WO2012163467A1 - Verfahren und vorrichtung zur produktion von überhitztem dampf - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur produktion von überhitztem dampf Download PDF

Info

Publication number
WO2012163467A1
WO2012163467A1 PCT/EP2012/001976 EP2012001976W WO2012163467A1 WO 2012163467 A1 WO2012163467 A1 WO 2012163467A1 EP 2012001976 W EP2012001976 W EP 2012001976W WO 2012163467 A1 WO2012163467 A1 WO 2012163467A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steam
turbine
gas turbine
gas
combustion chamber
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/001976
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Ferstl
Hanno Tautz
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.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Publication of WO2012163467A1 publication Critical patent/WO2012163467A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
    • 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
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • 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
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
    • F01K3/24—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by separately-fired heaters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of superheated steam, wherein the steam in the exhaust gas stream of a gas turbine is overheated by indirect heat exchange to a first steam temperature.
  • the invention relates to a device for carrying out the method.
  • gas and steam turbine power plants are currently the most effective means of generating electrical energy conventionally.
  • a fuel such as natural gas is combusted with air compressed in the compressor of the gas turbine to a pressure of up to 30 bar at a temperature of up to 1500 ° C.
  • the resulting hot gas mixture is relaxed by performing mechanical work in the turbine part before it leaves the gas turbine as exhaust gas at a temperature of up to 620 ° C.
  • the exhaust gas is passed through a waste heat boiler and thereby cooled in indirect heat exchange with water or steam.
  • Object of the present invention is therefore to provide a method of the type described above and an apparatus for its implementation, by which it is possible to increase the electrical efficiency of combined cycle power plants in comparison to the prior art.
  • This object is achieved in that the overheated in the exhaust gas stream of the gas turbine steam in indirect heat exchange against a generated outside the gas turbine flue gas to a second above the first steam temperature
  • the heating to the second steam temperature is performed so that high pressure steam at a pressure between 300 and 340bar and a
  • To generate the flue gas is a fuel together with a
  • oxygen-containing oxidant which is air or oxygen-enriched air or technically pure oxygen
  • fuel and oxidant are supplied to the combustion chamber at elevated pressure, so that the flue gas formed during combustion has a pressure which is higher than the air pressure.
  • the oxidizing agent is compressed in the compressor of the gas turbine.
  • the compressor of the gas turbine when technically pure oxygen as
  • Oxidizing agent is used, the oxidizing agent can be compressed in a device independent of the gas turbine.
  • fuel a variety of liquids or gases, such as natural gas, hydrogen, synthesis gas, liquefied petroleum gas or kerosene, can be used. It makes sense to obtain the fuel for the production of the flue gas from the same source as the fuel for the operation of the gas turbine.
  • Performing mechanical work in the combustion chamber and / or the turbine part of Gas turbine is introduced, wherein at least a portion of the flue gas can be performed as a cooling medium through the cooling system of the turbine blades.
  • the heated to the second steam temperature steam is preferably relaxed in a steam turbine while performing mechanical work in several pressure stages.
  • all or part of the heated to the second steam temperature steam is preferably relaxed in a steam turbine while performing mechanical work in several pressure stages.
  • Steam is supplied to a consumer as process steam.
  • a reheating is expediently subjected to up to 720 ° C before he in the next
  • the reheating takes place with a flue gas generated outside the gas turbine, which can also be introduced after its cooling in the combustion chamber and / or the turbine part of the gas turbine.
  • the invention relates to a device for the production of superheated steam, with a gas turbine and a downstream waste heat boiler, in which
  • the object is the device side according to the invention in that it has a arranged outside the gas turbine combustion chamber for generating a flue gas and connected to the combustion chamber heat exchanger, in which the superheated steam formed in the waste heat boiler and introduced against the flue gas generated in the combustion chamber to one above the first Steam temperature lying second steam temperature can be heated.
