第三排放流体流或第三工作介质流EXH3，其中优选地，约90％以上的所述第一工作介质流EXH1变成所述第三排放流体流EXH3。
在所述第二蒸汽涡轮机ST2下游，所述第三工作介质流EXH3进入所述第一热交换器HEX1被再加热，从所述第一排放流体流EXH1提取的热能来自所述氧气燃料燃烧器OXB。
第二蒸汽涡轮机ST2和第一热交换器HEX1的存在是可选的。
进一步地，所述第三工作介质流EXH3下游进入第一蒸汽涡轮机ST1从约40bar的压力下降到0.2bar的压力被膨胀。压力值旨在作为实例。所述第一涡轮机ST1包括一些流体流的提取，以使所述膨胀的第三工作介质流EXH3通过提取第四排放流体流或第四工作介质流EXH4、提取第五排放流体流或第五工作介质流EXH5和提取第六排放流体流或第六工作介质流EXH6被减到第七排放流体流或第七工作介质流EXH7。在所述第一蒸汽涡轮ST1下游、所述第七工作介质流EXH7在第一冷凝器CONI(或更具体地，在水分离器中)被部分地液化，其配备有除气器以将所述第七工作介质流EXH7分离到气态第八排放流体流或第八工作介质流EXH8和液体第九排放流体流或第九工作介质流EXH9，这两者都退出所述第一冷凝器CONI。所述第八工作介质流EXH8基本上是气态二氧化碳并且在下游由阶段CPI、CP2、CP3和中间冷却热交换器INT3、INT4组成的中冷多级压缩机MCP中进一步压缩。所述多级压缩机MCP可在压缩的一些中间压力水平接收二氧化碳的进一步气态流以被压缩用于后续使用，在这里表示为存储STO。
所述第一冷凝器CONI下游，所述第九工作介质流EXH9，它由第一给水泵FWP1传递到更高压力水平，给水泵FWP1再次具有给水泵输出流的输出。在下游分割点DIV1(虽然其可位于循环中的多个不同位置)所述第九工作介质流EXH9-更确切地说：所述给水泵输出流-被分成第十排放流体流或第十工作介质流或提取流体流EXH10-其基本上包含液体水H2O-和第十一排放流体流或第十一工作介质流EXH11和除气器MPD。在所述混合预加热器和除气器MPD中，所述第十一工作介质流EXH11与所述第六工作介质流EXH6混合，从所述第一蒸汽涡轮机ST1提取以增加温度和进一步与第二十二排放流体流或第二十二工作介质流EXH22混合，其通过阀TH3节流到所述混合预加热器和除气器MPD。在所述混合预加热器和除气器MPD产生的气体量被引导到所述多级压缩机MCP作为第十二排放流体流或第十二工作介质流EXH12。来自所述混合预加热器和除气器MPD的液体量被传递到下游第二给水泵FWP2作为第十三排放流体流或第十三工作介质流EXH13。进一步地，所述第十三工作介质流EXH13下游在第二子冷却器SC02中被加热，在后面进入所述混合预加热器和除气MPD之前，其与所述第二十二工作介质流EXH22交换热量。进一步地，在以下顺序中，所述第十三工作介质流EXH13下游进入第一给水预热器WPH1，第一(可选)子冷却器SC01，第二(可选)给水预热器WPH2，第三(可选)热交换器HEX3和第三(可选)给水预热器WPH3和第二(可选)热交换器HEX2。
正如已经提到，所述分割点DIV1在循环中可以定位，也可以在其他位置。
该预热序列向下，所述第十三工作介质流EXH13通过可调阀WSV连接或通向所述再循环管线RCL被注入到所述氧气燃料燃烧器OXB以调节所述第一工作介质流EXH1的温度作为以上提到的冷却介质。
所述第三给水预热器WPH3由从所述第二蒸汽涡轮机ST2提取的所述第二工作介质流EXH2加热，其下游通过将热能传递到所述第十三工作介质流EXH13的所述第二热交换器HEX2。所述第三给水预热器WPH3将该热交换的热侧划分到提供给多级压缩机MCP的气体组分作为第十八排放流体流或第十八工作介质流EXH18。第三给水预热器WPH3的热侧的液体组件被提供为加热通过第一节流阀TH1到所述第二给水预热器的流体作为第二十排放流体流或第二十工作介质流EXH20。
