DE102010062623A1 - Method for retrofitting a fossil-fired power plant with Heizdampfentnahme - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachrüsten einer bestehenden Dampfturbine mit einer Dampfentnahme, wobei die Dampfturbine mehrere Druckstufen umfasst und in eine fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage integrierte ist, wobei eine Dampfentnahmeleitung an einer, oder zwischen zwei Druckstufen der Dampfturbine angeschlossen wird, und in die Dampfentnahmeleitung eine Heizdampfturbine geschaltet wird.The invention relates to a method for retrofitting an existing steam turbine with steam extraction, the steam turbine comprising several pressure stages and being integrated into a fossil-fired steam power plant, with a steam extraction line being connected to one or between two pressure stages of the steam turbine, and a heating steam turbine in the steam extraction line is switched.

Description

Bestehende fossil befeuerte Kraftwerksanlagen müssen an sich verändernde Anforderungen angepasst werden. Insbesondere bei Dampfkraftwerken oder kombinierten Gas- und Dampfkraftwerken ist häufig eine Anpassung, insbesondere eine nachträgliche Realisierung der Dampfentnahme aus dem Dampfteil des Kraftwerks gefordert. Dieser zusätzlich entnommene Dampf kann als Prozess- oder Heizdampf für interne Prozesse im Kraftwerksprozess oder zur Versorgung anderer Prozesse außerhalb des eigentlichen Kraftwerksprozesses gefordert werden. Die Entnahme von Dampf aus dem Dampfturbinenprozess reduziert die noch für den Dampfturbinenprozess zur Verfügung stehende restliche Dampfmenge, die nun keinen Beitrag mehr zur Verstromung leisten kann. Folglich reduziert die Entnahme von Dampf aus dem Dampfturbinenprozess den Wirkungsgrad einer Dampfkraftwerksanlage.Existing fossil-fueled power plants must be adapted to changing requirements. In particular, in steam power plants or combined gas and steam power plants is often an adaptation, in particular a subsequent realization of the steam extraction from the steam part of the power plant required. This additionally extracted steam can be required as process or heating steam for internal processes in the power plant process or for supplying other processes outside the actual power plant process. The removal of steam from the steam turbine process reduces the residual amount of steam still available for the steam turbine process, which can no longer contribute to the generation of electricity. Consequently, the removal of steam from the steam turbine process reduces the efficiency of a steam power plant.

Um bei einer nun vorzunehmenden Dampfentnahme ein thermodynamisch optimiertes Konzept realisieren zu können, würde sich der Einsatz einer Entnahmeturbine bereits bei der Errichtung der Kraftwerksanlage anbieten. Dieses Konzept würde aber zu einer erhöhten Erstinvestition führen, da sich die Turbine nicht gleichzeitig auf einen Betrieb ohne Entnahme und mit Entnahme optimieren lässt. Die nachträgliche Nachrüstung einer optimierten Dampfentnahme ist oft technisch anspruchsvoll und aufwendig und in der Realisierung kostenintensiv. Bei einer nachträglichen Nachrüstung einer Dampfentnahme ist zudem mit großen Wirkungsgradverlusten zu rechnen.In order to be able to realize a thermodynamically optimized concept in the case of steam extraction now to be carried out, the use of a take-off turbine would already be of use in the construction of the power plant. However, this concept would lead to an increased initial investment, since the turbine can not be optimized simultaneously for operation without removal and removal. The retrofitting of an optimized steam extraction is often technically demanding and expensive and costly to implement. In a subsequent retrofitting a steam extraction is also expected to high efficiency losses.