  • the heat exchanger has a first passage formed by one or more pipes through which superheated steam can be passed, and a second passage through which flue gas is routable along the outside of each of the first passage forming pipes, each of which is the first passage forming Tubes is surrounded by a pressure-resistant jacket, which has on its inside a heat-insulating coating and through the interior of which runs the second passage.
  • a heat exchanger is described in a filed with the German Patent and Trademark Office under the number 102011010630.8 patent application whose contents with their citation completely in the present
  • An expedient variant of the device according to the invention provides that the combustion chamber is connected to the gas turbine, so that in the compressor of the
  • Gas turbine compressed oxidant can be introduced into the combustion chamber.
  • a further expedient variant provides that both the combustion chamber and the gas turbine are connected to the same fuel source, so that both can be supplied with the same fuel at a similar pressure.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention provides a
  • one or more compressors independent of the gas turbine are provided for compressing the fuel and / or the oxidizing agent upstream of the combustion chamber.
  • the invention provides that the heat exchanger is connected to a steam turbine and / or with a consumer, so that the second
  • the invention makes it possible to significantly increase the efficiency of the steam turbine process in comparison to the prior art. As studies have shown, for example, the electrical efficiency of a combined cycle power plant increases by about 2 percentage points to 62% when using the invention.
  • FIG. 1 shows a gas and steam turbine process in which the temperature of a steam generated in the exhaust gas stream of the gas turbine is increased by heat exchange with a hot flue gas.
  • the gas turbine G is preferably supplied with air as an oxidizing agent and compressed in the compressor K to a pressure which is typically between 17 and 30 bar.
  • the compressed oxidant 2 is introduced into the combustion chamber C and reacted with fuel 3, which is, for example, natural gas.
  • the gas mixture 4 formed in this case enters the turbine T coupled to a generator (not shown) at a temperature of up to 1500 ° C., in which it is expanded while performing mechanical work and is thereby cooled.
  • the cooled gas mixture is passed as waste gas 5 in the waste heat boiler A, where part of its sensible heat is used to evaporate boiler feed water 6 and superheat the steam generated before it via line 7 into the environment is released.
  • the generated in the waste heat boiler A steam 8 which has a first steam temperature of up to 570 ° C and a pressure of up to 340 bar, is passed into the heat exchanger E and overheated there in indirect heat exchange against the hot flue gas 9 to a second steam temperature. With a temperature between 650 and 720 ° C, the superheated steam 10 leaves the heat exchanger E and is subsequently expanded in the likewise connected to a generator (not shown) steam turbine D work in several stages. The cooled in the expansion or condensed steam is withdrawn via line 11.
  • the oxidizing agent 13 is preferably a
  • the cooled in the heat exchanger E flue gas 1 is the
  • Combustion chamber C or directly supplied to the turbine part T of the gas turbine G, so that a large part of its energy content can be used economically.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Produktion von überhitztem Dampf (10), bei dem Dampf (8) im Abgasstrom (5) einer Gasturbine (G) durch indirekten Wärmetausch (A) auf eine erste Dampftemperatur überhitzt wird. Der im Abgasstrom (5) der Gasturbine (G) überhitzte Dampf (8) wird durch indirekten Wärmetausch (E) gegen ein außerhalb der Gasturbine (G) erzeugtes Rauchgas (9) auf eine oberhalb der ersten Dampftemperatur liegende zweite Dampftemperatur aufgeheizt.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Produktion von überhitztem Dampf
