EP2801758A1 - Waste heat steam generator with heating surfaces that can be partly deactivated - Google Patents

Waste heat steam generator with heating surfaces that can be partly deactivated Download PDF

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EP2801758A1
EP2801758A1 EP13166588.7A EP13166588A EP2801758A1 EP 2801758 A1 EP2801758 A1 EP 2801758A1 EP 13166588 A EP13166588 A EP 13166588A EP 2801758 A1 EP2801758 A1 EP 2801758A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
steam generator
heating surface
heat recovery
steam
gas
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13166588.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ludwig Materi
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP13166588.7A priority Critical patent/EP2801758A1/en
Publication of EP2801758A1 publication Critical patent/EP2801758A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G5/00—Controlling superheat temperature
    • F22G5/18—Controlling superheat temperature by by-passing steam around superheater sections
    • 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steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating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steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/22—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 the turbines having inter-stage steam heating

Definitions

  • the invention relates to a heat recovery steam generator and relates to the partial shutdown of heating surfaces as a function of ambient and operating conditions.
  • the invention further relates to a gas and steam turbine plant (GUD plant).
  • GUI plant gas and steam turbine plant
  • injection coolers are used as a standard solution for steam temperature control. This feed water is injected into the superheated steam, thereby achieving a cooling effect.
  • the object of the invention is therefore to provide a heat recovery steam generator of the type mentioned, which allows a high efficiency and a material-saving operation.
  • Another object of the invention is the specification of a gas and steam turbine plant.
  • the heat recovery steam generator comprises at least a first heating surface for superheating steam, wherein the at least one first heating surface is divided into at least a first and a second part and the second part can be switched off by a shut-off valve.
  • the first and the second part of the at least one heating surface in the flow direction of the waste heat steam generator in operation flowing through the exhaust gas are arranged directly behind one another, so they work with open shut-off as a Kochhitzersammlung construction.
  • the second part is arranged behind the first part, since in this way the thermal loading of the tube material of the superheater heating surfaces is minimized.
  • the first part is cooled by the steam flowing through it and the second part, which is not flowed through, is acted upon by an exhaust gas flow already cooled by the first part.
  • a second heating surface of the same pressure stage as the first heating surface is also divided into at least a first and a second part and the second part can be switched off.
  • the effect achieved can be enhanced, i. Steam temperature control by injection coolers will have to be done to an ever lower extent and the risk of droplet entry will continue to decrease.
  • the at least one first heating surface is a reheater heating surface.
  • the at least one first heating surface is one High-pressure superheater heating surface, possibly in addition to a partially switchable reheater heating surface.
  • a gas and steam turbine installation comprises a gas turbine, a waste heat steam generator connected downstream of the gas turbine on the exhaust gas flow side according to the invention, and a steam turbine connected downstream of the waste heat steam generator on the steam side.
  • Advantages of the invention are significantly reduced amounts of injection water and consequently less risk of droplets.
  • the efficiency of the gas and steam turbine plant increases both at full load and high ambient temperatures as well as at partial loads and when starting.
  • FIG. 1 shows schematically and by way of example a gas and steam turbine plant 2 with a gas turbine 12, a steam turbine 13 and a heat recovery steam generator 1 according to the invention via a shaft 14 a rotor of the gas turbine 12, a rotor of a generator 15 and a rotor of the steam turbine 13 are coupled together the rotor of the steam turbine 13 and the rotor of the generator 15 are rotationally separable from each other and coupled via a coupling 16.
  • the rotor of the generator 15 and the gas turbine 12 are rigidly connected to each other via the shaft 14.
  • An exhaust gas outlet 17 of the gas turbine 12 is connected via an exhaust pipe 18 to the heat recovery steam generator 1, which is provided for generating the operating steam of the steam turbine 13 from waste heat of the gas turbine 12.
  • a compressor 19 is driven by the rotating rotor of the gas turbine 12 via the shaft 14, which sucks combustion air from the environment and a combustion chamber 20 supplies.
  • the combustion air is mixed with fuel supplied from a fuel supply 21 and burned and the hot, pressurized exhaust gases are supplied to the turbine part 22 of the gas turbine 12 and there relaxed under the power of work.
  • the still about 550 to 650 ° C hot exhaust gases are then fed through the exhaust pipe 18 to the heat recovery steam generator 1 and flow through this from the exhaust gas inlet 23 to the exhaust outlet 24, and pass through a chimney 25 in the area.