所述第二给水预热器WPH2随后从第一蒸汽涡轮机ST1接收所述第四次工作介质流EXH4以加热所述第十三工作介质流EXH13。
所述第二给水预热器WPH2排出气态第十六排放流体流或第十六工作介质流EXH16(基本由二氧化碳组成)和液体第二十一排放流体流或第二十一工作介质流EXH21，两者由所述进入的第四工作介质流EXH4和所述第二十工作介质流EXH20产生。所述第二十一工作介质流EXH21进入所述第一子冷却器SCOl的加热侧和进一步地下游由在该热侧通过第二节流阀TH2进入所述第一给水预热器WPH1。
部分已经解释，所述第一给水预热器WPH1从所述第一蒸汽涡轮机ST1接收所述第五工作介质流EXH5以加热所述第十三工作介质流EXH13。
此外，所述第一给水预热器WPH1排出气态第十四排放流体流或第十四工作介质流EXH14(基本上由二氧化碳组成)和液体第22工作介质流EXH22这两者由所述引入的第五工作介质流体EXH5和所述第二十一工作介质流EXH21产生的。所述第22工作介质流EXH22进入所述第二子冷却器SC02的热侧和进一步地下游通过在该热侧上的所述第三节流阀TH3进入所述混合预热器和除气器MPD。
所述第一蒸汽涡轮机ST1和所述第二蒸汽涡轮机ST2两者驱动至少一个发电机GEN，以产生电功率。例如，作为可替代的，提供直接驱动用于压缩机或驱动任何其他单元。
所述第一冷凝器CONI可通过周围空气、周围来自海洋或河流的水冷却或它可为冷却由喷水冷凝的流体冷却的喷水冷凝器。例如，水可以由从所述发电系统提取的冷却和重新注入的水提供。
为了防止在循环中不希望的产物的积累，例如，水处理WT可被插入在所述再循环管线RCL或在循环中的其它位置。可替代地或另外地(如图所示)可插入另一水处理WT，水H2O的提取的上游作为第十提取流体流EXH10。该位置还可提高待提取水的质量用于任何潜在的后续使用。
但必须指出的是，提取流体流EXH10可在很多循环中的许多位置被提取。
蒸汽循环RC与工作介质流EXH1、EXH7、EXH9、EXH11、EXH13一起操作。新的流体经由第一工作介质流EXH1提供，一些流体还从循环中提取，例如工作介质流EXH8、EXH12、EXH14、EXH16、EXH18。
在一个实施例中，从第一给水预热器WPH1分离(或其它给水预热器WPH2，WPH3)二氧化碳(CO2)可以区分在其他蒸汽循环中发现的已知的给水预热器，由于要分离的气体的幅度可以是巨大的，蒸汽涡轮机提取流量的大部分百分比(此处：EXH2或EXH4或EXH5)，而在已知的冷凝器中在正常操作期间仅仅分离一些ppb级(十亿分之一)。
一些如上述实施例明的特征是可选的。下面的设置是足够的。
一种发电系统PGS，该发电系统PGS包括
-氧气燃料燃烧器OXB，其中所述氧气燃料燃烧器OXB被制造为从利用含氧气体O2燃烧燃料F中产生第一燃烧器排放流体，所述含氧气体O2具有的氧含量比周围空气中的氧含量高，
-再循环管线RCL，所述再循环管线RCL用于将第一流体，尤其是水，馈送到所述氧气燃料燃烧器OXB以与所产生的第一燃烧器释放流体混合为第一工作介质流EXH1，
-蒸汽循环RC，该蒸汽循环RC与所述第一工作介质流EXH1一起操作，
-其中所述蒸汽循环RC包括至少一个第一蒸汽涡轮机ST1，所述第一蒸汽涡轮机ST1使所述第一工作介质流EXH1的至少一部分膨胀，即第三工作介质流EXH3，其中所述蒸汽涡轮机ST1具有至少一个用于膨胀流体的输出端口，所述输出端口中的一个提供第七工作介质流EXH7，
-其中所述蒸汽循环RC包括至少一个第一水分离器CON1，具体地冷凝器，所述第一蒸汽涡轮机ST1的下游冷凝所述第七工作介质流EXH7的部分，其中，所述第一水分离器CON1具有用于冷凝流体的至少一个输出端口，所述输出端口中的一个提供第九工作介质流EXH9,
-其中所述蒸汽循环RC包括所述第一水分离器CON1下游的至少一个第一给水泵FWP1，其与给水泵输出流的输出一起将所述第九工作介质流EXH9传递到较高的压力水平，
