WO2013107557A2 - Hilfsdampferzeugersystem für ein kraftwerk - Google Patents

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WO2013107557A2
WO2013107557A2 PCT/EP2012/074333 EP2012074333W WO2013107557A2 WO 2013107557 A2 WO2013107557 A2 WO 2013107557A2 EP 2012074333 W EP2012074333 W EP 2012074333W WO 2013107557 A2 WO2013107557 A2 WO 2013107557A2
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feedwater
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auxiliary
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Heiner Edelmann
Mark Reissig
Marc Sattelberger
Andre Schrief
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Definitions

  • auxiliary steam is required, for example, in the case of a standstill for pressure maintenance or for keeping the feedwater tank warm, as well as for steaming the steam turbine.
  • the steam which can be generated by the actual steam generation process can under certain circumstances be used for the
  • auxiliary steam generators are integrated in the water-steam circuit of the conventional power plant according to the prior art.
  • auxiliary steam generators are fossil-fired boilers, so-called auxiliary steam boilers. They are usually operated with gas or oil, or with other fossil fuels.
  • Such auxiliary steam generator provide in the construction of power plants, in particular by the complex and complex circuit of the auxiliary steam generator in the water-steam -
  • auxiliary steam generators are provided in particular for the special operation, they are not required in normal operation of the power plant, but still cause running costs or efficiency losses, as they are electrically, or via steam from the water-steam cycle the power plant must be kept warm. They also cause regular and not insignificant maintenance costs.
  • the object of the invention is to provide an auxiliary steam generator system, by which the disadvantages of the prior art are avoided, and can be reduced drastically, especially the installation costs.
  • auxiliary steam generator system for a power plant comprising a water-steam cycle with a condensate line, wherein in the condensate line a condensate pump and in the feed water line a feedwater pump are connected. Furthermore, see in the lines between the condensate pump and the feedwater pump, a pressure storage tank connected, and connected to the pressure storage tank to the water-steam cycle at a branch point, a feedwater discharge line. According to the invention, the feedwater discharge line is now connected to the pressure storage container, and a heating device is connected in the feedwater withdrawal line.
  • the feedwater tank of the power plant As a pressure storage tank, the feedwater tank of the power plant is provided, which thus fulfills the function of storing condensate or feed water for the water-steam cycle, and also to supply steam or saturated steam for the supply of the power plant with auxiliary steam.
  • the heating device is designed so that the feed water can be heated by this, so that steam can be generated in the pressure storage container after corresponding reduction in pressure.
  • the feedwater tank is designed as a thermal store ("Ruths store"), for which purpose the feedwater tank may be designed to be larger, in accordance with the increased requirements, than without the function of additional pressure storage
  • Ruths store thermal store
  • the feedwater tank may be designed to be larger, in accordance with the increased requirements, than without the function of additional pressure storage
  • the stored in the accumulator tank steam can also be used advantageously for the supply of auxiliary steam consumers.
  • the power plant comprises further auxiliary steam consumers, the pressure storage tank being connected to the auxiliary steam consumers via a steam line.
  • the steam parameters in the pressure storage tank are adjusted accordingly to the auxiliary steam consumers to be supplied.
  • the setting is made by means of heating, condensate feed or feedwater pump, and / or throttle valves.
  • a pressure-holding valve connected by which the pressure between the heater and the pressure-holding valve is increased so far that the operating pressure is sufficiently far from the vapor pressure of the medium at the respective operating temperature.
  • the feedwater discharge line is connected to the condensate line of the water-steam cycle, and in the feedwater discharge line upstream of the heating device, a circulation pump is connected.
  • the circulation pump Through the circulation pump, the steam parameters can be adjusted indirectly through the flow rate, the heating and according to the Druckreduzierventil thoroughly.
  • the feedwater discharge line is connected to a removal point of the feed pump or behind the feedwater pump. This requires specially configured feedwater pumps.
  • the heating device is electric.
  • the invention makes it possible, in particular, to reduce the installation costs of a power station, since an otherwise expensive and expensive auxiliary steam generator can be dispensed with by using an electrically heated heating device for the auxiliary steam generator. If the invention is used in a solar power plant, the use of an electric heating device can result in a completely "regenerative energy production.” Since the electrically heated heating device operates without emissions, a lower licensing cost for solar power plants can be expected Auxiliary steam generation does not require a fuel system for storing and distributing the fuel.
