SE470558B

SE470558B - Method and apparatus for partial load operation of flow-through boiler

Info

Publication number: SE470558B
Application number: SE9203902A
Authority: SE
Inventors: Tommy Wallenborg
Original assignee: Abb Carbon Ab
Priority date: 1992-12-23
Filing date: 1992-12-23
Publication date: 1994-08-22
Also published as: SE9203902D0; SE9203902L; WO1994015074A1

Description

tm fu ma N exempelvis vid làg eller mycket làg last. En PFBC-kraftan- läggning innefattar även en gascykel, vari förbrännings- gaser frán anläggningens brännkammare driver en gasturbin. tm fu ma N for example at low or very low loads. A PFBC force installation also includes a gas cycle, in which the combustion gases from the plant's combustion chamber drive a gas turbine.

Vid exempelvis start av anläggningen eller vid gasturbin- trip eller vid nödstopp av bränsleinmatningen tillpannan i anläggningen kan àngflödet genom överhettare och/eller i förekommande fall mellanöverhettare bli otillräckligt så att dessas panntuber får för hög temperatur och skadas, eftersom överhettar- och mellanöverhettartuber ej erhåller tillräcklig kylning under dessa nämnda driftförhállanden.At, for example, starting the plant or at the gas turbine trip or in the event of an emergency stop of the fuel supply to the boiler in the plant can steam flow through superheaters and / or in where possible intermediate superheaters become insufficient so that their boiler tubes get too high a temperature and are damaged, since superheater and intermediate superheater tubes do not receive sufficient cooling under these mentioned operating conditions.

För att åstadkomma den erforderliga kylningen, exempelvis vid vid en PFBC-kraftanläggning, finns önskemål om att tillvarata den stora lagrade energin i matarvattentank, ekonomiser och i en fluidiserad bädd i samband med gastur- bintrip eller nödstopp eller andra störningar av driften.To provide the required cooling, for example at a PFBC power plant, there is a desire to utilize the large stored energy in the feed water tank, economiser and in a fluidized bed in connection with gas bee trip or emergency stop or other disturbances of operation.

Under bädduppvärmningsfasen och vid övergång till koleld- ning vid start/stopp av en PFBC-kraftanläggning liksom vid gasturbin- eller àngturbintrip eller vid andra driftstör- ningar i anläggningen måste kylningen av överhettar- och mellanöverhettartubernas ytor säkerställas. Det erfordrade ângflödet genom dessa tuber för kylning av tubytorna mäste upprätthàllas. Detta är speciellt nödvändigt för mellan- överhettarens tubsats, eftersom i en PFBC-panna där över- hettarnas och mellanöverhettarens tubsatser i höjdled är likformigt fördelade i bädden, dessa tubsatser upphettas samtidigt och i lika hög grad. Till skillnad från en konventionell panna kan i PFBC-pannan konstant temperatur pà den överhettade ångan upprätthàllas fràn fullast ungefärligen ända ned till Bensonlast, utan att åtgärder behöver vidtagas, som exempelvis tillgripande av onormala vatteninsprutningsmängder, rökgasrecirkulation eller liknande kända metoder. Detta är ur verkningsgrads- och transientsynpunkt en fördel och àstadkommes i PFBC-pannan genom val av lämplig tubsatsgeometri för mellanöverhetta- ren. Men detta innebär också att överhettar- och mellan- överhettartubsatsernas lägsta tubytor är förlagda pà ungefär samma nivå i bädden, Vid start av pannan kommer 3 ,ií___f§: u (Ti CH CO dessa tubsatser härvid att uppvärmas samtidigt, dvs de behöver båda ånga för kylning vid samma tidpunkt. Ångflödet med konventionella ångsystemlösningar och speciellt vid kallstart av anläggningen når mellanöverhettarens tubsats sent och är ej av tillräcklig storlek. Detta beror på att ånga försvinner genom öppna ventiler, en del av ångan kondenseras vid uppvärmning av kalla ytor i färskàng- och mellanöverhettarledningarna mellan pannan och àngturbin och en del av ångan åtgår slutligen för att bygga upp trycket i nämnda ledningars volymer. Önskvärt är att àngproduktionen prioriteras i såväl över- hettare som mellanöverhettare från start upp till drift vid Bensonlast samt att dessa värmeytor tillförsäkras kylning även vid ångturbintrip eller plötslig lastreduktion utan att pannan behöver stoppas. Dessutom skall de i anlägg- ningen bundna energierna tas till vara och utnyttjas på ett så optimalt sätt som möjligt. I beskrivningen innefattas fortsättningsvis i termen dellast alla tänkbara dellastfall vid drift av anläggningen, såsom start och stopp av anlägg- ningen, drift vid gas- eller ångturbintrip eller annat lastbortfall, ävensom bränsleinmatningstrip osv och slut- ligen även normal dellastdrift av anläggningen upp till fullastdrift, när drift enligt den föreslagna uppfinningen ej är av intresse.During the bed heating phase and during the transition to coal at the start / stop of a PFBC power plant as well as at gas turbine or steam turbine trips or in the event of other in the plant must the cooling of superheaters and the surfaces of the intermediate superheater tubes are secured. It required the vapor flow through these tubes for cooling the tubes must maintained. This is especially necessary for intermediate the tube heater of the superheater, because in a PFBC boiler where the tube rates of the heaters and the intermediate superheater are in height uniformly distributed in the bed, these tube sets are heated at the same time and to an equal degree. Unlike one conventional boiler can in the PFBC boiler constant temperature on the superheated steam is maintained from full load approximately all the way down to the Benson load, without action need to be taken, such as the seizure of abnormalities water injection volumes, flue gas recirculation or similar known methods. This is out of efficiency and transient point of view an advantage and is achieved in the PFBC boiler by selecting the appropriate tube set geometry for intermediate heating clean. But this also means that overheating and intermediate the lowest tube rates of the superheater tubes are located on about the same level in the bed, At the start of the boiler comes 3, ií ___ f§: u (Ti CH CO these tube sets are thereby heated at the same time, i.e. they both need steam for cooling at the same time. The steam flow with conventional steam system solutions and especially at cold start of the system reaches the tube heater of the intermediate superheater late and is not of sufficient size. This is because steam disappears through open valves, part of the steam condenses when heating cold surfaces in fresh steam and the intermediate superheater lines between the boiler and the steam turbine and some of the steam is finally needed to build up the pressure in volumes of said lines. It is desirable that steam production is prioritized in both heater as intermediate superheater from start up to operation at Benzone load and that these heating surfaces are ensured cooling even in case of steam turbine trip or sudden load reduction without that the boiler needs to be stopped. In addition, in the bound energies are utilized and utilized in one as optimally as possible. The description includes continue in the term sub-load all conceivable sub-load cases during operation of the plant, such as start and stop of the plant operation, operation during gas or steam turbine trips or other cargo loss, as well as fuel supply strips, etc. and final normal part load operation of the plant up to full load operation, when operation according to the proposed invention is not of interest.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning innebär ett förfarande och en anordning för att vid start och stopp eller annan dellastdrift av en genomströmningspanna, exempelvis en PFBC-panna, maximera àngproduktionen till överhettare och eventuella mellanöverhettare för att därigenom tillförsäkra de i den fluidiserade bädden nedsänkta tubytorna en optimal kylning under dessa förhållanden. Detta àstadkommes genom att överhettarna separeras från framförliggande komponenter i anläggningens ångcykel, så att trycket i de två separe- . _.\ L? 1' 25 z' .' v (fl f; I L; a: rade àngsystemkretsarna kan reduceras enligt de interna krav som gäller för respektive ángsystemkrets. De tvà àngsystemkretsarna separeras tryckmässigt mellan en första fuktavskiljare som är anordnad nedströms kraftanläggningens ànggenerator och efterföljande överhettare, varvid den första àngsystemkretsen uppströms separationen i denna beskrivning benämnes ánggenereringskrets, medan den andra àngsystemkretsen nedströms separationen benämnes överhet- tarkrets. Tryckseparationen realiseras medelst en avstängningsventil.DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method and a device for at start and stop or other partial load operation of a flow-through boiler, for example a PFBC boiler, maximize steam production to superheaters and any intermediate superheaters to thereby ensure the tubular surfaces immersed in the fluidized bed are optimal cooling under these conditions. This is achieved through that the superheaters are separated from the components in front in the vapor cycle of the plant, so that the pressure in the two . _. \ L? 1 '25 z '.' v (fl f; IN L; a: The steam system circuits can be reduced according to the internal ones requirements that apply to the respective steam system circuit. De tvà the steam system circuits are pressure-separated between a first moisture separators arranged downstream of the power plant steam generator and subsequent superheater, whereby the the first steam system circuit upstream of the separation therein description is called the steam generating circuit, while the other the steam system circuit downstream of the separation is called tarkrets. The pressure separation is realized by means of a shut-off valve.