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Produktion von überhitztem Dampf, bei dem Dampf im Abgasstrom einer Gasturbine durch indirekten Wärmetausch auf eine erste Dampftemperatur überhitzt wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Mit einem elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 60% sind Gas- und Dampfturbinen- Kraftwerke gegenwärtig die effektivsten Einrichtungen zur konventionellen Erzeugung elektrischer Energie. In der Brennkammer einer Gasturbine wird ein Brennstoff, wie beispielsweise Erdgas, mit Luft, die im Kompressor der Gasturbine auf einen Druck von bis zu 30bar verdichtet wurde, bei einer Temperatur von bis zu 1500 C verbrannt. Das dabei erzeugte heiße Gasgemisch wird unter Verrichtung mechanischer Arbeit im Turbinenteil entspannt, bevor es die Gasturbine als Abgas mit einer Temperatur von bis zu 620°C verlässt. Zur weiteren Nutzung seines Energieinhalts wird das Abgas durch einen Abhitzekessel geführt und dabei in indirektem Wärmetausch gegen Wasser bzw. Dampf abgekühlt. Der im Abhitzekessel erzeugte Dampf, der eine
Temperatur von bis zu 570°C und einen Druck von bis zu 130 bar aufweist, wird nachfolgend einer Dampfturbine zugeführt und dort arbeitsleistend entspannt. Sowohl die Gas- als auch die Dampfturbine sind mit einem Stromgenerator gekoppelt, so dass die Energie des Brennstoffs mit hohem Wirkungsgrad in elektrische Energie umgesetzt wird. Der im Dampfturbinenprozess erreichbare elektrische Wirkungsgrad hängt in erster Linie von Druck und Temperatur ab, mit der der Dampf in die Dampfturbine eintritt. Je höher die beiden Parameter, desto höher ist auch der Wirkungsgrad. Der Hochdruckteil moderner Hochleistungs-Dampfturbinen erlaubt Dampfeintrittstemperaturen von bis zu 600°C bei einem Druck von 280 bar. Gegenwärtig laufen Entwicklungen, diese
Temperatur auf 700°C bei 340 bar zu steigern, wodurch der Wirkungsgrad eines Dampfkraftwerks um 3-4%-Punkte angehoben werden könnte. Wegen der
eingeschränkten Abgastemperaturen der Gasturbine können in Gas- und
Dampfturbinen-Kraftwerken jedoch nur weit niedrigere Dampftemperaturen erreicht werden, so dass das Wirkungsgradpotential von Dampfturbinen nicht voll ausgeschöpft werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung anzugeben, durch die es möglich ist, den elektrischen Wirkungsgrad von Kombikraftwerken im Vergleich zum Stand der Technik zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der im Abgasstrom der Gasturbine überhitzte Dampf in indirektem Wärmetausch gegen ein außerhalb der Gasturbine erzeugtes Rauchgas auf eine oberhalb der ersten Dampftemperatur liegende zweite
Dampftemperatur aufgeheizt wird.
Vorzugsweise wird die Aufheizung auf die zweite Dampftemperatur so durchgeführt, dass Hochdruckdampf mit einem Druck zwischen 300 und 340bar und einer
Temperatur zwischen 650 und 720°C erzeugt wird.
Zur Erzeugung des Rauchgases wird ein Brennstoff gemeinsam mit einem
sauerstoffhaltigen Oxidationsmittel, bei dem es sich um Luft oder um mit Sauerstoff angereicherte Luft oder um technisch reinen Sauerstoff handelt, in einen Brennraum geführt und dort verbrannt. Bevorzugt werden Brennstoff und Oxidationsmittel dem Brennraum mit erhöhtem Druck zugeführt, so dass auch das bei der Verbrennung gebildete Rauchgas einen Druck aufweist, der höher ist als der Luftdruck.
Zweckmäßigerweise wird das Oxidationsmittel im Kompressor der Gasturbine verdichtet. Insbesondere dann jedoch, wenn technisch reiner Sauerstoff als
Oxidationsmittel eingesetzt wird, kann das Oxidationsmittel in einer von der Gasturbine unabhängigen Einrichtung verdichtet werden. Als Brennstoff kann eine Vielzahl von Flüssigkeiten oder Gasen, wie Erdgas, Wasserstoff, Synthesegas, Flüssiggas oder Kerosin, eingesetzt werden. Sinnvollerweise wird der Brennstoff für die Erzeugung des Rauchgases aus derselben Quelle bezogen, wie der Brennstoff für den Betrieb der Gasturbine.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass bei der Aufheizung auf die zweite Dampftemperatur abgekühltes Rauchgas zur
Verrichtung mechanischer Arbeit in die Brennkammer und/oder den Turbinenteil der Gasturbine eingeleitet wird, wobei zumindest ein Teil des Rauchgas als Kühlmedium durch das Kühlsystem der Turbinenschaufeln geführt werden kann. Hierzu wird vorgeschlagen, den Brennstoff und das Oxidationsmittel dem Brennraum mit einem Druck zuzuführen, der ausreichend hoch ist, um das abgekühlte Rauchgas ohne Druckerhöhung in die Gasturbine einleiten zu können.