其中，
所述蒸汽循环RC包括所述第一给水泵FWP1下游的至少一个第一给水预热器WPH1，其加热所述给水泵输出流的至少一部分，即第十三工作介质流EXH13,
-其中所述蒸汽循环RC通向所述至少一个第一给水预热器WPH1的下游的所述再循环管线RCL，其将所述第十三工作介质流EXH13馈送到所述再循环管线RCL作为所述第一液体，
-其中在所述蒸汽循环RC中的工作介质的部分从所述蒸汽循环RC提取，具体地所述第一给水泵FWP1的下游作为第十提取流体流EXH10，所述第十提取流体流EXH10具体地为水，
-所述第一水分离器CON1还从所述第七工作介质流EXH7经由所述第一水分离器CON1的另一输出端口提取二氧化碳作为第八二氧化碳流EXH8，
-其中所述第一蒸汽涡轮机ST1的所述输出端口中的一个输出端口提供第五工作介质流EXH5，并且其中所述至少一个第一给水预热器WPH1经由所述第五工作介质流EXH5被加热。
下列方法步骤将用于将这样的系统而执行：
通过以下步骤限定操作发电系统(PGS)的方法：
-从燃烧含氧气体(O2)和燃料(F)产生第一燃烧器排放流体，
-其中所述含氧气体(O2)的氧含量高于周围空气的氧含量，
-提供蒸汽循环RC，所述蒸汽循环RC包括至少一个第一蒸汽涡轮机ST1，所述第一蒸汽涡轮机ST1的下游的至少一个第一水分离器CON1，具体地为冷凝器，所述第一水分离器CON1下游的至少一个第一给水泵FWP1，所述第一给水泵FWP1下游的至少一个第一给水预热器WPH1，
-通过再循环管线RCL从所述蒸汽循环RC提取工作介质的一部分并且将第一流体，具体地为水，作为所述工作介质的一部分馈送到所述氧气燃料燃烧器OXB内以与所产生的第一燃烧器排放流体混以产生第一工作介质流EXH1，
-与所述第一工作介质流EXH1一起操作所述蒸汽循环RC，
-膨胀所述第一工作介质流EXH1的至少一部分，即通过所述至少一个第一蒸汽涡轮机ST1的第三工作介质流EXH3，
-从至少一个输出端口输出第七工作介质流EXH7用于所述第一流体涡轮机ST1的膨胀流体，所述膨胀流体作为所述第三工作介质流体EXH3的一部分，
-通过所述至少一个第一水分离器CON1冷凝所述第七工作介质流EXH7的一部分，
-通过所述至少一个第一给水泵FWP1将第一水分离器CON1的所述第七工作介质流体EXH7向下游传递到较高的压力水平，即第九工作介质流EXH9，并且通过所述至少一个第一给水泵FWP1输出给水泵输出流，
-通过至少一个第一给水预加热器WPH1加热所述给水泵输出流的至少一部分，即第十三工作介质流EXH13，
-从所述蒸汽循环RC馈送所述第十三工作介质流EXH13的至少一部分作为所述第一流体进入所述至少一个第一给水预加热器WPH1下游的所述再循环管线RCL,
-从所述蒸汽循环RC，具体地所述第一给水泵FWP1下游提取所述蒸汽循环RC的工作介质的一部分作为提取流体流EXH10，所述第十提取流体流EXH10具体地为水，
-提取所述第七排放流体流EXH7的部分作为所述第一水分离器CON1下游的二氧化碳，即第八二氧化碳流EXH8,
-通过来自所述第一蒸汽涡轮机ST1的输出流加热至少一个所述给水预加热器WPH1，即第五工作介质流EXH5。
只是在稍微不同的措词，先前解释的系统和方法基本上等同于以下的系统及方法(相同或相似的元件用相同的参考数字标识)：
发电系统，该发电系统包括
-氧气燃料燃烧器(OXB)，其中所述氧气燃料燃烧器(OXB)被制造为从利用含氧气体(O2)燃烧燃料(F)中产生第一燃烧器排放流体，所述含氧气体(O2)具有的氧含量比周围空气中的氧含量高，
-蒸汽循环(RC)，所述蒸汽循环(RC)与由所述氧气燃料燃烧器(OXB)生成的所述排放流体一起操作，
-再循环管线(RCL)，所述再循环管线(RCL)用于提取来自蒸汽循环(RC)的所述排放流体的一部分，并且馈送到所述氧气燃料燃烧器(OXB)以与所产生的第一燃烧器释放流体混合，
