DE102009026284A1 - System und Anordnungen zur Heißwasserentnahme zum Vorheizen von Brennstoff in einem Kombizykluskraftwerk - Google Patents
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Abstract
Es ist ein Brennstoffzufuhrsystem geschaffen. Das Brennstoffzufuhrsystem enthält eine Wassererhitzeranordnung (34), die konfiguriert ist, um eine Wasserströmung zu erwärmen, indem auf eine zunehmend höhere Temperatur erwärmte Strömungen von wenigstens entweder Dampf und/oder Wasser von einer mehrstufigen Wärmetauscheranordnung miteinander vermischt werden, einen Brennstoffeinlassströmungspfad (210), der konfiguriert ist, um eine Brennstoffströmung (40) zu empfangen, und eine Brennstofferhitzereinrichtung, die einen ersten Strömungspfad enthält, der in Strömungsverbindung mit dem Brennstoffeinlassströmungspfad gekoppelt ist, wobei die Brennsto(230) aufweist, der in Strömungsverbindung mit der Wassererhitzeranordnung gekoppelt ist, wobei die Brennstofferhitzereinrichtung konfiguriert ist, um Wärme von der Wasserströmung zu der Brennstoffströmung zu übertragen.
Description
- HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
- Diese Erfindung betrifft allgemein Energieerzeugungssysteme und insbesondere ein System und Vorrichtungen zum Vorheizen von Brennstoff in einem Kombizykluskraftwerk.
- Wenigstens einige bekannte Energieerzeugungssysteme enthalten einen mehrstufigen Abhitzedampferzeuger (HRSG, Heat Recovery Steam Generator), der eingerichtet ist, um Dampf zunehmend niedrigerer Temperatur von jeder nachfolgenden Stufe in dem Abgas einer Gasturbinenmaschine zu erzeugen. Wärme mit relativ hoher Temperatur an einem Gaseinlass zu dem HRSG ist in der Lage, Dampf mit verhältnismäßig hohem Druck in einer Hochdruckstufe oder einem Hochdruckabschnitt des HRSG zu erzeugen. Nachdem in der Hochdruckstufe Wärme aus dem Gas abgeführt worden ist, wird das Gas zu einer Mitteldruckstufe geleitet, in der das verhältnismäßig kühlere Gas nur in der Lage ist, einen Dampf mit relativ geringerem Druck oder Mitteldruckdampf zu erzeugen.
- Zur Reduktion des Brennstoffverbrauchs in der Gasturbinenmaschine wird der Brennstoff gewöhnlich vorgeheizt. Das Vorheizen des Brennstoffes nutzt eine oder mehrere Wasserströmungen von jeweiligen HRSG-Abschnitten, um den Brennstoff in einem mehrstufigen Brennstofferhitzer zu erwärmen. Jedoch ist die Menge an Wärmezugabe zu dem Brennstoff unter Verwendung eines einstufigen oder mehrstufigen Brennstofferhitzers begrenzt.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- In einer Ausführungsform enthält ein Brennstoffzufuhrsystem eine Wassererhitzeranordnung, die konfiguriert ist, um eine Wasserströmung durch Vermischen von zu einem zunehmend höheren Grad bzw. auf eine zunehmend höhere Temperatur erwärmter Strömungen von wenigstens entweder Dampf und/oder Wasser von einer mehrstufigen Wärmetauscheranordnung zu erwärmen, einen Brennstoffeinlassströmungspfad, der konfiguriert ist, um eine Brennstoffströmung zu empfangen, und einen Brennstofferhitzer, der einen ersten Strömungspfad, der mit dem Brennstoffeinlassströmungspfad in Strömungsverbindung gekoppelt ist, und einen zweiten Strömungspfad enthält, der mit der Wassererhitzeranordnung in Strömungsverbindung gekoppelt ist, wobei der Brennstofferhitzer konfiguriert ist, um Wärme von der Wasserströmung zu der Brennstoffströmung zu übertragen.