Ytterligare en fuktavskiljare, en andra fuktavskiljare här kallad startfuktavskiljare, är också anordnad nedströms den första fuktavskiljarens dränageavlopp. Startfuktavskiljaren står under lägre tryck och mottar trycksatt vatten från den första fuktavskiljarens dränageavlopp och/eller avskild ánga frán fuktavskiljarens àngutlopp under dellastdrift av anläggningen. Denna startfuktavskiljare har sitt àngutlopp i direkt förbindelse med överhettarna.Another moisture trap, a second moisture trap here called starting humidity separator, is also arranged downstream of it drainage drain of the first moisture trap. Starter dehumidifier is under lower pressure and receives pressurized water from it drainage drain and / or separated by the first moisture trap steam from the steam separator's steam outlet during partial operation of the facility. This starting moisture trap has its steam outlet in direct connection with the superheaters.

Anledningen till att de två àngsystemkretsarna separeras är att trycket och därmed temperaturen snabbt kan sänkas i överhettarnas tuber. Härigenom ökar temperaturdifferensen mellan bädden och de i denna förlagda överhettartuberna, vilket medför att bädden snabbare kan nedkylas vid exempel- vis en gasturbintrip. Ett lägre tryck i överhettarna medför ett högre volymflöde och därmed en säkrare fördelning av ångan i överhettarna.The reason why the two steam system circuits are separated is that the pressure and thus the temperature can be lowered quickly the tubes of superheaters. This increases the temperature difference between the bed and the superheated tubes placed therein, which means that the bed can be cooled down more quickly in the case of fish and gas turbine trip. A lower pressure in the superheaters causes a higher volume flow and thus a more secure distribution of the steam in the superheaters.