  • On their way through the heat recovery steam generator 1 they lead in the example of FIG.
  • the first to third high pressure superheaters 30, 28, 26 each comprise a Hochlichüberhitzerterrorism phenomenon 11 and the first and second reheaters 29, 27 each have a reheater heating 10th
  • superheated steam is supplied by a steam discharge 39 of a high-pressure stage 40 of the steam turbine 13 and there relaxed under the power of work.
  • the shaft 14 and thus the generator 15 is moved to generate electrical energy.
  • the partially relaxed in the high-pressure stage 40 hot steam is then fed together with steam from the intermediate pressure superheater 33 the reheaters 27, 29, there again or further superheated and via a discharge line 41 a medium-pressure stage 42 of the steam turbine 13 and there relaxed under the power of mechanical work.
  • the there partially relaxed steam is supplied via an internal supply line of a low-pressure stage 43 of the steam turbine 13 and there further relaxed under the release of mechanical energy.
  • the expanded steam is condensed in the condenser 44 of the steam turbine 13, and the resulting condensate is a condensate 45 after heating in the condensate preheater 38 directly a low pressure stage 46 of the heat recovery steam generator 1 or via a feedwater pump 47 - and provided by this with appropriate pressure - a medium-pressure stage 48 or a high pressure stage 49 of the heat recovery steam generator 1, where the condensate is evaporated.
  • a steam generation and overheating of the steam is supplied via the corresponding leads 39, 41 of the heat recovery steam generator 1 back to the steam turbine 13 for relaxation and performance of mechanical work.
  • FIG. 1 also shows injection coolers 50 which are arranged in the steam lines 39, 41, 51, 52 for regulating the steam temperature between and after the superheaters 26-29.
  • FIG. 1 the example of the reheater 10 of the first and second reheaters 29, 27 shown.
  • a first and a second heating surface 3, 7, in the example, the two reheater 10 each have a first 4, 8 and a second part 5, 9.
  • Additional shut-off valves 6 in the respective second part 5, 9 ensure that these in Downstream of the exhaust parts of the heating surfaces 3, 7 can be added or removed as needed together or individually.
  • GUD full load operation at moderate ambient temperatures, both the first 4, 8 and the second parts 5, 9 of the heating surfaces 3, 7 in use.
  • full load operation at high ambient temperatures or at a GUD partial load at least a second part 5, 9 of the heating surfaces 3, 7 off.
  • the effective heating surface and thus the steam warm-up range are reduced.
  • the amount of injection water required for steam temperature control is reduced and the GUD efficiency increases.
  • FIG. 2 schematically shows a portion of the inventive heat recovery steam generator 1 with a partially turn-off first heating surface 3 according to the invention.
  • the partially switchable heating surface 3 consists of two parts, which are arranged in the exhaust stream 53 in such a way that the first part 4 is acted upon first and the second part 5 as the second from the exhaust stream 53.
  • the two parts 4, 5 are each connected via inlet and outlet headers 54, 55 in a steam cycle.
  • a shut-off valve 6 is now provided in the region of the supply line 56 to the inlet header 54 of the second part 5 of the heating surface 3.
  • Heating surface 3 is merely an example of the implementation of a partially switchable heating surface in a heat recovery steam generator 1 according to the invention. In principle it can be provided that only one of the two heating surfaces 3 and 7 is partially switched off. In this case, the achievable effect in the case of heating surface 7 will be greater than in the case of heating surface 3.
  • a combination of partially switchable heating surfaces 3 and 7 in the medium-pressure part of the heat recovery steam generator 1 is already in FIG. 1 described.
  • the invention also includes partially disconnectable Hoch Kunststoffschreibhitzeritch vom 11 may be included.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abhitzedampferzeuger (1) für eine Gas- und Dampfturbinenanlage (2), der Abhitzedampferzeuger (1) umfassend mindestens eine erste Heizfläche (3, 7) zur Überhitzung von Dampf, wobei die mindestens eine erste Heizfläche (3, 7) in mindestens einen ersten (4, 8) und einen zweiten Teil (5, 9) geteilt ist und der zweite Teil (5, 9) durch eine Absperrarmatur (6) abschaltbar ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Gas- und Dampfturbinenanlage (2).The invention relates to a heat recovery steam generator (1) for a gas and steam turbine plant (2), the heat recovery steam generator (1) comprising at least a first heating surface (3, 7) for superheating steam, wherein the at least one first heating surface (3, 7) in at least a first (4, 8) and a second part (5, 9) is divided and the second part (5, 9) by a shut-off valve (6) can be switched off. The invention further relates to a gas and steam turbine plant (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Abhitzedampferzeuger und bezieht sich auf die teilweise Abschaltbarkeit von Heizflächen in Abhängigkeit von Umgebungs- und Betriebsbedingungen. Die Erfindung betrifft ferner eine Gas- und Dampfturbinenanlage (GUD-Anlage).The invention relates to a heat recovery steam generator and relates to the partial shutdown of heating surfaces as a function of ambient and operating conditions. The invention further relates to a gas and steam turbine plant (GUD plant).