  • the auxiliary steam generator system is advantageously used in a gas and steam turbine power plant. But in other fossil-fired steam power plants, the advantages the auxiliary steam generator system can be used. Particularly advantageous is the auxiliary steam generator system in a CSP (Concentrating Solar Power) steam power plant with solar heated steam generation used.
  • CSP Concentrating Solar Power
  • the object of the invention directed to a process for auxiliary steam generation is solved by the features of process claim 9.
  • the process for auxiliary steam generation in a power plant process thereby provides a reservoir connected in a water-steam cycle, into the condensate from the water vapor Cycle is promoted.
  • the condensate is stored in the memory, mixed and degassed, and then discharged as feed water from the memory, and subtracted a partial flow of the discharged feedwater.
  • the partial flow is then heated in a heating process, and fed back into the storage.
  • the storage tank corresponds to a collection tank for feedwater, in which a volume of liquid for the water-steam cycle can be temporarily stored.
  • the collection tank also serves as a buffer for the feed water.
  • the partial flow is heated to temperatures at a sufficient distance below the boiling point or above the boiling point.
  • the return of the heated partial flow into the reservoir increases the pressure in the reservoir.
  • the accumulator can also be used as an accumulator for process steam.
  • the process according to the invention in particular the installation costs of a power plant process, can be reduced.
  • the auxiliary steam generation process can be realized much less complex by the method according to the invention.
  • steam is withdrawn from the storage tank and fed to an auxiliary steam process of the power plant process.
  • the steam can be generated by various methods.
  • the partial flow of the feedwater is first heated in the heating process to just below the boiling point of the feedwater, and promoted and evaporated in the memory under the relaxation of the feedwater.
  • the distance of the temperature to which the feed water is heated up to the boiling point is sufficiently large, so that there is still no evaporation prior to introduction into the memory. It is advantageous if the heated feed water is conveyed by a pumping process in the memory.
  • the pumping process consists in particular of a circulation pump and possibly valves.
  • the partial flow of feed water is heated in the heating process to the boiling point or boiling point of the feed water, forming steam under pressure build-up and promoting the steam in the reservoir utilizing the density difference between steam and feed water.
  • On an additional pump can be omitted here.
  • the method for auxiliary steam generation is advantageously operated when the power plant is in non-stationary operating states at standstill or in partial load operation or in startup / shutdown operation in order to supply the power plant process with sufficient auxiliary steam.
  • the power plant process preferably comprises a gas and steam turbine process with a water-steam cycle, the process is integrated for auxiliary steam generation in the water-steam cycle of the gas and steam turbine process.
  • the power plant process is a CSP steam power plant process with a solar heated steam generation process, with the process of auxiliary steam generation integrated into the water-steam cycle of the CSP steam power plant process.
  • 1 shows an auxiliary steam generator system for a power plant
  • 2 shows a process for auxiliary steam generation for a
  • an auxiliary steam generator system 1 is shown, as it may be integrated into a fossil-fueled power plant or a solar power plant.
  • the power plant comprises a water-steam cycle 2 of which only the section of the condensate line 3 is shown here.
  • condensate line 3 are essentially a condensate pump 4, a pressure storage tank 6 and in the feed water pipe 16 is a feedwater pump 5 is connected.
  • condensate pump 4 condensate is conveyed into the pressure storage tank 6.
  • the condensate is degassed, mixed and stored before it is pumped through the feedwater pump 5 back in through the feedwater line 16 into the water-steam cycle 2.
  • a feedwater discharge line 8 is now provided which is connected at a branching point 7 to the feedwater line 16 between the pressure storage container 6 and the feedwater pump 5.
  • the feedwater discharge line device 8 is connected directly to the feedwater pump 5 or after the feedwater pump 5.
  • the feedwater discharge line 8 connects the feedwater line 16 to the accumulator tank 6.
  • a circulation pump 13 and a heating device 9 are essentially connected in the feedwater discharge line 8. By the heater 9, the withdrawn partial flow of the feedwater is heated.
  • valves for controlling the partial flow are connected in the feedwater discharge line 8.
  • a pressure valve 12 is connected, by which the pressure in the accumulator tank is kept adjustable.
  • a steam line 11 is connected to the discharge of steam.
  • the steam line 11 connects the accumulator tank 6 with a Hilfsdampf- consumer 10.
  • a motor or pneumatically operated control valve is connected for controlling or throttling of steam is in the steam line 11.
  • the auxiliary steam consumers thus obtain the required auxiliary steam exclusively from the pressure storage tank 6.