Lokaliseringen av tryckseparationen vid det specifika fallet med drift av en PFBC-panna under dellastvillkor är föranledd av att - en bäddaskkylare kan användas vid ett lastbortfall, utan att problem med kokning i någon av ànggenereringskretsens komponenter uppträder, - en cirkulationspump kan användas i ànggenereringskretsen och att - kylningen av bädden sker snabbare än vid utnyttjande av känd teknik, där det inte är möjligt att hålla överhettar- tubernas temperaturdifferens mot bädden pà en lika hög nivå.The location of the pressure separation at the specific the case of operation of a PFBC boiler under partial load conditions is caused by that a bed cooler can be used in the event of a load loss, without that problems with boiling in any of the anggenering circuit components appear, - a circulation pump can be used in the steam generating circuit and to - the cooling of the bed takes place faster than when using known technology, where it is not possible to keep the temperature difference of the tubes to the bed at an equal height level.

En matarvattenpump, eller i vissa fall en cirkulationspump, upprätthåller, exempelvis vid en PFBC-kraftanläggning, ett minimivattenflöde genom en bäddaskkylare, en förvärmare i form av tubpaneler i de väggar som omger bädden (bädd- kärlets väggar) och ángeneratorn.A feed water pump, or in some cases a circulation pump, maintains, for example at a PFBC power plant, a minimum water flow through a bed cooler, a preheater in in the form of tube panels in the walls surrounding the bed (bed vessel walls) and the steam generator.

Vid användande av cirkulationspump tillförs pannan matar- vatten i en mängd som bestäms av minimiàngflödeskravet i överhettarna. Vattnet, som flashar (flash används här som term för àngbildning vid trycknedtagning av mättat eller något underkylt vatten) in i startfuktavskiljaren fràn den första fuktavskiljaren, där vattnet häller mättnadstill- stànd under dellastdrift av anläggningen, uppdelas således i startfuktavskiljaren i ånga och vatten. Den bildade àngan i startfuktavskiljaren föres till överhettarna i överhet- tarkretsen, medan dränaget föres till ett avspänningskärl, enligt känd teknik, via en startvärmeväxlare. Dränage- mängden blir liten.When using a circulation pump, the boiler is supplied with water in an amount determined by the minimum flow requirement in the superheaters. The water, which flashes (flash is used here as term for vapor formation on decompression of saturated or slightly subcooled water) into the starting moisture trap from it the first moisture trap, where the water pours saturation stand during partial load operation of the plant, is thus divided in the starting moisture trap in steam and water. It formed steam in the starting moisture trap is fed to the superheaters in the drain circuit, while the drainage is led to a relaxation vessel, according to known technology, via a starting heat exchanger. Drain- the amount becomes small.

När cirkulationspump ej används i ånggenereringskretsen blir dränagemängden lika stor som minimiflödet reducerat med flashángflödet i startfuktavskiljaren och av i ånggeneratorn genererad ånga.When the circulation pump is not used in the steam generation circuit the amount of drainage is equal to the minimum flow is reduced with the flash steam flow in the starting moisture trap and off in the steam generator generated steam.

Dränaget från startfuktavskiljaren föres till avspännings- kärlet för avspänning och pumpas vidare till matarvatten- tank eller till kondensor beroende på driftsfall.The drainage from the starting humidity separator is led to the relaxation the vessel for relaxation and is pumped on to the feed water tank or condenser depending on operating conditions.

Vid en gasturbintrip tages àngan nedströms mellanöverhet- taren till matarvattentanken, i stället för att expanderas 'h x . 7,' g; :z u Ja; 6 f* . m (J “I i kondensorn eller friblàsas, för att en hög matarvatten- temperatur ska kunna upprätthállas och därmed förbättra möjligheterna att producera kylånga till överhettarna. Även under delar av start av anläggningen, innan ångturbinen startas, kan mellanöverhettad ånga föras till matarvatten- tanken. Härigenom ökas möjligheten till produktion av kylånga, genom att matarvattnets temperatur höjs.In the case of a gas turbine trip, the steam is taken downstream of the intermediate to the feedwater tank, instead of expanding 'hrs x. 7, 'g; : z u Ja; 6 f * . m (J “I in the condenser or blown free, so that a high supply water temperature must be able to be maintained and thereby improve the possibilities of producing cooling steam for the superheaters. Also during parts of the start-up of the plant, before the steam turbine started, medium superheated steam can be fed to the feed water thought. This increases the possibility of production of cooling steam, by raising the temperature of the feed water.

Under drift av en PFBC-kraftanläggning utmatas aska från den fluidiserade bädden. Denna aska kyls vanligen i en bäddaskkylare, som är försedd med tuber för förvärmning av matarvattnet. När och om bäddaskkylaren startas ger också denna åtgärd ett högt tillskott till möjlig àngproduktion vid dellastdrift, exempelvis i form av en GT-trip. Bäddask- kylaren kan startas helt oberoende av lasttillståndet i pannan tack vare trycksepareringen som àstadkommes medelst separationsventilen.During operation of a PFBC power plant, ash is discharged the fluidized bed. This ash is usually cooled in one bed cooler, which is equipped with tubes for preheating the feed water. When and if the bed cooler is started also gives this measure a high addition to possible steam production in partial load operation, for example in the form of a GT trip. Bedding the radiator can be started completely independently of the load condition in the boiler thanks to the pressure separation achieved by the separation valve.

Den beskrivna kopplingen för ett àngsystem enligt uppfin- ningen lämpar sig synnerligen väl för en genomströmnings- panna i en PFBC-kraftanläggning, på grund av det problem som hänger samman med de ovan nämnda svårigheterna att erhålla tillräcklig kylning av tubsatserna i den heta bädden under start/stopp-procedurer och annan dellastdrift, vilket problem kan lösas med den enligt uppfinningen beskrivna kopplingen.The described coupling for a steam system according to the invention is particularly well suited for a flow-through boiler in a PFBC power plant, due to the problem associated with the above-mentioned difficulties of obtain sufficient cooling of the tube sets in the hot the bed during start / stop procedures and other partial load operation, which problem can be solved with the one according to the invention described coupling.