Zum Schutz thermisch hoch belasteter Bereiche des Abhitzedampferzeugers und der Dampfturbine muss in Gas- und Dampfturbinenanlagen die Dampftemperatur sorgfältig geregelt bzw. auf einen zulässigen Höchstwert begrenzt werden.To protect thermally highly stressed areas of the heat recovery steam generator and the steam turbine, the steam temperature in gas and steam turbine plants must be carefully controlled or limited to a maximum permissible value.

Als Standardlösung zur Dampftemperaturregelung werden üblicherweise Einspritzkühler verwendet. Dabei wird Speisewasser in den überhitzen Dampf eingespritzt und dadurch eine Kühlwirkung erzielt.As a standard solution for steam temperature control usually injection coolers are used. This feed water is injected into the superheated steam, thereby achieving a cooling effect.

Die größten Nachteile dieser Methode sind vor allem der Wirkungsgradverlust, Thermospannungen und die Gefahr eines Tröpfcheneintrags.The main disadvantages of this method are above all the loss of efficiency, thermal stresses and the risk of droplet entry.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Abhitzedampferzeuger der eingangs genannten Art bereitzustellen, der einen hohen Wirkungsgrad sowie einen materialschonenden Betrieb ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer Gas- und Dampfturbinenanlage.The object of the invention is therefore to provide a heat recovery steam generator of the type mentioned, which allows a high efficiency and a material-saving operation. Another object of the invention is the specification of a gas and steam turbine plant.

Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem sie vorsieht, dass bei einem derartigen Abhitzedampferzeuger für eine Gas- und Dampfturbinenanlage, der Abhitzedampferzeuger mindestens eine erste Heizfläche zur Überhitzung von Dampf umfasst, wobei die mindestens eine erste Heizfläche in mindestens einen ersten und einen zweiten Teil geteilt ist und der zweite Teil durch eine Absperrarmatur abschaltbar ist.The invention solves this problem by providing that in such a heat recovery steam generator for a gas and steam turbine plant, the heat recovery steam generator comprises at least a first heating surface for superheating steam, wherein the at least one first heating surface is divided into at least a first and a second part and the second part can be switched off by a shut-off valve.

Durch den Einsatz teilweise abschaltbarer Überhitzerheizflächen lassen sich die Einspritzwassermengen reduzieren.The use of partially disconnectable superheater heating surfaces reduces the amount of injected water.