-其中所述蒸汽循环(RC)包括至少一个第一蒸汽涡轮机(ST1)，所述第一蒸汽涡轮机(ST1)使所述第一工作介质流(EXH1)的至少一部分膨胀，即第三工作介质流(EXH3)，
-其中所述蒸汽循环(RC)包括至少一个第一水分离器(CON1)，所述第一蒸汽涡轮机(ST1)的下游冷凝所述第三排放流体流(EXH3)的至少部分，即第七排放流体流(EXH7)，
-其中所述蒸汽循环(RC)包括所述第一水分离器(CON1)下游的至少一个第一给水泵(FWP1)，其将所述第七排放流体流(EXH7)的至少部分，即所述第九排放流体流(EXH9)传递到较高的压力水平，
其中
所述蒸汽循环(RC)包括所述第一给水泵(FWP1)下游的至少一个第一给水预热器(WPH1)，其加热所述给水泵输出流的至少一部分，即第十三排放流体流(EXH13)，
-其中所述蒸汽循环(RC)连接至所述至少一个第一给水预热器(WPH1)的下游的所述再循环管线(RCL)，其将所述第十三排放流体流(EXH13)馈送到所述再循环管线(RCL)，即，第十九排放流体流(EXH19)，
-其中所述第一给水泵(FWP1)的下游，第十九排放流体流(EXH19)的部分从所述蒸汽循环(RC)提取作为第十排放流体流(EXH10)，
-其中在第一水分离器(CON1)的下游，所述第七排放流体流(EXH7)的部分被提取为二氧化碳作为第八排放流体流(EXH8),
-其中所述至少一个第一给水预热器(WPH1)用来自所述第一蒸汽涡轮机(ST1)的排放流体流加热，即第五排放流体流(EXH5)。
相应的方法将在这样的系统中被执行：
通过以下步骤限定操作发电系统(PGS)的方法：
-从燃烧含氧气体(O2)和燃料(F)产生第一燃烧器排放流体，
-其中所述含氧气体(O2)的氧含量高于周围空气的氧含量，
-提供蒸汽循环(RC)，所述蒸汽循环(RC)包括至少一个第一蒸汽涡轮机(ST1)，所述第一蒸汽涡轮机(ST1)的下游的至少一个第一水分离器(CON1)，所述第一水分离器(CON1)下游的至少一个第一给水泵(FWP1)，所述第一给水泵(FWP1)下游的至少一个第一给水预热器(WPH1)，
-与氧气燃料燃烧器(OXB)生成的排放流体一起操作所述蒸汽循环(RC)，
-通过再循环管线(RCL)从所述蒸汽循环(RC)提取工作介质排放流体的一部分并且将第一排放流体流流体具体地为水作为所述工作介质的一部分馈送到所述氧气燃料燃烧器(OXB)内以与所产生的第一燃烧器排放流体混以产生第一工作介质流(EXH1)和，
-膨胀所述第一排放流体的至少一部分，即通过所述至少一个第一蒸汽涡轮机(ST1)的第三排放流体流(EXH3)，
-从至少一个第一冷凝器(CON1)冷凝第三工作排放流体流(EXH3)的一部分，即第七排放流体流(EXH7)，
-在所述第一水分离器(CON1)下游，通过至少一个第一给水泵(FWP1)将所述第七排放流体流(EXH7)的至少部分，即所述第九排放流体流(EXH9)传递到较高的压力水平，
-通过至少一个第一给水预加热器(WPH1)加热所述所述第七排放流体流(EXH7)的至少部分，即第十三排放流体流(EXH13)，
-第一给水预热器(WPH1)的下游，从所述蒸汽循环(RC)馈送所述第十三排放流体流(EXH13)的至少一部分至再循环管线(RCL)，即第十九排放流体流(EXH19)，
-从所述蒸汽循环(RC)，所述第一给水泵(FWP1)下游提取所述第九排放流体流(EXH9)的一部分作为第十排放流体流(EXH10)，
-提取所述第七排放流体流(EXH7)的部分作为所述第一水分离器(CON1)下游的二氧化碳，即第八排放流体流(EXH8),
-通过来自所述第一蒸汽涡轮机(ST1)的排放流体流加热至少一个所述给水预加热器(WPH1)，即第五排放流体流(EXH5)。
Claims (12)
1.一种发电系统(PGS)，包括