Die Umrüstung einer bestehenden Dampfturbinenanlage mit einer nachträglichen Dampfentnahme, insbesondere von Niederdruckdampf, kann jedoch sehr aufwendig sein. So kann zum Beispiel das Maschinenhaus für die zusätzliche Verrohrung zur Entnahme des Dampfes nicht ausreichend groß dimensioniert sein, oder die Dampfturbine bzw. der Kraftwerksprozess ist für die Entnahme von Dampf nicht entsprechen konfiguriert. Bei Dampfturbinen mit getrenntem Gehäuse für die Mittel- und Niederdruckstufe ist zumindest die Entnahme von Niederdruckdampf an der Überströmleitung auf einfache weise möglich. Hingegen bei Dampfturbinen mit einer eingehäusigen Mittel- und Niederdruckstufe sind nachträgliche Umbauten zur Entnahme der erforderlichen großen Dampfmenge oft nicht realisierbar, weshalb die Turbine in diesem Fall ausgetauscht werden muss. Auf jeden Fall muss jedoch bei Entnahme von Niederdruckdampf aus der Überströmleitung in den Niederdruckteil, der Niederdruckteil an die geänderte Schluckfähigkeit (Dampfvolumenstrom) angepasst werden.The conversion of an existing steam turbine plant with a subsequent steam extraction, especially of low-pressure steam, but can be very expensive. For example, the machine house for the additional piping to remove the steam may not be sufficiently large, or the steam turbine or the power plant process is not configured for the removal of steam. In steam turbines with separate housing for the middle and low pressure stage, at least the removal of low-pressure steam at the overflow is possible in a simple manner. In contrast, in steam turbines with a moderate medium and low pressure stage subsequent modifications to remove the required large amount of steam are often not feasible, so the turbine must be replaced in this case. In any case, however, when removing low-pressure steam from the overflow line into the low-pressure section, the low-pressure section must be adapted to the changed absorption capacity (steam volume flow).

Die Entnahme von Dampf aus anderen Quellen innerhalb des Kraftwerksprozesses ist oft ebenfalls nicht wirtschaftlich, oder auf geeignete Weise möglich. So führt beispielsweise eine Entnahme aus einer Zwischenüberhitzungsleitung der Dampfturbine ohne weitere Maßnahmen zur Schieflast des Kessels. Auch die Entnahme von höherwertigem Dampf für die Kohlendioxid-Abscheidevorrichtung muss ohne weitere Maßnahmen ausgeschlossen werden, da dies zu unvertretbaren Energieverlusten führt.The removal of steam from other sources within the power plant process is often also not economical or suitably possible. For example, a removal from a reheat line of the steam turbine without further measures leads to unbalanced load of the boiler. The removal of higher-grade steam for the carbon dioxide separation device must be excluded without further measures, as this leads to unjustifiable energy losses.

Ein weiteres Problem, das mit der Nachrüstung einer Dampfentnahme entsteht, ist das bei Wegfall der Dampfentnahme schlagartig der nun nicht benötigte Dampf überschüssig anfällt. Dieser überschüssige Dampf kann nun nicht einfach wieder in den Dampfturbinenprozess zurück geführt werden, da dieser auf einen Betrieb mit Dampfentnahme, also für eine geringere Dampfmenge ausgelegt ist.Another problem that arises with the retrofitting of a steam extraction, is the abrupt withdrawal of the steam extraction of the now unnecessary steam excess is obtained. This excess steam can now not easily be returned to the steam turbine process, as this is designed for operation with steam extraction, so for a smaller amount of steam.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren zum Nachrüsten einer nachträglichen Dampfentnahme aus dem Dampfprozess einer fossil befeuerten Kraftwerksanlage anzugeben, die auf einfache und kostengünstige Weise realisiert werden kann, und zudem thermodynamisch günstig ist, sodass die Wirkungsgradverluste durch die zusätzliche Dampfentnahme minimiert werden.The object of the invention is therefore to provide a method for retrofitting a subsequent steam extraction from the steam process of a fossil-fired power plant, which can be implemented in a simple and cost-effective manner, and is also thermodynamically favorable, so that the efficiency losses are minimized by the additional steam extraction.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß ist dazu eine Heizdampfturbine vorgesehen, welche an die Überströmleitung der Dampfturbine angeschlossen ist.According to the invention the object is achieved by the features of claim 1. According to the invention, a heating steam turbine is provided, which is connected to the overflow of the steam turbine.