  • the section of the condensate line 3 of the water-steam cycle 2 also has a compensation line 15, which the condensate the portion 3 of the condensate between the condensate 4 and the accumulator tank 6 with the portion of the feedwater discharge line 8 between the accumulator tank 6 and the circulation pump thirteenth combines.
  • a motor or pneumatically operated control valve may be connected in the compensation line.
  • FIG. 2 shows a method for auxiliary steam generation, as it may be integrated into a fossil-fueled power plant process or a solar power plant process. Shown here is a section of the water-steam circuit 2 for feed water 24 in the form of condensate 23, as obtained after condensation in the power plant process.
  • the method essentially comprises a reservoir 22 and a heating process 26.
  • the reservoir 22 is first supplied with condensate 23 from the water-steam circuit 2.
  • the condensate 23 and feed water 24 is stored, mixed and degassed. It is then discharged again and passed into the water-steam circuit 2 for evaporation.
  • a partial stream 25 is now withdrawn, and fed to the heating process 26.
  • the feedwater 24 is heated and returned to the reservoir 22.
  • a pumping process 29 is provided in order to convey the partial flow 25 back into the storage 22.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hilfsdampferzeugersystem (1) für ein Kraftwerk, mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf (2), umfassend eine Kondensatleitung(3) und eine Speisewasserleitung (16), wobei in die Kondensatleitung (3) eine Kondensatpumpe (4) und die Speisewasserleitung (16) eine Speisewasserpumpe (5) geschaltet sind, und wobei zwischen der Kondensatpumpe (4) und der Speisewasserpumpe (5) ein Druckspeicherbehälter (6) geschaltet ist, und wobei an den Wasser-Dampf- Kreislauf(2) nach dem Druckspeicherbehälter (6) an einer Abzweigstelle (7) eine Speisewasserabzugsleitung (8) angeschlossen ist. Erfindungsgemäß ist die Speisewasserabzugsleitung (8) an den Druckspeicherbehälter (6) angeschlossen, und dass in die Speisewasserabzugsleitung (8) eine Heizvorrichtung (9) geschaltet ist.

Description

Beschreibung
HilfsdampferzeugerSystem für ein Kraftwerk Konventionelle Kraftwerksanlagen mit einem Wasser-Dampf -
Kreislauf benötigen für zusätzliche Prozesse, besondere Fahrweisen oder Betriebszustände zusätzlichen Dampf, der unter Umständen nicht durch den eigentlichen Dampferzeugungsprozess bereit gestellt werden kann. Zu diesen Sonderbetriebszustän- den zählen insbesondere instationäre Betriebszustände, der
Betriebsstillstand, Teillastbetrieb oder auch der An- und Abfahrvorgang. So wird Hilfsdampf beispielsweise beim Betriebsstillstand zur Druckhaltung bzw. zum Warmhalten des Speisewassertanks sowie zur SperrdampfVersorgung der Dampfturbine benötigt. Der durch den eigentlichen Dampferzeugungsprozess erzeugbare Dampf kann dabei unter Umständen den für die
Druckhaltung des Speisewassertanks, oder den Betrieb anderer Hilfssysteme der Kraftwerksanlage nicht, oder nicht vollständig ausreichen.
Um diesem Problem zu begegnen, sind in den Wasser-Dampf - Kreislauf der konventionellen Kraftwerksanlage nach dem Stand der Technik zusätzliche Hilfsdampferzeuger integriert. Diese Hilfsdampferzeuger sind fossil befeuerte Kessel, so genannte Hilfsdampfkessel. Sie werden meist mit Gas oder Öl, oder auch mit anderen fossilen Brennstoffen betrieben.
Derartige Hilfsdampferzeuger stellen beim Bau von Kraftwerksanlagen, insbesondere durch die aufwendige und komplexe Ver- Schaltung des Hilfsdampferzeugers in den Wasser-Dampf -
Kreislauf und mit den HilfsdampfSystemen ein hohes Investment dar. Durch die komplexe Verschaltung haben sie einen großen Platzbedarf. Zudem erfordern sie beim Bau zusätzlichen Genehmigungsaufwand. Da die Hilfsdampferzeuger insbesondere für den Sonderbetrieb vorgesehen sind, werden sie im Normalbetrieb der Kraftwerksanlage nicht benötigt, verursachen aber dennoch laufende Kosten bzw. Wirkungsgradverluste, da sie elektrisch, oder über Dampf aus dem Wasser-Dampf -Kreislauf der Kraftwerksanlage warm gehalten werden müssen. Auch verursachen sie regelmäßige und nicht unerhebliche Wartungskosten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hilfsdampferzeugersystem anzugeben, durch dass die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden sind, und sich vor allem die Installationskosten drastisch reduzieren lassen. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Hilfsdampferzeugung anzugeben, durch das die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden.
