CN105705735A - 利用发电机的废热的热力发电厂 - Google Patents

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CN105705735A CN201480060627.4A CN201480060627A CN105705735A CN 105705735 A CN105705735 A CN 105705735A CN 201480060627 A CN201480060627 A CN 201480060627A CN 105705735 A CN105705735 A CN 105705735A
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克里斯蒂安·耶克尔
马里奥·克贝
马蒂亚斯·科瓦尔斯基
克里斯托夫·莱曼
安德雷·马什金
奥尔加·普洛特尼科瓦
卡罗琳·席尔德
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Abstract

本发明涉及一种具有发电机(10)的热力发电厂，所述热力发电厂具有用于发电机(10)的冷却装置(11)，其中发电机(10)在冷却时释放的废热能够有利地用于热力发电厂的运行。本发明还涉及一种相关的方法。

Description

利用发电机的废热的热力发电厂
技术领域
本发明涉及一种热力发电厂，其中能够利用发电机的废热。
背景技术
在通常称作为热电厂或蒸汽发电厂的热力发电厂中，进行大量的努力在燃烧化石燃料时或在核裂变时释放的热量以尽可能高的效率转换成机械能并且最终转换成电能。
在此，一个主要的策略是，并非所有的蒸汽都完全膨胀，而是将其部分地事先抽取并且首先用于预热给水。
通常，释放的热量也部分用于加热目的或另外地用作为过程热量。为了实现热量利用，也接受略微减少地产生电能的后果。
只要为了其他的目的而提取热量，就通常不讨论效率，因为效率通常是所获得的电能与所消耗的燃烧能或核裂变能之比。有时，为了区分，讨论能量利用效率，其中除了所获得的电能之外也考虑可用的热能。
在DE202012006055U1中描述一种用于借助于有机兰金回路结合涡轮发电机产生电能的设备。在此实施：由工艺流体穿流涡轮发电机的冷却套并且将从涡轮发电机中提取的热量再输送给有机兰金回路的做功流体。
从DE19753264C1中已知燃气轮机设备，其中可通过来自空气冷却的发电机的废气预热要输送给燃气轮机的压缩机的吸入空气。
从WO2007/132312A2中已知一种燃料干燥装置，所述燃料干燥装置利用来自冷凝器的废热。为此，通过换热器由从冷凝器引导至冷却塔中的流体回路中提取热量。
发明内容
本发明的目的是实现进一步改进能量利用率或效率，即更多地利用释放的热量或更多地产生电能以实现其他的目的。
所述目的通过独立权利要求来实现。在从属权利要求中提出有利的设计方案。
已经已知的是：提供具有发电机的热力发电厂，其具有用于发电机的冷却装置，其中发电机在冷却时释放的废热能够有利地用于燃料干燥、尤其用于干燥煤。在此通常总归会需要设有用于发电机的冷却装置。至今为止，热量通常未被利用地输出给环境。已知的是，废热能够被用于加热目的。现在已经已知：热量也能够有利地用于热力发电厂的运行。因此，必须将少量的蒸汽在完全膨胀之前抽取，使得该蒸汽提供用于产生电能或用于其他的目的。
为了尽可能受控的进而尽可能低有害物质排放的燃烧而有意义的是：干燥所使用的燃料。因为干燥所需的能量无论如何在燃烧中都会需要，所以没有能量损失。因为干燥所需的能量，更准确地说所需的热量，在温度相对低时会需要，所以与接受在燃烧温度下存在的热量减少相比，在热力学方面也更有利的是，首先借助较低温度的热量来干燥燃料。出于该原因，燃料干燥在现有技术中是常见的。然而，至今为止为此将蒸汽在其完全膨胀之前从涡轮机中抽出。借助本发明，必须将少量的蒸汽在完全膨胀之前抽取，使得该蒸汽提供用于产生电能或用于其他的目的。
在本发明的一个实施方式中，为了冷却发电机存在冷却剂回路，其中冷却剂回路具有换热器，在冷却发电机时由冷却剂吸收的废热能够借助所述换热器输出以加热待加热的材料。冷却剂能够为不同的流体。在此，考虑如空气或氢气的气态流体，但是同样能够考虑液态流体，如水。
在本发明的一个实施方式中，废热能够用于给水预热。借助在其完全膨胀之前从涡轮机中分出的蒸汽进行给水预热是用于提高效率的常用措施。通过应用来自发电机中的废热必须将少量的蒸汽在完全膨胀之前抽取，使得该蒸汽提供用于产生电能或用于其他的目的。
