EP1377730B1 - Dampfkraftwerk mit nachrüstsatz und verfahren zum nachrüsten eines dampfkraftwerks - Google Patents

Dampfkraftwerk mit nachrüstsatz und verfahren zum nachrüsten eines dampfkraftwerks Download PDF

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EP1377730B1
EP1377730B1 EP02716986A EP02716986A EP1377730B1 EP 1377730 B1 EP1377730 B1 EP 1377730B1 EP 02716986 A EP02716986 A EP 02716986A EP 02716986 A EP02716986 A EP 02716986A EP 1377730 B1 EP1377730 B1 EP 1377730B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steam
turbine
pressure
power plant
retrofit
Prior art date
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Revoked
Application number
EP02716986A
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English (en)
French (fr)
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EP1377730A1 (de
Inventor
Richard Brendon Scarlin
Charles Smadja
Maurus Herzog
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Technology GmbH
Original Assignee
Alstom Technology AG
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Publication of EP1377730A1 publication Critical patent/EP1377730A1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type

Definitions

  • the invention relates to a steam power plant with retrofit kit and a method for retrofitting a steam power plant.
  • Steam turbine plants with conventional water / steam cycle are known from the prior art.
  • Known steam turbine plants are formed by a steam turbine set including condensation plant, connecting pipes and auxiliary equipment.
  • the steam turbine set usually consists of multi-stage steam turbines.
  • About the steam turbo set a work machine is driven, which is formed in the case of a power plant by a generator.
  • Large, fossil-fueled steam turbine plants typically use a reheat process.
  • Such a steam power plant with reheat is schematically in FIG. 7 shown.
  • the live steam temperature is usually about 520 ° C to 565 ° C
  • the live steam pressure is about 120 bar to 200 bar.
  • the steam enters a high-pressure turbine 4.
  • the pressure drop is converted into mechanical energy, before the steam at the outlet into a stream, the one High-pressure feedwater pre-heater 21 is supplied, and a stream which is supplied to a reheater 5, is divided.
  • the steam supplied to the high pressure feedwater pre-heater 21 is also referred to as bleed steam for feedwater pre-heating and serves to heat the feedwater by means of heat exchangers.
  • the second partial flow passes, as already mentioned, via a reheater 5 and 6 interceptor valves in a medium-pressure turbine 7, wherein pressure and temperature here typically be 30 to 40 bar and 520 ° C to 565 ° C. From the medium-pressure turbine 7 also passes tap water for the feedwater preheating in high-pressure feedwater preheaters 19 and 20 or directly into a connected to a boiler feed pump 18 feedwater tank 17.
  • the other part of the steam flow which is also referred to as working steam, enters a low-pressure turbine 8, from where the exiting working steam flows into a condensing unit 11 designed as a condenser, in which the steam is condensed by means of a heat exchanger through which cooling water flows.
  • the condensate is preheated by, for example, two low-pressure feedwater preheaters, here designated by reference numerals 15, 16, and fed to the feedwater tank 17 by means of a condensate pump 13.
  • the preheating in the low-pressure feedwater preheaters 15, 16 takes place with bleed steam from the low-pressure turbine 8.
  • a currently practiced approach to avoiding such losses is a conventional retrofit of older steam power plants where only the steam path of the turbines is modified.
  • new rotating and stationary turbine blades with improved profile are exchanged for the old turbine blades.
  • only certain blade rows are exchanged here, while the remaining blade rows continue to be operated unchanged.
  • the entire rotor including the rotating blades and / or the stator, in which the stationary blades are mounted replaced and thus the existing steam turbine plant can be better utilized.
  • Such a modification alone does not cause any significant major changes to the generator, the boiler, piping, capacitors or buildings.
  • the steam temperature and the vapor pressure remain substantially unchanged in such retrofitting.
  • the WO 98/49428 a retrofitting system for coal-fired power plants.
  • a hydrogen combustion system will be installed to reach extremely high steam temperatures from 650 ° C to 870 ° C.
  • the power plant's high-pressure turbine is completely replaced by a retort package comprising a hydrogen combustion system and a new high-pressure turbine suitable for this purpose.
  • the high-pressure turbine is rigidly coupled to the same shaft of the already existing downstream turbine stages.
  • the WO 98/49428 discloses all features in the preamble of claim 1.
  • Closing reveals the WO 97/18386 a refitting system in which an existing power plant operating on low superheated steam is supplemented by adding a gas turbo set.
  • a high-pressure super-hot-steam turbine be supplemented, which is fed by a gas turbine heated heat recovery steam generator.
  • the inlet temperatures for the superheated steam high-pressure turbine are 537 ° C to 593 ° C and the inlet pressures 69bar to 248bar.
  • the super hot steam weekly pressure turbine and the gas turbine thereby drive a new common generator, while the existing steam turbine set remains unchanged and drives the previous generator.
  • the invention has for its object to avoid the disadvantages of the prior art described above. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a way to improve the efficiency or to extend the life of existing steam power plants available. In this case, the most cost-effective solutions are to be created in which as much as possible original parts of the existing steam power plant can continue to be used. Furthermore, if possible, the general infrastructure should be maintained. Finally, the use of existing operating licenses often plays an important role.
  • An inventive steam power plant with retrofit kit has a steam generator with superheater, a steam turbine set including condensation plants, connecting pipes, auxiliary equipment and a generator.
  • the retrofit kit at least one for elevated steam temperatures> 565 ° C, preferably 620 ° C to 720 ° C, and for unchanged or Modified live steam pressure designed retrofit turbine module, which is upstream of the existing steam turbine set with the shaft of the retrofit turbine module and the shaft of the existing steam turbine set are mechanically coupled together.
  • the existing generator may need to be adapted or replaced, or the power delivered may be limited to a permissible level.
  • an additional generator may be added at a still free end of the shaft to reduce the excess power.
  • the term turbine module in addition to the actual turbines and the necessary piping and valves for the corresponding temperatures and pressures to understand.
  • the retrofit turbine module is supplied with suitable parameter-containing steam.
  • the upstream high pressure also takes over the expansion of the existing high-pressure turbine, and thereby the existing high-pressure turbine can be replaced by the high-pressure turbine of the retrofit kit.
  • the freed by the elimination of the high-pressure turbine of the existing steam power plant space can be used advantageously for the turbine module of the retrofit kit.
  • many existing components of the steam power plant such as e.g. the feedwater pump and piping can continue to be used.
  • it can be used e.g. also the possibility to integrate one or more additional preheating stages and thus an additional increase in efficiency can be created.
  • the live steam pressure can be modified to be ⁇ 200 bar, preferably 240 bar to 375 bar. If the stress on previously existing safety margins of the existing components for a substantial pressure increase is not sufficient, a corresponding modification of the pressure-loaded components is required.
  • Another solution variant envisages that only the live steam temperature is increased by way of example to 720 ° C., but the live steam pressure is reduced to, for example, 100 bar. This can prove to be particularly advantageous in older steam power plants, where it depends primarily on the extension of the life. In this case can be dispensed with a reheater.
  • An increased live steam temperature can be realized for example by modification of the superheater or by external heat sources.
  • modification of the superheater comes here, for example, the use of high temperature resistant materials as well as spatial and / or geometric changes of the superheater in question.
  • the turbine module of the retrofit kit is made of high-temperature resistant materials, preferably of nickel-base alloys. Such alloys are particularly suitable for high steam temperatures. Depending on the component, alloys such as IN617, IN625 or Waspaloy are suitable.
  • the retrofit Turblnenmodul has a single or multi-flow high-pressure turbine.
  • the present at the turbine inlet steam temperature can be about 720 ° C and the live steam pressure 375 bar.
  • the working steam exiting the upstream (super) high-pressure turbine of the retrofit turbine module is i.d.R. provided as input steam for the high-pressure turbine of the existing turbo group.
  • the retrofit turbine module has a single or multi-flow super-high pressure turbine and a single or multi-flow super-medium pressure turbine.
  • the live steam temperature present at the turbine inlet of the high-pressure turbine can be for example 620 ° C. and the live steam pressure about 240 bar.
  • the working steam exiting the upstream super-high-pressure turbine of the retrofit turbine module is usually used as input steam for the high-pressure turbine of the existing turbo group.
  • the inlet temperature at this high-pressure turbine can be unchanged, for example 540 ° C and the inlet pressure 150 bar.
  • the working steam is taken in this embodiment already at higher pressure from the high-pressure turbine to be modified and reheated by another reheater, for example, to about 60 bar / 620 ° C to one of the existing medium-pressure turbine upstream turbine to be fed, which relaxes the steam on the previous entry state of the existing medium-pressure turbine.
  • the supercharging super-high-pressure can be additionally designed for the residual expansion of the existing high-pressure turbine, with which this existing component can be removed.
  • the super high pressure and super medium pressure turbine of the retrofit turbine module may be housed in a common housing or in separate housings. When arranged in a common housing material can be saved, which contributes to a reduction in manufacturing costs. Furthermore, such an arrangement leads to additional space gain, which also cramped sites can be retrofitted accordingly.
  • the retrofit kit also has a modified steam generator and / or superheater for generating live steam with elevated steam temperature> 565 ° C, preferably 620 ° C to 720 ° C, and with unchanged or modified steam pressure.