Vorteilhafter Weise sind der erste und der zweite Teil der mindestens einen Heizfläche in Strömungsrichtung eines den Abhitzedampferzeuger im Betrieb durchströmenden Abgases gesehen unmittelbar hintereinander angeordnet, so dass sie bei geöffneter Absperrarmatur wie eine Überhitzerheizfläche funktionieren.Advantageously, the first and the second part of the at least one heating surface in the flow direction of the waste heat steam generator in operation flowing through the exhaust gas are arranged directly behind one another, so they work with open shut-off as a Überhitzerheizfläche.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der zweite Teil in Strömungsrichtung eines den Abhitzedampferzeuger im Betrieb durchströmenden Abgases gesehen hinter dem ersten Teil angeordnet ist, da auf diese Weise die thermische Belastung des Rohrmaterials der Überhitzerheizflächen minimiert wird. Der erste Teil wird durch den ihn durchströmenden Dampf gekühlt und der zweite, nicht durchströmte Teil wird von einem durch den ersten Teil bereits abgekühlten Abgasstrom beaufschlagt.In particular, it is advantageous if, viewed in the flow direction of an exhaust gas flowing through the waste heat steam generator during operation, the second part is arranged behind the first part, since in this way the thermal loading of the tube material of the superheater heating surfaces is minimized. The first part is cooled by the steam flowing through it and the second part, which is not flowed through, is acted upon by an exhaust gas flow already cooled by the first part.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn eine zweite Heizfläche derselben Druckstufe wie die erste Heizfläche ebenfalls in mindestens einen ersten und einen zweiten Teil geteilt ist und der zweite Teil abschaltbar ist. Auf diese Weise lässt sich der erzielte Effekt noch verstärken, d.h. eine Dampftemperaturregelung durch Einspritzkühler wird in immer geringerem Umfang erfolgen müssen und die Gefahr eines Tröpfcheneintrags wird sich weiter verringern.Furthermore, it may be advantageous if a second heating surface of the same pressure stage as the first heating surface is also divided into at least a first and a second part and the second part can be switched off. In this way, the effect achieved can be enhanced, i. Steam temperature control by injection coolers will have to be done to an ever lower extent and the risk of droplet entry will continue to decrease.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine erste Heizfläche eine Zwischenüberhitzerheizfläche.In an advantageous embodiment of the invention, the at least one first heating surface is a reheater heating surface.

Auch wenn die teilweise abschaltbaren ZwischenüberhitzerHeizflächen einen größeren Einfluss auf den GUD-Wirkungsgrad als teilweise abschaltbare Hochdrucküberhitzer-Heizflächen haben, ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die mindestens eine erste Heizfläche eine Hochdrucküberhitzerheizfläche, evtl. zusätzlich zu einer teilweise abschaltbaren Zwischenüberhitzerheizfläche.Even though the partially disconnectable reheater heating surfaces have a greater influence on the GUD efficiency than partially disconnectable high-pressure superheater heating surfaces, in a further advantageous embodiment of the invention the at least one first heating surface is one High-pressure superheater heating surface, possibly in addition to a partially switchable reheater heating surface.

Es ist vorteilhaft, wenn eine Gas- und Dampfturbinenanlage eine Gasturbine, einen der Gasturbine abgasstromseitig nachgeschalteten Abhitzedampferzeuger gemäß der Erfindung und eine dem Abhitzedampferzeuger dampfseitig nachgeschaltete Dampfturbine umfasst.It is advantageous if a gas and steam turbine installation comprises a gas turbine, a waste heat steam generator connected downstream of the gas turbine on the exhaust gas flow side according to the invention, and a steam turbine connected downstream of the waste heat steam generator on the steam side.

Als Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlich reduzierte Einspritzwassermengen und in der Folge eine geringere Gefahr durch Tröpfcheneintrag. Der Wirkungsgrad der Gas- und Dampfturbinenanlage steigt sowohl bei Volllast und hohen Umgebungstemperaturen als auch bei Teillasten und beim Anfahren.Advantages of the invention are significantly reduced amounts of injection water and consequently less risk of droplets. The efficiency of the gas and steam turbine plant increases both at full load and high ambient temperatures as well as at partial loads and when starting.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich:

  • Figur 1 eine Gas- und Dampfturbinenanlage mit Abhitzedampferzeuger nach der Erfindung und
  • Figur 2 eine teilweise abschaltbare Heizfläche.
The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawings. Shown schematically and not to scale:
  • FIG. 1 a gas and steam turbine plant with heat recovery steam generator according to the invention and
  • FIG. 2 a partially switchable heating surface.