Systemet kan ta hand om och utnyttja, pà ett optimalt sätt, de stora lagrade och till bäddaskkylaren, speciellt vid gasturbintrip, tillförda energimängderna.The system can take care of and utilize, in an optimal way, the large stored and to the bed cooler, especially at gas turbine trip, added amounts of energy.

För att förbättra verkningsgraden i PFBC-kraftanläggningar under dellastdrift föreligger nya idéer om att tillsatselda i ett fribord ovan den fluidiserade bädden. Vid sådan tillsatseldning blir vattentemperaturen in i pannan högre vid dellast drift än utan sådan eldning, vilket normalt skulle kunna innebära problem med att hålla underkylning vid förángarens inlopp. Det enligt uppfinningen beskrivna V v systemet medför att pannan blir okänslig för sådana uppkomna temperaturförändringar.To improve the efficiency of PFBC power plants during partial load operation, there are new ideas for additional fire in a freeboard above the fluidized bed. At such additional heating, the water temperature into the boiler becomes higher at partial load operation than without such firing, which is normal could cause problems with keeping subcool at the evaporator inlet. That described according to the invention V v the system causes the boiler to become insensitive to such temperature changes that have occurred.

FIGURBESKRIVNING Fig. 1 visar schematiskt ångsystemet vid en kraftanläggning enligt uppfinningen.DESCRIPTION OF FIGURES Fig. 1 schematically shows the steam system at a power plant according to the invention.

Pig 2 åskådliggör schematiskt ångsystemet vid en kraftan- läggning med ett alternativt utförande enligt uppfinningen där en cirkulationspump är anordnad i ånggenererings- kretsen.Fig. 2 schematically illustrates the steam system at a power laying with an alternative embodiment according to the invention where a circulation pump is arranged in the steam generation the circuit.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Med stöd av bifogade figurer redovisas ett par utförings- exempel av uppfinningen. Under olika driftförhållanden hos anläggningen beskrivs och visas olika flödesvägar för ånga och vatten i ångsystemet där samtidigt àskàdliggöres hur ångsystemet kan separeras i en ånggenereringskrets och en överhettarkrets medelst en separationsventil V4, en separation som möjliggöres genom att trycksatt vatten och/eller avskild ånga från den första fuktavskiljaren SEP vid start eller lastbortfall under drift av anläggningen förs till en under lägre tryck stående startfuktavskiljare SFB, där det trycksatta vattnet flashar ut under ångbild- ning, varpà den bildade ångan återintroduceras i àngled- ningen nedströms separationsventilen V4.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS With the support of the attached figures, a couple of embodiments are reported. examples of the invention. Under different operating conditions at the plant describes and shows different flow paths for steam and water in the steam system where at the same time how the steam system can be separated into a steam generation circuit and a superheater circuit by means of a separation valve V4, a separation made possible by pressurized water and / or separated steam from the first moisture trap SEP at start-up or loss of load during operation of the plant is transferred to a lower pressure starting humidity separator SFB, where the pressurized water flashes out during the steam formation whereupon the steam formed is reintroduced into the downstream of the separation valve V4.