Die auf die Bereitstellung eines Hilfsdampferzeugersystems gerichtete Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Merkmale des Vorrichtungsanspruchs 1. Es wird ein Hilfsdampferzeugersystem für ein Kraftwerk vorgeschlagen, dass einem Wasser-Dampf-Kreislauf mit einer Kondensatleitung umfasst, wobei in die Kondensatleitung eine Kondensatpumpe und in die Speisewasserleitung eine Speisewasserpumpe geschaltet sind. Weiterhin ist in die Leitungen zwi- sehen der Kondensatpumpe und der Speisewasserpumpe ein Druckspeicherbehälter geschaltet, und nach dem Druckspeicherbehälter an dem Wasser-Dampf-Kreislauf an einer Abzweigstelle eine Speisewasserabzugsleitung angeschlossen. Erfindungsgemäß ist nun die Speisewasserabzugsleitung mit dem Druckspeicherbehäl - ter verbunden, und in die Speisewasserabzugsleitung eine Heizvorrichtung geschaltet.
Als Druckspeicherbehälter ist der Speisewassertank des Kraftwerks vorgesehen, der somit nun die Funktion erfüllt, Konden- sat bzw. Speisewasser für den Wasser-Dampf-Kreislauf zu speichern, und zudem Dampf bzw. Sattdampf für die Versorgung des Kraftwerks mit Hilfsdampf zu versorgen. Die Heizvorrichtung ist dazu so ausgelegt, dass durch diese das Speisewasser erwärmbar ist, sodass in dem Druckspeicherbehälter Dampf nach entsprechender Druckreduzierung erzeugbar ist.
Durch die Erfindung wird erzielt, dass der Speisewassertank, bzw. Druckspeicherbehälter, auch in Sonderbetriebszuständen ohne ausreichenden Prozessdampf auf einem notwendigen Druck, bzw. auf entsprechender Temperatur gehalten werden kann, ohne dass ein zusätzlicher Hilfsdampferzeuger benötigt wird. Hierdurch wird der Speisewassertank als thermischer Speicher ge- nutzt („Ruths-Speicher"). Dazu ist der Speisewassertank entsprechend der erhöhten Anforderungen gegebenenfalls größer ausgelegt, als ohne die Funktion einer zusätzlichen Druck- speicherung . Durch die Erfindung kann die Hilfsdampferzeugung in einem Kraftwerk wesentlich weniger komplex realisiert werden, da auf einen zusätzlichen DampfSpeicher und fossil befeuerte Hilfsdampferzeuger verzichtet werden kann. Dadurch ergeben sich einerseits Vorteile durch einen geringeren Platzbedarf für die Hilfssysteme. Andererseits wird durch die Erfindung auch der Energieverbrauch reduziert. Ein herkömmlicher Hilfskessel muss elektrisch oder über Dampf warmgehalten werden und weist auch hohe Stillstandsverluste auf. Da der Speisewasserbehälter nun zudem als Energiespeicher genutzt wird, ist der Speisewasserbehälter somit ohnehin warm. Folglich kann auf zusätzliche Systeme und Leitungen für die Warmhaltung verzichtet werden. Da durch die Erfindung die Komplexität sinkt, werden zudem die Wartungskosten reduziert, und die Verfügbarkeit stark erhöht.
Der in dem Druckspeicherbehälter gespeicherte Dampf kann auch vorteilhaft für die Versorgung von HilfsdampfVerbrauchern verwendet werden. Dazu umfasst das Kraftwerk weitere Hilfs- dampfVerbraucher, wobei der Druckspeicherbehälter über eine Dampfleitung mit den HilfsdampfVerbrauchern verbunden ist.