  • the existing steam generator and / or superheater if this is technically possible, for example, be modified for higher steam temperatures and optionally higher vapor pressure or against a retrofit steam generator and / or superheater, for generating temperatures of> 565 ° C and optionally pressures of ⁇ 200 bar is exchanged.
  • another steam generator and / or superheater can be connected downstream, which can also be operated with an external heat source.
  • retrofit steam generators may be partially made, for example, from nickel-based alloys.
  • An advantageous development of the steam power plant according to the invention provides that an additional generator or a modified or replaced generator for power reduction of the additional power generated by the retrofit turbine set is provided.
  • This can be an additional generator on the same or a separate shaft can be added in addition to the existing generator, or the existing generator can be upgraded by modification, such as the winding, or the existing generator can be completely replaced by a new generator.
  • the steam generator and / or the superheater and the feedwater pump can be retrofitted or rebuilt or added to an additional designated as a booster pump feedwater pump and the associated piping for the higher live steam pressure can be modified.
  • the disadvantages of the prior art are avoided and the efficiency or the life of the existing steam power plant is substantially improved.
  • the general infrastructure can be maintained as far as economic and environmentally sound.
  • the spatial arrangement can be made according to local conditions. It is advantageous if the pipelines between the steam generator and retrofit turbine module are kept as short as possible in order to limit the use of high temperature resistant materials to the most necessary degree.
  • FIG. 12 shows a schematic block diagram of a steam power plant 22 with retrofit kit, which does not form part of the claimed invention.
  • a steam boiler steam generator 1 with a superheater 32 condensate or boiler feed water is brought to the desired steam temperature.
  • a feedwater pump designated as booster pump 29 in addition to the installation (respectively the adaptation or replacement of components 18 to 21) ensures the required pressure.
  • the known from the prior art components 18 to 21 can be adapted or replaced.
  • modified pressure lines 34 between the booster pump 29 and the main steam valves 23 are also provided.
  • the live steam temperature is in the present embodiment about 700 ° C, the live steam pressure is about 375 bar.
  • the super-high-pressure turbine 24 is here according to the present example FIG. 1 designed to be single-entry.
  • the steam path of the retrofitted super-high pressure turbine 24 is made of high temperature resistant materials, namely, nickel base alloys.
  • the inlet temperature of the live steam is about 700 ° C and the input steam pressure is about 375 bar.
  • An economic optimization can also justify the avoidance of high temperature materials by choosing a process with only eg 620 ° C and 240 bar.
  • the super-high pressure turbine 24 is mounted on a separate shaft 14 separately from the shaft 9 of the existing turbo group.
  • the power generated here is tapped by an additional generator (not shown) and converted into electricity.
  • a line passes from the super-high pressure turbine 24 exiting steam directly or via the decommissioned, existing live steam valves 3 in the single-flow high-pressure turbine 4 of the existing steam power plant.
  • the unchanged turbine inlet temperature in this example is 540 ° C and the turbine inlet pressure 150 bar.
  • the steam is split at the exit from the high-pressure turbine 4 into a stream which is fed to a high-pressure feedwater pre-heater 21 and a stream which is fed to a reheater 5.
  • the steam supplied to the high pressure feedwater pre-heater 21 is also referred to as bleed steam for feedwater pre-heating and serves to heat the feedwater by means of heat exchangers.
  • the second partial flow passes via the reheater 5 and the interceptor valves 6 in the double-ended in this example medium-pressure turbine 7, wherein pressure and temperature here typically unchanged 36 bar and 540 ° C, for example.
  • the medium-pressure turbine 7 also tap-in steam for the feedwater preheating in the high-pressure feedwater preheaters 19 and 20 and directly into the feedwater tank 17.
  • the other part of the vapor stream which is also referred to as working steam, enters the two-flow low-pressure turbine 8, from where the exiting Working steam flows into a condenser 11 in which the steam is condensed via a heat exchanger through which cooling water flows.
  • the condensate is preheated by means of low-pressure spas water preheaters 15, 16 and fed to the spout water tank 17.
  • the preheating in the low-pressure feedwater preheaters 15, 16 takes place with bleed steam from the low-pressure turbine 8.
  • the high-pressure turbine 4, the medium-pressure turbine 7 and the low-pressure turbine 8 form the turbo group of the already existing steam power plant.
  • the blading of this turbo group can be replaced as needed by new blades with modified blade profile.
  • the turbo group is arranged on the common shaft 9, which is rotatably supported by shaft bearings 12.
  • the shaft 9 drives a rotor of an alternator 10, through which the power generation is effected.
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram of an advantageous embodiment of a steam power plant 22 according to the invention with retrofit kit.
  • a steam boiler 1 with superheater 32 condensate or Kesselspelsewasser to the desired steam temperature, for example, 700 ° C and brought by a booster pump 29 to the desired vapor pressure of eg 375 bar.
  • a suitable adaptation of the feedwater pump is possible.
  • the super-high-pressure turbine 24 is designed to be single-flow in the present exemplary embodiment and has a steam path made of high-temperature nickel-base alloys ,
  • the inlet temperature of the live steam is about 700 ° C and the input steam pressure is about 375 bar.
  • An economic optimization can also justify the avoidance of high temperature materials by choosing a process with only eg 620 ° C and 240 bar.
  • the super-high-pressure turbine 24 is made according to the embodiment FIG. 2 mounted on a shaft 14, which is connected to the shaft. 9 the already existing turbo group of the retrofitted steam power plant is connected via a coupling 28.
  • the steam passes directly or via the corresponding, set out of operation live steam valves 3 in the single-flow high-pressure turbine 4 of the existing steam power plant.
  • the turbine inlet temperature is also here, as before retrofitting, e.g. 540 ° C and the turbine inlet pressure 150 bar.
  • the steam is split at the exit from the high pressure turbine 4 into bleed steam supplied to a high pressure feedwater pre-heater 21 and working steam supplied to a reheater 5.
  • the working steam passes through the reheater 5 and the interceptor valves 6 in the double-ended in this example medium-pressure turbine 7, the pressure here also unchanged, typically 36 bar and the temperature, for example. 540 ° C is. From the medium-pressure turbine 7 also tap-in steam for the feedwater preheating in the high-pressure feedwater preheaters 19 and 20 or directly into the feedwater tank 17. The working steam enters the two-flow low-pressure turbine 8, from where it flows into a condenser 11, in which the steam over a is condensed by cooling water flowing through the heat exchanger.
  • the condensate is preheated via low-pressure feedwater pre-heater 15, 16 and fed to the feedwater tank 17.
  • the preheating in the low-pressure feedwater preheaters 15, 16 takes place with bleed steam from the low-pressure turbine 8.
  • the high-pressure turbine 4, the medium-pressure turbine 7 and the low-pressure turbine 8 form the turbo group of the already existing steam power plant.
  • the blading of this turbo group can be replaced as needed by new blades with modified blade profile.
  • the turbo group is arranged on the common shaft 9, which is rotatably supported by shaft bearings 12.
  • the shaft 9 drives in the embodiment according to FIG. 2 together with the via the clutch 28 connected to the shaft 9 super-high-pressure turbine 24 to the alternator 10.
  • the generator 10 is optionally modified so that it can absorb the power increased by connecting the super high-pressure turbine 24, or the output power is limited to a permissible level.
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram of a steam power plant 22 with retrofit kit, which is not part of the claimed invention.
  • condensate or Kesseispelsewasser is brought to the desired steam temperature of, for example, 620 ° C and by the booster pump 29 to the desired vapor pressure of eg 240 bar in a modified for the elevated temperatures and pressures steam boiler 1 with superheater increased pressure line 34 is modified accordingly.
  • the steam passes into a retrofit turbine module 25, which in the present substancessbalspiel after FIG. 3 a super-pressure turbine 24 and a super medium-pressure turbine 27 has.
  • the super-Hochdrucldurbine 24 and the Super Mitteldruckturblne 27 are each designed einflutig and arranged in a common housing.
  • the steam pond of the retrofitted super high pressure turbine 24 and the steam path of the retrofitted super medium pressure turbine 27 are made of high temperature resistant materials.
  • the inlet temperature of the live steam is in the present example after FIG. 3 for example, 620 ° C and the input steam pressure eg 240 bar.
  • the super-high-pressure turbine 24 and the super-Mlltel réelleturbine 27 are mounted on a common shaft 14, separate from the shaft 9 of the existing turbo group The power generated here is tapped by an additional generator 30 and converted into electricity.
  • the working steam from the super-high-pressure turbine 24 then enters the super-mid-pressure turbine 27 of the retrofit turbine module 25.
  • the turbine inlet temperature of the working steam is here also e.g. 620 ° C and the turbine inlet pressure about 60 bar.
  • the pressure here, for example, unchanged 36 bar and the temperature 540 ° C is.
  • the working steam passes from the medium-pressure turbine 7 into the low-pressure turbine 8, which has a double flow in this exemplary embodiment.
  • the bleed steam for feedwater heating which serves to heat the feedwater by means of a heat exchanger, and the return of the condensate in the boiler are in FIG. 3 only hinted.
  • the original high pressure turbine is replaced in this embodiment by the retrofit turbine module 25, which includes a super high pressure turbine 24 and a super medium pressure turbine 27.
  • the medium-pressure turbine 7 and the low-pressure turbine 8 thereby form the turbo group of the already existing steam power plant.