- In einer weiteren Ausführungsform ist eine Wassererhitzeranordnung konfiguriert, um eine Wasserströmung durch Vermischen von auf eine zunehmend höhere Temperatur erwärmter Strömungen von wenigstens entweder Dampf und/oder Wasser von einer mehrstufigen Wärmetauscheranordnung zu erwärmen. Die Wassererhitzeranordnung enthält einen Einlass, der konfiguriert ist, um eine Kondensatwasserströmung von einem Wärmetauscher relativ geringen Drucks zu empfangen, der in der mehrstufigen Wärmetauscheranordnung positioniert ist, und einen Kondensatsammler- bzw. Entspannermischbehälter, der mehrere Einlassströmungspfade und einen Auslass enthält. Der Kondensatsammlermischbehälter ist konfiguriert, um eine Strömung von wenigstens entweder Dampf und/oder Wasser von einem jeweiligen Wärmetauscher in der mehrstufigen Wärmetauscheranordnung zu empfangen, die in Strömungsverbindung mit jedem der mehreren Einlassströmungspfade gekoppelt sind.
- In einer noch weiteren Ausführungsform ist eine Brennstofferhitzeranordnung konfiguriert, um eine Wasserströmung zu erwärmen, indem sie bis zu zunehmend höherem Grade bzw. auf eine zunehmend höhere Temperatur erhitzte Strömungen von wenigstens entweder Dampf und/oder Wasser von einer mehrstufigen Wärmetauscheranordnung miteinander vermischt. Die Brennstofferhitzeranordnung enthält eine Wassererhitzeranordnung, die mehrere Einlassströmungspfade enthält, die konfiguriert sind, um eine Strömung von wenigstens entweder Wasser und/oder Dampf von jeweiligen Wärmetauschern zu empfangen, die in der mehrstufigen Wärmetauscheranordnung positioniert sind, wobei die jeweiligen Wärmetauscher mehreren unterschiedlichen Wärmegraden bzw. Temperaturen der Wärme in der mehrstufigen Wärmetauscheranordnung entsprechen. Die Wassererhitzeranordnung enthält ferner einen Auslass, der konfiguriert ist, um die erwärmte Kondensatströmung von der Wassererhitzeranordnung wegzuleiten. Die Brennstofferhitzeranordnung enthält ferner einen Brennstofferhitzer, der einen ersten Strömungspfad, der konfiguriert ist, um mit einer Brennstoffströmung in Strömungsverbindung gekoppelt zu sein, und einen zweiten Strömungspfad enthält, der konfiguriert ist, um mit dem Auslass in Strömungsverbindung gekoppelt zu sein, wobei der Brennstofferhitzer konfiguriert ist, um Wärme von der Wasserströmung zu der Brennstoffströmung zu übertragen.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 und2 zeigen beispielhafte Ausführungsformen des Systems und der Anordnungen, wie sie hierin beschrieben sind. -
1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines beispielhaften Kombikraftwerksystems; und -
2 zeigt eine schematisierte Darstellung der in1 veranschaulichten Wassererhitzeranordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Die folgende detaillierte Beschreibung veranschaulicht Ausführungsformen der Erfindung als ein Beispiel und nicht zu Zwecken einer Beschränkung. Es ist vorgesehen, dass die Erfindung eine allgemeine Anwendung zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Verbrennung und der Energieerzeugungssysteme durch Nutzung von Wärme zunehmend höherer Temperatur bzw. höheren Wärmegrades, um einen Brennstoffzufluss zu einem Brenner vorzuheizen, in industriellen, kommerziellen und wohnungsbezogenen Anwendungen findet. In dem hierin verwendeten Sinne bezieht sich Wärme hohen Grades bzw. hoher Temperatur auf eine Wärme bei einer relativ hohen Temperatur, während sich Wärme geringeren Grades bzw. geringerer Temperatur auf eine Wärme bei einer verhältnismäßig geringen Temperatur bezieht und sich Wärme mittleren Grades bzw. mittlerer Temperatur auf eine Wärme bei einer Temperatur zwischen derjenigen der Wärme geringeren Grades und der Wärme hohen Grades bezieht.