Die Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft eine Gas- und Dampfturbinenanlage 2 mit einer Gasturbine 12, einer Dampfturbine 13 und einem erfindungsgemäßen Abhitzedampferzeuger 1. Über eine Welle 14 sind ein Läufer der Gasturbine 12, ein Läufer eines Generators 15 und ein Läufer der Dampfturbine 13 miteinander gekoppelt, wobei der Läufer der Dampfturbine 13 und der Läufer des Generators 15 über eine Kupplung 16 rotatorisch voneinander trennbar und koppelbar sind. Die Läufer des Generators 15 und der Gasturbine 12 sind über die Welle 14 starr miteinander verbunden. Ein Abgasauslass 17 der Gasturbine 12 ist über eine Abgasleitung 18 mit dem Abhitzedampferzeuger 1 verbunden, der zur Erzeugung des Betriebsdampfs der Dampfturbine 13 aus Abwärme der Gasturbine 12 vorgesehen ist.The FIG. 1 shows schematically and by way of example a gas and steam turbine plant 2 with a gas turbine 12, a steam turbine 13 and a heat recovery steam generator 1 according to the invention via a shaft 14 a rotor of the gas turbine 12, a rotor of a generator 15 and a rotor of the steam turbine 13 are coupled together the rotor of the steam turbine 13 and the rotor of the generator 15 are rotationally separable from each other and coupled via a coupling 16. The rotor of the generator 15 and the gas turbine 12 are rigidly connected to each other via the shaft 14. An exhaust gas outlet 17 of the gas turbine 12 is connected via an exhaust pipe 18 to the heat recovery steam generator 1, which is provided for generating the operating steam of the steam turbine 13 from waste heat of the gas turbine 12.

Während eines Betriebs der Gas- und Dampfturbinenanlage 2 wird vom rotierenden Läufer der Gasturbine 12 über die Welle 14 ein Verdichter 19 angetrieben, der Verbrennungsluft aus der Umgebung ansaugt und einer Brennkammer 20 zuführt. Dort wird die Verbrennungsluft mit von einer Brennstoffzuführung 21 herangeführtem Brennstoff vermischt und verbrannt und die heißen, unter Druck stehenden Abgase werden dem Turbinenteil 22 der Gasturbine 12 zugeführt und dort unter Leistung von Arbeit entspannt. Die noch etwa 550 bis 650°C heißen Abgase werden anschließend durch die Abgasleitung 18 dem Abhitzedampferzeuger 1 zugeführt und durchströmen diesen vom Abgaseingang 23 bis zum Abgasausgang 24, und gelangen durch einen Kamin 25 in die Umgebung. Auf ihrem Weg durch den Abhitzedampferzeuger 1 führen sie im Beispiel der Figur 1 ihre Wärme einem dritten Hochdrucküberhitzer 26 zu, dann einem zweiten Zwischenüberhitzer 27, einem zweiten Hochdrucküberhitzer 28, einem ersten Zwischenüberhitzer 29, und einem ersten Hochdrucküberhitzer 30, des weiteren einem Hochdruckverdampfer 31, einem Hochdruckvorwärmer 32, dann einem Mitteldrucküberhitzer 33, einem Mitteldruckverdampfer 34, einem Mitteldruckvorwärmer 35, dann einem Niederdrucküberhitzer 36, einem Niederdruckverdampfer 37 und schließlich einem Kondensatvorwärmer 38. Dabei umfassen die ersten bis dritten Hochdrucküberhitzer 30, 28, 26 jeweils eine Hochdrucküberhitzerheizfläche 11 und die ersten und zweiten Zwischenüberhitzer 29, 27 jeweils eine Zwischenüberhitzerheizfläche 10.During operation of the gas and steam turbine plant 2, a compressor 19 is driven by the rotating rotor of the gas turbine 12 via the shaft 14, which sucks combustion air from the environment and a combustion chamber 20 supplies. There, the combustion air is mixed with fuel supplied from a fuel supply 21 and burned and the hot, pressurized exhaust gases are supplied to the turbine part 22 of the gas turbine 12 and there relaxed under the power of work. The still about 550 to 650 ° C hot exhaust gases are then fed through the exhaust pipe 18 to the heat recovery steam generator 1 and flow through this from the exhaust gas inlet 23 to the exhaust outlet 24, and pass through a chimney 25 in the area. On their way through the heat recovery steam generator 1 they lead in the example of FIG. 1 their heat a third high pressure superheater 26, then a second reheater 27, a second high pressure superheater 28, a first reheater 29, and a first high pressure superheater 30, further a high pressure evaporator 31, a high pressure preheater 32, then a medium pressure superheater 33, a medium pressure evaporator 34, a Medium pressure preheater 35, then a low pressure superheater 36, a low pressure evaporator 37 and finally a condensate preheater 38. In this case, the first to third high pressure superheaters 30, 28, 26 each comprise a Hochdrucküberhitzerheizfläche 11 and the first and second reheaters 29, 27 each have a reheater heating 10th