Die Erfindung erlaubt es, einen Entnahmepunkt zu wählen, der außerhalb der Turbine liegt. Damit ist die Nachrüstbarkeit ohne hohe Erstinvestitionen möglich. Der Einsatz einer Gegendruckturbine mit Entnahmepunkten erlaubt es, die mehrstufige Aufheizung zu realisieren, die thermodynamisch günstiger ist als eine einstufige Aufheizung. Außerdem erlaubt dieses Nachrüstkonzept eine nachträgliche thermodynamische Optimierung, da die Entnahmen erst mit der Nachrüstung festgelegt werden.The invention makes it possible to choose a sampling point that is outside the turbine. This makes it possible to retrofit without high initial investment. The use of a back pressure turbine with extraction points makes it possible to realize the multi-stage heating, which is thermodynamically more favorable than a single-stage heating. In addition, this retrofit concept allows retroactive thermodynamic optimization, since the withdrawals are determined only with the retrofit.

Erfindungsgemäß wird die Heizdampfauskopplung vom Hauptprozess durch den Einsatz der Gegendruckdampfturbine entkoppelt. Da die Gegendruckdampfturbine erst mit der Umrüstung geliefert wird, müssen keine Entnahmesteilen an der Hauptdampfturbine vorgesehen werden. Damit ist die Nachrüstung sogar in einem Kraftwerk möglich, bei dem eine Heizdampfentnahme bei der Errichtung nicht eingeplant wurde. In diesem Fall könnte allerdings eine Modifikation an der Niederdruckturbine notwendig werden.According to the invention, the heating steam extraction is decoupled from the main process by the use of the back pressure steam turbine. Since the back pressure steam turbine is supplied only with the conversion, no removal parts must be provided on the main steam turbine. Thus, the retrofitting is even possible in a power plant in which a Heizdampfentnahme was not included in the construction. In this case, however, a modification to the low-pressure turbine might be necessary.

Vorteilhafterweise wird die Dampfentnahmeleitung an einer Zwischenüberhitzungsleitung angeschlossen. Im Falle eines Abschaltens der Dampfentnahme wird der Niederdruckdampf weiterhin aus der Überströmleitung entnommen. Deshalb wird parallel zur Dampfentnahmeleitung ein Hilfskondensator geschaltet. Der Hilfskondensator dient dazu, den bei Ausfall oder gewollter Abschaltung der Dampfentnahme anfallenden überschüssigen Dampf in dem Hilfskondensator zu kondensieren.Advantageously, the steam extraction line is connected to a reheat pipe connected. In the case of a shutdown of the steam extraction, the low-pressure steam is further removed from the overflow. Therefore, an auxiliary capacitor is connected in parallel to the steam extraction line. The auxiliary capacitor serves to condense the resulting in case of failure or intentional shutdown of the steam extraction excess steam in the auxiliary capacitor.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand Figuren näher erläutert. Darin zeigt:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to figures. It shows:

1 Vorderseitige Ansicht einer Heizdampfturbinenanordnung mit Heizvorwärmern, 1 Front view of a Heizdampfturbinenanordnung with Heizvorwärmern,

2 Rückseitige Ansicht einer Heizdampfturbinenanordnung mit Heizvorwärmern, 2 Rear view of a heating steam turbine arrangement with Heizvorwärmern,

3 Prinzipskizze einer Dampfturbinenanordnung mit einer erfindungsgemäßen Gegendruckdampfturbine, 3 Schematic diagram of a steam turbine arrangement with a back pressure steam turbine according to the invention,

4 Prinzipskizze einer Dampfturbinenanordnung mit Dampfauskopplung aus der Überströmleitung nach dem Stand der Technik. 4 Schematic diagram of a steam turbine arrangement with steam extraction from the overflow pipe according to the prior art.