- In dem hier verwendeten Sinne sollte ein Element oder Schritt, das bzw. der in der Einzahl angegeben und dem das Wort „ein” oder „eine” vorangestellt ist, nicht derart verstanden werden, als würde dies mehrere Elemente oder Schritte ausschließen, wenn ein derartiger Ausschluss nicht explizit angegeben ist. Ferner sollen Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform” der vorliegenden Erfindung nicht derart interpretiert werden, als würden sie die Existenz weiterer Ausführungsformen ausschließen, die ebenfalls die angegebenen Merkmale enthalten.
-
1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines beispielhaften Kombizyklus-Kraftwerksystems bzw. -Energieerzeugungssystems5 . Das Kraftwerksystem enthält eine Gasturbinenanordnung7 , die einen Verdichter10 , eine Brennkammer12 und eine Turbine13 enthält, die durch expandierende heiße Gase angetrieben ist, die in der Brennkammer12 erzeugt werden, um einen elektrischen Generator14 anzutreiben. Abgase aus der Gasturbine13 werden durch eine Leitung15 zu einem Abhitzedampferzeuger (HRSG, Heat Recovery Steam Generator)16 geliefert, um aus den Abgasen Abhitze wiederzugewinnen. Der HRSG16 enthält einen Hochdruckabschnitt (HD-Abschnitt)24 , einen Mitteldruckabschnitt (MD-Abschnitt)26 und einen Niederdruck(ND)-Abschnitt30 . Der HRSG16 ist konfiguriert, um Wärme zunehmend geringerer Temperatur bzw. geringeren Grades von den Abgasen zu Wasser zu übertragen, das durch jede Stufe mit zunehmend geringerem Druck zirkuliert. Jeder der HD-, MD- und ND-Abschnitte24 ,26 und30 kann einen Ekonomiser bzw. Vorwärmer, einen Verdampfer, einen Zwischen- oder Überhitzer und/oder Speisewasservorwärmer oder sonstige Vorwärmeeinrichtungen enthalten, die dem jeweiligen Abschnitt zugeordnet sind, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, einen Hochdruckabschnittsvorwärmer, der in mehrere Wärmetauscher aufgeteilt sein kann, die dann in einem oder mehreren der Abschnitte (HD, MD, ND) positioniert sind. Der Abschnitts-Ekonomiser dient gewöhnlich zum Vorwärmen von Wasser, bevor dieses beispielsweise in dem Verdampfer zu Dampf gewandelt wird. - Zur Erzeugung von Dampf wird Wasser zu dem HRSG
16 über eine Leitung21 befördert. Aus den Abgasen, die dem HRSG zugeführt werden, wiedergewonnene Wärme wird auf Wasser/Dampf in dem HRSG16 übertragen, um Dampf zu erzeugen, der über eine Leitung17 zu einer Dampfturbine18 zum Antreiben eines Generators19 geliefert wird. Die Leitung17 repräsentiert mehrere Dampfleitungen zwischen dem HRSG16 und der Dampfturbine18 für den bei unterschiedlichen Druckstufen erzeugten Dampf. Abgekühlte Gase von dem HRSG16 werden über einen Austrittskanal31 und einen (nicht veranschaulichten) Schacht in die Atmosphäre entlassen. - In der beispielhaften Ausführungsform enthält das Kombizykluskraftwerk
5 ferner eine Wassererhitzeranordnung34 , die als eine von dem HRSG16 gesonderte, eigenständige Vorrichtung positioniert ist. In einer alternativen Ausführungsform ist die Wassererhitzeranordnung34 innerhalb des HRSGs16 positioniert. Aus einem oder mehreren Abschnitten des HRSGs wird Wasser und/oder Dampf entnommen, das bzw. der zu der Wassererhitzeranordnung34 geleitet wird. Heizwasser36 für eine Brennstoffströmung wird von der Wassererhitzeranordnung34 zu einem Brennstofferhitzer38 geleitet. Eine Brennstoffströmung40 wird durch den Brennstofferhitzer38 geführt, in dem die Brennstoffströmung40 Wärme empfängt, die von dem Brennstoffströmungs-Heizwasser36 aus übertragen wird. Der erwärmte Brennstoff wird zu der Brennkammer12 geleitet. Das abgekühlte Brennstoffströmungs-Heizwasser36 wird zu dem Kondensator20 geführt. -