Im dritten Hochdrucküberhitzer 26 überhitzter Dampf wird durch eine Dampfableitung 39 einer Hochdruckstufe 40 der Dampfturbine 13 zugeführt und dort unter Leistung von Arbeit entspannt. Mit der Arbeit wird - analog zur in der Gasturbine 12 geleisteten Arbeit - die Welle 14 und damit der Generator 15 zur Erzeugung elektrischer Energie bewegt. Der in der Hochdruckstufe 40 teilweise entspannte heiße Dampf wird anschließend gemeinsam mit Dampf aus dem Mitteldrucküberhitzer 33 den Zwischenüberhitzern 27, 29 zugeführt, dort erneut bzw. weiter überhitzt und über eine Ableitung 41 einer Mitteldruckstufe 42 der Dampfturbine 13 zugeführt und dort unter Leistung von mechanischer Arbeit entspannt. Der dort teilweise entspannte Dampf wird über eine interne Zuleitung einer Niederdruckstufe 43 der Dampfturbine 13 zugeführt und dort unter Abgabe von mechanischer Energie weiter entspannt.In the third high-pressure superheater 26 superheated steam is supplied by a steam discharge 39 of a high-pressure stage 40 of the steam turbine 13 and there relaxed under the power of work. With the work - analogous to the work done in the gas turbine 12 - the shaft 14 and thus the generator 15 is moved to generate electrical energy. The partially relaxed in the high-pressure stage 40 hot steam is then fed together with steam from the intermediate pressure superheater 33 the reheaters 27, 29, there again or further superheated and via a discharge line 41 a medium-pressure stage 42 of the steam turbine 13 and there relaxed under the power of mechanical work. The there partially relaxed steam is supplied via an internal supply line of a low-pressure stage 43 of the steam turbine 13 and there further relaxed under the release of mechanical energy.

Der entspannte Dampf wird im Kondensator 44 der Dampfturbine 13 kondensiert, und das so entstehende Kondensat wird über eine Kondensatpumpe 45 nach Erwärmung im Kondensatvorwärmer 38 direkt einer Niederdruckstufe 46 des Abhitzedampferzeugers 1 oder über eine Speisewasserpumpe 47 - und von dieser mit entsprechendem Druck versehen - einer Mitteldruckstufe 48 oder einer Hochdruckstufe 49 des Abhitzedampferzeugers 1 zugeführt, wo das Kondensat verdampft wird. Nach einer Dampferzeugung und Überhitzung wird der Dampf über die entsprechenden Ableitungen 39, 41 des Abhitzedampferzeugers 1 wieder der Dampfturbine 13 zur Entspannung und Verrichtung mechanischer Arbeit zugeführt.The expanded steam is condensed in the condenser 44 of the steam turbine 13, and the resulting condensate is a condensate 45 after heating in the condensate preheater 38 directly a low pressure stage 46 of the heat recovery steam generator 1 or via a feedwater pump 47 - and provided by this with appropriate pressure - a medium-pressure stage 48 or a high pressure stage 49 of the heat recovery steam generator 1, where the condensate is evaporated. After a steam generation and overheating of the steam is supplied via the corresponding leads 39, 41 of the heat recovery steam generator 1 back to the steam turbine 13 for relaxation and performance of mechanical work.

Figur 1 zeigt ferner Einspritzkühler 50, die zur Regelung der Dampftemperatur zwischen und nach den Überhitzern 26 - 29 in den Dampfleitungen 39, 41, 51, 52 angeordnet sind. FIG. 1 also shows injection coolers 50 which are arranged in the steam lines 39, 41, 51, 52 for regulating the steam temperature between and after the superheaters 26-29.

Der Einsatz teilweise abschaltbarer Heizflächen nach der Erfindung wird in der Figur 1 am Beispiel der Zwischenüberhitzerheizflächen 10 der ersten und zweiten Zwischenüberhitzer 29, 27 gezeigt. Hierbei umfassen eine erste und eine zweite Heizfläche 3, 7, im Beispiel also die beiden Zwischenüberhitzerheizflächen 10, je einen ersten 4, 8 und einen zweiten Teil 5, 9. Zusätzliche Absperrarmaturen 6 im jeweiligen zweiten Teil 5, 9 sorgen dafür, dass diese in Abgasrichtung nachgeordneten Teile der Heizflächen 3, 7 bei Bedarf gemeinsam oder einzeln hinzu- oder abgeschaltet werden können. Im GUD-Volllastbetrieb bei moderaten Umgebungstemperaturen sind sowohl die ersten 4, 8 als auch die zweiten Teile 5, 9 der Heizflächen 3, 7 im Einsatz. Im Volllastbetrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder bei einer GUD-Teillast wird mindestens ein zweiter Teil 5, 9 der Heizflächen 3, 7 abgeschaltet. Die effektive Heizfläche und damit auch die Dampfaufwärmspanne werden verringert. Die zur Dampftemperaturregelung benötigte Einspritzwassermenge wird reduziert und der GUD-Wirkungsgrad steigt.The use of partially switchable heating surfaces according to the invention is in the FIG. 1 the example of the reheater 10 of the first and second reheaters 29, 27 shown. In this case, a first and a second heating surface 3, 7, in the example, the two reheater 10, each have a first 4, 8 and a second part 5, 9. Additional shut-off valves 6 in the respective second part 5, 9 ensure that these in Downstream of the exhaust parts of the heating surfaces 3, 7 can be added or removed as needed together or individually. In GUD full load operation at moderate ambient temperatures, both the first 4, 8 and the second parts 5, 9 of the heating surfaces 3, 7 in use. In full load operation at high ambient temperatures or at a GUD partial load, at least a second part 5, 9 of the heating surfaces 3, 7 off. The effective heating surface and thus the steam warm-up range are reduced. The amount of injection water required for steam temperature control is reduced and the GUD efficiency increases.

Figur 2 zeigt schematisch einen Abschnitt des erfinderischen Abhitzedampferzeugers 1 mit einer teilweise abschaltbaren ersten Heizfläche 3 nach der Erfindung. Die teilweise abschaltbare Heizfläche 3 besteht aus zwei Teilen, die im Abgasstrom 53 so hintereinander angeordnet sind, dass der erste Teil 4 zuerst und der zweite Teil 5 als zweites vom Abgasstrom 53 beaufschlagt wird. Die beiden Teile 4, 5 sind jeweils über Ein- und Austrittsammler 54, 55 in einen WasserDampf-Kreislauf geschaltet. Nach der Erfindung ist nun im Bereich der Zuleitung 56 zum Eintrittsammler 54 des zweiten Teils 5 der Heizfläche 3 eine Absperrarmatur 6 vorgesehen. FIG. 2 schematically shows a portion of the inventive heat recovery steam generator 1 with a partially turn-off first heating surface 3 according to the invention. The partially switchable heating surface 3 consists of two parts, which are arranged in the exhaust stream 53 in such a way that the first part 4 is acted upon first and the second part 5 as the second from the exhaust stream 53. The two parts 4, 5 are each connected via inlet and outlet headers 54, 55 in a steam cycle. According to the invention, a shut-off valve 6 is now provided in the region of the supply line 56 to the inlet header 54 of the second part 5 of the heating surface 3.