I figur 1 visas schematiskt ångsystemet vid en PFBC-kraft- anläggning enligt uppfinningen. Från en matarvattentank FWT pumpas avgasat matarvatten med en matarvattenpump FWP till en ekonomiser ECO2 för ytterligare värmning av matarvatt- net, eventuellt också (genom styrning av ventilen V16) parallellt med ekonomisern ECO2 via en eller flera i serie anordnade högtrycksmatarvattenförvärmare HTFW. Matarvattnet 71' F' 7"' f". .f .- :-. f' 8 1 . f . l xJ w..- u! “f-Tm CI) förs vidare till ytterligare en ekonomiser ECOl. I en bäddaskkylare BAC kan återigen matarvattnets temperatur nhöjas, innan matarvattnet ledes vidare till en matarvatten- förvärmare som utgöres av tubpaneler i bäddkärlets väggar WW. Från bäddkärlsväggarna WW föres matarvattnet därefter till'en förångare EVA, vilken utgöres av àngtuber i PFBC- anläggningens fluidiserade bädd. I föràngaren EVA genereras färskànga som strömmar ut till en fuktavskiljare SEP genom ledningen 5. Fuktavskiljarens SEP dränageavlopp är anslutet till en andra fuktavskiljare, en startfuktavskiljare SFB, via en ventil V3 i dränageledningen 19. Ångledningen 6 från fuktavskiljaren SEP är via separationsventilen V4 ansluten över àngledningen 6a till de i serie anordnade överhettarna SHI, SH2, vilka är utförda som àngtuber förlagda i PFBC- kraftanläggningens bädd. Ångledningen 6 från fuktavskilja- ren SEP är via en annan väg, i detta fall enligt uppfin- ningen via ledningen 18, ventilen V2, startfuktavskilgaren och åter till överhettarna SHI, SH2 över ångledningarna 17 och 6a. Överhettad ånga från överhettarna SH (SHI, SH2) ledes via ledningen 7 till en högtrycksturbin HP, varifrån den expanderade ångan föres i ledningen 8 till en i detta exempel befintlig mellanöverhettare RH, som också utgöres av àngtuber förlagda i bädden. Efter upphettning av ångan i mellanöverhettaren RH föres denna i ledningen 10 till en mellantrycksturbin IP och efterföljande lågtrycksturbin LP, varefter den i làgtrycksturbinen LP expanderade ångan via ledningen 12 föres till en kondensor CON, varifrån konden- satet återbördas till matarvattentanken FWT över ledningen 13. På turbinernas axel är en generator G monterad för nyttiggörande av àngenergi. En làgtrycksbypassventil LPB ip en bypassledning ll tillåter ledning av ånga förbi turbi- nerna IP och LP vid t ex en trip. V5 är en ventil som tillåter ånga att föras från mellanöverhettaren till matarvattentanken för tillvaratagande av energi i ångan.Figure 1 schematically shows the steam system at a PFBC power plant. plant according to the invention. From a feed water tank FWT pumped degassed feed water with a feed water pump FWP to an economizer ECO2 for further heating of feed water net, possibly also (by controlling the valve V16) in parallel with the economist ECO2 via one or more in series arranged high-pressure feeder water preheater HTFW. The feed water 71 'F' 7 "'f". .f .-: -. f '8 1. f. l xJ w ..- u! F-Tm CI) passed on to another economist ECO1. In a bed cooler BAC can again the temperature of the feed water before the feed water is passed on to a feed water preheater consisting of tube panels in the walls of the bed vessel WW. The feed water is then fed from the bed vessel walls WW to an evaporator EVA, which consists of steam tubes in the PFBC the fluidized bed of the plant. In the evaporator EVA is generated fresh steam flowing out to a moisture trap SEP through the line 5. The SEP drainage drain of the moisture separator is connected to a second moisture trap, a starting moisture trap SFB, via a valve V3 in the drain line 19. The steam line 6 from the moisture separator SEP is connected via the separation valve V4 over the steam 6a to the superheaters arranged in series SHI, SH2, which are designed as anguish tubes located in the PFBC the power plant bed. The steam line 6 from the moisture separator pure SEP is via another route, in this case according to the via line 18, valve V2, starting dehumidifier and back to the superheaters SHI, SH2 over the steam lines 17 and 6a. Superheated steam from the superheaters SH (SHI, SH2) led via line 7 to a high pressure turbine HP, from where the expanded steam is passed in line 8 to one therein example existing intermediate superheater RH, which is also constituted of steam tubes placed in the bed. After heating the steam in the intermediate superheater RH is passed in line 10 to a intermediate pressure turbine IP and subsequent low pressure turbine LP, after which the steam in the low pressure turbine LP expanded the steam via line 12 is fed to a condenser CON, from which the condenser the seed is returned to the feed water tank FWT over the line 13. On the shaft of the turbines a generator G is mounted for utilization of energy energy. A low pressure bypass valve LPB ip a bypass line 11 allows the passage of steam past the turbine IP and LP during a trip, for example. V5 is a valve that allows steam to be carried from the intermediate superheater to the feed water tank for the recovery of energy in the steam.

Dränageavloppet 20 i startfuktavskiljaren SFB avledes till ett avspänningskärl, vilket kan utföras som ett avspän- ningskärl under atmosfärstryck, ett atmosfäriskt avspän- I; ningskärl AFB, varifrån dränaget kan àterföras till antingen kondensorn CON eller till matarvattentanken FWT via ledningarna 14 resp 15. Avskild ånga från startfukt- avskiljaren SFB ledes normalt via ledningen 17 till över- hettarens SHl inlopp. Energi i dränaget från startfuktav- skiljaren SFB tillgodogöres i en startvärmeväxlare SVVX, som värmer matarvattnet, när matarvattnet genom styrning av ventilen VXl, i olika grad styres genom startvärmeväxlaren SVVX.The drainage drain 20 in the starting moisture separator SFB is diverted to a relaxation vessel, which can be designed as a relaxation vessel under atmospheric pressure, an atmospheric relaxation IN; AFB, from where the drainage can be returned to either the condenser CON or to the feed water tank FWT via lines 14 and 15 respectively. Separated steam from starting humidity the SFB separator is normally led via line 17 to the the heater's SH1 inlet. Energy in the drainage from the starting dehumidification the separator SFB is used in a starting heat exchanger SVVX, which heats the feed water, when the feed water by controlling valve VX1, to varying degrees is controlled by the starting heat exchanger SVVX.

Funktionen vid start av anläggningen med en separations- ventil V4 anordnad enligt ovan beskrives enligt följande: Matarvattentanken FWT värms och bäddkärlsväggar WW, föràngare EVA och fuktavskiljare SEP i pannan fylls med vatten. Separationsventilen V4 och ventilen V2 är stängda, varigenom fuktavskiljarens SEP ångutlopp 21 är stängt.The function at the start of the plant with a separation valve V4 arranged as above is described as follows: The feed water tank FWT is heated and the bed vessel walls WW, EVA evaporator and SEP dehumidifier in the boiler are filled with water. The separation valve V4 and the valve V2 are closed, whereby the steam outlet 21 of the moisture separator SEP is closed.