2 zeigt eine schematisierte Darstellung der (in1 veranschaulichten) Wassererhitzeranordnung34 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der beispielhaften Ausführungsform enthält die Wassererhitzeranordnung34 einen ersten Einlass, der konfiguriert ist, um eine Strömung von wenigstens entweder Wasser und/oder Dampf von einem erster Wärmetauscher204 , beispielsweise einen Ekonomiser in dem ND-Abschnitt30 , zu empfangen. In der beispielhaften Ausführungsform wird Wasser zu dem Wärmetauscher204 von einer Kondensatpumpe206 über die Leitung21 zugeführt. Eine Leitung208 von einem Auslass des Wärmetauschers204 verzweigt sich, um einen Strömungspfad210 zu versorgen, der in dem Wärmetauscher204 erwärmtes Wasser zu Wärmetauschern stromaufwärts von dem ND-Abschnitt30 leitet. Die Leitung208 verzweigt sich ferner in eine Leitung212 , die Wasser von dem Wärmetauscher204 zu einem Einlass202 leitet. Von dem Einlass202 zweigt der Strömungspfad ab, um Wasser zu einem Wärmetauscher214 in dem MD-Abschnitt26 über eine Leitung216 und ein Durchflusssteuerventil218 zu liefern. Das Durchflusssteuerventil218 wird verwendet, um eine zu dem Wärmetauscher214 zugeführte Durchflussmenge zu steuern/regeln, was eine von dem Wärmetauscher214 auf die Wasserströmung übertragene Wärmemenge steuert. Der MD-Abschnitt26 kann weitere Wärmetauscher und Vorerhitzer enthalten, die stromaufwärts, stromabwärts und/oder stromgleich in Bezug auf eine Strömung in dem HRSG16 positioniert sein können. Die in den Einlass202 eintretende Wasserströmung zweigt ferner durch eine Leitung220 zu einem Sauganschluss222 einer Druckerhöhungs- bzw. Boosterpumpe224 ab. Die Boosterpumpe224 liefert eine ausreichende Druckhöhe, um das Wasser durch einen Kondensatsammler bzw. Entspannermischbehälter226 hindurch zu einem Auslass228 der Wassererhitzeranordnung34 zu pumpen. - Die Wassererhitzeranordnung
34 enthält einen zweiten Strömungspfad230 , der von dem Wärmetauscher214 aus durch ein Steuerventil231 in den Kondensatsammlermischbehälter226 hineinführt, und einen dritten Strömungspfad232 , der von einem Wärmetauscher234 , der in dem HD-Abschnitt24 positioniert ist, durch ein Steuerventil236 führt. In der beispielhaften Ausführungsform sind lediglich drei Strömungspfade veranschaulicht, wobei jedoch in anderen Ausführungsformen mehrere oder wenigere HRSG-Wärmetauscher eingesetzt werden können, wofür mehrere oder wenigere von den Wärmetauschern in dem HRSG16 in den Kondensatsammlermischbehälter226 hinein führende Strömungspfade berücksichtigt werden würden. Zusätzlich können mehrere Wärmetauscherabschnitte parallel, seriell oder in Kombinationen hiervon in Strömungsverbindung miteinander gekoppelt sein, um eine vorbestimmte Wärmemenge von jedem Abschnitt zu dem Kondensatsammlermischgefäß226 zu liefern. Die Steuerventile218 ,230 und236 können verwendet werden, um den Wärmebeitrag von jedem Abschnitt des HRSGs16 und von verschiedenen Wärmetauschern, die in diesen Abschnitten positioniert sind, auf der Basis einer Last der Gasturbinenmaschine13 zu modifizieren. - Im Betrieb wird Kondensatwasser durch den Niederdruck-Ekonomiser