-氧气燃料燃烧器(OXB)，其中所述氧气燃料燃烧器(OXB)被制造为利用含氧气体(O2)从燃烧燃料(F)中产生第一燃烧器排放流体，所述含氧气体(O2)具有的氧含量比周围空气中的氧含量高，
-再循环管线(RCL)，所述再循环管线(RCL)用于将第一流体，尤其是水，馈送到所述氧气燃料燃烧器(OXB)中以与所产生的所述第一燃烧器排放流体混合为第一工作介质流(EXH1)，
-蒸汽循环(RC)，利用所述第一工作介质流(EXH1)操作所述蒸汽循环(RC)，
-其中所述蒸汽循环(RC)包括至少一个第一蒸汽涡轮机(ST1)，所述第一蒸汽涡轮机(ST1)使所述第一工作介质流(EXH1)的至少一部分膨胀，即第三工作介质流(EXH3)，其中所述第一蒸汽涡轮机(ST1)具有至少一个用于膨胀流体的输出端口，所述输出端口中的一个提供第七工作介质流(EXH7)，
-其中所述蒸汽循环(RC)包括至少一个第一水分离器(CON1)，具体地为冷凝器，所述第一蒸汽涡轮机(ST1)的下游冷凝所述第七工作介质流(EXH7)的部分，其中，在所述第一水分离器(CON1)中具有用于冷凝流体的至少一个输出端口，所述输出端口中的一个提供第九工作介质流(EXH9)，
-其中所述蒸汽循环(RC)包括所述第一水分离器(CON1)下游的至少一个第一给水泵(FWP1)，所述第一给水泵利用给水泵输出流的输出将所述第九工作介质流(EXH9)传递到较高的压力水平，
其特征在于，
所述蒸汽循环(RC)包括所述第一给水泵(FWP1)下游的至少一个第一给水预热器(WPH1)，所述第一给水预热器加热所述给水泵输出流的至少一部分，即第十三工作介质流(EXH13)，
-其中所述蒸汽循环(RC)通向所述至少一个第一给水预热器(WPH1)的下游的所述再循环管线(RCL)，所述再循环管线将所述第十三工作介质流(EXH13)馈送到所述再循环管线(RCL)中作为所述第一液体，
-其中在所述蒸汽循环(RC)中的工作介质的部分被从所述蒸汽循环(RC)提取，具体地被从所述第一给水泵(FWP1)的下游提取，作为第十提取流体流(EXH10)，所述第十提取流体流(EXH10)具体地为水，
-所述第一水分离器(CON1)还从所述第七工作介质流(EXH7)经由所述第一水分离器(CON1)的另一输出端口提取二氧化碳作为第八二氧化碳流(EXH8),
-其中所述第一蒸汽涡轮机(ST1)的所述输出端口中的一个输出端口提供第五工作介质流(EXH5)，并且其中所述至少一个第一给水预热器(WPH1)经由所述第五工作介质流(EXH5)被加热。
2.根据权利要求1所述的发电系统(PGS)，其中，第二蒸汽涡轮机(ST2)被提供在所述氧气燃料燃烧器(OXB)的下游和所述第一蒸汽涡流机(ST1)的上游，所述第二蒸汽涡轮机(ST2)从所述氧气燃料燃烧器(OXB)接收所述第一工作介质流(EXH1)。
3.根据权利要求2所述的发电系统(PGS)，其中，第一热交换器(HEX1)被提供在所述氧气燃料燃烧器(OXB)的下游和所述第二蒸汽涡流机(ST2)的上游，其中所述第一工作介质流(EXH1)的至少一部分退出所述第二蒸汽涡流机(ST2)，即第三工作介质流(EXH3)由从所述第一工作介质流(EXH1)接收热能量的第一热交换器(HEX1)加热。
4.根据前述权利要求1至3中至少一项所述的发电系统(PGS)，
其中，所述再循环管线(RCL)包括至少一个可调阀(WSV)以控制通过所述再循环管线(RCL)的流量。
5.根据前述权利要求1至4中至少一项所述的发电系统(PGS)，
其中，所述至少一个第一给水预热器(WPH1)包括除气部分用以从提供的所述第五工作介质流(EXH5)的冷凝中收集气态工作介质。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的发电系统(PGS)，
其中，所述氧气燃料燃烧器(OXB)的上游被提供有作为所述发电系统的一部分的空气分离单元(ASU)以从周围空气中提供纯氧。