Die Dampfparameter im Druckspeicherbehälter wie Dampfdruck und Dampftemperatur werden dazu entsprechend auf die zu versorgenden HilfsdampfVerbraucher eingestellt. Die Einstellung erfolgt mittels Heizung, Kondensatnachspeisung oder Speisewasserpumpe, und/oder Drosselventile. Bei einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Hilfsdampferzeugersystems ist in die Speisewasserabzugsleitung zwischen der Heizvorrichtung und dem Druckspeicherbehälter ein Druckhalteventil geschaltet, durch das der Druck zwischen Heizvorrichtung und Druckhalteventil soweit erhöht wird, dass der Betriebsdruck in ausreichend hohem Abstand zum Dampfdruck des Mediums bei der jewei- ligen Betriebstemperatur liegt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Hilfsdampferzeugersys- tems ist die Speisewasserabzugsleitung an die Kondensatleitung des Wasser-Dampf-Kreislaufes angeschlossen, und in die Speisewasserabzugsleitung vor der Heizvorrichtung eine Umwälzpumpe geschaltet ist. Durch die Umwälzpumpe können die Dampfparameter indirekt durch den Durchsatz, die Beheizung und entsprechend der Druckreduzierventilstellung eingestellt werden. Je nach Ausgestaltung des Kraftwerks kann es zudem vorteilhaft sein, wenn die Speisewasserabzugsleitung an einer Entnahmestelle der Speisepumpe oder hinter der Speisewasserpumpe angeschlossen ist. Dazu sind speziell konfigurierte Speisewasserpumpen erforderlich. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Hilfsdampferzeugersystems ist die Heizvorrichtung elektrisch.
Durch die Erfindung lassen sich insbesondere die Installationskosten eines Kraftwerks senken, da durch den Einsatz einer elektrisch beheizten Heizvorrichtung für den Hilfsdampferzeu- ger auf einen sonst aufwendigen und teuren Hilfsdampferzeuger verzichtet werden kann. Kommt die Erfindung bei einem Solarkraftwerk zum Einsatz, kann durch die Verwendung einer elektrischen Heizvorrichtung eine komplett „regenerative Energieerzeugung" verwirklicht werden. Da die elektrisch beheizte Heizvorrichtung emissionsfrei arbeitet, ist mit einem geringeren Genehmigungsaufwand für Solarkraftwerksanlagen zu rechnen. Durch den Verzicht auf eine fossil befeuerte Hilfsdamp- ferzeugung ist kein BrennstoffSystem zur Lagerung und Verteilung des Brennstoffs notwendig.
Das Hilfsdampferzeugersystem kommt vorteilhaft in einem Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk zum Einsatz. Aber auch in anderen fossil befeuerten Dampfkraftwerksanlagen können die Vorteile des Hilfsdampferzeugersystems genutzt werden. Besonders vorteilhaft kommt das Hilfsdampferzeugersystem auch in einem CSP (Concentrating Solar Power) Dampfkraftwerk mit solar beheizter Dampferzeugung zum Einsatz .
Die auf ein Verfahren zur Hilfsdampferzeugung gerichtete Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 9. Das Verfahren zur Hilfsdampferzeugung in einem Kraftwerkspro- zess sieht dabei einen in einen Wasser-Dampf-Kreislauf geschalteten Speicher vor, in den Kondensat aus dem Wasser- Dampf-Kreislauf gefördert wird. Das Kondensat wird in dem Speicher gespeichert, gemischt und entgast, und anschließend als Speisewasser aus dem Speicher ausgeleitet, und ein Teilstrom des ausgeleiteten Speisewassers abgezogen. Erfindungsgemäß wird nun der Teilstrom in einem Heizprozess erhitzt, und wieder in den Speicher zurück geführt . Der Speicher entspricht einem Sammeltank für Speisewasser, in dem ein Volumen an Flüssigkeit für den Wasser-Dampf-Kreislauf zwischengespeichert werden kann. Der Sammeltank dient dadurch auch als Puffer für das Speisewasser. Der Teilstrom wird auf Temperaturen in ausreichendem Abstand unterhalb des Siedepunkts bzw. über den Siedepunkt erhitzt. Durch die Rückführung des erhitzten Teilstroms in den Speicher wird der Druck in dem Speicher erhöht. Dadurch wird der Speicher zusätzlich als Druckspeicher für Prozessdampf nutz- bar.