204 erwärmt. Ein Teil des Durchflusses durch den Niederdruck-Ekonomiser204 wird zu stromaufwärtigen Wärmetauschern, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, einem Zwischen- bzw. Übererhitzer, Verdampfer und/oder zu Vorerhitzern von weiteren HRSG-Abschnitten, geleitet. Der Rest der Strömung von dem Niederdruck-Ekonomiser204 wird zu der Pumpe224 und zu dem Kondensatsammlermischbehälter226 oder durch das Steuerventil218 zu dem Wärmetauscher214 geleitet. Die Strömung durch den Wärmetauscher214 empfängt zusätzliche Wärme höherer Temperatur von dem Abgas in dem MD-Abschnitt26 . Der Durchfluss durch den Wärmetauscher214 wird in der beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung des Steuerventils231 gesteuert/geregelt. Die Strömung durch den Wärmetauscher214 wird zu einem weiteren Einlass des Kondensatsammlermischgefäßes226 geleitet. Eine Speisewasserströmung wird durch den Wärmetauscher234 , der in dem HD-Abschnitt des HRSGs16 positioniert ist, das Steuerventil236 hindurch und in den Kondensatsammlermischbehälter226 hinein durch einen dritten Einlass hindurch geleitet. In dem hier verwendeten Sinne bezieht sich ein Kondensatsammler- bzw. Entspannermischbehälter auf einen Behälter, der konfiguriert ist, um Fluidströmungen mit unterschiedlichen Wärmegraden bzw. unterschiedlichen Temperaturen der Wärme zu empfangen und die Strömungen zu vereinigen, so dass eine Strömung von einem Auslass des Kondensatsammler- bzw. Entspannermischbehälters eine Temperatur und einen Druck aufweist, die sich aus der Kombination und Vermischung der empfangenen Strömungen ergeben. Demgemäß enthält in der beispielhaften Ausführungsform das System5 eine Steuerungseinrichtung240 , die konfiguriert ist, um die Auslasstemperatur und den Auslassdruck des Kondensatsammler- bzw. Entspannermischbehälters unter Verwendung einer beliebigen Kombination der Einlassströmungen zu steuern/regeln, und sie kann die Auslasstemperatur und den Auslassdruck auf der Basis eines Betriebsmodus des Systems5 steuern bzw. regeln. In dem hier verwendeten Sinne bezieht sich ein Betriebsmodus auf eine bestimmte Zusammenstellung und Einrichtung der Ausrüstung und/oder eine bestimmte Leistungsstufe und -abgabe der Gasturbine13 und/oder Dampfturbine18 . In der beispielhaften Ausführungsform enthält die Steuerungseinrichtung240 einen Prozessor242 , der programmierbar ist, um Anweisungen zum Durchführen der hierin beschriebenen Aktionen zu enthalten. In einer Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung240 eine eigenständige, allein operierende Steuerung. In einer alternativen Ausführungsform bildet die Steuerungseinrichtung240 einen Teil oder ein Modul eines größeren Steuerungssystems, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, eines verteilten Steuersystems (DCS, Distributed Control System). - Der Ausdruck Prozessor, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf zentrale Verarbeitungseinheiten, Mikroprozessoren, Mikrocontroller, Schaltungen zum Rechnen mit reduziertem Befehlssatz (RISC, Reduced Instruction Set Circuits), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC, Application Specific Integrated Circuits), Logikschaltungen und jede beliebige sonstige Schaltung oder jeden beliebigen sonstigen Prozessor, die bzw. der in der Lage ist, die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen.