Der auf die zweite Dampftemperatur aufgeheizte Dampf wird vorzugsweise in einer Dampfturbine unter Verrichtung mechanischer Arbeit in mehreren Druckstufen entspannt. Es ist jedoch auch denkbar, dass die gesamte oder ein Teil der
Dampfmenge einem Verbraucher als Prozessdampf zugeführt wird.
In der Dampfturbine auf ein mittleres Druckniveau entspannter Dampf, der
beispielsweise zwischen 40 und 120 bar vorliegt, wird zweckmäßigerweise einer Zwischenüberhitzung auf bis zu 720°C unterzogen, bevor er in der nächsten
Druckstufe der Dampfturbine weiter entspannt wird. Erfindungsgemäß erfolgt die Zwischenüberhitzung mit einem außerhalb der Gasturbine erzeugten Rauchgas, das nach seiner Abkühlung ebenfalls in die Brennkammer und/oder den Turbinenteil der Gasturbine eingeleitet werden kann. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Produktion von überhitztem Dampf, mit einer Gasturbine und einem dieser nachgeschalteten Abhitzekessel, in dem
Wasserdampf gegen das aus der Gasturbine abströmende Abgas auf eine erste Dampftemperatur überhitzt werden kann. Die gestellte Aufgabe wird vorrichtungsseitig erfindungsgemäß dadurch, dass sie einen außerhalb der Gasturbine angeordneten Brennraum zur Erzeugung eines Rauchgases sowie einen mit dem Brennraum verbundenen Wärmetauscher aufweist, in den der im Abhitzekessel gebildete überhitzte Dampf eingeleitet und gegen das im Brennraum erzeugte Rauchgas auf eine oberhalb der ersten Dampftemperatur liegende zweite Dampftemperatur aufgeheizt werden kann.
Vorzugsweise weist der Wärmetauscher eine aus einem oder mehreren Rohren gebildete erste Passage auf, durch die überhitzter Dampf geleitet werden kann, sowie eine zweite Passage, durch die Rauchgas entlang der Außenseite jedes der die erste Passage bildenden Rohre führbar ist, wobei jedes der die erste Passage bildenden Rohre von einem druckfesten Mantel umgeben ist, der an seiner Innenseite eine wärmeisolierende Beschichtung aufweist und durch dessen Innenraum die zweite Passage verläuft. Ein derartiger Wärmetauscher ist in einer beim Deutschen Patent- und Markenamt unter der Nummer 102011010630.8 eingereichten Patentanmeldung beschrieben, deren Inhalt mit ihrer Zitierung vollständig in die vorliegende
Beschreibung aufgenommen werden soll.
Eine zweckmäßige Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der Brennraum mit der Gasturbine verbunden ist, so dass ein im Kompressor der
Gasturbine verdichtetes Oxidationsmittel in den Brennraum eingeleitet werden kann. Eine weitere zweckmäßige Variante sieht vor, dass sowohl der Brennraum als auch die Gasturbine mit derselben Brennstoffquelle verbunden sind, so dass beiden der gleiche Brennstoff mit ähnlichem Druck zugeführt werden kann. Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht eine
Verbindung zwischen Wärmetauscher und Gasturbine vor, so dass im Wärmetauscher abgekühltes Rauchgas in die Brennkammer und/oder den Turbinenteil der Gasturbine eingeleitet werden kann. Um das Rauchgas mit einem für seine Einleitung in die Gasturbine ausreichenden Druck erzeugen zu können, sind ein oder mehrere von der Gasturbine unabhängige Verdichter zur Verdichtung des Brennstoffs und/oder des Oxidationsmittels vorgesehen, die der Brennkammer vorgeschaltet sind.