  • the blading of this turbo group can be replaced as needed by new blades with modified blade profile.
  • the existing turbo group is arranged on a common shaft 9, which is rotatably supported by shaft bearings 12.
  • the shaft 9 drives in the embodiment according to FIG. 3 the original three-phase generator 10 of the existing steam power plant.
  • FIG. 4 shows a schematic block diagram of a second advantageous embodiment of a steam power plant 22 according to the invention with retrofit kit.
  • condensate or boiler feed water is likewise heated to the desired steam temperature of, for example, 620 ° C. and by the booster pump 29 or by suitable adaptation of the feedwater pump brought to the desired vapor pressure of eg 240 bar.
  • the working at elevated pressure line 34 is modified accordingly
  • the steam passes into a retrofit turbine module 25, which in the present exemplary embodiment has a super-high-pressure turbine 24 and a super-mid-pressure turbine 27.
  • the super-high-pressure turbine 24 is designed to be single-flow, the super-mid-pressure turbine 27 double-flow.
  • the steam path of the retrofitted super-high pressure turbine 24 and the steam path of the retrofitted medium pressure turbine 27 are made of high temperature resistant materials.
  • the input temperature of the live steam in the present embodiment is, for example, 620 ° C and the input steam pressure is e.g. 240 bar.
  • the super-high-pressure turbine 24 and the super-mid-pressure turbine 27 are mounted on a common shaft 14, which is connected to the shaft 9 of the existing turbo group via a coupling 28.
  • the working steam passes directly or via the existing, put out of operation live steam valves 3 in the single-flow high-pressure turbine 4 of the existing steam power plant.
  • the turbine inlet temperature of the working steam is unchanged here 540 ° C and the turbine inlet pressure, for example, 150 bar.
  • the existing high-pressure turbine must be rebuilt in such a way that the steam can be removed at the pressure required for the increased reheater pressure.
  • Via a reheater 33 and intercept valves 26, the working steam enters the super-Mitteldruckturbine 27 of the retrofit turbine module 25.
  • the bleed steam for feedwater heating which serves to heat the feedwater by means of a heat exchanger, and the return of the condensate in the boiler are in FIG. 4 only hinted.
  • the blading of this turbo group can be replaced as needed by new blades with modified blade profile.
  • the turbo group is arranged on the common shaft 9, which is rotatably supported by shaft bearings 12.
  • the shaft 9 drives in the embodiment according to FIG. 4 together with the connected via the coupling 28 with the shaft 9 retrofit turbine set 25 to the alternator 10.
  • the generator 10 is optionally modified so that it can absorb the power increased by connecting the retrofit turbine set, or the output power is limited to an acceptable level.
  • FIG. 5 shows a schematic block diagram of a third advantageous embodiment of a steam power plant 22 according to the invention with retrofit kit.
  • the steam is brought to pass through the steam generator 1 to the desired steam temperature.
  • the live steam temperature is in the present embodiment about 700 ° C, the live steam pressure remains unchanged, for example, 150 bar.
  • the steam After passing through the live steam superheater 32 and corresponding live steam valves 23, the steam enters a super high pressure turbine 24 of a retrofit turbine module 25.
  • the super high pressure turbine 24 completely replaces the high pressure turbine of the existing power plant and is via a clutch 28 with the shaft 9 of the existing steam Turbolo group connected.
  • the steam passes at the outlet from the super-high-pressure turbine 24 via a reheater 5 and the interceptor valves 6 in the medium-pressure turbine 7, wherein Pressure and temperature here typically 36 bar and 540 ° C, for example.
  • Pressure and temperature here typically 36 bar and 540 ° C, for example.
  • the additional power can be tapped via a modified generator 10.
  • FIG. 6 a schematic block diagram of a fourth advantageous embodiment of a steam power plant 22 according to the invention with retrofit kit.
  • This variant is provided for high operating temperatures by about 720 ° C but low operating pressures of about 100 bar, which is why essentially the original components of the existing steam power plant can be maintained and no major conversion of the steam boiler 1 is required.
  • the existing boiler feed pump 18 can operate at reduced pressure.
  • only a modified superheater 32 and the super high pressure turbine 24 are needed.
  • the super-high-pressure turbine 24 replaces completely the high-pressure turbine of the existing power plant and is connected to the shaft 9 of the existing steam turbo group via a coupling 28.
  • the steam enters the super high pressure turbine 24 of the retrofit turbine module 25.
  • the steam passes at the outlet from the super-high-pressure turbine 24 directly or via the shut-off valves 6 set in the medium-pressure turbine 7, wherein pressure and temperature here typically 36 bar and 540 ° C, for example.
  • a reheater can be omitted here.
  • Steam is supplied to the low-pressure turbine 8 from the medium-pressure turbine 7.
  • the power is delivered to the original generator 10 connected to the shaft 9.
  • This fourth embodiment is particularly suitable for further operation of steam power plants beyond their actual service life at low investment costs. Since the material fatigue here only allows pressures below the original design pressures on the high pressure side, the vapor pressures acting on the components are chosen lower than in the original design of the existing steam power plant. Since in this particular application i.d.R. no significant additional power is expected, the original generator 10 can often be kept unchanged.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Dampfkraftwerk mit Nachrüstsatz und ein Verfahren zum Nachrüsten eines Dampfkraftwerks.
    • Stand der Technik
  • Kraftwerke mit konventionellem Wasser/Dampf-Kreislauf sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bekannte Dampfturbinenanlagen werden durch einen Dampf-Turbosatz einschließlich Kondensationsanlage, verbindende Rohrleitungen und Hilfseinrichtungen gebildet. Der Dampf-Turbosatz besteht dabei in der Regel aus mehrstufigen Dampfturbinen. Über den Dampf-Turbosatz wird eine Arbeitsmaschine angetrieben, die im Falle eines Kraftwerks durch einen Generator gebildet wird. Grosse, mit fossilen Brennstoffen betriebene Dampfturbinenanlagen verwenden üblicherweise einen Prozess mit Zwischenüberhitzung.
  • Ein derartiges Dampfkraftwerk mit Zwischenüberhitzung ist schematisch in Figur 7 dargestellt. In einem Dampfkessel 1 inklusive Überhitzer 2 wird dabei Kondensat- bzw. Kesselspeisewasser auf die gewünschte Dampftemperatur erhitzt. Die Frischdampftemperatur beträgt dabei in der Regel etwa 520°C bis 565°C, der Frischdampfdruck beträgt etwa 120 bar bis 200 bar. Über Frischdampfventile 3 gelangt der Dampf in eine Hochdruckturbine 4. Hier wird das Druckgefälle in mechanische Energie umgesetzt, bevor der Dampf am Austritt in einen Strom, der einem Hochdruck-Speisewasservorwärmer 21 zugeführt wird, und einen Strom, der einem Zwischenüberhitzer 5 zugeführt wird, aufgeteilt wird. Der Dampf, der dem Hochdruck-Speisewasservorwärmer 21 zugeführt wird, wird auch als Anzapfdampf für die Speisewasservorwärmung bezeichnet und dient zur Erwärmung des Speisewassers mittels Wärmetauscher. Der zweite Teilstrom gelangt, wie bereits erwähnt, über einen Zwischenüberhitzer 5 und Abfangventile 6 in eine Mitteldruckturbine 7, wobei Druck und Temperatur hier typischerweise 30 bis 40 bar und 520 °C bis 565 °C betragen. Aus der Mitteldruckturbine 7 gelangt ebenfalls Anzapfdampf für die Speisewasservorwärmung in Hochdruck-Speisewasservorwärmer 19 und 20 bzw. direkt in einen mit einer Kesselspeisepumpe 18 verbundenen Speisewasserbehälter 17. Der andere Teil des Dampfstroms, der auch als Arbeitsdampf bezeichnet wird, gelangt in eine Niederdruckturbine 8, von wo der austretende Arbeitsdampf in eine als Kondensator ausgebildete Kondensationsanlage 11 strömt, in welcher der Dampf über einen von Kühlwasser durchflossenen Wärmetauscher kondensiert wird. Das Kondensat wird über beispielsweise zwei Niederdruck-Speisewasservorwärmer, hier mit Bezugsziffern 15, 16 bezeichnet, vorgewärmt und mit Hilfe einer Kondensatpumpe 13 dem Speisewasserbehälter 17 zugeführt. Die Vorwärmung in den Niederdruck-Speisewasservorwärmern 15, 16 erfolgt mit Anzapfdampf aus der Niederdruckturbine 8. Es sind auch Dampfkraftwerke bekannt, welche auch an der Hochdruckturbine 4 zusätzlich Anzapfdampf auf erhöhtem Druck für eine zusätzliche Speisewasservorwärmstufe entnehmen. Die Hochdruckturbine 4, die Mitteldruckturbine 7 und die Niederdruckturbine 8 sind dabei in der Regel auf einer gemeinsamen Welle 9 angeordnet, die über Wellenlager 12 drehbar gelagert ist. Die Welle 9 treibt dabei einen Rotor eines Drehstromgenerators 10 an, durch den die Stromerzeugung bewirkt wird.