- In dem hierin verwendeten Sinne sind die Ausdrücke „Software” und „Firmware” gegeneinander austauschbar und enthalten jedes beliebige Computerprogramm, das in einem Speicher zur Ausführung durch den Prozessor
242 , einschließlich eines RAM-Speichers, ROM-Speichers, EPROM-Speichers, EEPROM-Speichers und eines nicht flüchtigen RAM-Speichers (NVRAM-Speichers), gespeichert ist. Die obigen Speicherarten sind lediglich beispielhafter Natur und somit hinsichtlich der Arten von Speichern, die zur Speicherung eines Computerprogramms verwendet werden können, nicht beschränkend. - Wie auf der Basis der vorstehenden Beschreibung verständlich wird, können die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung unter Verwendung von Computerprogrammier- oder Ingenieurtechniken implementiert werden, wozu Computersoftware, Firmware, Hardware und jede beliebige Kombination oder Untermenge von diesen gehören, wobei der technische Effekt in einer Steuerung bzw. Regelung einer zwischen einem mehrstufigen Wärmetauscher und einer Brennstoffströmung übertragenen Wärmemenge besteht. Jedes derartige resultierende Programm, das Computer lesbare Codemittel aufweist, kann innerhalb eines oder mehrerer Computer lesbarer Medien enthalten oder bereitgestellt sein, wodurch ein Computerprogrammprodukt, d. h. ein Herstellungsgegenstand, gemäß den hierin erläuterten Ausführungsformen der Erfindung geschaffen wird. Das Computer lesbare Medium kann beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, eine Festplatte bzw. ein Festplattenlaufwerk, eine Diskette, eine optische Disk, ein Magnetband, ein Halbleiterspeicher, wie beispielsweise ein Festwertspeicher (ROM), und/oder jedes beliebige Sende-/Empfangsmedium, wie beispielsweise das Internet oder ein sonstiges Kommunikationsnetzwerk oder eine sonstige Kommunikationsverbindung, sein. Der Herstellungsgegenstand, der den Computercode enthält, kann durch Ausführung des Codes unmittelbar von einem Medium aus, durch Kopieren des Codes von einem Medium zu einem anderen Medium oder durch Übertragung des Codes über ein Netzwerk geschaffen und/oder verwendet werden.
- Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eines Systems und von Anordnungen zum Erwärmen einer Brennstoffströmung ergeben eine kostengünstige und zuverlässige Einrichtung zur Verbesserung der Effizienz des Energieerzeugungssystems unter Verwendung von Wasser, das mit Wärme zunehmend höherer Temperatur bzw. höheren Grades von einem mehrstufigen Wärmetauscher erwärmt wird. Insbesondere ermöglichen die hierin beschriebenen Systeme und Anordnungen eine Verbesserung des Wirkungsgrads des Kraftwerks durch Vorheizen des ankommenden Brennstoffs auf eine im Voraus festgelegte Temperatur. Zusätzlich ermöglichen die hierin beschriebenen Systeme und Anordnungen eine Steigerung der Brennstoffeinlasstemperatur für die Gasturbinenbrennkammer, so dass die Brennstoffmenge, die für den Verbrennungsprozess benötigt wird, um die erforderliche Verbrennungstemperatur zu erzielen, reduziert wird, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Energieerzeugungszyklus verbessert wird. Infolgedessen ermöglichen die hierin beschriebenen Systeme und Anordnungen eine Steigerung der Effizienz des Energieerzeugungssystems auf eine kostengünstige und zuverlässige Weise.
- Vorstehend sind beispielhafte Systeme und Anordnungen zum Erwärmen eines Brennstoffstroms unter Nutzung von Wasser, das mit Wärme zunehmend höherer Temperatur von einem mehrstufigen Wärmetauscher erwärmt wird, in Einzelheiten beschrieben. Die veranschaulichten Systeme sind nicht auf die hierin beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt; vielmehr können Komponenten von jedem unabhängig und gesondert von anderen hierin beschriebenen Komponenten eingesetzt werden. Jede Systemkomponente kann auch in Kombination mit anderen Systemkomponenten eingesetzt werden.