Um den im Wärmetauscher erzeugten Dampf einer wirtschaftlichen Nutzung zuführen zu können, sieht die Erfindung vor, dass der Wärmetauscher mit einer Dampfturbine und/oder mit einem Verbraucher verbunden ist, so dass auf die zweite
Dampftemperatur aufgeheizter Dampf zur Verrichtung mechanischer Arbeit der Dampfturbine und/oder als Prozessdampf dem Verbraucher zugeführt werden kann.
Durch die Erfindung ist es möglich, den Wirkungsgrad des Dampfturbinenprozesses im Vergleich zum Stand der Technik deutlich zu steigern. Wie Untersuchungen gezeigt haben, erhöht sich beispielsweise der elektrische Wirkungsgrad eines Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerks bei Anwendung der Erfindung um ca. 2%-Punkte auf 62%.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Figur 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figur 1 zeigt einen Gas- und Dampfturbinen-Prozess, in der die Temperatur eines im Abgasstrom der Gasturbine erzeugten Dampfes durch Wärmetausch mit einem heißen Rauchgas erhöht wird.
Über Leitung 1 wird der Gasturbine G als Oxidationsmittel vorzugsweise Luft zugeführt und im Kompressor K auf einen Druck verdichtet, der typischerweise zwischen 17 und 30 bar liegt. Das verdichtete Oxidationsmittel 2 wird in die Brennkammer C eingeleitet und mit Brennstoff 3, bei dem es sich beispielsweise um Erdgas handelt, zur Reaktion gebracht. Das hierbei gebildete Gasgemisch 4 tritt mit einer Temperatur von bis zu 1500°C in die mit einem Generator (nicht dargestellt) gekoppelte Turbine T ein, in der es unter Verrichtung mechanischer Arbeit entspannt und dabei abgekühlt wird. Mit einer Temperatur von bis zu 620°C wird das abgekühlte Gasgemisch als Abgas 5 in den Abhitzekessel A geführt, wo ein Teil seiner fühlbaren Wärme zur Verdampfung von Kesselspeisewasser 6 und zur Überhitzung des erzeugten Dampfes genutzt wird, bevor es über Leitung 7 in die Umgebung freigesetzt wird.
Der im Abhitzekessel A erzeugte Dampf 8, der eine erste Dampftemperatur von bis zu 570°C und einen Druck von bis zu 340 bar aufweist, wird in den Wärmetauscher E geleitet und dort in indirektem Wärmetausch gegen das heiße Rauchgas 9 auf eine zweite Dampftemperatur überhitzt. Mit einer Temperatur zwischen 650 und 720°C verlässt der überhitzte Dampf 10 den Wärmetauscher E und wird nachfolgend in der ebenfalls mit einem Generator (nicht dargestellt) verbunden Dampfturbine D in mehreren Stufen arbeitsleistend entspannt. Der bei der Entspannung abgekühlte bzw. kondensierte Dampf wird über Leitung 11 abgezogen.