Dränaget från fuktavskiljaren SEP dumpas följaktligen via ventilen V3, startfuktavskiljaren SFB, startvärmeväxlaren SVVX och ventilen V1 till avspänningskärlet AFB. Fuktav- skiljaren SEP är alltså helt fylld med vatten i detta skede. Ekonomisrar ECOl, ECO2 och startvärmeväxlare bypassas medelst ledningen 4 med hjälp av ventilen V16, som är stängd och ventilen V13, som är öppen. Matarvattenflödet regleras så att pannan snabbt uppnår matarvattentankens FWT förhöjda temperatur. Gasturbinen i PFBC-anläggningens gascykel varvas upp med motordrift. Överhettarna SH, RH och àngledningarna värms nu till minst samma temperatur som i bädd och fribord i brännkammaren. Värmningsbrännkammare startas för att åstadkomma förvärmning av bädden, så att gastemperaturen hos den gas som tillföres bädden stiger till en viss temperatur, varefter temperaturen hålls konstant. Före start av värmningsbrännkamrarna ändras matarvattenflödet, så att matarvatten passerar ekonomisrarna ECQl, ECO2. Startvärmeväxlaren SVVX kopplas in när dränaget från startfuktavskiljaren SFB är varmare än matarvattnet, dvs först vid drift av värmningsbrännkammare, varvid matarvattnet förvärms i startvärmeväxlaren SVVX. Å: '; [i f-'i f; ' gu, Lv Efter start av värmningsbrännkamrarna kommer ànga att produceras och en vattennivà att etableras i fuktavskilja- ren SEP. Vattennivàn regleras av ventilen V3, genom avtappning av dränage till startfuktavskiljaren SEB, varvid vattnet flashar ut i startfuktavskiljaren SFB under àngbildning. När ånga avskiljs i fuktavskiljaren SEP under detta skede förs denna till startfuktavskiljaren SFB via ledningen 18 och ventilen V2, som öppnas gradvis i takt med ökande àngproduktion. Ånga levererad till och/eller avskild vid startfuktavskiljaren SFB distribueras till överhettaren SHl via ledningen 17. Trycket i fuktavskiljaren SEP bestäms av underkylningen vid föràngarens EVA inlopp.The drainage from the moisture trap SEP is consequently dumped via valve V3, starting humidity separator SFB, starting heat exchanger SVVX and valve V1 to the shut-off vessel AFB. Moisture the separator SEP is thus completely filled with water in this phase. Economists ECO1, ECO2 and starting heat exchangers bypassed by line 4 by means of valve V16, which is closed and the valve V13, which is open. Feed water flow regulated so that the boiler quickly reaches the feed water tank FWT elevated temperature. The gas turbine in the PFBC plant gas bike is wound up with engine operation. The superheaters SH, RH and the vapors are now heated to at least the same temperature as in bed and freeboard in the combustion chamber. Heating combustion chamber started to cause preheating of the bed, so that the gas temperature of the gas supplied to the bed rises to a certain temperature, after which the temperature is maintained constant. Before starting the heating combustion chambers change feed water flow, so that feed water passes economists ECQ1, ECO2. The starter heat exchanger SVVX is switched on in when the drainage from the starting moisture trap SFB is hotter than the feed water, ie only when operating a heating combustion chamber, whereby the feed water is preheated in the starting heat exchanger SVVX. Å: '; [i f-'i f; 'gu, Lv After starting the heating combustion chambers, steam will produced and a water level to be established in the moisture separation pure SEP. The water level is regulated by the valve V3, through drainage of drainage to the starting moisture trap SEB, whereby the water flashes out in the starting moisture trap SFB below steam formation. When steam is separated in the moisture trap SEP below this stage is taken to the starting humidity separator SFB via line 18 and valve V2, which opens gradually in step with increasing steam production. Steam delivered to and / or separated at the starting humidity separator SFB is distributed to the superheater SHl via line 17. The pressure in the humidity separator SEP is determined of the subcooling at the evaporator's EVA inlet.

När àngproduktionen blivit sà stor att ventilen V2 i ledningen 18 är fullt öppen, kommer separationsventilen V4 att öppnas, varvid den producerade àngan gàr direkt från fuktavskiljaren SEP till överhettarna SH. Inom lastomrádet kan ventilerna V2 och V4 vara fullt öppna.When the steam production has become so large that the valve V2 in line 18 is fully open, the separation valve V4 will to be opened, whereby the produced steam goes directly from the moisture separator SEP for the superheaters SH. Within the cargo area valves V2 and V4 can be fully open.

Funktionen vid lastbortfall, orsakad t ex pà grund av gasturbintrip eller bränsleinmatningstrip, i anläggningen beskrives enligt följande: När lastbortfallet initieras öppnas en högtrycksbypass- ventil HPB, varefter ànga ledes förbi ángturbinen HP pá känt sätt. Matarvattenflödet dras ner till minimalt flöde för pannan. Ventil 16 ställs för matarvattenflöde genom både ekonomiser ECO2 och högtrycksmatarvatttenförvärmare HTFW för att kyla ner dessa och för att undvika kokning.The function in case of load loss, caused eg due to gas turbine trip or fuel supply trip, in the plant is described as follows: When the load loss is initiated, a high pressure bypass is opened. valve HPB, after which steam is led past the steam turbine HP on known manner. The feed water flow is reduced to a minimum flow for the forehead. Valve 16 is set for feed water flow through both economize ECO2 and high pressure feeder water preheater HTFW to cool these and to avoid boiling.

En cirkulationspump WP är i detta fall anordnad i àng- genereringskretsen mellan den dränageledning 19 som löper från fuktavskiljaren SEP till startfuktavskiljaren SFB och inloppet till pannan, lämpligen uppströms bäddaskkylaren BAC, varvid ett minimiflöde kan upprätthàllas genom pannan med hjälp av ett extra kretslopp i form av ett dränage- vattenflöde som gàr fràn fuktavskiljaren SEP via cirkula- I) 11 tionspumpen WP, bäddaskkylaren BAC, bäddkärlsväggarna WW och föràngaren EVA tillbaka till fuktavskiljaren SEP.A circulation pump WP is in this case arranged in the generating circuit between the drain line 19 running from the moisture trap SEP to the starting moisture trap SFB and the inlet to the boiler, preferably upstream of the bed cooler BAC, whereby a minimum flow can be maintained through the boiler by means of an additional circuit in the form of a drainage water flow from the SEP dehumidifier via circulatory IN) 11 tion pump WP, bed cooler BAC, bed vessel walls WW and the EVA evaporator back to the SEP dehumidifier.