- Während die Erfindung anhand verschiedener spezieller Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird ohne weiteres erkannt, dass die Erfindung innerhalb des Rahmens und Schutzumfangs der Ansprüche mit Modifikationen ausgeführt werden kann.
- Es ist ein Brennstoffzufuhrsystem geschaffen. Das Brennstoffzufuhrsystem enthält eine Wassererhitzeranordnung
34 , die konfiguriert ist, um eine Wasserströmung zu erwärmen, indem auf eine zunehmend höhere Temperatur erwärmte Strömungen von wenigstens entweder Dampf und/oder Wasser von einer mehrstufigen Wärmetauscheranordnung miteinander vermischt werden, einen Brennstoffeinlassströmungspfad210 , der konfiguriert ist, um eine Brennstoffströmung40 zu empfangen, und eine Brennstofferhitzereinrichtung, die einen ersten Strömungspfad enthält, der in Strömungsverbindung mit dem Brennstoffeinlassströmungspfad gekoppelt ist, wobei die Brennstofferhitzereinrichtung einen zweiten Strömungspfad230 aufweist, der in Strömungsverbindung mit der Wassererhitzeranordnung gekoppelt ist, wobei die Brennstofferhitzereinrichtung konfiguriert ist, um Wärme von der Wasserströmung zu der Brennstoffströmung zu übertragen. -
- 5
- Kombizyklus-Kraftwerksystem, -Energieerzeugungssystem
- 7
- Gasturbinenanordnung
- 10
- Verdichter
- 12
- Brennkammer
- 13
- Gasturbine
- 14
- Elektrischer Generator
- 15
- Leitung
- 16
- Abhitzedampferzeuger (HRSG)
- 17
- Leitung
- 18
- Dampfturbine
- 19
- Generator
- 20
- Kondensator
- 21
- Leitung
- 24
- Hochdruck(HD)-Abschnitt
- 26
- Mitteldruck(MD)-Abschnitt
- 30
- Niederdruck(ND)-Abschnitt
- 31
- Austrittskanal
- 34
- Wassererhitzeranordnung
- 36
- Heizwasser für Brennstoff
- 38
- Brennstofferhitzer(einrichtung)
- 40
- Brennstoff
- 202
- Einlass
- 204
- Niederdruck-Ekonomiser
- 206
- Kondensatpumpe
- 208
- Leitung
- 210
- Strömungspfad
- 212
- Leitung
- 214
- Wärmetauscher
- 216
- Leitung
- 218
- Durchflusssteuerventil, Durchflussregelventil
- 220
- Leitung
- 222
- Sauganschluss
- 224
- Druckerhöhungspumpe, Boosterpumpe
- 226
- Kondensatsammlermischbehälter, Entspannermischbehälter
- 228
- Auslass
- 230
- Zweiter Strömungspfad
- 231
- Steuerventil
- 232
- Dritter Durchflusspfad
- 234
- Wärmetauscher
- 236
- Steuerventil
- 240
- Steuerungseinrichtung
- 242
- Prozessor
Claims (10)
- Brennstoffzufuhrsystem, das aufweist: eine Wassererhitzeranordnung (
34 ), die eingerichtet ist, um eine Wasserströmung durch Vermischen von zu zunehmend höherem Grade erwärmter Strömungen von wenigstens entweder Dampf und/oder Wasser von einer mehrstufigen Wärmetauscheranordnung zu erwärmen; einen Brennstoffeinlassströmungspfad (210 ), der eingerichtet ist, um eine Brennstoffströmung (40 ) zu empfangen; und einen Brennstofferhitzereinrichtung, die einen ersten Strömungspfad aufweist, der in Strömungsverbindung mit dem Brennstoffeinlassströmungspfad gekoppelt ist, wobei die Brennstofferhitzereinrichtung einen zweiten Strömungspfad (230 ) aufweist, der in Strömungsverbindung mit der Wassererhitzeranordnung gekoppelt ist, wobei die Brennstofferhitzereinrichtung eingerichtet ist, um Wärme von der Wasserströmung zu der Brennstoffströmung zu übertragen. - System nach Anspruch 1, wobei die Wassererhitzeranordnung (