Die in der Figur 2 gezeigt Heizfläche 3 ist lediglich ein Beispiel für die Umsetzung einer teilweise abschaltbaren Heizfläche in einem Abhitzedampferzeuger 1 nach der Erfindung. Prinzipiell kann vorgesehen sein, dass nur eine der beiden Heizflächen 3 und 7 teilweise abschaltbar ist. Dabei wird der erzielbare Effekt bei Heizfläche 7 größer als bei Heizfläche 3 sein. Eine Kombination teilweise abschaltbarer Heizflächen 3 und 7 im Mitteldruckteil des Abhitzedampferzeugers 1 ist bereits in Figur 1 beschrieben. Darüber hinaus sollen von der Erfindung auch teilweise abschaltbare Hochdrucküberhitzerheizflächen 11 umfasst sein.The in the FIG. 2 Heating surface 3 is merely an example of the implementation of a partially switchable heating surface in a heat recovery steam generator 1 according to the invention. In principle it can be provided that only one of the two heating surfaces 3 and 7 is partially switched off. In this case, the achievable effect in the case of heating surface 7 will be greater than in the case of heating surface 3. A combination of partially switchable heating surfaces 3 and 7 in the medium-pressure part of the heat recovery steam generator 1 is already in FIG. 1 described. In addition, the invention also includes partially disconnectable Hochdrucküberhitzerheizflächen 11 may be included.

Claims (7)

Ein Abhitzedampferzeuger (1) für eine Gas- und Dampfturbinenanlage (2), der Abhitzedampferzeuger (1) umfassend mindestens eine erste Heizfläche (3, 7) zur Überhitzung von Dampf, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Heizfläche (3, 7) in mindestens einen ersten (4, 8) und einen zweiten Teil (5, 9) geteilt ist und der zweite Teil (5, 9) durch eine Absperrarmatur (6) abschaltbar ist.A waste heat steam generator (1) for a gas and steam turbine plant (2), the heat recovery steam generator (1) comprising at least a first heating surface (3, 7) for superheating steam, characterized in that the at least one first heating surface (3, 7) in at least a first (4, 8) and a second part (5, 9) is divided and the second part (5, 9) by a shut-off valve (6) can be switched off. Abhitzedampferzeuger (1) nach Anspruch 1, wobei der erste (4, 8) und der zweite Teil (5, 9) der mindestens einen ersten Heizfläche (3, 7) in Strömungsrichtung eines den Abhitzedampferzeuger (1) im Betrieb durchströmenden Abgases gesehen unmittelbar hintereinander angeordnet sind.Heat recovery steam generator (1) according to claim 1, wherein the first (4, 8) and the second part (5, 9) of the at least one first heating surface (3, 7) seen in the flow direction of a waste heat steam generator (1) in operation exhaust immediately after one another are arranged. Abhitzedampferzeuger (1) nach Anspruch 2, wobei der zweite Teil (5, 9) in Strömungsrichtung eines den Abhitzedampferzeuger (1) im Betrieb durchströmenden Abgases gesehen hinter dem ersten Teil (4, 8) angeordnet ist.Heat recovery steam generator (1) according to claim 2, wherein the second part (5, 9) in the flow direction of the waste heat steam generator (1) during operation flowing through the exhaust gas behind the first part (4, 8) is arranged. Abhitzedampferzeuger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zweite Heizfläche (7, 3) derselben Druckstufe wie die erste Heizfläche (3, 7) ebenfalls in mindestens einen ersten (8, 4) und einen zweiten Teil (9, 5) geteilt ist und der zweite Teil (9, 5) abschaltbar ist.A heat recovery steam generator (1) according to any one of the preceding claims, wherein a second heating surface (7, 3) of the same pressure stage as the first heating surface (3, 7) is also divided into at least a first (8, 4) and a second part (9, 5) is and the second part (9, 5) is switched off. Abhitzedampferzeuger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine erste Heizfläche (3, 7) eine Zwischenüberhitzerheizfläche (10) ist.Heat recovery steam generator (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one first heating surface (3, 7) is a reheater heating surface (10). Abhitzedampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mindestens eine erste Heizfläche eine Hochdrucküberhitzerheizfläche (11) ist.A heat recovery steam generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the at least one first heating surface is a high pressure superheater heating surface (11). Gas- und Dampfturbinenanlage (2) umfassend eine Gasturbine (12), einen der Gasturbine (12) abgasstromseitig nachgeschalteter Abhitzedampferzeuger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und eine dem Abhitzedampferzeuger (1) dampfseitig nachgeschaltete Dampfturbine (13).Gas and steam turbine plant (2) comprising a gas turbine (12), a gas turbine (12) downstream of the exhaust gas downstream heat recovery steam generator (1) according to one of claims 1 to 6 and the heat recovery steam generator (1) downstream steam turbine (13).
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