Um das heiße Rauchgas 9 zu erzeugen, wird ein Brennstoff 12, der
zweckmäßigerweise derselben Brennstoffquelle wie der Brennstoff 3 entnommen wird, gemeinsam mit verdichtetem Oxidationsmittel 13 in den Brennraum B geführt und verbrannt. Bei dem Oxidationsmittel 13 handelt es sich vorzugsweise um ein
Oxidationsmittel, das im Kompressor K der Gasturbine G verdichtet und von dort abgezweigt wird. Das im Wärmetauscher E abgekühlte Rauchgas 1 wird der
Brennkammer C oder direkt dem Turbinenteil T der Gasturbine G zugeführt, so dass ein großer Teil seines Energieinhalts wirtschaftlich genutzt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Produktion von überhitztem Dampf (10), bei dem Dampf (8) im
Abgasstrom (5) einer Gasturbine (G) durch indirekten Wärmetausch (A) auf eine erste Dampftemperatur überhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der im Abgasstrom (5) der Gasturbine (G) überhitzte Dampf (8) durch indirekten
Wärmetausch (E) gegen ein außerhalb der Gasturbine (G) erzeugtes Rauchgas (9) auf eine oberhalb der ersten Dampftemperatur liegende zweite
Dampftemperatur aufgeheizt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufheizung auf die zweite Dampftemperatur Hochdruckdampf (10) mit einem Druck zwischen 300 und 340bar und einer Temperatur zwischen 650 und 720°C erzeugt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Rauchgases (9) ein im Kompressor (K) der Gasturbine (G) verdichtetes Oxidationsmittel (13) eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufheizung auf die zweite Dampftemperatur abgekühltes Rauchgas (14) zur Verrichtung mechanischer Arbeit in die Brennkammer (C) und/oder den
Turbinenteil (T) der Gasturbine (G) eingeleitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zweite Dampftemperatur aufgeheizter Dampf (10) in einer Dampfturbine (D) unter Verrichtung mechanischer Arbeit entspannt und/oder einem Verbraucher als Prozessdampf zugeführt wird.
6. Vorrichtung zur Produktion von überhitztem Dampf (10), mit einer Gasturbine (G) und einem dieser nachgeschalteten Abhitzekessel (A), in dem Wasserdampf gegen das aus der Gasturbine (G) abströmende Abgas (5) auf eine erste
Dampftemperatur überhitzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen außerhalb der Gasturbine (G) angeordneten Brennraum (B) zur Erzeugung eines Rauchgases (5) sowie einen mit dem Brennraum (B) verbundenen
Wärmetauscher (E) aufweist, in den der im Abhitzekessel (A) gebildete überhitzte Dampf (8) eingeleitet und gegen das im Brennraum (B) erzeugte Rauchgas (9) auf eine oberhalb der ersten Dampftemperatur liegende zweite Dampftemperatur aufgeheizt werden kann.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (E) eine aus einem oder mehreren Rohren gebildete erste Passage, durch die überhitzter Dampf (8) geleitet werden kann, sowie eine zweite Passage aufweist, durch die Rauchgas (9) entlang der Außenseite jedes der die erste Passage bildenden Rohre führbar ist, wobei jedes der die erste Passage bildenden Rohre von einem druckfesten Mantel umgeben ist, der an seiner Innenseite eine wärmeisolierende Beschichtung aufweist und durch dessen Innenraum die zweite Passage verläuft.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraum (B) mit der Gasturbine (G) verbunden ist, so dass ein im
Kompressor (K) der Gasturbine verdichtetes Oxidationsmittel (13) in den
Brennraum (B) eingeleitet werden kann.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (E) mit der Gasturbine (G) verbunden ist, so dass im
Wärmetauscher (E) abgekühltes Rauchgas (14) in die Brennkammer (C) und/oder den Turbinenteil (T) der Gasturbine eingeleitet werden kann.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (E) mit einer Dampfturbine (D) und/oder mit einem Verbraucher verbunden ist, so dass auf die zweite Dampftemperatur aufgeheizter Dampf (10) zur Verrichtung mechanischer Arbeit der Dampfturbine (D) und/oder als
Prozessdampf dem Verbraucher zugeführt werden kann.