Da deswegen auf einen zusätzlichen Druckspeicher für Prozessdampf und auf einen sonst aufwendigen und teuren Hilfsdampferzeuger verzichtet werden kann, lassen sich durch das Erfin- dungsgemäße Verfahren, insbesondere die Installationskosten eines Kraftwerksprozesses senken. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der Hilfsdampferzeugungsprozess zudem wesentlich weniger komplex realisiert werden. Bei einer vorteilhaf- ten Ausgestaltung wird dazu Dampf aus dem Speicher abgezogen, und einem Hilfsdampfprozess des Kraftwerksprozesses zugeführt . Der Dampf kann dabei durch verschiedene Verfahren erzeugt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Teil- strom des Speisewassers in dem Heizprozess zunächst bis knapp unter den Siedepunkt des Speisewassers erhitzt, und in dem Speicher unter der Entspannung des Speisewassers gefördert und verdampft. Der Abstand der Temperatur, auf die das Speisewasser erhitzt wird, bis zur Siedetemperatur ist dabei ausreichend groß, sodass es noch zu keiner Ausdampfung vor Einleitung in den Speicher kommt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das erhitzte Speisewasser durch einen Pumpprozess in den Speicher gefördert wird. Der Pumpprozess besteht dabei insbesondere aus einer Umwälzpumpe und ggf. Ventile.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird der Teilstrom des Speisewassers in dem Heizprozess bis zum Siedepunkt oder über den Siedepunkt des Speisewassers erhitzt, wobei Dampf unter Aufbau von Druck gebildet wird und der Dampf in dem Speicher unter Ausnutzung des Dichteunterschieds zwischen Dampf und Speisewasser gefördert wird. Auf eine zusätzliche Pumpe kann hier verzichtet werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Teilstrom des Speisewassers in der Heizvorrichtung elektrisch erhitzt wird. Dadurch kann eine emissionsfreie Dampferzeugung realisiert werden .
Das Verfahren zur Hilfsdampferzeugung wird vorteilhafterweise dann betrieben, wenn das Kraftwerk sich in instationären Be- triebszuständen im Stillstand oder in Teillastbetrieb oder im An-/ Abfahrbetrieb befindet, um dem Kraftwerksprozess mit ausreichend Hilfsdampf zu versorgen. Der Kraftwerksprozess umfasst dabei vorzugsweise einen Gas- und Dampfturbinenpro- zess mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf , wobei das Verfahren zur Hilfsdampferzeugung in den Wasser-Dampf-Kreislauf des Gas- und Dampfturbinenprozesses integriert ist.
Alternativ ist der Kraftwerksprozess ein CSP-Dampfkraftwerks- prozess mit einem solar beheizten Dampferzeugungsprozess , wobei das Verfahren zur Hilfsdampferzeugung in den Wasser- Dampf-Kreislauf des CSP-Dampfkraftwerkprozesses integriert ist . Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. Darin zeigt:
FIG 1 ein Hilfsdampferzeugersystem für ein Kraftwerk, FIG 2 ein Verfahren zur Hilfsdampferzeugung für einen
Kraftwerksprozess .
In FIG 1 ist ein Hilfsdampferzeugersystem 1 dargestellt, wie es in ein fossil befeuertes Kraftwerk oder ein Solarkraftwerk integriert sein kann. Das Kraftwerk umfasst einen Wasser- Dampf-Kreislauf 2 von dem hier lediglich der Abschnitt der Kondensatleitung 3 gezeigt ist.
In die Kondensatleitung 3 sind im Wesentlichen eine Konden- satpumpe 4, ein Druckspeicherbehälter 6 und in die Speisewasserleitung 16 ist eine Speisewasserpumpe 5 geschaltet. Durch die Kondensatpumpe 4 wird Kondensat in den Druckspeicherbehälter 6 gefördert. In dem Druckspeicherbehälter wird das Kondensat entgast, gemischt und gespeichert, bevor es durch die Speisewasserpumpe 5 wieder in durch die Speisewasserleitung 16 in den Wasser-Dampf-Kreislauf 2 gepumpt wird.
Erfindungsgemäß ist nun eine Speisewasserabzugsleitung 8 vorgesehen, die an einer Abzweigstelle 7 an der Speisewasserlei- tung 16 zwischen Druckspeicherbehälter 6 und Speisewasserpumpe 5 angeschlossen ist. Nicht dargestellt ist hier eine alternative Ausführungsform, bei der die Speisewasserabzugslei - tung 8 direkt an der Speisewasserpumpe 5 oder nach der Speisewasserpumpe 5 angeschlossen ist.