Cirkulationspumpen WP startar när en viss vattennivà indikeras i fuktavskiljaren SEP. Matarvattenflödet i huvudkretsen sänks då till ett flöde som minst krävs för att reglera pannans minimivattenflöde. Detta minimi- vattenflöde regleras med en minflödesventil V14. Vid användning av cirkulationspumpen WP motsvarar matar- vattenflödet differensen av dränage- och ångmängd ut från fuktavskiljaren SEP. När cirkulationspumpen WP ej används motsvarar matarvattenflödet pannans behov av minimiflöde.The circulation pump WP starts when a certain water level indicated in the humidity trap SEP. Feed water flow in the main circuit is then lowered to a flow that is least required for to regulate the boiler's minimum water flow. This minimum water flow is regulated with a min flow valve V14. At use of the circulation pump WP corresponds to the supply the water flow the difference of the amount of drainage and steam from dehumidifier SEP. When the circulation pump WP is not used corresponds to the feedwater flow of the boiler's need for minimum flow.

Ventilen V19 öppnar vid behov för att upprätthålla underkylning före pumpen WP.Valve V19 opens when needed to maintain subcooling before pump WP.

Dränagemängden från fuktavskiljaren SEP bestäms av kylàng- behovet till överhettare SH - mellanöverhettare RH. Ång- flödet genom dessa utgörs ju av summan av i fuktavskiljaren SEP avskild ånga och i startfuktavskiljaren SFB producerad flashànga. Dränagemängden från fuktavskiljaren SEP till startfuktavskiljaren SFB måste följaktligen vara större än flashàngbehovet. Produktionen av flashànga i startfukt- avskiljaren SFB styres medelst tryckanpassning av trycket i denna. Kylbehovet i samtliga överhettare SH, RH bestämmer hur mycket kylànga som erfordras.The amount of drainage from the moisture trap SEP is determined by the cooling the need for superheater SH - intermediate superheater RH. Steam the flow through these is of course the sum of in the moisture separator SEP separated steam and produced in the starting moisture trap SFB flashànga. Drainage amount from the moisture separator SEP to the starting moisture trap SFB must therefore be larger than flashàngbehovet. The production of flash steam in starting moisture the separator SFB is controlled by means of pressure adjustment of the pressure in this. The cooling demand in all superheaters SH, RH determines how much cooling steam is required.

Den del av dränaget från fuktavskiljaren SEP som ej nyttiggörs som flashànga i startfuktavskiljaren SFB förs till matarvattentanken EWT via startfuktavskiljaren SFB, startvärmeväxlaren SVVX, och avspänningskärlet AFB. Ångan från mellanöverhettaren förs till matarvattentanken FWT.The part of the drainage from the moisture separator SEP that is not is used as a flash steam in the starting humidity separator SFB is carried to the feed water tank EWT via the starting moisture trap SFB, the starting heat exchanger SVVX, and the shut-off vessel AFB. The steam from the intermediate superheater is fed to the feed water tank FWT.

Separationsventilen V4 stängs direkt vid tripen och sepa- rerar därmed tryckmässigt ånggenereringskretsen från överhettarna SH, RH. ventilen V2 håller trycket i föránga- ren EVA och reglerar underkylningen vid förångarens EVA inlopp. Fuktavskiljaren SEP fylls med mättat vatten. iïfâfši (H (ﬂil) 12 Cirkulationspumpen WP startar alltså i detta skede, om sådan är anordnad, när viss vattennivà uppnåtts. Ventilen V3 i dränageledningen 19 reglerar vattennivàn i fuktav- skiljaren SEP genom avtappning till startfuktavskiljaren SFB.Separation valve V4 closes directly at the trip and separates thereby depressurizes the steam generation circuit the superheaters SH, RH. valve V2 maintains the pressure in pure EVA and regulates the subcooling at the evaporator's EVA inlet. The moisture trap SEP is filled with saturated water. iïfâfši (HRS (he) 12 The circulation pump WP thus starts at this stage, if such is arranged, when a certain water level has been reached. The valve V3 in the drain line 19 regulates the water level in the dehumidifier. the separator SEP by draining to the starting humidity separator SFB.

När effekten som tillförs föràngaren EVA blivit sá làg att ventilen V2 stängt kommer fuktavskiljaren SEP att vattenfyllas, varvid allt vatten kommer att genomflöda ventilen V3, som i detta fall får uppgiften att reglera underkylningen vid förángarens EVA inlopp. Trycket i fuktavskiljaren SEP bestäms av temperaturen i föràngarens EVA inlopp och regleras av ventilerna V2 resp V3.When the power applied to the EVA evaporator has become so low that valve V2 closed, the moisture trap SEP will filled with water, whereby all water will flow through valve V3, which in this case is given the task of regulating the subcooling at the evaporator's EVA inlet. The pressure in the humidity sensor SEP is determined by the temperature in the evaporator EVA inlet and regulated by valves V2 and V3 respectively.

Trycket i startfuktavskiljaren SFB kommer att sjunka i en takt, som bestäms av kravet pà minimiàngflöde genom överhettarna SH, RH och i beroende av från vilken last tripen skett.The pressure in the starting humidity sensor SFB will drop in one rate, which is determined by the requirement for minimum flow through the superheaters SH, RH and depending on from which load the trip happened.