  • Die Lebensdauer derartiger konventioneller Dampfkraftwerke beträgt etwa 40 bis 50 Jahre. Ältere Dampfkraftwerke erreichen aber aufgrund ihrer ursprünglichen Konzeption und der Alterung der Komponenten nur einen moderaten Wirkungsgrad und weisen daher einen erhöhten Brennstoffbedarf, verbunden mit erhöhten Betriebskosten und Emissionen auf. Daher produzieren viele ältere Dampfkraftwerke, trotz ihrer mechanischen Funktionstüchtigkeit und ihres noch längst nicht erreichten Endes des Betriebslebenszyklus, unwirtschaftlich. Dies gilt insbesondere aufgrund des verschärften Wettbewerbs auf Märkten, wo moderne Anlagen, u.a. Kombikraftwerke, die einen Gasturbinenkreislauf und einen Dampfturbinenkreislauf aufweisen, wie sie beispielsweise in der DE 19542917 A1 oder der DE 19923210 A1 beschrieben sind, betrieben werden.
  • Ein derzeit praktizierter Ansatz, um derartige Verluste zu vermeiden, ist eine konventionelle Nachrüstung älterer Dampfkraftwerke, bei der lediglich der Dampfpfad der Turbinen modifiziert wird. Dazu werden neue rotierende und stationäre Turbinenschaufeln mit verbessertem Profil gegen die alten Turbinenschaufeln ausgetauscht. In der Regel werden hier nur bestimmte Schaufelreihen ausgetauscht, während die übrigen Schaufelreihen unverändert weiter betrieben werden. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass bei im wesentlichen unveränderten Dampfbedingungen die Leistungsabgabe des Dampfkraftwerks bei gleichem Brennstoffverbrauch ansteigt. Außerdem kann anstelle eines alleinigen Austauschs der Turbinenschaufeln gleichzeitig auch der gesamte Rotor inklusive der rotierenden Schaufeln und/oder der Stator, in dem die stationären Schaufeln angebracht sind, ausgetauscht und damit die vorhandene Dampfturbinenanlage besser ausgenutzt werden. Eine derartige Modifikation allein bedingt keine wesentlichen große Änderungen am Generator, dem Dampfkessel, Rohrleitungen, Kondensatoren oder Gebäuden. Die Dampftemperatur und der Dampfdruck bleiben bei einer derartigen Nachrüstung im wesentlichen unverändert.
  • Nachteil dieser Nachrüstmaßnahme ist es, dass die Leistungs- und Wirkungsgradsteigerung im allgemeinen nur moderat ausfällt. Die Verbesserung des Wirkungsgrads, das heißt die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs bei unveränderter elektrischer Leistung oder die Steigerung der elektrischen Leistung bei unverändertem Kraftstoffverbrauch ist jedoch zu gering, um die Kosten pro Kilowattstunde stark zu reduzieren und eine wesentlich attraktivere Lösung im Sinne von wettbewerbsfähigeren Preisen bzw. im Sinne der Verringerung der spezifischen Emissionen darzustellen. Hieraus folgt, dass die Wettbewerbsfähigkeit älterer Dampfkraftwerke auf diese Weise kaum wesentlich erhöht werden kann.
  • Zwar offenbaren die DE 19982386 A1 und die DE 19962403 A1 Verfahren zum Nach- bzw. Umrüsten eines Sattdampf erzeugenden Systems mit mindestens einer Dampfturbogruppe und nach diesen Verfahren nach- bzw. umgerüstete Kraftwerke. Allerdings wird hier das Hinzufügen eines Gasturbosatzes als Ergänzung des Dampfturbosatzes vorgeschlagen, was einer Einschränkung des Brennstoffangebots gleichkommt. Ferner wird hierdurch eine Kombianlage geschaffen, deren Wartung sich komplexer gestaltet als bei einer reinen Dampfturboanlage.
  • Ferner offenbart die WO 98/49428 ein Retrofitting System für Kohle befeuerte Kraftwerke. Gemäß der WO 98/49428 wird ein Wasserstoff-Verbrennungssystem installiert, um extrem hohe Dampftemperaturen von 650°C bis 870°C zu erreichen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel, wird die Hochdruckturbine des Kraftwerks vollständig durch ein Retfofit-Paket bestehend aus Wasserstoff-Verbrennungssystem und eine neue, hierfür geeignete Hochdruckturbine ersetzt. Die Hochdruckturbine ist dabei starr mit der gleichen Welle der bereits existierenden nachfolgenden Turbinenstufen gekoppelt. Die WO 98/49428 offenbart alle Merkmale im Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Schließtich offenbart die WO 97/18386 ein Refitting-System, bei dem eine bestehendes Kraftwerk, welches mit niedrig überhitztem Dampf arbeitet, durch Hinzufügen eines Gasturbosatzes ergänzt wird. Insofern entspricht die WO 97118386 der DE 19962386 A1 und DE 19962403 A1 . Allerdings wird hier zusätzlich vorgeschlagen, dass eine Superheißdampf-Hochdruckturbine ergänzt wird, die von einem über die Gasturbine beheizten Wärmerückgewinnungs-Dampferzeuger gespeist wird. Dabei betragen Eingangstemperaturen für die Superheißdampf-Hochdruckturbine 537°C bis 593°C und die Eingangsdrücke 69bar bis 248bar. Die Superheißdampf-Wochdruckturbine und die Gasturbine treiben dabei einen neuen gemeinsamen Generator an, während der bestehende Dampfturbinensatz unverändert bleibt und den bisherigen Generator antreibt.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur Verbesserung des Wirkungsgrades bzw. zur Verlängerung der Lebensdauer bestehender Dampfkraftwerke zur Verfügung zu stellen. Dabei sollen möglichst kostengünstige Lösungen geschaffen werden, bei denen soviel wie möglich Originalteile des bereits bestehenden Dampfkraftwerks weiter verwendet werden können. Ferner soll nach Möglichkeit die allgemeine Infrastruktur beibehalten werden. Schließlich spielt häufig auch die Nutzung bestehender Betriebsgenehmigungen eine wichtige Rolle.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Dampfturbinenanlage mit Nachrüstsatz mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Nachrüsten eines Dampfkraftwerks mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sind In den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßes Dampfkraftwerk mit Nachrüstsatz weist einen Dampferzeuger mit Überhitzers, einen Dampf-Turbosatz einschließlich Kondensationsanlagen, verbindende Rohrleitungen, Hilfseinrichtungen und einen Generator auf. Erfindungsgemäß weist der Nachrüstsatz zumindest ein für erhöhte Frischdampftemperaturen > 565°C, vorzugsweise 620°C bis 720°C, und für unveränderten oder modifizierten Frischdampfdruck ausgelegtes Nachrüst-Turbinenmodul auf, das dem bestehenden Dampf-Turbosatz vorgeschaltet ist wobei die Welle des Nachrüst-Turbinenmoduls und die Welle des bestehenden Dampfturbosatzes mechanisch miteinander gekoppelt werden.
    Dazu muss der bestehende Generator eventuell angepasst oder ersetzt oder die abgegebene Leistung auf ein zulässiges Mass begrenzt werden. Alternativ kann beispielsweise auch ein zusätzlicher Generator an einem noch freien Wellenende zur Abnahme der Überschußieistung hinzugefügt werden. Dabei sind unter dem Begriff Turbinenmodul neben den eigentlichen Turbinen auch die erforderlichen Rohrleitungen und Ventile für die entsprechenden Temperaturen und Drücke zu verstehen. Schliesslich ist das Nachrüst-Turbinenmodul mit geeignete Parameter aufweisendem Dampf versorgt.
  • Es kann sich erfindungsgemäß als lohnend herausstellen, dass der VorschaltHochdruck auch die Expansion der bestehenden Hochdruckturbine übernimmt, und dadurch die bestehende Hochdruckturbine durch die Hochdruckturbine des Nachrüstsatzes ersetzt werden kann. Der durch den Wegfall der Hochdruckturbine des bestehenden Dampfkraftwerkes frei werdende Platz kann vorteilhaft für das Turbinenmodul des Nachrüstsatzes verwendet werden. Weiterhin ist bei gleichbleibendem oder reduziertem Druck vorteilhaft, dass viele bestehende Komponenten des Dampfkraftwerks, wie z.B. die Speisewasserpumpe und Rohrleitungen, weiter verwendet werden können. Ferner kann damit z.B. auch die Möglichkeit zur Einbindung einer oder mehrerer zusätzlicher Vorwärmstufen und damit einer zusätzlichen Wirkungsgradsteigerung geschaffen werden.
  • Alternativ kann der Frischdampfdruck so modifiziert werden, dass er ≥ 200 bar, vorzugsweise 240 bar bis 375 bar, ist. Falls die Beanspruchung bisher vorhandener Sicherheitsreserven der bestehenden Bauteile für eine wesentliche Drucksteigerung nicht ausreicht, ist eine entsprechende Modifikation der druckbelasteten Bauteile erforderlich.
  • Hierdurch werden die Nachteile des Standes der Technik vermieden und der Wirkungsgrad des bestehenden Dampfkraftwerks wird erheblich verbessert. Dies macht sich beispielsweise dadurch bemerkbar, dass bei gleicher Brennstoffmenge eine höhere Leistungsabgabe möglich ist oder aber bei gleicher Leistungsabgabe eine geringere Brennstoffmenge benötigt wird. Durch die Beibehaltung möglichst vieler Originalteile des Dampfkraftwerks wird eine kostengünstige Lösung zur Leistungssteigerung zur Verfügung gestellt. Außerdem kann die allgemeine Infrastruktur soweit wie wirtschaftlich und umweltverträglich beibehalten werden.