34 ) eingerichtet ist, um eine Kondensatwasserströmung von einem Wärmetauscher (204 ) relativ geringen Drucks zu empfangen, der in der mehrstufigen Wärmetauscheranordnung positioniert ist. - System nach Anspruch 2, wobei die Wassererhitzeranordnung (
34 ) einen ersten Strömungspfad (210 ) aufweist, wobei die empfangene Kondensatwasserströmung unter Verwendung einer Pumpe (224 ) durch einen Wärmetauscher (204 ) relativ geringen Drucks hindurch, der in der mehrstufigen Wärmetauscheranord nung positioniert ist, zu einem Kondensatsammlermischbehälter (226 ) geleitet wird. - System nach Anspruch 2, wobei die Wassererhitzeranordnung (
34 ) einen zweiten Strömungspfad (230 ) aufweist, wobei die empfangene Kondensatwasserströmung durch einen Wärmetauscher (214 ) relativ mittleren Drucks hindurch, der in der mehrstufigen Wärmetauscheranordnung positioniert ist, zu einem Kondensatsammlermischbehälter (226 ) geleitet wird. - System nach Anspruch 4, wobei eine Temperatur der Brennstoffströmung (
40 ) unter Verwendung einer Einlassströmung zu dem Mitteldruck-Wärmetauscher (214 ) gesteuert/geregelt ist. - System nach Anspruch 1, wobei die Wassererhitzeranordnung (
34 ) eingerichtet ist, um eine Speisewasserströmung von einem Wärmetauscher (234 ) relativ hohen Drucks zu empfangen, der in der mehrstufigen Wärmetauscheranordnung positioniert ist, wobei die Wassererhitzeranordnung einen dritten Strömungspfad (232 ) aufweist, der von dem Hochdruck-Wärmetauscher zu dem Kondensatsammlermischbehälter (226 ) führt. - System nach Anspruch 1, wobei die mehrstufige Wärmetauscheranordnung einen Mitteldruckabschnitt (
26 ) aufweist, der einen Mitteldruck-Wärmetauscher (214 ) enthält, der stromabwärts von wenigstens entweder einem Mitteldruck-Verdampfer und/oder einem Mitteldruck-Überhitzer in einer Richtung eines Gasströmungspfads durch die mehrstufige Wärmetauscheranordnung positioniert ist. - System nach Anspruch 1, wobei die mehrstufige Wärmetauscheranordnung einen Hochdruckabschnitt (
24 ) aufweist, der einen Hochdruck-Wärmetauscher (234 ) enthält, der stromabwärts von wenigstens entweder einem Hochdruck-Verdampfer und/oder einem Hochdruck-Überhitzer in einer Richtung eines Gasströmungspfads durch die mehrstufige Wärmetauscheranordnung positioniert ist. - System nach Anspruch 1, wobei die mehrstufige Wärmetauscheranordnung einen Niederdruckabschnitt (
30 ) aufweist, der einen Niederdruck-Wärmetauscher (204 ) enthält, der stromabwärts von wenigstens entweder einem Niederdruck-Verdampfer und/oder einem Niederdruck-Überhitzer in einer Richtung eines Gasströmungspfads durch die mehrstufige Wärmetauscheranordnung positioniert ist. - System nach Anspruch 1, wobei die mehrstufige Wärmetauscheranordnung einen Mitteldruckabschnitt (
26 ) aufweist, der einen Hoch- oder Mitteldruck-Wärmetauscher (214 ,234 ) enthält, der neben einem Mitteldruck-Wärmetauscher und stormabwärts von wenigstens entweder einem Mitteldruck-Verdampfer und/oder einem Mitteldruck-Überhitzer in einer Richtung eines Gasströmungspfads durch die mehrstufige Wärmetauscheranordnung positioniert ist.
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