4 zeigt eine Dampfturbinenanordnung mit Dampfauskopplung aus der Überströmleitung nach dem Stand der Technik. Die Dampfauskopplung dient hier der Fernwärmeversorgung unter Einsatz von zwei Heizkondensatoren HZ-K. Die Anbindung des Fernwärmesystems an die Gas- und Dampfturbinenkraftwerksanlageanlage erfolgt über die Überströmleitung der Dampfturbine. Dort wird Dampf (NAA) entnommen und über eine Dampfleitung aus dem Maschinenhaus UMC bis zum Fernwärmegebäude UND geleitet. Im Fernwärmegebäude UND befindet sich das eigentliche Fernwärmesystem in Form von 2 × 50% Heizkondensatoren. Die Fernwärmeaufwärmung erfolgt je nach erforderlicher Fernwärmeleistung einstufig. Maximal können die beiden Heizvorwärmer zusammen bei Normalbetrieb 265 MW thermisch in das Fernwärmesystem übertragen. 4 shows a steam turbine arrangement with steam extraction from the overflow pipe according to the prior art. The steam extraction here serves the district heating supply using two heating capacitors HZ-K. The connection of the district heating system to the combined cycle gas turbine plant is via the overflow of the steam turbine. There, steam (NAA) is taken and directed via a steam line from the machine house UMC to the district heating building UND. In the district heating building AND is the actual district heating system in the form of 2 × 50% heating condensers. The district heating is carried out in one stage, depending on the required district heating capacity. At maximum, the two heating preheaters together can transmit 265 MW thermally into the district heating system during normal operation.

Alternativ kann das Fernwärmesystem auch mit Dampf aus der kalten Zwischenüberhitzung (KZÜ) betrieben werden (Notbetrieb bei Stillstand Dampfturbine). Dabei ist die Leistungsübertragung in das Fernwärmenetz thermisch limitiert.Alternatively, the district heating system can also be operated with steam from the cold intermediate superheat (KZÜ) (emergency operation with standstill steam turbine). The power transmission in the district heating network is thermally limited.

Das zu erwärmende Fernwärme-Rücklaufwasser wird an der Übergabestelle mit einem Druck von ca. 5–22 bar bereit gestellt und fließt über die zwei dampfbeheizten Heizvorwärmer (HzVW1 und HzVW2) zurück in den Fernwärme-Vorlauf zu den Fernwärme-Verbrauchern. Der Fernwärme-Vorlauf und der Fernwärme-Rücklauf können je mit einer motorisierten Klappe vom Fernheizwasser-Netz getrennt werden. Jeder HzVW kann eintrittsseitig mit einer Handabsperrklappe und austrittseitig mit einer Motorklappe einzeln abgesperrt werden. Sie besitzen eine gemeinsame Umführung mit einem motorisierten Ventil.The district heating return water to be heated is provided at the transfer point with a pressure of approx. 5-22 bar and flows via the two steam-heated heating preheaters (HzVW1 and HzVW2) back into the district heating supply to the district heating consumers. The district heating supply and the district heating return can each be separated from the district heating water network with a motorized flap. Each HzVW can be shut off individually on the inlet side with a manual shut-off flap and on the outlet side with a motor flap. They have a common bypass with a motorized valve.