  • Eine andere Lösungsvariante sieht vor, dass lediglich die Frischdampftemperatur belspielsweise auf 720 °C erhöht wird, der Frischdampfdruck aber beispielsweise auf 100 bar reduziert wird. Dies kann sich insbesondere bei älteren Dampfkraftwerken als vorteilhaft erweisen, bei denen es primär auf die Verlängerung der Lebensdauer ankommt. In diesem Fall kann auf einen Zwischenüberhitzer verzichtet werden.
  • Eine erhöhte Frischdampftemperatur kann beispielsweise durch Modifikation des Überhitzers oder aber durch externe Wärmequellen realisiert werden. Als Modifikation des Überhitzers kommt hier beispielsweise die Verwendung hochtemperaturbeständiger Werkstoffe sowie räumliche und/oder geometrische Veränderungen des Überhitzers in Frage.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks mit Nachrüstsatz sieht vor, dass das Turbinenmodul des Nachrüstsatzes aus hochtemperaturbeständigen Werkstoffen, vorzugsweise aus Nickel-Basis-Legierungen, hergestellt ist. Derartige Legierungen sind besonders für hohe Dampftemperaturen geeignet Je nach Komponente sind Legierungen wie IN617, IN625 oder Waspaloy geeignet.
  • Außerdem sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks mit Nachrüstsatz vor, dass das Nachrüst-Turblnenmodul eine ein- oder mehrflutige Hochdruckturbine aufweist. Hierbei kann die am Turbineneingang vorliegende Frischdampftemperatur etwa 720 °C und der Frischdampfdruck 375 bar betragen. Der aus der vorgeschalteten (Super-) Hochdruckturbine des Nachrüst-Turbinenmoduls austretende Arbeitsdampf wird i.d.R. als Eingangsdampf für die Hochdruckturbine der bestehenden Turbogruppe vorgesehen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks mit Nachrüstsatz sieht vor, dass das Nachrüst-Turbinenmodul eine ein- oder mehrflutige Super-Hochdruckturbine und eine ein- oder mehrflutige Super-Mitteldruckturbine aufweist. Bei dieser Variante eines erfindungsgemäßen Nachrüst-Turbinenmoduls kann die am Turbineneingang der Hochdruckturbine vorhandene Frischdampftemperatur beispielsweise 620°C und der Frischdampfdruck etwa 240 bar betragen. Der aus der vorgeschalteten Super-Hochdruckturbine des Nachrüst-Turbinenmoduls austretende Arbeitsdampf wird i.d.R. als Eingangsdampf für die Hochdruckturbine der bestehenden Turbogruppe verwendet Dabei kann die Eingangstemperatur an dieser Hochdruckturbine unverändert beispielsweise 540°C und der Eingangsdruck 150 bar betragen. Der Arbeitsdampf wird in dieser Ausführung bereits auf höherem Druck aus der zu modifizierenden Hochdruckturbine entnommen und über einen weiteren Zwischenüberhitzer z.B. auf etwa 60 bar/ 620°C erneut erhitzt, um einer der bestehenden Mitteldruckturbine vorgeschalteten Turbine zugeführt zu werden, welche den Dampf auf den bisherigen Eintrittszustand der bestehenden Mitteldruckturbine entspannt. Falls sich die Modifikation der bestehenden Hochdruckturbine nicht lohnt, kann der Vorschalt-Super-Hochdruck zusätzlich auch für die Restexpansion der bestehenden Hochdruckturbine ausgelegt werden, womit diese bestehende Komponente entfernt werden kann. Unabhängig davon, ob zwischen Super-Hochdruck und Super-Mitteldruck ein modifizierter Hochdruckteil verbleibt, können die Super-Hochdruck- und Super-Mitteldruckturbine des Nachrüst-Turbinenmoduls in einem gemeinsamen Gehäuse oder in getrennten Gehäusen aufgenommen sein. Bei Anordnung in einem gemeinsamen Gehäuse kann Material eingespart werden, was zu einer Senkung der Herstellungskosten beiträgt. Ferner führt eine derartige Anordnung zu zusätzlichem Raumgewinn, wodurch auch beengte Standorte entsprechend nachgerüstet werden können.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Dampfkraftwerk mit Nachrüstsatz ist es vorteilhaft, wenn der Nachrüstsatz auch einen modifizierten Dampferzeuger und/oder Überhitzer zum Erzeugen von Frischdampf mit erhöhter Dampftemperatur > 565°C, vorzugsweise 620°C bis 720°C, und mit unverändertem oder modifiziertem Dampfdruck aufweist. Hierbei kann der bestehende Dampferzeuger und/oder Überhitzer, wenn dies technisch möglich ist, beispielsweise für höhere Dampftemperaturen und gegebenenfalls höheren Dampfdruck modifiziert werden oder gegen einen Nachrüst-Dampferzeuger und/oder Überhitzer, der zur Erzeugung von Temperaturen von >565°C und gegebenenfalls Drücken von ≥ 200 bar geeignet ist, ausgetauscht werden. Alternativ kann auch ein weiterer Dampferzeuger und/oder Überhitzer nachgeschalter werden, welcher auch mit einer externen Wärmequelle betrieben werden kann. Derartige Nachrüst-Dampferzeuger können partiell beispielsweise aus Nickel-Basis-Legierungen hergestellt sein.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks sieht vor, dass ein zusätzlicher Generator oder ein modifizierter oder ausgetauschter Generator zur Leistungsabnahme der durch den Nachrüst-Turbosatz erzeugten Mehrleistung vorgesehen ist. Dabei kann ein zusätzlicher Generator auf der gleichen oder einer separaten Welle neben dem bestehenden Generator hinzugefügt werden, oder der bestehende Generator kann durch Modifikation, beispielsweise der Wicklung, aufgerüstet werden oder aber der bestehende Generator kann durch einen neuen Generator völlig ersetzt werden.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Nachrüsten eines bestehenden Dampfkraftwerks mit einem Dampferzeuger mit Überhitzer, einem Dampf-Turbosatz einschließlich Kundensationsanlagen, verbindenden Rohrleitungen, Hilfseinrichtungen und einem Generator, weist folgende Schritte auf:
    • Vorschalten eines Nachrüst-Turbinenmodule für Frischdampf mit erhöhter Dampftemperatur und unverändertem oder modifiziertem Frischdampfdruck vor den bestehenden Turbosatz
    wobei die Welle des Nachrüst-Turbinenmoduls und die Welle des bestehenden Dampfturbosatzes mechanisch mit einander gekoppelt werden.
    • Vorsehen eines Dampferzeugers und/oder Überhitzers zur Bereitstellung von Frischdampf mit erhöhter Dampftemperatur.
  • Nötigenfalls kann der Dampferzeuger und/oder der Überhitzer sowie die Speisewasserpumpe nachgerüstet oder umgebaut oder eine zusätzliche als Booster-Pumpe bezeichnete Speisewasserpumpe hinzugefügt und die zugehörigen Rohrleitungen für den höheren Frischdampfdruck modifiziert werden.
  • Hierdurch werden die Nachteile des Standes der Technik vermieden und der Wirkungsgrad bzw, die Lebensdauer des bestehenden Dampfkraftwerks wird wesentlich verbessert. Durch die Beibeihaltung möglichst vieler Originalteile des Dampfkraftwerks wird eine kostengünstige Lösung zur Leistungssteigerung zur Verfügung gestellt. Außerdem kann die allgemeine Infrastruktur soweit wie wirtschaflich und umweltverträglich beibehalten werden. Dabei kann die räumliche Anordnung nach den örtlichen Gegebenheiten erfolgen. Vorteilhaft ist es, wenn die Rohrleitungen zwischen Dampferzeuger und Nachrüst-Turbinenmodul möglichst kurz gehalten werden, um den Einsatz von hochtemperaturbeständigen Werkstoffen auf das nötigste Maß zu beschränken.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Nachrüsten eines Dampfkraftwerk weist ferner folgenden Schritt auf:
    • Hinzufügen, Austauschen oder Modifizieren eines Generators zur Leistungsabnahme der durch den Nachrüst-Turbosatz erzeugten Mehrleistung. Dabei kann das Hinzufügen eines zusätzlichen Generators beispielsweise durch Anbringung an ein freies Wellenende erfolgen, oder der zusätzliche Generator kann, falls anwendbar, nur mit dem getrennt aufgestellten Nachrüst-Turbosatz gekoppelt werden.
    Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im folgenden sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben darin zeigen:
    • Figur 1
    ein schematisches Blockschaltbild eines Dampfkraftwerks mit Nachrüstsatz;
    Figur 2
    ein schematisches Blockschaltbild einer ersten erfindungsgemaßen Ausführungsform eines Dampfkraftwerks mit Nachrüstsatz:
    Figur 3
    ein schematisches Blockschaltbild eines Dampfkraftwerks mit Nachrüstsatz;
    Figur 4
    ein schematisches Blockschaltbild einer Zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Dampfkraftwerks mit Nachrüstsatz;
    Figur 5
    ein schematisches Blockschaltbild einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Dampfkraftwerks mit Nachrüstsatz;
    Figur 6
    ein schematisches Blockschaltbild einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Dampfkraftwerks mit Nachrüstsatz;
    Figur 7
    ein schematisches Blockschaltbild eines konventionellen Dampfkraftwerks vom Stand der Technik.