7.一种用以操作发电系统(PGS)的方法，所述方法由以下步骤限定：
-通过燃烧含氧气体(O2)和燃料(F)来产生第一燃烧器排放流体，
-其中所述含氧气体(O2)的氧含量高于周围空气的氧含量，
-提供蒸汽循环(RC)，所述蒸汽循环(RC)包括至少一个第一蒸汽涡轮机(ST1)，所述第一蒸汽涡轮机(ST1)的下游的至少一个第一水分离器(CON1)，具体地为冷凝器，所述第一水分离器(CON1)下游的至少一个第一给水泵(FWP1)，所述第一给水泵(FWP1)下游的至少一个第一给水预热器(WPH1)，
-通过再循环管线(RCL)从所述蒸汽循环(RC)提取工作介质的一部分并且将第一流体，具体地为水，作为所述工作介质的一部分馈送到所述氧气燃料燃烧器(OXB)中以与所产生的所述第一燃烧器排放流体混以产生第一工作介质流(EXH1)，
-利用所述第一工作介质流(EXH1)来操作所述蒸汽循环(RC)，
-通过所述至少一个第一蒸汽涡轮机(ST1)来膨胀所述第一工作介质流(EXH1)的至少一部分，即第三工作介质流(EXH3)，
-从至少一个用于所述第一流体涡轮机(ST1)的膨胀流体的输出端口输出第七工作介质流(EXH7)，所述膨胀流体作为所述第三工作介质流体(EXH3)的一部分，
-通过所述至少一个第一水分离器(CON1)冷凝所述第七工作介质流(EXH7)的一部分，
-通过所述至少一个第一给水泵(FWP1)将第一水分离器(CON1)下游的所述第七工作介质流体(EXH7)的至少部分传递到较高的压力水平，即第九工作介质流(EXH9)，并且通过所述至少一个第一给水泵(FWP1)输出给水泵输出流，
其特征在于以下进一步的步骤：
-通过至少一个第一给水预加热器(WPH1)加热所述给水泵输出流的至少一部分，即第十三工作介质流(EXH13)，
-从所述蒸汽循环(RC)馈送作为所述第一流体的所述第十三工作介质流(EXH13)的至少一部分到所述至少一个第一给水预加热器(WPH1)下游的所述再循环管线(RCL)中,
-从所述蒸汽循环(RC)，具体地从所述第一给水泵(FWP1)下游提取所述蒸汽循环(RC)的工作介质的一部分作为第十提取流体流(EXH10)，所述第十提取流体流(EXH10)具体地为水，
-提取所述第七排放流体流(EXH7)的部分作为所述第一水分离器(CON1)下游的二氧化碳，即第八二氧化碳流(EXH8),
-通过从所述第一蒸汽涡轮机(ST1)提取的输出流来加热至少一个所述给水预加热器(WPH1)，即第五工作介质流(EXH5)。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括以下所述步骤：
通过所述氧气燃料燃烧器(OXB)的下游和所述第一蒸汽涡轮机(ST1)的上游的第二蒸汽涡轮机(ST2)膨胀从所述氧气燃料燃烧器(OXB)接收的第一工作介质流(EXH1)。
9.根据权利要求7或8所述的方法，还包括以下步骤：
通过从所述第一工作介质流(EXH1)接收热能的第一热交换器(EXH1)加热退出所述第二蒸汽涡轮机(ST2)的所述第一工作介质流(EXH1)的至少一部分，即第三介质流(EXH3)，所述第一热交换器(HEX1)设置在所述氧气燃料燃烧器(OXB)的下游和所述第二蒸汽涡轮机(ST2)的上游。
10.根据权利要求7、8或9所述的方法，还包括以下步骤：
通过至少一个可调阀(WSV)或泵或压缩器来控制通过所述再循环管线(RCL)的流量。
11.根据权利要求7至10中至少一项所述的方法，还包括以下步骤：
从所提供的第五工作介质流(EXH5)的冷凝中除气以收集气态工作介质。
12.根据权利要求7-11中至少一项所述的方法，还包括以下步骤：
提供作为所述发电系统(PGS)的一部分的空气分离单元(ASU)以从所述氧气燃料燃烧器的上游的周围空气中提供纯氧。
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |