EP2933556A1 - Condensate preheating - Google Patents
Condensate preheating Download PDFInfo
- Publication number
- EP2933556A1 EP2933556A1 EP14164567.1A EP14164567A EP2933556A1 EP 2933556 A1 EP2933556 A1 EP 2933556A1 EP 14164567 A EP14164567 A EP 14164567A EP 2933556 A1 EP2933556 A1 EP 2933556A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- working medium
- heat
- condensate
- steam generator
- heat transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
- F22D1/003—Feed-water heater systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B35/00—Control systems for steam boilers
- F22B35/02—Control systems for steam boilers for steam boilers with natural convection circulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D11/00—Feed-water supply not provided for in other main groups
- F22D11/02—Arrangements of feed-water pumps
- F22D11/06—Arrangements of feed-water pumps for returning condensate to boiler
Definitions
- the invention relates to a heat recovery steam generator.
- the invention further relates to a method for preheating a condensate in a heat recovery steam generator.
- the fuels used in gas and steam power plants have, inter alia, more or less high sulfur contents. Together with the resulting in the combustion of gas or oil content of water, there is a risk that precipitate falls below the corresponding Abgastauriad sulfuric acid, sulfurous acid and water in the "cold" part of the heat recovery steam generator (especially condensate preheater) and corrosion and end to component failure to lead.
- the condensate temperature must be raised at a gas and steam turbine power plant before the occurrence of the condensate in the condensate preheater of the heat recovery steam generator to a corresponding minimum temperature, because the heat transfer in the heat exchanger surfaces in Heat recovery steam generator is determined from the water side, ie the exhaust gas pipe wall temperature corresponds approximately to the inside applied condensate temperature.
- the condensate temperature is in turn set by the defined recooling conditions (type of cooling, design of the cooling system, ambient conditions, etc.).
- Another possibility is to heat the condensate by an external steam or water-heated preheater before entering the heat recovery steam generator.
- an external hot water or steam source can supply the necessary heat, or a steam heating of this preheater by steam tapped in the steam turbine or heating steam generation takes place in the waste heat steam generator at a temperature level above the dew point.
- the object of the invention is therefore to further develop said device and said method, so that the simplest possible, cost-effective and reliable condensate preheating is possible.
- the heat recovery steam generator according to the invention comprises an exhaust path having a first heat transfer surface arranged in the exhaust path, wherein the first heat transfer surface is a first part of a closed working medium circuit and a second heat transfer surface is arranged as a second part of the working medium circuit separate from the exhaust path and the first and second heat transfer surfaces are part of a thermosyphon , wherein the first and second parts of the working medium circuit are connected to one another in such a way that upon application of the first Part with heat from the exhaust gas, an evaporating working medium of the working medium circuit flows from the first to the second part where it gives off heat via the second heat transfer surface to a condensate and condenses and flows back by gravity into the first part, while the heated condensate is discharged via a line ,
- thermosyphons basically contain a hermetically encapsulated volume.
- the thermosyphon is filled with a working medium, which fills the volume to a small extent in the liquid state, to the larger in the vapor state (saturated conditions).
- thermosyphon With the use of the thermosyphon can be achieved that takes place in a cost effective manner in the exhaust stream no dew point on Kondensatvor Anlagenrschreibinci.
- the condensate-carrying line opens after flowing through the second heat transfer surface arranged in the exhaust path Kondensatvor Anlagenrsammlung inhabit and when downstream of the Kondensatvorskarsammlung inhabit in the flow direction of the exhaust gas, the first heat transfer surfaces.
- the evaporator of the thermosyphon is disposed within the exhaust path in the heat recovery steam generator and is heated by the passing exhaust gas, the condenser is located above the evaporator outside the exhaust path and is cooled by circulation condensate.
- the circulation condensate is thereby heated and in fact to such an extent that it can enter the heating surfaces of the condensate preheater without or at least greatly minimized further preheating (for example by admixing recirculated condensate from the condensate preheater outlet) without the dew point being undershot.
- thermosyphon If it could be determined by the design of the thermosyphon there could be a risk of being below the exhaust dewpoint at the evaporator of the thermosyphon itself by operating conditions deviating from the design point of the thermosyphon, this can be prevented by simple measures.
- a bypass circuit may be mentioned here. In this case, a part of the cold condensate would pass the condenser of the thermosyphon (thus increasing the temperature / pressure level in the evaporator of the thermosyphon) due to the inferior cooling of the condenser, to be remixed at the outlet of the condenser.
- thermosyphon is operated just above the exhaust dew point and, for example, the condensate preheater does not have to be interpreted as large, since it does not have to be recirculated to the previous extent.
- the solution thus leads to improved performance through lower pressure losses in the heat recovery steam generator and lower costs for heat exchanger surfaces.
- the first heat transfer surface consists at least partially of acid-resistant material. Because of the thermosyphon, which is connected only indirectly to the steam circuit, it is possible to use cheaper and, above all, acid-resistant materials (for example plastic with graphite inclusions) since the thermosyphon does not have the same high pressure and chemical properties as components in the condensate system of a power plant.
- At least two first heat transfer surfaces of closed working fluid circuits are provided in the heat recovery steam generator, of which at least a first heat transfer surface is at least partially made of acid-resistant material.
- At least one first heat transfer surface it is expedient for at least one first heat transfer surface to have an evaporator temperature below an exhaust gas drop point. Namely, if acid-resistant material for the evaporator section of the thermosyphon is used, the heat exchanger surface in the heat recovery steam generator can be further reduced, since then the application of several thermosyphon offers, of which at least one has an evaporator temperature below the Abgastaulies. Thus, the thermodynamic temperature difference can be further increased and the necessary Kesselronifiguration further reduced.
- the working fluid of the working medium circuit differs from the condensate in terms of a chemical composition.
- Suitable working media are e.g. Ethanol or ammonia. But water is of course a conceivable working medium, which would then often have a pressure below the ambient pressure.
- the condensate is heated to above a dew point of the exhaust gas before it is further heated in the heat exchange with the exhaust gas in the heat recovery steam generator.
- a first heat transfer surface of the closed working medium circuit at least partially made of acid-resistant material and it is set an evaporator temperature in the closed working medium circuit below a Abgastaulies.
- FIG. 1 shows schematically and by way of example the view of a heat recovery steam generator 13 according to the prior art with a known condensate preheater 14 in the so-called cold part 15 of the heat recovery steam generator 13 with feed water removal.
- Condensate is fed via the condensate line 16 to the condensate preheater 14 and there heated in heat exchange with the exhaust heat 9 flowing through the waste heat steam generator.
- the condensate line 16 branches into the lines 17 and 18.
- the line 17 passes the condensate to the low-pressure drum 19.
- the condensed into the line 18 condensate is fed through a feedwater pump 24 to the middle 20 and high-pressure drums 21.
- the FIG. 1 also shows a cold bypass of the condensate preheater via a bypass line 22 and a line 23 for a minimum return of the feed water in the condensate line 16, because the feedwater pump 24 is in continuous operation and even if medium and high-pressure drum 21 is not supplied with feed water to be, a low flow of feed water through the feedwater pump 24 must be ensured.
- the minimum inlet temperature of the condensate to avoid the exhaust dew point is below, as in FIG. 1 shown, mostly ensured by recirculation of feed water from a feedwater pump tap 25.
- a condensate preheater inlet temperature of about 55 ° C can be ensured. This temperature would be sufficient to avoid falling below the Wasserdampftauddlings usually.
- FIG. 2 shows hot water from the condensate preheater outlet 26 to the condensate preheater inlet 27 to be recycled.
- this is in addition to the feedwater pump 24 of the FIG. 1 a recirculation pump 28 is needed.
- FIG. 3 shows the heat recovery steam generator 1 according to the invention.
- the heat recovery steam generator 1 has an exhaust gas path 2.
- superheater and evaporator heating a first heat transfer surface 3 is arranged.
- the first heat transfer surface 3 is a first part 4 of a closed working medium circuit 5.
- a second heat transfer surface 6 is the second part 7 of the Working medium circuit 5 is arranged separately from the exhaust path 2.
- a line 8 opening into the condensate preheater heating surface 11 arranged in the exhaust gas path 2 is thermally connected to the second heat transfer surface 6.
- the first 4 and second part 7 of the working medium circuit 5 are connected to each other so that upon exposure of the first part 4 with heat from the exhaust gas 9, an evaporating working medium 10 of the working medium circuit 5 from the first 4 flows into the second part 7, there heat through the second heat transfer surface 6 gives off to the condensate of the steam cycle and condenses and flows back by gravity back into the first part 4 in the exhaust path 2 of the heat recovery steam generator 1 while the heated condensate is then discharged via the line 8.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Abhitzedampferzeuger (1) umfassend einen Abgasweg (2) mit einer im Abgasweg (2) angeordneten ersten Wärmeübertragungsfläche (3), wobei die erste Wärmeübertragungsfläche (3) ein erster Teil (4) eines geschlossenen Arbeitsmediumkreislaufs (5) ist und eine zweite Wärmeübertragungsfläche (6) als zweiter Teil (7) des Arbeitsmediumkreislaufs (5) getrennt vom Abgasweg (2) angeordnet ist und die erste und die zweite Wärmeübertragungsfläche Teil eines Thermosiphons sind, wobei erster (4) und zweiter Teil (7) des Arbeitsmediumkreislaufs (5) so miteinander verbunden sind, dass bei Beaufschlagung des ersten Teils (4) mit Wärme aus dem Abgas (9) ein verdampfendes Arbeitsmedium (10) des Arbeitsmediumkreislaufs (5) vom ersten (4) in den zweiten Teil (7) strömt, dort Wärme über die zweite Wärmeübertragungsfläche (6) an ein Kondensat abgibt und kondensiert und durch Schwerkraft wieder in den ersten Teil (4) zurückfließt während das erwärmte Kondensat über eine Leitung (8) abgeführt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Vorwärmen eines Kondensats (12) mit Abgas (9).The invention relates to a heat recovery steam generator (1) comprising an exhaust path (2) with a first heat transfer surface (3) arranged in the exhaust path (2), the first heat transfer surface (3) being a first part (4) of a closed working medium circuit (5) and a first second heat transfer surface (6) is arranged as a second part (7) of the working medium circuit (5) separate from the exhaust path (2) and the first and the second heat transfer surface are part of a thermosyphon, wherein first (4) and second part (7) of the working medium circuit ( 5) are connected to one another such that when the first part (4) is exposed to heat from the exhaust gas (9), an evaporating working medium (10) of the working medium circuit (5) flows from the first (4) into the second part (7) Heat via the second heat transfer surface (6) gives off to a condensate and condenses and by gravity back into the first part (4) flows back while the heated condensate is discharged via a line (8). The invention further relates to a method for preheating a condensate (12) with exhaust gas (9).
Description
Die Erfindung betrifft einen Abhitzedampferzeuger. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Vorwärmen eines Kondensats in einem Abhitzedampferzeuger.The invention relates to a heat recovery steam generator. The invention further relates to a method for preheating a condensate in a heat recovery steam generator.
Die bei Gas- und Dampfkraftwerken (GUD) eingesetzten Brennstoffe weisen unter anderem mehr oder weniger hohe Schwefelgehalte auf. Zusammen mit dem bei der Verbrennung von Gas bzw. Öl entstehenden Wasseranteil besteht die Gefahr, dass sich bei Unterschreitung der entsprechenden Abgastaupunkte Schwefelsäure, schweflige Säure und Wasser im "kalten" Teil des Abhitzedampferzeugers (insbesondere Kondensatvorwärmer) niederschlagen und zu Korrosion und am Ende zu Bauteilversagen führen.The fuels used in gas and steam power plants (GUD) have, inter alia, more or less high sulfur contents. Together with the resulting in the combustion of gas or oil content of water, there is a risk that precipitate falls below the corresponding Abgastaupunkte sulfuric acid, sulfurous acid and water in the "cold" part of the heat recovery steam generator (especially condensate preheater) and corrosion and end to component failure to lead.
Zur Vermeidung der Unterschreitung des Abgastaupunktes und dem damit verbundenen Wasser-/Säureanfall (insbesondere Schwefelsäure) muss die Kondensattemperatur bei einem Gas- und Dampfturbinenkraftwerk vor Eintritt des Kondensates in den Kondensatvorwärmer des Abhitzedampferzeugers auf eine entsprechende Mindesttemperatur angehoben werden, weil der Wärmeübergang in den Wärmetauscherflächen im Abhitzedampferzeuger von der Wasserseite her bestimmt wird, d.h. die abgasseitige Rohrwandungstemperatur entspricht ungefähr der innen anliegenden Kondensattemperatur. Die Kondensattemperatur ist wiederum durch die definierten Rückkühlbedingungen (Kühlungsart, Auslegung des Kühlsystems, Umgebungsbedingungen, etc.) gesetzt.To avoid falling below the Abgastaupunktes and the associated accumulation of water / acid (especially sulfuric acid), the condensate temperature must be raised at a gas and steam turbine power plant before the occurrence of the condensate in the condensate preheater of the heat recovery steam generator to a corresponding minimum temperature, because the heat transfer in the heat exchanger surfaces in Heat recovery steam generator is determined from the water side, ie the exhaust gas pipe wall temperature corresponds approximately to the inside applied condensate temperature. The condensate temperature is in turn set by the defined recooling conditions (type of cooling, design of the cooling system, ambient conditions, etc.).
Die Mindesteintrittstemperatur des Kondensates zur Vermeidung der Abgastaupunktunterschreitung wird bisher meist durch Rezirkulation von Heißwasser vom Kondensatvorwärmeraustritt zum Kondensatvorwärmereintritt mittels Rezirkulationspumpen bzw. Speisewasserpumpenanzapfung sichergestellt.The minimum inlet temperature of the condensate to avoid the Abgastaupunktunterschreitung has hitherto mostly ensured by recirculation of hot water from Kondensatvorwärmeraustritt to Kondensatvorwärmereintritt by means of recirculation pumps or feed water pump tap.
Eine weitere Möglichkeit ist es, das Kondensat durch einen externen dampf- oder wasserbeheizten Vorwärmer vor Eintritt in den Abhitzedampferzeuger zu erwärmen. Dazu kann eine externe Heißwasser- oder Dampfquelle die notwendige Wärme liefern oder es erfolgt eine Dampfbeheizung dieses Vorwärmers durch in der Dampfturbine angezapften Dampf oder die Heizdampferzeugung findet im Abhitzedampferzeuger auf einem über dem Taupunkt liegenden Temperaturniveau statt.Another possibility is to heat the condensate by an external steam or water-heated preheater before entering the heat recovery steam generator. For this purpose, an external hot water or steam source can supply the necessary heat, or a steam heating of this preheater by steam tapped in the steam turbine or heating steam generation takes place in the waste heat steam generator at a temperature level above the dew point.
Eine andere kaum genutzte Möglichkeit stellt die Ausführung des Kondensatvorwärmers in (weitgehend) säurefestem Material dar.Another option hardly used is the design of the condensate preheater in (largely) acid-resistant material.
Diesen bisherigen Lösungen ist gemein, dass sie einen relativ hohen Aufwand an Komponenten bedeuten (vergleichsweise große Wärmetauscherfläche im Abhitzedampferzeuger, Rezirkulationspumpen) und Leistung bzw. Wirkungsgrad des Kraftwerkes verschlechtern (durch erhöhte Druckverluste im Abgasstrom, den elektrischen Eigenbedarf der verwendeten Komponenten).These previous solutions have in common that they mean a relatively high amount of components (comparatively large heat exchanger surface in the heat recovery steam generator, recirculation pumps) and deteriorate performance or efficiency of the power plant (by increased pressure losses in the exhaust stream, the electrical intrinsic demand of the components used).
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die genannte Vorrichtung und das genannte Verfahren weiterzuentwickeln, so dass eine möglichst einfache, kostengünstige und zuverlässige Kondensatvorwärmung ermöglicht wird.The object of the invention is therefore to further develop said device and said method, so that the simplest possible, cost-effective and reliable condensate preheating is possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert. Der erfindungsgemäße Abhitzedampferzeuger umfasst einen Abgasweg mit einer im Abgasweg angeordneten ersten Wärmeübertragungsfläche, wobei die erste Wärmeübertragungsfläche ein erster Teil eines geschlossenen Arbeitsmediumkreislaufs ist und eine zweite Wärmeübertragungsfläche als zweiter Teil des Arbeitsmediumkreislaufs getrennt vom Abgasweg angeordnet ist und die erste und die zweite Wärmeübertragungsfläche Teil eines Thermosiphons sind, wobei erster und zweiter Teil des Arbeitsmediumkreislaufs so miteinander verbunden sind, dass bei Beaufschlagung des ersten Teils mit Wärme aus dem Abgas ein verdampfendes Arbeitsmedium des Arbeitsmediumkreislaufs vom ersten in den zweiten Teil strömt, dort Wärme über die zweite Wärmeübertragungsfläche an ein Kondensat abgibt und kondensiert und durch Schwerkraft wieder in den ersten Teil zurückfließt, während das erwärmte Kondensat über eine Leitung abgeführt wird.According to the invention, this object is achieved by the device according to claim 1 and the method according to
Beim Abhitzedampferzeuger nach der Erfindung soll also durch einen oder mehrere im Abhitzedampferzeuger angeordnete Thermosiphons Wärme aus dem Abgas genutzt werden. Thermosiphons enthalten grundsätzlich ein hermetisch gekapseltes Volumen. Der Thermosiphon ist mit einem Arbeitsmedium gefüllt, welches das Volumen zu einem kleinen Teil in flüssigem, zum größeren in dampfförmigem Zustand ausfüllt (Sattbedingungen). Darin befinden sich je eine Wärmeübertragungsfläche für Wärmequelle (=Verdampfer) und -senke (=Kondensator).In the heat recovery steam generator according to the invention, therefore, heat from the exhaust gas is to be used by one or more thermosyphon arranged in the heat recovery steam generator. Thermosyphons basically contain a hermetically encapsulated volume. The thermosyphon is filled with a working medium, which fills the volume to a small extent in the liquid state, to the larger in the vapor state (saturated conditions). Each contains a heat transfer surface for the heat source (= evaporator) and sink (= condenser).
Mit Einsatz der Thermosiphons kann erreicht werden, dass auf kostengünstige Weise im Abgasstrom keine Taupunktunterschreitung an Kondensatvorwärmerheizflächen erfolgt.With the use of the thermosyphon can be achieved that takes place in a cost effective manner in the exhaust stream no dew point on Kondensatvorwärmerheizflächen.
Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn die kondensatführende Leitung nach Durchströmen der zweiten Wärmeübertragungsfläche in im Abgasweg angeordnete Kondensatvorwärmerheizflächen mündet und wenn in Strömungsrichtung des Abgases die ersten Wärmeübertragungsflächen den Kondensatvorwärmerheizflächen nachgeschaltet sind.For this purpose, it is advantageous if the condensate-carrying line opens after flowing through the second heat transfer surface arranged in the exhaust path Kondensatvorwärmerheizflächen and when downstream of the Kondensatvorwärmerheizflächen in the flow direction of the exhaust gas, the first heat transfer surfaces.
Der Verdampfer des Thermosiphons ist innerhalb des Abgasweges im Abhitzedampferzeuger angeordnet und wird vom vorbeiströmenden Abgas beheizt, der Kondensator befindet sich oberhalb des Verdampfers außerhalb des Abgasweges und wird von Kreislaufkondensat gekühlt. Das Kreislaufkondensat wird dadurch erwärmt und zwar so weit, dass es ohne oder zu mindestens stark minimierte weitere Vorwärmung (wie z.B. durch Zumischung von rezirkuliertem Kondensat vom Kondensatvorwärmeraustritt) in die Heizflächen des Kondensatvorwärmers eintreten kann, ohne dass der Taupunkt unterschritten wird.The evaporator of the thermosyphon is disposed within the exhaust path in the heat recovery steam generator and is heated by the passing exhaust gas, the condenser is located above the evaporator outside the exhaust path and is cooled by circulation condensate. The circulation condensate is thereby heated and in fact to such an extent that it can enter the heating surfaces of the condensate preheater without or at least greatly minimized further preheating (for example by admixing recirculated condensate from the condensate preheater outlet) without the dew point being undershot.
Falls bestimmt durch die Auslegung des Thermosiphons die Gefahr bestehen könnte, durch vom Auslegungspunkt des Thermosiphons abweichende Betriebszustände den Abgastaupunkt am Verdampfer des Thermosiphons selbst zu unterschreiten, kann dies durch einfache Maßnahmen verhindert werden. Beispielhaft sei hier eine Bypassschaltung erwähnt. In diesem Fall würde ein Teil des kalten Kondensates am Kondensator des Thermosiphons vorbei geleitet (damit steigt durch die schlechtere Kühlung des Kondensators das Temperatur-/Druckniveau im Verdampfer des Thermosiphons), um am Austritt des Kondensators wieder zugemischt zu werden.If it could be determined by the design of the thermosyphon there could be a risk of being below the exhaust dewpoint at the evaporator of the thermosyphon itself by operating conditions deviating from the design point of the thermosyphon, this can be prevented by simple measures. By way of example, a bypass circuit may be mentioned here. In this case, a part of the cold condensate would pass the condenser of the thermosyphon (thus increasing the temperature / pressure level in the evaporator of the thermosyphon) due to the inferior cooling of the condenser, to be remixed at the outlet of the condenser.
Im Vergleich zu bisherigen Lösungen sinkt die zur Vorwärmung des Kreislaufkondensates insgesamt notwendige Wärmetauscherfläche im Abhitzedampferzeuger, da die thermodynamische Temperaturdifferenz an der Verdampferfläche des Thermosiphons im Vergleich zu bisherigen Lösungen steigt (der Thermosiphon wird nur knapp über dem Abgastaupunkt betrieben und z.B. muss der Kondensatvorwärmer dann auch nicht so groß ausgelegt werden, da nicht im bisherigen Umfang rezirkuliert werden muss). Insgesamt führt die Lösung damit zu verbesserter Performance durch geringere Druckverluste im Abhitzedampferzeuger und niedrigeren Kosten für Wärmetauscherflächen.In comparison to previous solutions, the heat exchanger surface required for preheating the circulation condensate in the waste heat steam generator decreases because the thermodynamic temperature difference at the evaporator surface of the thermosyphon increases compared to previous solutions (the thermosyphon is operated just above the exhaust dew point and, for example, the condensate preheater does not have to be interpreted as large, since it does not have to be recirculated to the previous extent). Overall, the solution thus leads to improved performance through lower pressure losses in the heat recovery steam generator and lower costs for heat exchanger surfaces.
In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die erste Wärmeübertragungsfläche zumindest teilweise aus säurebeständigem Material. Durch den nur indirekt mit dem Wasserdampfkreislauf verbundenen Thermosiphon besteht nämlich die Möglichkeit günstigere und vor allem säurebeständige Materialien einzusetzen (z.B. Kunststoff mit Graphiteinlagerungen), da für den Thermosiphon nicht die gleichen hohen Anforderungen bezüglich Druck und chemischer Eigenschaften wie bei Komponenten im Kondensatsystem eines Kraftwerkes gelten.In an advantageous embodiment, the first heat transfer surface consists at least partially of acid-resistant material. Because of the thermosyphon, which is connected only indirectly to the steam circuit, it is possible to use cheaper and, above all, acid-resistant materials (for example plastic with graphite inclusions) since the thermosyphon does not have the same high pressure and chemical properties as components in the condensate system of a power plant.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn mindestens zwei erste Wärmeübertragungsflächen geschlossener Arbeitsmittelkreisläufe im Abhitzedampferzeuger vorgesehen sind, wovon mindestens eine erste Wärmeübertragungsfläche zumindest teilweise aus säurebeständigem Material besteht.It is particularly advantageous if at least two first heat transfer surfaces of closed working fluid circuits are provided in the heat recovery steam generator, of which at least a first heat transfer surface is at least partially made of acid-resistant material.
In solchen Fällen ist es zweckmäßig, wenn mindestens eine erste Wärmeübertragungsfläche eine Verdampfertemperatur unterhalb eines Abgastaupunkts aufweist. Wenn nämlich säurebeständiges Material für die Verdampfersektion des Thermosiphons zum Einsatz kommt, kann die Wärmetauscherfläche im Abhitzedampferzeuger noch weiter reduziert werden, da sich dann die Anwendung von mehreren Thermosiphons anbietet, von denen mindestens einer eine Verdampfertemperatur unterhalb des Abgastaupunktes aufweist. Damit lässt sich die thermodynamische Temperaturdifferenz noch weiter steigern und die notwendige Kesselheizfläche verringert sich noch weiter.In such cases, it is expedient for at least one first heat transfer surface to have an evaporator temperature below an exhaust gas drop point. Namely, if acid-resistant material for the evaporator section of the thermosyphon is used, the heat exchanger surface in the heat recovery steam generator can be further reduced, since then the application of several thermosyphon offers, of which at least one has an evaporator temperature below the Abgastaupunktes. Thus, the thermodynamic temperature difference can be further increased and the necessary Kesselheizfläche further reduced.
Zweckmäßiger Weise unterscheidet sich das Arbeitsmedium des Arbeitsmediumkreislaufes vom Kondensat hinsichtlich einer chemischen Zusammensetzung.Appropriately, the working fluid of the working medium circuit differs from the condensate in terms of a chemical composition.
Ebenfalls zweckmäßig ist es, wenn sich Arbeitsmedien mindestens zweier Arbeitsmedienkreisläufe voneinander unterscheiden.It is also useful if working media differ from one another at least two working medium cycles.
Beispiele für geeignete Arbeitsmedien sind z.B. Ethanol oder Ammoniak. Aber auch Wasser ist natürlich ein denkbares Arbeitsmedium, welches dann aber oft einen Druck unterhalb des Umgebungsdruckes aufweisen würde.Examples of suitable working media are e.g. Ethanol or ammonia. But water is of course a conceivable working medium, which would then often have a pressure below the ambient pressure.
Im erfinderischen Verfahren zum Vorwärmen eines Kondensats mit Abgas, welches einen Abgasweg eines Abhitzedampferzeugers durchströmt, wird im Abgasweg Wärme aus dem Abgas auf ein Arbeitsmedium in einem geschlossenen Arbeitsmediumkreislauf übertragen, wobei Arbeitsmedium verdampft und aus dem Abgasweg strömt und wobei das verdampfte Arbeitsmedium außerhalb des Abgaswegs im Wärmetausch mit Kondensat wieder verflüssigt wird und in den Abgasweg zurückströmt.In the inventive method for preheating a condensate with exhaust gas, which flows through an exhaust path of a heat recovery steam generator, heat is transferred from the exhaust gas to a working fluid in a closed working medium circuit in the exhaust path, wherein working fluid evaporates and flows from the exhaust path and wherein the vaporized working fluid outside the exhaust path in Heat exchange with condensate is liquefied again and flows back into the exhaust path.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Kondensat bis über einen Taupunkt des Abgases aufgewärmt wird, bevor es im Wärmetausch mit dem Abgas im Abhitzedampferzeuger weiter erwärmt wird.It is expedient if the condensate is heated to above a dew point of the exhaust gas before it is further heated in the heat exchange with the exhaust gas in the heat recovery steam generator.
Vorteilhafter Weise besteht eine erste Wärmeübertragungsfläche des geschlossenen Arbeitsmediumkreislaufs zumindest teilweise aus säurebeständigem Material und es wird eine Verdampfertemperatur im geschlossenen Arbeitsmediumkreislauf unterhalb eines Abgastaupunktes eingestellt.Advantageously, a first heat transfer surface of the closed working medium circuit at least partially made of acid-resistant material and it is set an evaporator temperature in the closed working medium circuit below a Abgastaupunktes.
Mit der Erfindung können Rezirkulationspumpen, Rohrleitungen, Ventile und sonstiges Equipment, welches für die bisherigen Lösungen notwendig war, entfallen oder zu mindestens stark reduziert werden und damit werden der elektrische Eigenbedarf und die Kosten entsprechend gesenkt. Außerdem steigt die Verfügbarkeit, da aktive Komponenten (Pumpen, Ventile) durch einen passiven Thermosiphon ersetzt werden.With the invention, recirculation pumps, piping, valves and other equipment, which was necessary for the previous solutions, omitted or at least greatly reduced, and thus the internal electrical requirements and costs are reduced accordingly. In addition, availability increases as active components (pumps, valves) are replaced by a passive thermosyphon.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich:
- Figur 1
- eine Ansicht eines Abhitzedampferzeugers mit bekanntem Kondensatvorwärmer mit Speisewasserentnahme,
Figur 2- eine Teilansicht eines weiteren Abhitzedampferzeugers mit bekannten Kondensatvorwärmer mit zusätzlicher Kondensatrezirkulationspumpe,
- Figur 3
- eine Ansicht einer Ausführungsform eines Abhitzedampferzeugers nach der Erfindung.
- FIG. 1
- a view of a heat recovery steam generator with a known condensate preheater with feed water extraction,
- FIG. 2
- a partial view of another heat recovery steam generator with known condensate preheater with additional condensate recirculation pump,
- FIG. 3
- a view of an embodiment of a heat recovery steam generator according to the invention.
Die
Die
Die Mindesteintrittstemperatur des Kondensates zur Vermeidung der Abgastaupunktunterschreitung wird, wie in
Im Hinblick auf die Vermeidung der Unterschreitung des Schwefelsäuretaupunkts kann zusätzlich, wie
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP14164567.1A EP2933556A1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Condensate preheating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP14164567.1A EP2933556A1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Condensate preheating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP2933556A1 true EP2933556A1 (en) | 2015-10-21 |
Family
ID=50479068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP14164567.1A Withdrawn EP2933556A1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Condensate preheating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2933556A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105387444A (en) * | 2015-12-16 | 2016-03-09 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 | Full-load flue gas waste heat utilization system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19534951A1 (en) * | 1995-09-20 | 1997-03-27 | Siemens Ag | Cooling circuit |
EP0778397A2 (en) * | 1995-12-07 | 1997-06-11 | Asea Brown Boveri Ag | Method of operating a combined power plant with a waste heat boiler and a steam user |
EP2354651A1 (en) * | 2010-01-18 | 2011-08-10 | Alstom Technology Ltd | System for combined flue heat recovery and dust precipitation improvement as retrofit solution for existing coal-fired power stations |
DE102012217514A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas and steam turbine plant with feedwater partial flow degasser |
-
2014
- 2014-04-14 EP EP14164567.1A patent/EP2933556A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19534951A1 (en) * | 1995-09-20 | 1997-03-27 | Siemens Ag | Cooling circuit |
EP0778397A2 (en) * | 1995-12-07 | 1997-06-11 | Asea Brown Boveri Ag | Method of operating a combined power plant with a waste heat boiler and a steam user |
EP2354651A1 (en) * | 2010-01-18 | 2011-08-10 | Alstom Technology Ltd | System for combined flue heat recovery and dust precipitation improvement as retrofit solution for existing coal-fired power stations |
DE102012217514A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas and steam turbine plant with feedwater partial flow degasser |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105387444A (en) * | 2015-12-16 | 2016-03-09 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 | Full-load flue gas waste heat utilization system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AT517535B1 (en) | Steam power plant | |
DE3213837C2 (en) | Exhaust steam generator with degasser, in particular for combined gas turbine-steam power plants | |
DE3035349C2 (en) | Plant for the evaporation of liquid natural gas | |
EP1819909A1 (en) | Method for the operation of a steam power station, especially a steam power station of a power plant used for generating at least electric power, and corresponding steam power station | |
DE2311066A1 (en) | STEAM GENERATOR FOR UNFIRED POWER PLANT | |
EP3420202B1 (en) | Condensate recirculation | |
EP2986910B1 (en) | System and method for preheating makeup water in steam power plants, with process steam outcoupling | |
DE2651900B2 (en) | Steam power plant | |
DE102009010020B4 (en) | Feedwater degasser of a solar thermal power plant | |
EP2933556A1 (en) | Condensate preheating | |
CH710735A1 (en) | Multi-stage distillation unit, method for operating such and control therefor. | |
DE102018220128A1 (en) | Two-stage sorption heat pump with a large temperature rise | |
DE102012100645B4 (en) | ORC - Organic Rankine cycle | |
EP2938848A2 (en) | Steam-temperature control device for a gas- and steam turbine plant | |
DE102016220634A1 (en) | Waste heat power plant with gradual heat supply | |
WO2014139765A2 (en) | Condensate preheater for a waste-heat steam generator | |
DE102010010614B4 (en) | Method and device for generating energy in an ORC system | |
DE102014016868A1 (en) | Method for operating a low-temperature power plant with an evaporator circuit process as a working cycle | |
DE2518161C2 (en) | Thermal power station with district heating system | |
EP3280883B1 (en) | Method for processing a liquid medium and processing system | |
EP2868874A1 (en) | Steam power plant with a liquid cooled generator | |
DE1228623B (en) | Steam power plant with forced steam generator and reheater | |
DE102013102479B4 (en) | fuel cell device | |
DE102011003068B4 (en) | Device and method for waste heat utilization of an internal combustion engine | |
DE102011117057A1 (en) | Waste heat recovery device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: BA ME |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20160422 |