Die Speisewasserabzugsleitung 8 verbindet die Speisewasser- leitung 16 mit dem Druckspeicherbehälter 6. In die Speisewasserabzugsleitung 8 sind im Wesentlichen eine Umwälzpumpe 13 und eine Heizvorrichtung 9 geschaltet. Durch die Heizvorrichtung 9 ist der abgezogene Teilstrom des Speisewassers erhitzbar. In die Speisewasserabzugsleitung 8 sind zudem Ventile zur Steuerung des Teilstroms geschaltet. Zwischen der Heizvorrichtung 9 und dem Druckspeicherbehälter 6 ist ein Druckventil 12 geschaltet, durch das der Druck im Druckspeicherbehälter einstellbar gehalten wird. Durch die separate Umwälzpumpe 13 wird dem Druckspeicherbehälter 6 eine Menge an Speisewasser entnommen, auf Druck gebracht, in einer elektrischen Heizvorrichtung 9 bis zu einem ausreichenden Abstand zur Siedetemperatur erwärmt und
schließlich über eine das Druckventil 12 bzw. eine Regelarma- tur in den Druckspeicherbehälter entspannt. Durch die Entspannung des erhitzten und unter höherem Druck stehenden Speisewassers auf den Druck des Druckspeicherbehälters 6 erfolgt eine Teilausdampfung . Nach der Umwälzpumpe 13 ist an die Speisewasserabzugsleitung 8 eine Rückführleitung 14 angeschlossen. Durch die Umwälzpumpe 13 und die Mindestmengenleitung der Umwälzpumpe 14 ist somit ein Kreislauf geschaffen, durch den eine Zirkulation des Speisewassers ermöglicht ist.
An den Druckspeicherbehälter 6 ist zur Ausleitung von Dampf eine Dampfleitung 11 angeschlossen. Die Dampfleitung 11 verbindet den Druckspeicherbehälter 6 mit einem Hilfsdampf- verbraucher 10. Zur Regelung oder Drosselung von Dampf ist in die Dampfleitung 11 ist ein Motor- oder pneumatisch betriebenes Regelventil geschaltet. Die Hilfsdampfverbraucher beziehen den benötigten Hilfsdampf somit ausschließlich aus dem Druckspeicherbehälter 6. Der Abschnitt der Kondensatleitung 3 des Wasser-Dampf- Kreislaufs 2 weist zudem eine Ausgleichsleitung 15 auf, die die den Abschnitt der Kondenstatleitung 3 zwischen der Kon- densatpumpe 4 und dem Druckspeicherbehälter 6 mit dem Abschnitt der Speisewasserabzugsleitung 8 zwischen dem Druckspeicherbehälter 6 und der Umwälzpumpe 13 verbindet. In die Ausgleichsleitung kann ein Motor- oder pneumatisch betriebenes Regelventil geschaltet sein.
FIG 2 zeigt ein Verfahren zur Hilfsdampferzeugung, wie es in einen fossil befeuerten Kraftwerksprozess oder ein Solar- kraftwerksprozess integriert sein kann. Dargestellt ist hier ein Abschnitt des Wasser-Dampf-Kreislaufs 2 für Speisewasser 24 in Form von Kondensat 23, wie es nach der Kondensation im Kraftwerksprozess anfällt.
Das Verfahren umfasst im Wesentlichen einen Speicher 22 und einen Heizprozess 26. Dem Speicher 22 wird zunächst S Konden- sat 23 aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf 2 zugeführt. In dem Speicher 22 wird das Kondensat 23 bzw. Speisewasser 24 gespeichert, gemischt und entgast. Im Anschluss wird es wieder ausgeleitet und in den Wasser-Dampf-Kreislauf 2 zur Verdampfung geleitet.
Von dem ausgeleiteten Speisewasser 24 wird nun ein Teilstrom 25 abgezogen, und dem Heizprozess 26 zugeführt. In dem Heizprozess wird das Speisewasser 24 erhitzt und wieder zurück in den Speicher 22 geleitet. Zur Förderung des Teilstroms 25 zu- rück in den Speicher 22 ist ein Pumpprozess 29 vorgesehen.
Durch die Erhitzung des Speisewassers 24 im Heizprozess 26 wird in dem Speicher 22 ein Dampf 27 erzeugt, der nun aus dem Speicher 22 einem Hilfsdampfprozess zugeführt werden kann.
Durch die Bereitstellung von Dampf 27 aus dem Speicher 22 kann auf zusätzliche fossil befeuerte Hilfsdampferzeuger verzichtet werden.

Claims

Patentansprüche
1. HilfsdampferzeugerSystem (1) für ein Kraftwerk, mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf (2), umfassend eine Kondensatlei - tung(3) und eine Speisewasserleitung (16), wobei in die Kondensatleitung (3) eine Kondensatpumpe (4) , und in die Speisewasserleitung (16) eine Speisewasserpumpe (5) geschaltet sind, und wobei zwischen der Kondensatpumpe (4) und der Speisewasserpumpe (5) , ein Druckspeicherbehälter (6) geschaltet ist, und wobei an den Wasser-Dampf-Kreislauf (2 ) nach dem Druckspeicherbehälter (6) an einer Abzweigstelle (7) eine Speisewasserabzugsleitung (8) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisewasserabzugsleitung (8) an den Druckspeicherbehälter (6) angeschlossen ist, und dass in die Speisewasserabzugsleitung (8) eine Heizvorrichtung (9) geschaltet ist.