  • In den Zeichnungen sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Gleiche oder ähnliche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet
    • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschschaltbild eines Dampfkraftwerks 22 mit Nachrüstsatz, welches nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist. In einem mit für hohe Betriebstemperaturen und hohe Betriebsdrücke geeigneten Werkstoffen modifizierten, als Dampfkessel ausgebildeter Dampferzeuger 1 mit einem Überhitzer 32 wird Kondensat- bzw. Kesselspeisewasser auf die gewünschte Dampftemperatur gebracht. Eine zusätzlich zu Installierende als Booster-Pumpe 29 bezeichnete Speisewasserpumpe (respektive dem Anpassen oder Ersetzen der Komponenten 18 bis 21) stellt den dazu erforderlichen Druck sicher. Alternativ können auch die aus dem Stand der Technik bekannten Komponenten 18 bis 21 angepasst oder ersetzt werden. Um das Speisewasser und den Dampf unter dem erhöhten Druck sicher transportieren zu können, sind ferner modifizierte Druckleitungen 34 zwischen der Booster-Pumpe 29 und den Frischdampfventilen 23 vorgesehen. Die Frischdampftemperatur beträgt dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 700°C, der Frischdampfdruck beträgt etwa 375 bar.
  • Über einen modifizierten Frischdampfüberhitzer 32 und entsprechende Frischdampfventile 23 gelangt der Dampf in eine Super-Hochdruckturbine 24 eines Nachrüst-Turbinnenmoduls 25. Die Super-Hochdruckturbine 24 ist dabei im vorliegenden Beispiel gemäß Figur 1 einflutig ausgelegt. Der Dampfpfad der nachgerüsteten Super-Hochdruckturbine 24 ist aus hochtemperaturbeständigen Werkstoffen, nämlich aus Nickel-Basis-Legierungen hergestellt. Die Eingangstemperatur des Frischdampfs beträgt etwa 700°C und der Eingangsdampfdruck beträgt etwa 375 bar. Eine wirtschaftliche Optimierung kann auch eine Vermeidung von Hochtemperaturwerkstoffen durch Wahl eines Prozesses mit lediglich z.B. 620°C und 240 bar begründen. Die Super-Hochdruckturbine 24 ist dabei auf einer eigenen Welle 14 separat von der Welle 9 der bestehenden Turbogruppe gelagert. Die hier erzeugte Leistung wird von einem zusätzlichen Generator (nicht gezeigt) abgegriffen und in Strom umgewandelt.
  • Über eine Leitung gelangt der aus der Super-Hochdruckturbine 24 austretende Dampf direkt oder über die ausser Betrieb gesetzten, bestehenden Frischdampfventile 3 in die einflutige Hochdruckturbine 4 des bestehenden Dampfkraftwerks. Die unveränderte Turbineneintrittstemperatur beträgt in diesem Beispiel 540°C und der Turbineneintrittsdruck 150 bar.
  • Der Dampf wird am Austritt aus der Hochdruckturbine 4 in einen Strom, der einem Hochdruck-Speisewasservorwärmer 21 zugeführt wird, und einen Strom, der einem Zwischenüberhitzer 5 zugeführt wird, aufgeteilt. Der Dampf, der dem Hochdruck-Speisewasservorwärmer 21 zugeführt wird, wird auch als Anzapfdampf für die Speisewasservorwärmung bezeichnet und dient zur Erwärmung des Speisewassers mittels Wärmetauscher.
  • Der zweite Teilstrom gelangt über den Zwischenüberhitzer 5 und die Abfangventile 6 in die in diesem Beispiel zweiflutig ausgeführte Mitteldruckturbine 7, wobei Druck und Temperatur hier typischerweise unverändert 36 bar und z.B. 540° C betragen. Aus der Mitteldruckturbine 7 gelangt ebenfalls Anzapfdampf für die Speisewasservorwärmung in die Hochdruck-Speisewasservorwärmer 19 und 20 bzw. direkt in den Speisewasserbehälter 17. Der andere Teil des Dampfstroms, der auch als Arbeitsdampf bezeichnet wird, gelangt in die zweiflutige Niederdruckturbine 8, von wo der austretende Arbeitsdampf in einen Kondensator 11 strömt, in dem der Dampf über einen mit Kühlwasser durchströmten Wärmetauscher kondensiert wird.
  • Das Kondensat wird über Niederdruck-Spelsowasservorwärmer 15,16 vorgewärmt und dem Spelsewasserbehälter 17 zugeführt. Die Vorwärmung in den Niederdruck-Speisewasservorwärmern 15, 16 erfolgt mit Anzapfdampf aus der Niederdruckturbine 8.
  • Die Hochdruckturbine 4, die Mitteldruckturbine 7 und die Niederdruckturbine 8 bilden dabei die Turbogruppe des bereits bestehenden Dampfkraftwerks. Die Beschaufelung dieser Turbogruppe kann je nach Bedarf durch neue Schaufeln mit modifiziertem Schaufelprofil ersetzt werden. Die Turbogruppe ist dabei auf der gemeinsamen Welle 9 angeordnet, welche über Wellenlager 12 drehbar gelagert ist. Die Welle 9 treibt dabei einen Rotor eines Drehstromgenerators 10 an, durch den die Stromerzeugung bewirkt wird.
  • Figur 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks 22 mit Nachrüstsatz. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ebenfalls In einem modifizierten Dampfkessel 1 mit Überhitzer 32 Kondensat- bzw. Kesselspelsewasser auf die gewünschte Dampftemperatur von beispielsweise 700°C und durch eine Booster-Pumpe 29 auf den gewünschten Dampfdruck von z.B. 375 bar gebracht. Alternativ ist auch eine geeignete Anpassung der Speisewasserpumpe möglich.
  • Über einen modifizierten Frischdampfüberhitzer 32 und entsprechende Frischdampfventile 23 gelangt der Arbeitsdampfs in die Super-Hochdruckturbine 24 des Nachrüst-Turbinenmoduls 25. Die Super-Hoc-hdruckturbine 24 ist dabei im vorliegenden Ausführungsbeisplel einflutig ausgelegt und weist einen Dampfpfad aus hochtemperaturbeständlgen Nickel-Basis-Legierungen auf. Die Eingangstemperatur des Frischdampfs beträgt etwa 700°C und der Eingangsdampfdruck beträgt etwa 375 bar. Eine wirtschaftliche Optimierung kann auch eine Vermeidung von Hochtemperaturwerkstoffen durch Wahl eines Prozesses mit lediglich z.B. 620°C und 240 bar begründen. Die Super-Hochdruckturbine 24 Ist gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Figur 2 auf einer Welle 14 gelagert, die mit der Welle 9 der bereits bestehenden Turbogruppe des nachgerüsteten Dampfkraftwerks über eine Kupplung 28 verbunden ist.
  • Der Dampf gelangt direkt oder über die entsprechenden, ausser Betrieb gesetzten Frischdampfventile 3 in die einflutige Hochdruckturbine 4 des bestehenden Dampfkraftwerks. Die Turbineneintrittstemperatur beträgt auch hier, wie vor der Nachrüstung, z.B. 540°C und der Turbineneintrittsdruck 150 bar.
  • Der Dampf wird am Austritt aus der Hochdruckturbine 4 in Anzapfdampf, der einem Hochdruck-Speisewasservorwärmer 21 zugeführt wird, und Arbeitsdampf, der einem Zwischenüberhitzer 5 zugeführt wird, aufgeteilt.
  • Der Arbeitsdampf gelangt über den Zwischenüberhitzer 5 und die Abfangventile 6 in die in diesem Beispiel zweiflutig ausgeführte Mitteldruckturbine 7, wobei der Druck auch hier unverändert typischerweise 36 bar und die Temperatur z.B. 540° C beträgt. Aus der Mitteldruckturbine 7 gelangt ebenfalls Anzapfdampf für die Speisewasservorwärmung in die Hochdruck-Speisewasservorwärmer 19 und 20 bzw. direkt in den Speisewasserbehälter 17. Der Arbeitsdampf gelangt in die zweiflutige Niederdruckturbine 8, von wo er in einen Kondensator 11 strömt, in dem der Dampf über einen von Kühlwasser durchflossenen Wärmetauscher kondensiert wird.
  • Das Kondensat wird über Niederdruck-Speisewasservorwärmer 15, 16 vorgewärmt und dem Speisewasserbehälter 17 zugeführt. Die Vorwärmung in den Niederdruck-Speisewasservorwärmern 15, 16 erfolgt mit Anzapfdampf aus der Niederdruckturbine 8.
  • Die Hochdruckturbine 4, die Mitteldruckturbine 7 und die Niederdruckturbine 8 bilden dabei die Turbogruppe des bereits bestehenden Dampfkraftwerks. Die Beschaufelung dieser Turbogruppe kann je nach Bedarf durch neue Schaufeln mit modifiziertem Schaufelprofil ersetzt werden. Die Turbogruppe ist dabei auf der gemeinsamen Welle 9 angeordnet, welche über Wellenlager 12 drehbar gelagert ist.