Der Dampf für die beiden HzVW wird bei Dampfturbinenbetrieb aus der Überströmleitung zur Niederdruck (ND) Dampfturbine (DT) über eine motorisierte Anzapfklappe entnommen. Zwei Rückschlagklappen in der Leitung verhindern Rückströmung zur DT. Ein Dampfprüfstock überwacht die Einhaltung des maximal erlaubten Druckes in dieser Leitung. Bei Überschreiten des eingestellten Wertes wird das Mitteldruck (MD)·DT Schnellschlussventil geschlossen. Die DT-Anzapfleitungen werden über Entwässerungsleitungen mit motorbetriebenen Absperrventilen zum Kondensator MAG entwässert und angewärmt. Um eine energetisch günstige Fahrweise zu erreichen” werden die HzVW gestaffelt zugeschaltet: Dazu ist vor der Inbetriebnahme der Fernwärmeauskopplung die Umführung der HzVW vollständig geöffnet. Die Regelklappen am Austritt der HzVW sind geschlossen und die Wärmemauskopplung beginnt, indem die Austrittsklappe des HzVW1 öffnet. Nach Erreichen der Offenstellung schließt die Regelklappe in der Umführung geregelt, um die Fernwärmeleistung zu steigern. Bei steigendem Wärmebedarf wird die Regelklappe am Austritt des HzVW2 geregelt geöffnet und, wie zuvor bei HzVW1, schließt bei weiter steigendem Wärmebedarf die Regelklappe in der HzVW-Umführung, bis die gesamte Menge durch die HzVW fließt. Sind beide HzVW mit geschlossener Umführung in Betrieb und die Anforderung an den Wärmebedarf steigt weiter an, wird mit Hilfe der Regelklappe in der Überströmleitung zur ND-Turbine der Dampfdruck in beiden HzVW angehoben und damit die Wärmeabgabe geregelt angehoben. Bei Bypassbetrieb der Dampfturbine wird der Dampf über eine Dampfumformstation aus der KZÜ entnommen. Ein Dampfprüfstock überwacht die Einhaltung des maximal erlaubten Druckes auf der Niederdruckseite. Bei Überschreiten des eingestellten Wertes wird das entsprechende Umformventil unmittelbar geschlossen. Eventuelle Leckagen der Armatur die zu einem weiteren Druckanstieg führen könnten, werden jeweils über ein nach geschaltetes Sicherheitsventil ins Freie geleitet. Das Einspritzwasser zur Dampfkühlung der Dampfumformstation wird dem Kondensatsystem nach den Kondensatpumpen entnommen. Die Einspritzwasserleitungen sind zum Schutz vor Verunreinigungen der Einspritzregelarmatur mit einem vorgeschalteten Schmutzsieb ausgestattet. Ferner ist der Leitungsabschnitt bis zum Regelventil unter Umständen mit einem Sicherheitsventil abgesichert, damit es nicht infolge, Erwärmung des eingeschlossenen Kondensats zu Schäden kommen kann. Die Dampfleitungen vor den Dampfumformstationen werden über Entwässerungsleitungen mit motorbetriebenen Absperrventilen zum Entwässerungssystem LCM angewärmt und entwässert. Bei geringer werdender Anforderung an die Fernwärmeleistung erfolgt das Abfahren der HzVW in genau umgekehrter Reihenfolge wie das Zuschalten.The steam for the two HzVW is taken from the overflow line to the low pressure (ND) steam turbine (DT) in a steam turbine operation via a motorized tapping flap. Two check valves in the line prevent backflow to the DT. A vapor tester monitors compliance with the maximum permitted pressure in this line. When the set value is exceeded, the medium-pressure (MD) · DT quick-closing valve is closed. The DT tap lines are dewatered and warmed via drainage lines with motor-operated shut-off valves to the MAG condenser. In order to achieve an energetically favorable driving style ", the HzVW are switched in stages: For this purpose, before the commissioning of the district heating decoupling the bypass of the HzVW is completely opened. The control dampers at the outlet of the HzVW are closed and heat dissipation starts by opening the outlet flap of the HzVW1. After reaching the open position closes the control flap in the bypass controlled to increase the district heating capacity. As the heat demand increases, the control damper is opened at the outlet of the HzVW2 and, as previously with HzVW1, the control damper closes in the HzVW bypass as the heat demand continues to increase until the entire quantity flows through the HzVW. If both HzVW with closed bypass are in operation and the demand for heat demand continues to rise, the vapor pressure in both HzVW is raised with the help of the control flap in the overflow line to the LP turbine and the heat output is regulatedly raised. When bypassing the steam turbine, the steam is taken from the KZÜ via a steam conversion station. A vapor tester monitors compliance with the maximum permitted pressure on the low-pressure side. When the set value is exceeded, the corresponding forming valve is immediately closed. Any leaks in the fitting that could lead to a further increase in pressure are directed to the outside via a downstream safety valve. The injection water for steam cooling of the steam forming station is taken from the condensate system after the condensate pumps. The injection water lines are equipped with an upstream dirt filter to protect against contamination of the injection control valve. Further, the line section is secured to the control valve under certain circumstances with a safety valve so that it can not be damaged as a result of heating the trapped condensate. The steam pipes in front of the steam forming stations are connected via drainage pipes with motor-operated shut-off valves Drainage system LCM warmed and dehydrated. As the demand for the district heating power decreases, the HzVW is shut down in exactly the reverse order of the connection.