在本发明的一个实施方式中，在以其他方式的加热之前能够借助发电机的废热加热来自冷凝器的给水。这意味着：在从冷凝器中排出给水之后通过发电机的废热进行第一次有针对性地加热给水。与此同时不应当排除：在通过发电机的废热加热之前就已经例如能够通过环境热量进行少量的加热。但是应当说明：在该实施方式中在通过废热加热之前不应进行其他的有针对性的加热。由此应防止：给水的温度已经高至，使得废热的温度不再足以用于加热。在此，必须考虑：为了传递热量总是需要温度差。因此，需要温度差以便将热量从发电机传递到冷却剂并且再次需要温度差以便将热量从冷却剂传递到给水——或者其他待加热的材料。
在此应当提及的是：废热为在温度相对低的情况下出现的热量，使得通常仅能够取代在压力相对低和温度相应低的情况下在完全膨胀之前已被抽取蒸汽。因此，通过使用发电机的废热节约蒸汽，所述蒸汽仅还能够微不足道地有助于机械功和电能。因此，本发明实质性地有助于提高热力发电厂的效率。
在本发明的在以其他方式加热之前通过废热改进加热给水的实施方式中，来自冷凝器的给水能够直接地被引入换热器中以将热量从冷却剂传递到给水。直接的引导能够理解为：除了管道以及必要时泵和阀之外不存在重要的部件。因此，如已经在上面阐述的那样应当实现：通过发电机的废热、在当前的实施方式中即在换热器中进行来自冷凝器的给水的第一次重要的加热。
当然，不强制将来自冷凝器中的给水直接地引入到换热器中。因此首先能够进行其他方式的处理，例如清洁。但是通常不可避免在用发电机的废热进行加热之前不以其他方式进行加热，因为废热的温度否则会过低。
在本发明的一个实施方式中，废热能够用于燃烧空气预热。燃烧所需的空气、即携带燃烧所需的氧气的空气有时被预热。与接受在燃烧温度下存在的热量减少相比，在热力学方面更有利的是，首先借助较低温度的热量来预热空气。因为燃烧空气以环境温度，即以相对低的温度被输送给热力发电厂，所以借助发电机的废热进行预热是废热的有意义的使用。为了实际上进行实施通常能够设有换热器。
本发明同样涉及一种相关的方法。
附图说明
应根据附图在下面详细示出其他的细节。
具体实施方式
附图示出热力发电厂的极其简化的视图。在锅炉1中加热和蒸发给水。经由管道2将蒸汽引入到高压涡轮机2中。在蒸汽在高压涡轮机2中膨胀之后，管道3引导至中压涡轮机4。在此，进行蒸汽的中间过热，如这应通过管道3中的锯齿示出那样。蒸汽从中压涡轮机4经由管道5被引入到低压涡轮机6中。在低压涡轮机6中膨胀之后，已经具有一定湿度的蒸汽经由管道7被引入到冷凝器8中。高压涡轮机2、中压涡轮机4和低压涡轮机6位于共同的轴9上，所述轴驱动发电机10，在所述发电机中将机械能转换成电能。在此产生废热，所述废热通过冷却剂回路11被导出。冷却剂回路11引导至换热器12。从蒸汽在冷凝器8中的冷凝所获得的给水在给水管道13中同样被引导穿过换热器12。因此，由冷却剂回路11从发电机10中导出的废热传递到给水。在图1中未示出设置在给水管道13的进一步的伸展线路中的预热级，在所述预热级中借助蒸汽预热给水。为此蒸汽——同样未被示出——在完全地膨胀之前从低压涡轮机6中被抽取。由于在换热器12中的预热，对此需要更少量的蒸汽，使得能够提高效率。
尽管详细地通过优选的实施例更具体地阐述和描述了本发明，然而不通过所公开的实例对本发明进行限制，并且能够由本领域技术人员从中推导出其他的变型形式，而没有脱离本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有发电机(10)的热力发电厂，所述热力发电厂具有用于所述发电机(10)的冷却装置(11)，其中所述发电机(10)在冷却时释放的废热能够用于干燥燃料、尤其用于干燥煤。
2.根据权利要求1所述的热力发电厂，
其特征在于，
为了冷却所述发电机(10)存在冷却剂回路(11)，
其中所述冷却剂回路(11)具有换热器(12)，在冷却所述发电机(10)时由冷却剂吸收的废热能够借助所述换热器输出以加热待加热的材料。
3.根据上述权利要求中任一项所述的热力发电厂，
其特征在于，
所述废热能够用于预热给水。
4.根据权利要求3所述的热力发电厂，
其特征在于，
在以其他方式的加热之前能够借助所述发电机(10)的废热加热来自冷凝器(8)的给水。
5.根据上一项权利要求所述的热力发电厂，
其特征在于，
来自冷凝器(8)的所述给水能够直接地被引入所述换热器(12)中以将热量从所述冷却剂传递给所述给水。
6.根据上述权利要求中任一项所述的热力发电厂，
其特征在于，
所述废热能够用于预热燃烧空气。
7.一种用于利用热力发电厂的、尤其是根据上述权利要求中任一项所述的热力发电厂的发电机(10)的废热的方法，其中所述发电机(10)的废热用于干燥燃料、尤其用于干燥煤。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019044678A (ja) 2017-08-31 2019-03-22 三菱重工業株式会社 蒸気タービンシステム及びコンバインドサイクルプラント
JP7059347B2 (ja) * 2020-12-24 2022-04-25 三菱重工業株式会社 排熱回収プラント、及びコンバインドサイクルプラント