  • Die Welle 9 treibt im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 gemeinsam mit der über die Kupplung 28 mit der Welle 9 verbundene Super-Hochdruckturbine 24 den Drehstromgenerator 10 an. Der Generator 10 ist dabei gegebenenfalls so modifiziert, dass er die durch Vorschalten der Super-Hochdrucldurbine 24 erhöhte Leistung aufnehmen kann, oder die abgegebene Leistung wird auf ein zulässiges Mass begrenzt.
  • Figur 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Dampfkraftwerks 22 mit Nachrüstsatz, welches nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist. Gemäß diesem Beispiel wird in einem für die erhöhten Temperaturen und Drücke modifizierten Dampfkessel 1 mit Überhitzer 32 Kondensat- bzw. Kesseispelsewasser auf die gewünschte Dampftemperatur von beispielsweise 620°C und durch die Booster-Pumpe 29 auf den gewünschten Dampfdruck von z.B. 240 bar gebracht Die auf erhöhtem Druck arbeitende Leitung 34 ist dabei entsprechend modifiziert.
  • Über einen Frischdampfüberhitzer 32 und entsprechende Frischdampfventile 23 gelangt der Dampf in ein Nachrüst-Turbinenmodul 25, das im vorliegenden Ausführungsbalspiel nach Figur 3 eine Super-Nochdruckturbine 24 und eine Super Mitteldruckturbine 27 aufweist. Die Super-Hochdrucldurbine 24 und die Super-Mitteldruckturblne 27 sind dabei jeweils einflutig ausgelegt und in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Der Dampfpfud der nachgerüsteten Super-Hochdruckturbine 24 und der Dampfpfad der nachgerüsteten Super-Mitteldruckturbine 27 sind aus hochtemperaturbeständigen Werkstoffen hergestellt.
  • Die Eingangstemperatur des Frischdampfs beträgt im vorliegenden Beispiel nach Figur 3 beispielsweise 620°C und der Eingangsdampfdruck z.B. 240 bar. Die Super-Hochdruckturbine 24 und die Super-Mltteldruckturbine 27 sind auf einer gemeinsamen Welle 14, separat von der Welle 9 der bestehenden Turbogruppe gelagert Die hier erzeugte Leistung wird von einem zusätzlichen Generator 30 abgegriffen und in Strom umgewandelt.
  • Über einen Zwischenüberhitzer 31 und Abfangventile 26 gelangt der Arbeitsdampf von der Super-Hochdruckturbine 24 dann in die Super-Mitteldruckturbine 27 des Nachrüst-Turbinenmoduls 25. Die Turbineneintrittstemperatur des Arbeitsdampfs beträgt hier ebenfalls z.B. 620°C und der Turbineneintrittsdruck etwa 60 bar.
  • Am Austritt der Super-Mitteldruckturbine 27 wird der Arbeitsdampf direkt oder über die bestehenden, ausser Betrieb gesetzten Abfangventile 6 in die in diesem Beispiel zweiflutig ausgeführte Mitteldruckturbine 7 des bestehenden Dampf-Turbinenmoduls geleitet, wobei der Druck hier unverändert beispielsweise 36 bar und die Temperatur 540° C beträgt. Der Arbeitsdampf gelangt von der Mitteldruckturbine 7 in die in diesem Ausführungsbeispiel zweiflutige Niederdruckturbine 8.
  • Der Anzapfdampf für die Speisewasservorwärmung, der zur Erwärmung des Speisewassers mittels Wärmetauscher dient, und die Rückführung des Kondensats in den Dampfkessel sind in Figur 3 nur angedeutet.
  • Die ursprüngliche Hochdruckturbine wird in diesem Ausführungsbeispiel durch das Nachrüst-Turbinenmodul 25 ersetzt, welches eine Super-Hochdruckturbine 24 und eine Super-Mitteldruckturbine 27 umfasst. Die Mitteldruckturbine 7 und die Niederdruckturbine 8 bilden dabei die Turbogruppe des bereits bestehenden Dampfkraftwerks. Die Beschaufelung dieser Turbogruppe kann je nach Bedarf durch neue Schaufeln mit modifiziertem Schaufelprofil ersetzt werden. Die bestehende Turbogruppe ist dabei auf einer gemeinsamen Welle 9 angeordnet, die über Wellenlager 12 drehbar gelagert ist. Die Welle 9 treibt im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 den originalen Drehstromgenerator 10 des bestehenden Dampfkraftwerks an.
  • Figur 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks 22 mit Nachrüstsatz. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird in einem für die erhöhten Temperaturen und Drücke modifizierten Dampfkessel 1 Kondensat- bzw. Kesselspeisewasser ebenfalls auf die gewünschte Dampftemperatur von beispielsweise 620°C und durch die Booster-Pumpe 29 oder durch geeignete Anpassung der Speisewasserpumpe auf den gewünschten Dampfdruck von z.B. 240 bar gebracht. Die auf erhöhtem Druck arbeitende Leitung 34 ist dabei entsprechend modifiziert
  • Über einen modifizierten Frischdampfüberhitzer 32 und entsprechende Frischdampfventile 23 gelangt der Dampf in ein Nachrüst-Turbinenmodul 25, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Super-Hochdruckturbine 24 und eine Super-Mitteldruckturbine 27 aufweist. Die Super-Hochdruckturbine 24 ist dabei einflutig ausgelegt, die Super-Mitteldruckturbine 27 zweiflutig. Der Dampfpfad der nachgerüsteten Super-Hochdruckturbine 24 und der Dampfpfad der nachgerüsteten Mitteldruckturbine 27 sind aus hochtemperaturbeständigen Werkstoffen hergestellt. Die Eingangstemperatur des Frischdampfs beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise 620°C und der Eingangsdampfdruck z.B. 240 bar. Die Super-Hochdruckturbine 24 und die Super-Mitteldruckturbine 27 sind auf einer gemeinsamen Welle 14 gelagert, die mit der Welle 9 der bestehenden Turbogruppe über eine Kupplung 28 verbunden ist.
  • Der Arbeitsdampf gelangt direkt oder über die bestehenden, ausser Betrieb gesetzten Frischdampfventile 3 in die einflutige Hochdruckturbine 4 des bestehenden Dampfkraftwerks. Die Turbineneintrittstemperatur des Arbeitsdampfs beträgt hier unverändert 540°C und der Turbineneintrittsdruck z.B. 150 bar. Die bestehende Hochdruckturbine muss dergestalt umgebaut werden, dass der Dampf auf dem für den erhöhten Zwischenüberhitzerdruck nötigen Druck entnommen werden kann. Über einen Zwischenüberhitzer 33 und Abfangventile 26 gelangt der Arbeitsdampf in die Super-Mitteldruckturbine 27 des Nachrüst-Turbinenmoduls 25. Die Turbirieneintrittstemperatur beträgt hier nach dem Zwischenüberhitzen beispielsweise wieder 620°C und der Turbineneintrittsdruck z.B. 60 bar. Am Austritt der Super-Mitteldruckturbine 27 wird der Arbeitsdampf direkt oder über die ausser Betrieb gesetzten Abfangventile 6 in die zweiflutig ausgeführte Mitteldruckturbine 7 geleitet, wobei der Druck hier unverändert 36 bar und die Temperatur 540° C beträgt. Der Arbeitsdampf gelangt von der Mitteldruckturbine 7 in die zweiflutige Niederdruckturbine 8.
  • Der Anzapfdampf für die Speisewasservorwärmung, der zur Erwärmung des Speisewassers mittels Wärmetauscher dient, und die Rückführung des Kondensats in den Dampfkessel sind in Figur 4 nur angedeutet.
  • Die wegen dem höheren Austrittsdruck zu modifizierende Hochdruckturbine 4, die Mitteldruckturbine 7 und die Niederdruckturbine 8 bilden dabei die Turbogruppe des bereits bestehenden Dampfkraftwerks. Die Beschaufelung dieser Turbogruppe kann je nach Bedarf durch neue Schaufeln mit modifiziertem Schaufelprofil ersetzt werden. Die Turbogruppe ist dabei auf der gemeinsamen Welle 9 angeordnet, die über Wellenlager 12 drehbar gelagert ist. Die Welle 9 treibt im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 gemeinsam mit dem über die Kupplung 28 mit der Welle 9 verbundenen Nachrüst-Turbosatz 25 den Drehstromgenerator 10 an. Der Generator 10 ist dabei gegebenenfalls so modifiziert, dass er die durch Vorschalten des Nachrüst-Turbosatzes erhöhte Leistung aufnehmen kann, oder die abgegebene Leistung wird auf ein zulässiges Mass begrenzt.
  • Figur 5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer dritten vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks 22 mit Nachrüstsatz. In einem für hohe Betriebstemperaturen modifizierten Überhitzer 32 wird der Dampf nach Durchlaufen des Dampferzeugers 1 auf die gewünschte Dampftemperatur gebracht. Die Frischdampftemperatur beträgt dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 700°C, der Frischdampfdruck bleibt unverändert auf beispielsweise 150 bar.
  • Nach Durchlaufen des Frischdampfüberhitzers 32 und entsprechender Frischdampfventile 23 gelangt der Dampf in eine Super-Hochdruckturbine 24 eines Nachrüst-Turbinenmoduls 25. Die Super-Hochdruckturbine 24 ersetzt dabei vollständig die Hochdruckturbine des bestehenden Kraftwerks und ist über eine Kupplung 28 mit der Welle 9 der bestehenden Dampf Turbogruppe verbunden.