Das Kondensat in den HzVW läuft geodätisch bzw. aufgrund der Druckdifferenz in den Hauptkondensator ab, wobei es durch einen Hauptkondensatvorwärmer geleitet wird, um so energieeffizienter zu arbeiten. Ein Regelventil in der Ablaufleitung hält den Füllstand in den HzVW in den vorgegebenen Grenzen konstant. Die beiden HzVW bleiben bei' nicht in Betrieb befindlicher Fernwärme heizwasserseitig druckbeaufschlagt, so dass ein Ausdampfen sicher verhindert wird. Heizwasserseitig sind beide HzVW mit einem Sicherheitsventil ausgestattet um bei Beheizung und eingeschlossenem Medium das sich ausdehnende Heizwasser abzuführen. Armaturen, die im Vakuumbereich betrieben werden, haben einen Sperrwasseranschluss oder sind mit vakuumdichter Spindel ausgeführt. Die Impulsleitungen der Füllstandsmessungen der HzVW werden über Einperlleitungen immer gefüllt gehalten. Auf beiden HzVW ist ein Sicherheitsventil installiert, um bei Rohrbruch oder Leckagen das anfallende Heizwasser abführen zu können.The condensate in the HzVW geodesically or due to the pressure difference in the main condenser, where it is passed through a main condensate preheater, so as to work more energy efficient. A control valve in the drain line keeps the level in the HzVW constant within the specified limits. The two HzVW remain at 'not in operation district heating pressure on the heating water side, so that evaporation is reliably prevented. On the heating water side, both HzVWs are equipped with a safety valve in order to dissipate the expanding heating water during heating and enclosed medium. Valves operated in the vacuum range have a sealed water connection or are equipped with a vacuum-tight spindle. The pulse lines of the level measurements of the HzVW are always kept filled via single-line lines. A safety valve is installed on both HzVWs in order to be able to dissipate the resulting heating water in case of pipe break or leaks.

Das Fernwärmesystem gemäß 4 hat folgende Aufgaben:

  • – Sicherstellung des Wärmeeintrages in das Fernwärmenetz
  • – Regelung der Vorlauftemperatur
  • – Der Massenstrom wird Kraftwerksseitig geregelt
The district heating system according to 4 has the following tasks:
  • - Ensuring the heat input into the district heating network
  • - Control of the flow temperature
  • - The mass flow is controlled by the power plant

Beispielhafte Prozessparameter

  • – Rücklauftemperatur: 60–75°C
  • – Vorlauftemperatur: 90–110°C
  • – Heizwassermassenstrom: Bis zu 1.400 kg/s
  • – Fernwärmeleistung: ca. 20–265 MW.
Exemplary process parameters
  • - Return temperature: 60-75 ° C
  • - Flow temperature: 90-110 ° C
  • - Heating water mass flow: Up to 1,400 kg / s
  • - District heating capacity: approx. 20-265 MW.

Das Fernwärmesystem besteht aus folgenden Hauptkomponenten:

  • – Zwei 50% Heizvorwärmer
  • – Heizkondensatsystem ohne Heizkondensatpumpen
  • – Bedampfung über Dampfturbinenentnahme (NM)
  • – Bedampfungssystem von Kalter ZU/KZÜ (LBC) incl. Kondensateinspritzkühlung (LCE).
The district heating system consists of the following main components:
  • - Two 50% heating preheaters
  • - Heating condensate system without heating condensate pumps
  • - Steaming via steam turbine extraction (NM)
  • - Steaming system from cold ZU / KZÜ (LBC) incl. Condensate injection cooling (LCE).