Funktionen vid otillgänglig cirkulationspump WP och sam- tidigt nätbortfall är densamma som ovan redovisat. När cirkulationspump WP ej kan användas ökar dock dränage- flödet, vilket medför att större àngmängder går till atmosfär via avspänningskärlet AFB.The function of inaccessible circulation pump WP and sam- early network failure is the same as reported above. When circulation pump WP can not be used, however, increases the drainage the flow, which means that larger amounts of steam are generated atmosphere via the relaxation vessel AFB.

Om en trip initieras såsom en bränsleinmatningstrip, ombesörjes neddragningen av matarvattenflödet enligt känd teknik. Panntrycket reduceras kontinuerligt med en hastighet som begränsas av underkylningen i förángar- inloppet (EVA). När ventilen V2 i ledningen 18 börjar att stänga för att hålla underkylningen vid förángarens EVA inlopp, Sà stänger även separationsventilen V4.If a trip is initiated as a fuel supply strip, the reduction of the feed water flow is ensured according to known technique. The forehead pressure is continuously reduced by one speed limited by the subcooling in the evaporator inlet (EVA). When valve V2 in line 18 begins to close to keep the subcooler at the EVA of the evaporator inlet, Then the separation valve V4 also closes.

Pà ångsidan, dvs i överhettarkretsen kommer, under samtliga dellastfall enligt ovan, minimiflödesventilen C3, som är en högtrycksbypassventil, att garantera ett minimiflöde av ånga genom överhettarna SH, RH.On the steam side, ie in the superheater circuit comes, under all part load case as above, the minimum flow valve C3, which is a high pressure bypass valve, to guarantee a minimum flow of steam through the superheaters SH, RH.

Claims

.kr (f) fi! W .fe-x 13 PATENT CLAIMS

Process for the partial operation of a flow-through boiler, for example a PFBC boiler, in a power plant, where steam is generated in a steam generator (EVA), freed from water in a moisture separator (SEP), heated in at least one superheater (SH1) and fed to a high-pressure turbine (HP), from which used steam is fed to a low-pressure turbine (LP) or via at least one intermediate superheater (RH), from which the steam after heating is fed via an intermediate pressure turbine (IP) to the low-pressure turbine (LP), characterized by a steam generation. at least evaporator (EVA) and moisture separator (SEP), in the case of partial load operation of the plant, the pressure valve is separated by means of a separation valve (V4) arranged downstream of the moisture separator from a superheater circuit, which comprises at least one superheater (SH1).

Method according to Claim 1, characterized in that during partial load operation of the plant, steam is diverted from the moisture trap (SEP) from its steam outlet (21) in a line (18) via a valve (V2) to a starting moisture trap (SFB), which is arranged downstream the moisture trap (SEP) and that drainage is diverted from the moisture trap (SEP) in a drain line (19) via a valve (V3) to the starting moisture trap (SFB), which is arranged downstream of the drain line (19).

Method according to claim 2, characterized in that steam supplied to and / or separated at the starting moisture separator (SFB) is led to the inlet of the superheater circuit via a line (17).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a circulation pump (WP) is arranged in the steam generating circuit downstream of the drainage outlet of the moisture separator (SEP) and upstream of a preheater which consists of bed vessel walls (WW) or upstream of a bed cooler. u 14 I * ~ \ f] CI.) C (BAC), if any, where the circulating pump (WP) maintains a minimum water flow in the separated steam generation circuit.

Method according to claim 3 or 4, characterized in that steam is conveyed from the intermediate superheater (RH) via the valve V5 to the feed water tank (FWT) for raising the temperature of the feed water and thereby allowing increased steam production.

Method according to Claim 3 or 4, characterized in that the drainage from the starting moisture separator (SFB) is conveyed to a relaxation vessel (AFB) via a starting heat exchanger (SVVX), when such is used.

Method according to claim 6, characterized in that the drainage from the relaxation vessel (AFB) is conveyed to a condenser (CON) or a feed water tank (FWT) depending on the operating case.

Device for carrying out the method according to claim 1 for partial load operation of a flow-through boiler, for example a PFBC boiler, in a power plant, which comprises a steam generator (EVA), a humidity separator (SEP), at least one superheater (SH1) and a high-pressure turbine ( HP), characterized in that a separation valve (V4) is arranged in a steam line (6, 6a) between the moisture separator (SEP) and the subsequent superheater (SH1).

Device according to Claim 8, characterized in that a starting moisture separator (SFB) is arranged downstream of the steam separator (SEP) outlet outlet and drainage outlet via valves (V2, V3), respectively.

Device according to Claim 9, characterized in that the steam outlet of the starting moisture separator (SEB) is connected to the inlet of the superheaters (SHI) downstream of the separation valve (V4). f! 15 å. I * ïï ï-É: I

ll. Device according to claim 10, characterized in that a circulation pump (WP) is arranged downstream of the moisture separator (SEP) and upstream of the bed vessel walls (WW) or upstream of a bed cooler (BAC), if present.

Device according to Claim 10 or 11, characterized in that a valve (V5) is connected between the outlet of an arranged intermediate superheater (RH) and the feed water tank (FWT).

Device according to Claim 10 or 11, characterized in that a drainage vessel is connected downstream of the drainage drain (20) of the starting moisture separator (SFB).

Device according to Claim 10 or 11, characterized in that downstream of the drainage drain (20) of the starting humidity separator (SFB) is a relaxation vessel connected via a starting heat exchanger (SVVX).