  • Der Dampf gelangt am Austritt aus der Super-Hochdruckturbine 24 über einen Zwischenüberhitzer 5 und die Abfangventile 6 in die Mitteldruckturbine 7, wobei Druck und Temperatur hier typischerweise 36 bar und z.B. 540° C betragen. Aus der Mitteldruckturbine 7 gelangt Dampf in die zweiflutige Niederdruckturbine 8, von wo der austretende Arbeitsdampf in einen Kondensator 11 strömt, in dem der Dampf über einen mit Kühlwasser durchströmten Wärmetauscher kondensiert wird.
  • Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Mehrleistung über einen modifizierten Generator 10 abgegriffen werden.
  • Schließlich zeigt Figur 6 ein schematisches Blockschaltbild einer vierten vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks 22 mit Nachrüstsatz. Diese Variante ist für hohe Betriebstemperaturen um etwa 720 °C aber niedrige Betriebsdrücke um etwa 100 bar vorgesehen, weshalb im wesentlichen die Originalbauteile des bestehenden Dampfkraftwerks beibehalten werden können und kein grösserer Umbau des Dampfkessels 1 erforderlich ist. Auch kann die bestehende Kesselspeisepumpe 18 auf reduziertem Druck arbeiten. Es werden im wesentlichen lediglich ein modifizierter Überhitzer 32 und die Super-Hochdruckturbine 24 benötigt. Die Super-Hochdruckturbine 24 ersetzt dabei vollständig die Hochdruckturbine des bestehenden Kraftwerks und ist mit der Welle 9 der bestehenden Dampf Turbogruppe über eine Kupplung 28 verbunden.
  • Über den modifizierten Frischdampfüberhitzer 32 und entsprechende Frischdampfventile 23 gelangt der Dampf in die Super-Hochdruckturbine 24 des Nachrüst-Turbinenmoduls 25.
  • Der Dampf gelangt am Austritt aus der Super-Hochdruckturbine 24 direkt oder über die ausser Betrieb gesetzten Abfangventile 6 in die Mitteldruckturbine 7, wobei Druck und Temperatur hier typischerweise 36 bar und z.B. 540° C betragen. Ein Zwischenüberhitzer kann hier entfallen. Aus der Mitteldruckturbine 7 gelangt Dampf in die Niederdruckturbine 8. Die Leistung wird an den mit der Welle 9 verbundenen ursprünglichen Generator 10 abgegeben.
  • Diese vierte Ausführungsform eignet sich insbesondere dazu, Dampfkraftwerke über deren eigentliche Lebensdauer hinaus bei geringen Investitionskosten weiter zu betreiben. Da die Materialermüdung hier auf der Hochdruckseite nur noch Drücke unter den ursprünglichen Auslegungsdrücken zuläßt, sind die auf die Bauteile einwirkenden Dampfdrücke niedriger als bei der ursprünglichen Auslegung des bestehenden Dampfkraftwerks gewählt. Da bei diesem speziellen Anwendungsfall i.d.R. keine wesentliche Mehrleistung zu erwarten ist, kann der ursprüngliche Generator 10 häufig unverändert beibehalten werden.
  • Durch die oben beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispiele werden die Nachteile des Standes der Technik vermieden und der Wirkungsgrad bzw. die Lebensdauer des bestehenden Dampfkraftwerks verbessert. Durch die Beibehaltung möglichst vieler Originalteile des Dampfkraftwerks wird eine kostengünstige Lösung hierfür zur Verfügung gestellt. Außerdem kann die allgemeine Infrastruktur soweit wirtschaftlich und umweltverträglich beibehalten werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht durch die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern wird lediglich durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche definiert, wie sie von einem Fachmann verstanden werden. Insbesondere lassen sich in vielen Fällen die in den Ausführungsbeispielen gezeigte Teilkomponenten untereinander kombinieren.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Dampferzeuger, Dampfkessel
    2
    Überhitzer
    3
    Frischdampfventil
    4
    Hochdruckturbine
    5
    Zwischenüberhitzer
    6
    Abfangventil
    7
    Mitteldruckturbine
    8
    Niederdruckturbine
    9
    Welle
    10
    Drehstromgenerator
    11
    Kondensationsanlage, Kondensator
    12
    Wellenlager
    13
    Kondensatpumpe
    14
    Welle
    15
    Niederdruck-Speisewasservorwärmer
    16
    Niederdruck-Speisewasservorwärmer
    17
    Speisewasserbehälter
    18
    Kesselspeisepumpe
    19
    Hochdruck-Speisewasservorwärmer
    20
    Hochdruck-Speisewasservorwärmer
    21
    Hochdruck-Speisewasservorwärmer
    22
    Dampfkraftwerk mit Nachrüstsatz
    23
    Frischdampfventil
    24
    Super-Hochdruckturbine
    25
    Nachrüst-Turbinenmodul
    26
    Abfangventil
    27
    Super-Mitteldruckturbine
    28
    Kupplung
    29
    Booster-Pumpe
    30
    Drehstromgenerator
    31
    Zwischenüberhitzer
    32
    Überhitzer
    33
    Zwischenüberhitzer
    34
    modifizierte Druckleitung

Claims (12)

  1. Dampfkraftwerk mit Nachrüstsatz, wobei das Dampfkraftwerk einen Dampferzeuger (1) mit Überhitzer, einen Dampf-Turbosatz einschließlich Kondensationsanlagen (11), verbindende Rohrleitungen, Hilfseinrichtungen und einen Generator (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass als Nachrüstsatz zumindest ein für erhöhte Frischdampftemperaturen > 565°C, vorzugsweise 620°C bis 720°C, und für unveränderten oder modifizierten Frischdampfdruck ausgelegtes Nachrüst-Turbinenmodul (25) angeordnet und dem bestehenden Dampf-Turbosatz vorgeschaltet ist, und dass die Welle (14) des Nachrüst-Turbinenmoduls (25) und die Welle (9) des bestehenden Dampfturbosatzes mechanisch miteinander gekoppelt sind.
  2. Dampfkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der modifizierte Frischdampfdruck ≥ 200 bar, vorzugsweise 240 bar bis 375 bar, ist.
  3. Dampfkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der modifizierte Frischdampfdruck kleiner als der Frischdampfdruck des bestehenden Dampf-Turbosatzes, vorzugsweise im Bereich um 100 bar, ist.
  4. Dampfkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrüst.Turbinenmodul (25) aus hochtemperaturbeständigen Werkstoffen, vorzugsweise aus Stahl oder einer Nickel-Basis-Legierung, hergestellt ist.
  5. Dampfkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrüst-Turbinenmodul (25) eine ein- oder mehrflutige Super-Hochdruckturbine (24) aufweist.
  6. Dampfkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrüst-Turbinenmodul (25) eine ein- oder mehrflutige Super- Hochdruckturbine (24) und eine ein- oder mehrflutige Super-Mitteldruckturbine (27) aufweist.
  7. Dampfkraftwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Super-Hochdruckturbine (24) und die Super-Mitteldruckturbine (27) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
  8. Dampfkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachrüstsatz einen modifizierten Dampferzeuger (1) und/oder Überhitzer (32) zum Erzeugen von Frischdampf mit erhöhter Dampftemperatur > 565°C, vorzugsweise 620°C bis 720°C, und mit unverändertem oder modifiziertem Dampfdruck aufweist.
  9. Dampfkraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher Generator (30) oder ein modifizierter oder ausgetauschter Generator (10) zur Leistungsabnahme der durch den Nachrüst-Turbosatz (25) erzeugten Mehrleistung vorgesehen ist.
  10. Verfahren zum Nachrüsten eines bestehenden Dampfkraftwerks mit einem Dampferzeuger (1) mit Überhitzer, einem Dampf-Turbosatz einschließlich Kondensationsanlagen (11), verbindenden Rohrleitungen, Hilfseinrichtungen und einem Generator (10), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Vorschalten eines Nachrüst-Turbinenmoduls (25) für Frischdampf mit erhöhter Dampftemperatur und unveränderten oder modifizierten Frischdampfdruck vor den bestehenden Turbosatz, wobei die Welle 814) des Nachrüst-Turbinenmoduls (25) und die Welle (9) des bestehenden Turbosatzes mechanisch miteinander gekoppelt werden; Vorsehen eines Dampferzeugers (1) und/oder Überhitzers (32) zur Bereitstellung von Frischdampf mit erhöhter Dampftemperatur.
  11. Verfahren zum Nachrüsten eines Dampfkraftwerks nach Anspruch 10, das ferner folgenden Schritt aufweist:
    Nachrüsten oder Umbau des Dampferzeugers und des Überhitzers (32) sowie der Speisewasserpumpe oder Hinzufügen einer Booster-Pumpe (29) und
    Modifizieren der entsprechenden Rohrleitungen, um erhöhten Frischdampfdruck zur Verfügung zu stellen.
  12. Verfahren zum Nachrüsten eines Dampfkraftwerks nach Anspruch 10 oder 11, das ferner folgenden Schritt aufweist:
    Hinzufügen, Austauschen oder Modifizieren eines Generators (10) zur Leistungsabnahme der durch den Nachrüst-Turbosatz (25) erzeugten Mehrleistung.
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