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999028608A1 (de) * 1997-12-01 1999-06-10 Siemens Aktiengesellschaft Ansaugluftvorwärmung für gasturbinenanlagen
WO2007132312A2 (en) * 2006-05-17 2007-11-22 Dariusz Budzinski A process for improving efficiency, while also decreasing flue gas emissions in stations producing power and heat and the implementation system of this process
CN101699207A (zh) * 2009-11-19 2010-04-28 河北理工大学 提高烧结余热发电系统热力循环质量的方法
DE202012006055U1 (de) * 2012-06-25 2012-08-01 Monika Semmler Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie mittels eines Organic-Rankine-Kreislaufs in Verbindung mit einem Turbinengenerator
CN103277155A (zh) * 2013-05-20 2013-09-04 华北电力大学 褐煤预干燥-预热空气-余热利用复合燃煤发电系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55142916A (en) * 1979-04-25 1980-11-07 Toshiba Corp Recovery device of waste heat from electrical equipment
DE4103362C1 (zh) * 1991-02-05 1992-04-23 Voest Alpine Ind Anlagen
US20060185366A1 (en) * 2005-02-22 2006-08-24 Siemens Aktiengesellschaft Thermal power plant
JP5030750B2 (ja) * 2007-11-30 2012-09-19 三菱重工業株式会社 石炭ガス化複合発電設備

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999028608A1 (de) * 1997-12-01 1999-06-10 Siemens Aktiengesellschaft Ansaugluftvorwärmung für gasturbinenanlagen
WO2007132312A2 (en) * 2006-05-17 2007-11-22 Dariusz Budzinski A process for improving efficiency, while also decreasing flue gas emissions in stations producing power and heat and the implementation system of this process
CN101699207A (zh) * 2009-11-19 2010-04-28 河北理工大学 提高烧结余热发电系统热力循环质量的方法
DE202012006055U1 (de) * 2012-06-25 2012-08-01 Monika Semmler Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie mittels eines Organic-Rankine-Kreislaufs in Verbindung mit einem Turbinengenerator
CN103277155A (zh) * 2013-05-20 2013-09-04 华北电力大学 褐煤预干燥-预热空气-余热利用复合燃煤发电系统

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Publication number Publication date
US20160273410A1 (en) 2016-09-22
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EP2868873A1 (de) 2015-05-06
JP2017504761A (ja) 2017-02-09

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