PCT/EP2012/001976 2011-05-31 2012-05-08 Verfahren und vorrichtung zur produktion von überhitztem dampf Ceased WO2012163467A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011102929.3 2011-05-31
DE201110102929 DE102011102929A1 (de) 2011-05-31 2011-05-31 Verfahren und Vorrichtung zur Produktion von überhitztem Dampf

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012163467A1 true WO2012163467A1 (de) 2012-12-06

Family

ID=46062228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/001976 Ceased WO2012163467A1 (de) 2011-05-31 2012-05-08 Verfahren und vorrichtung zur produktion von überhitztem dampf

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011102929A1 (de)
WO (1) WO2012163467A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE916913C (de) * 1950-02-24 1954-08-19 Vickers Electrical Co Ltd Dampf-Brennkraftanlage
WO1992021860A1 (de) * 1991-05-25 1992-12-10 Saarbergwerke Aktiengesellschaft Verfahren zur erzeugung von energie in einer kombinierten gas-dampfkraftanlage
JPH08338205A (ja) * 1995-06-12 1996-12-24 Toshiba Corp コンバインドサイクル発電プラント

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011010630A1 (de) 2011-02-08 2012-08-09 Linde Ag Dampferzeuger

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE916913C (de) * 1950-02-24 1954-08-19 Vickers Electrical Co Ltd Dampf-Brennkraftanlage
WO1992021860A1 (de) * 1991-05-25 1992-12-10 Saarbergwerke Aktiengesellschaft Verfahren zur erzeugung von energie in einer kombinierten gas-dampfkraftanlage
JPH08338205A (ja) * 1995-06-12 1996-12-24 Toshiba Corp コンバインドサイクル発電プラント

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TSATSARONIS G ET AL: "COST OPTIMIZATION OF AN ADVANCED CONCEPT FOR GENERATING ELECTRIC POWER", ENVIRONMENTAL IMPACT, ENERGY SYSTEMS, NEW TECHNOLOGY FOR ENERGY UTILIZATION, POLICY ISSUES, RENEWABLE ENERGY SOURCES, STIRLING CYCLES. ATLANTA, AUG. 8 - 13, 1993; [PROCEEDINGS OF THE INTERSOCIETY ENERGY CONVERSION ENGINEERING CONFERENCE (IECEC)], NEW, vol. 2, 8 August 1993 (1993-08-08), pages 2.99 - 2.104, XP000430952 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011102929A1 (de) 2012-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014105237B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Speichern und Rückgewinnen von Energie
EP2167794B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur kraft-wärmeerzeugung
EP1893848A2 (de) Dampferzeugungsanlage und verfahren zum betreiben und nachrüsten einer dampferzeuganlage
DE102010037861A1 (de) Gasturbine mit Zwischenüberhitzung
DE10335143A1 (de) Verfahren zur Erhöhung des Wirkungsgrades einer Gasturbinenanlage sowie dafür geeignete Gasturbinenanlage
DE102010042792A1 (de) System zur Erzeugung mechanischer und/oder elektrischer Energie
EP1286030B1 (de) Gas- und Luftturbinenanlage
DE102009038323A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Biomasse
EP3299335A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur dampfreformierung
WO2004003348A1 (de) Dampfkraftwerk
DE102013223661B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Energieumwandlung
EP2496798A2 (de) Fossil befeuerte kraftwerksanlage mit einer kohlendioxid-abscheidevorrichtung sowie verfahren zum betrieb einer fossil befeuerten kraftwerksanlage
DE102011053272A1 (de) Integrierte Turbomaschinen-Sauerstoffanlage
DE69224513T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines CO2 enthaltenden Gases, insbesondere für CO2-Düngung im Treibhaus-Gartenbau
EP2084373A2 (de) Verfahren zum erzeugen von mischdampf
DE102014008493A1 (de) Verfahren zur Steigerung der Effizienz an thermischen Abgas-Reinigungsanlagen
DE102011102929A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Produktion von überhitztem Dampf
DE202004017725U1 (de) Anlage und Einrichtung der Kraft-Wärme-Kopplung mit Biomassegas
WO2005021935A1 (de) Dampfkraftwerk
EP0216835B1 (de) Kombinierte dampf-gasturbinenanlage
EP2426337A1 (de) Einrichtung zur Brennstoffvorwärmung sowie Verfahren zur Brennstoffvorwärmung
EP2138677B1 (de) Gas- und Dampfturbinenanlage
DE2000961C3 (de) Vorrichtung zum Gewinnen eines Ammoniaksynthesegases
WO2015067397A1 (de) Thermische kraftanlage mit nutzung der abwärme eines generators
DE903934C (de) Verfahren zur Verwertung von Abdampf in einer Dampfkraftanlage und Einrichtung hierzu

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12720423

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12720423

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1