2. Hilfsdampferzeugersystem (1) nach Anspruch 1,
umfassend einen Hilfsdampfverbraucher (10) , wobei der Druck- Speicherbehälter (6) über eine Dampfleitung (11) mit den HilfsdampfVerbrauchern (10) verbunden ist.
3. Hilfsdampferzeugersystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Speisewasserabzugsleitung (8) zwischen der Heizvorrichtung (9) und dem Druckspeicherbehälter (6) ein Druckhalteventil (12) geschaltet ist, durch das in dem Druckspeicherbehälter (6) ein Dampfdruck (13) einstellbar ist.
4. Hilfsdampferzeugersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisewasserabzugsleitung (8) an die Speisewasserleitung (16) des Wasser-Dampf- Kreislaufes (2) angeschlossen ist, und dass in die Speisewasserabzugsleitung (8) vor der Heizvorrichtung (9) eine Umwälz - pumpe (13) geschaltet ist.
5. Hilfsdampferzeugersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisewasserabzugs- leitung (8) an einer Entnahmestelle (7) der Speisewasserpumpe (5) angeschlossen ist.
6. Hilfsdampferzeugersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (9) elektrisch ist.
7. Hilfsdampferzeugersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ,
gekennzeichnet durch die Anwendung in einem Gas- und Dampfturbinen Kraftwerk.
8. Hilfsdampferzeugersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ,
gekennzeichnet durch die Anwendung in einem CSP-
Dampfkraftwerk mit solar beheizter Dampferzeugung .
9. Verfahren zur Hilfsdampferzeugung (20) in einem Kraft- werksprozess (21) mit einem in einen Wasser-Dampf- Kreislauf (2) geschalteten Speicher (22), in den Kondensat
(23) aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf (2) gefördert wird, und das Kondensat (23) in dem Speicher (2) gespeichert, gemischt und entgast wird, und anschließend das Kondensat (23) als Speisewasser (24) aus dem Speicher (2) ausgeleitet und ein Teilstrom (25) des ausgeleiteten Speisewassers (24) abgezogen wird, wobei der Teilstrom (25) in einem Heizprozess (26) erhitzt wird, und der erhitzte Teilstrom (25) in den Speicher (22) zurückgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei Dampf (27) aus dem Speicher (22) abgezogen wird, und einem Hilfsdampfprozess (28) des Kraftwerksprozesses (21) zugeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der Teilstrom (25) des Speisewassers (24) in dem Heizprozess (26) bis zu einem ausreichenden Abstand unterhalb des Siedepunkts des Speisewassers (24) erhitzt wird, und in dem Speicher (22) unter der Entspannung des Teilstroms (25) des Speisewassers (24) gefördert und verdampft wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das erhitzte Speisewas- ser durch einen Pumpprozess (29) in den Speicher (22) gefördert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der Teilstrom (25) des Speisewassers (24) in dem Heizprozess (26) bis zum Siedepunkt, wobei Dampf (27) unter Aufbau von Druck gebildet wird, und der Dampf (27) in dem Speicher (22) unter Ausnutzung des Dichteunterschieds zwischen Dampf (27) und Speisewasser (24) gefördert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der
Teilstrom (25) des Speisewassers (24) in dem Heizprozess (26) elektrisch erhitzt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Verfahren zur Hilfsdampferzeugung dann betrieben wird, wenn der Kraftwerksprozess (21) sich in instationären Betriebszu- ständen, im Stillstand, beim An- und Abfahren oder in Teillastbetrieb befindet, um dem Kraftwerksprozess (21) mit Dampf (27) zu versorgen.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei der Kraftwerksprozess (21) einen Gas- und Dampfturbinenprozess mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf umfasst, wobei das Verfahren zur Hilfsdampferzeugung in den Wasser-Dampf-Kreislauf des Gas- und Dampfturbinenprozesses integriert ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei der Kraftwerksprozess (21) ein CSP Dampfkraftwerksprozess mit einem solar beheizten Dampferzeugungsprozess ist, wobei das Verfahren zur Hilfsdampferzeugung in den Wasser-Dampf-
Kreislauf des CSP Dampfkraftwerkprozesses integriert ist.
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