In 3 ist eine Dampfturbinenanordnung mit einer erfindungsgemäßen Gegendruckdampfturbine dargestellt.In 3 a steam turbine arrangement is shown with a back pressure steam turbine according to the invention.

Die Anbindung des Fernwärmesystems an die Gas- und Dampfturbinenkraftwerksanlageanlage erfolgt gleich wie in der 4. Aus der Überströmleitung der Dampfturbine (DT) wird Dampf (NM) entnommen und über eine Dampfleitung aus dem Maschinenhaus UMC bis zum Fernwärmegebäude UND geleitet. Dort befindet sich eine Heizdampfturbine inkl. aller zum Betrieb erforderlichen Nebenaggregate wie z. B. Schmierölsystem, Evakuierungssystem und Entwässerungen. Der Dampf aus dem NM System wird entweder nur auf die Dampfturbine geleitet oder zusätzlich auf einen dritten Heizkondensator (HzVW3). Die Fernwärmeaufwärmung erfolgt je nach erforderlicher Fernwärmeleistung bis zu dreistufig. Dementsprechend werden je nach Bedarf dampfseitig zwei oder auch drei Heizkondensatoren betrieben. Unter jeder Dampfturbinenabflut befindet sich ein Heizkondensator (HzVW1 und HzVW2). Diese können zusammen bei maximaler Dampfturbinenlast beispielsweise 120 MW thermisch aus dem NM Dampfsystem in die Fernwärme übertragen. Soll eine erhöhte Dampfleistung von mehr als 120 MW thermisch entkoppelt werden, wird zusätzlich der Heizkondensator 3 (HzVW3) bedampft. Dieser wird direkt mit Dampf aus dem NM System versorgt. Alternativ kann das Fernwärmesystem auch mit Dampf aus der kalten Zwischenüberhitzung (KZÜ) betrieben werden (Notbetrieb bei Stillstand Dampfturbine). Dabei ist die Leistungsübertragung in das Fernwärmenetz auf beispielsweise 220 MW thermisch limitiert. Bei Stillstand/Ausfall der Heizdampfturbine kann die gesamte Fernwärme über den HzVW3 in das Fernwärmenetz übertragen werden. Dabei wird die Dampfzufuhr zur Heizdampfturbine verriegelt und der Dampf wird ausschließlich dem HzVW3 zugeführt.The connection of the district heating system to the gas and steam turbine power plant is the same as in the 4 , From the overflow line of the steam turbine (DT) steam (NM) is taken and directed via a steam line from the machine house UMC to the district heating building AND. There is a heating steam turbine including all necessary for operation ancillaries such. B. lubricating oil system, evacuation system and drains. The steam from the NM system is directed either only to the steam turbine or additionally to a third heating condenser (HzVW3). The district heating is up to three stages depending on the required district heating capacity. Accordingly, two or even three heating capacitors are operated on the steam side as needed. Each steam turbine outlet has a heating condenser (HzVW1 and HzVW2). Together with maximum steam turbine load, for example, they can thermally transfer 120 MW from the NM steam system to district heating. If an increased steam output of more than 120 MW is to be thermally decoupled, the heating capacitor 3 (HzVW3) is additionally vapor-deposited. This is supplied directly with steam from the NM system. Alternatively, the district heating system can also be operated with steam from the cold intermediate superheat (KZÜ) (emergency operation with standstill steam turbine). The power transmission in the district heating network is limited to 220 MW, for example. At standstill / failure of the heating steam turbine, the entire district heating can be transmitted via the HzVW3 in the district heating network. The steam supply to the heating steam turbine is locked and the steam is supplied exclusively to the HzVW3.

Das Fernwärmesystem gemäß 3 hat folgende Aufgaben:

  • – Sicherstellung des Wärmeeintrages in das Fernwärmenetz
  • – Regelung der Vorlauftemperatur
  • – Der Massenstrom wird Kraftwerksseitig geregelt
The district heating system according to 3 has the following tasks:
  • - Ensuring the heat input into the district heating network
  • - Control of the flow temperature
  • - The mass flow is controlled by the power plant

Beispielhafte Prozessparameter:

  • – Rücklauftemperatur: 60–75°C
  • – Vorlauftemperatur: 90–110°C
  • – Heizwassermassenstrom: bis zu 1.400 kg/s
  • – Fernwärmeleistung: ca. 20–265 MW.
Exemplary process parameters:
  • - Return temperature: 60-75 ° C
  • - Flow temperature: 90-110 ° C
  • - Heating water mass flow: up to 1,400 kg / s
  • - District heating capacity: approx. 20-265 MW.

Das Fernwärmesystem besteht aus folgenden Hauptkomponenten:

  • – Doppelflutige Heizdampfturbine mit einer max. Klemmenleistung von beispielsweise ca. 14 MW
  • – 3 Stk. Heizvorwärmer
  • – Heizkondensatsystem inklusive Heizkondensatpumpen
  • – Bedampfung über Dampfturbinenentnahme (NM)
  • – Bedampfungssysteme von Kalter ZU (KZÜ) LBC inkl. Kondensateinspritzkühlung (LCE).
The district heating system consists of the following main components:
  • - Double-flow heating steam turbine with a max. Terminal power of, for example, about 14 MW
  • - 3 pcs. Heating preheater
  • - Heating condensate system including heating condensate pumps
  • - Steaming via steam turbine extraction (NM)
  • - Steaming systems from Kalter ZU (KZÜ) LBC incl. Condensate injection cooling (LCE).

1 und 2 zeigen eine grafische Darstellung der Schematischen Prinzipskizze der 3. 1 and 2 show a graphical representation of the schematic diagram of the 3 ,

Das Fernwärmesystem kann in einem separaten Gebäude UND untergebracht werden. Ein vergrößertes Fernwärmegebäude kann aufgrund des erhöhten Platzbedarfs der Heizdampfturbine inkl. Nebenaggregate erforderlich sein.The district heating system can be accommodated in a separate building AND. An enlarged district heating building may be required due to the increased space requirement of the heating steam turbine including ancillary units.

Claims (5)

Verfahren zum Nachrüsten einer bestehenden Dampfturbine mit einer Dampfentnahme, wobei die Dampfturbine mehrere Druckstufen umfasst und in eine fossil befeuerte Dampfkraftwerksanlage integrierte ist, wobei a) eine Dampfentnahmeleitung an einer, oder zwischen zwei Druckstufen der Dampfturbine angeschlossen wird, und b) in die Dampfentnahmeleitung eine Heizdampfturbine geschaltet wird.A method for retrofitting an existing steam turbine with a steam extraction, wherein the steam turbine comprises a plurality of pressure stages and is integrated into a fossil-fired steam power plant, wherein a) a steam extraction line is connected to one, or between two pressure stages of the steam turbine, and b) in the steam extraction line a heating steam turbine is switched. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dampfentnahmeleitung an der heißen Zwischenüberhitzungsleitung der Dampfturbine angeschlossen wird.The method of claim 1, wherein the steam extraction line is connected to the hot reheat pipe of the steam turbine. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dampfentnahmeleitung an der kalten Zwischenüberhitzungsleitung der Dampfturbine angeschlossen wird.The method of claim 1, wherein the steam extraction line is connected to the cold reheat line of the steam turbine. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dampfentnahmeleitung an der Überströmleitung der Dampfturbine angeschlossen wird.The method of claim 1, wherein the steam extraction line is connected to the overflow pipe of the steam turbine. Fossil befeuerte Kraftwerksanlage, die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 nachgerüstet ist.Fossil fueled power plant, which is retrofitted according to the method of any one of claims 1 to 4.
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