EP0314028A1 - Method for increasing the efficiency of a steam process - Google Patents

Method for increasing the efficiency of a steam process Download PDF

Info

Publication number
EP0314028A1
EP0314028A1 EP88117638A EP88117638A EP0314028A1 EP 0314028 A1 EP0314028 A1 EP 0314028A1 EP 88117638 A EP88117638 A EP 88117638A EP 88117638 A EP88117638 A EP 88117638A EP 0314028 A1 EP0314028 A1 EP 0314028A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steam
feed water
water
cooled
excess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP88117638A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Timo Dr. Korpela
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.)
Alstom Power Turbinen GmbH
Original Assignee
AEG Kanis Turbinenfabrik GmbH
AEG Kanis 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 AEG Kanis Turbinenfabrik GmbH, AEG Kanis GmbH filed Critical AEG Kanis Turbinenfabrik GmbH
Publication of EP0314028A1 publication Critical patent/EP0314028A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/18—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbine being of multiple-inlet-pressure type
    • 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
    • F01K3/185—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters using waste heat from outside the plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B3/00—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
    • F22B3/04—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass by drop in pressure of high-pressure hot water within pressure- reducing chambers, e.g. in accumulators

Definitions

  • the invention relates to the method for increasing the efficiency in the steam process, in which the steam generated in the steam generating system with a hot material stream is fed into a steam turbine, the cooled steam stream condenses from the steam turbine and the feed water of the steam generating system is preheated.
  • the problem is that compared to the gas stream low feed water flow and accordingly low steam flow.
  • the gases can therefore not be cooled down very much without reducing the pressure in the steam process, which in turn reduces the efficiency.
  • the optimal pressure level of the waste heat boiler of a gas turbine is 30-40 bar and the gases can be cooled to a little below 200 ° C with an 1-pressure boiler.
  • the Swedish publication SE-416 835 also shows a preheating system that is a 2-printing process.
  • the steam turbine is fed by the HP part and the LP part gives steam for other general needs, such as preheating the fuel oil and other heating.
  • the system also has a feed water preheater that takes its heat from the LP part of the steam generator.
  • This system also consists of a multi-stage preheating system, with the steam being fed into the steam turbine only at a pressure / temperature level.
  • the power output of the steam turbine can be increased with this system, since the tapping quantity to be discharged by the steam turbines is reduced in a situation in which evaporation would otherwise take place in the preheater.
  • Figure 3a shows a 1-pressure solution in which the evaporation temperature (I) and the so-called "pinch point" temperature difference A 1 limit the cooling available for evaporation and overheating and the amount of heat to be transferred to a value Q0.
  • the amount of heat required to preheat the corresponding amount of feed water is Q 1, which is sufficient for a very low gas cooling in the usual applications in which the inlet temperature of the gas is low. A considerable amount of heat Q h is lost.
  • the gas stream to be cooled can at most be cooled to a temperature T a .
  • a second evaporator at a lower pressure level, ie a 2-pressure solution, which is shown in Figure 3b.
  • the steam (II) generated in this way is fed as an intermediate feed into the steam turbine, as in publication SCH-621 186, or in factory processes or the like, as in publication SE-416 835.
  • the amount of heat recovered from the gas stream to be cooled is increased in comparison to the 2-pressure process by the amount Q2 and the gas stream to be cooled is cooled to a temperature T b at the most .
  • the most important advantage of the invention can be considered that it enables in a simple way: - A process that almost corresponds thermodynamically to a multi-pressure process, in which there are separate steam generator circuits for each pressure level of the expansion device of the process described here, which results in high efficiency - Cooling of the gases reasonably close to the feed water temperature - Solves the operational problems of partial load in the boilers and other objects in which the amount of gas is independent of the heat output - Achieving the advantages described above economically cheaper than with the usual processes, both through increased electricity generation and through lower investment costs.
  • Figure 1 shows an embodiment of the process according to the invention as a process diagram.
  • Figure 2 shows an alternative arrangement of the evaporation according to the invention as a process diagram.
  • Figures 3a to 3d show the temperature-heat quantity diagrams that explain the invention and its technical level.
  • the process gains its thermal energy through a boiler arrangement, which is generally marked with a cipher 1.
  • the components of the boiler arrangement 1 are arranged in the energy-generating medium flow 14, which typically arises from the waste gas flow from the gas turbine, the flue gas flow from the other combustion process, other corresponding hot gas flow or liquid flow.
  • the process shown in the picture would work as a common counterflow system as follows.
  • the steam flow HT is taken from the drum 2, which is passed over the superheater 6 and is then led into the HP part of the steam turbine.
  • This condensation water is normally controlled in various ways via the feed water tank 4 into the system as feed water VS.
  • VH water heater which in this case is the same as VS, is so small that it does not allow a particularly large reduction in the flue gas temperature, as previously stated, regardless of how cold the feed water is.
  • load regulation i.e. with constant or sliding pressure, have no significant effect on efficiency in this regard.
  • the secondary flow V1 of the water comes into the first expansion steam generator 11, in which it can be expanded, whereby it is divided into steam flow H2 and residual water flow V2. Thereafter, the steam stream H2 is overheated with the help of the gas stream 14 in the low-temperature superheater 8 and conducted into the steam turbine 3 at a point corresponding to this pressure.
  • the pressure of the superheated steam is typically 15 bar and the temperature is 250 ° C.
  • the residual water stream V2 is again fed into the next expansion evaporator 12, in which it can be expanded further, dividing it into steam stream H3 and into residual water stream V3.
  • the pressure of the steam stream H3 is typically 5 bar and the temperature is 153 ° C. This stream is mainly led into the stage of the steam turbine 3 corresponding to this pressure as partial steam H31.
  • Part of this steam flow can be fed as part flow H32 into the feed water tank 4 for heating the feed water.
  • the corresponding residual water stream V3 is fed further into the next expansion evaporator 13, in which it is allowed to expand further, in order to form the steam stream H4 and the water stream V4.
  • the pressure of the steam flow H4 can be 1 bar and the temperature 100 ° C.
  • This residual water flow V4 is via the condenser 10 into the condensation water VL led, the temperature is typically about 40 ° C.
  • the arrangement implemented with the surface heat exchanger 5 with regard to the condensation water VL and VLK and the feed water VK and VS relates to the degassing of the feed water and as such is not associated with this invention.
  • the heat recovery according to Figure 3c is increased in this invention by increasing the water flow through the feed water preheater and increasing the heat area of the feed water preheater, which is as much as necessary and profitable.
  • the flue gas can in principle be cooled down to the temperature of the feed water coming from the condenser. B. to the temperature T c , the amount of heat recovered also increases compared to the 2-pressure solution by the amount Q3.
  • saturated HD water is obtained more than the amount of heat Q available to the evaporation and overheating part of the boiler can evaporate and overheat. Therefore, the excess feed water is removed from the boiler and used to generate vapors of lower pressures, in the alternative ways described in this application and thus cooled again in the feed water preheater (the cooling phase of the water is not shown in Figure 3c).
  • the resulting LP vapors are fed into the steam turbine as an intermediate feed, whereby the electrical power of the turbine increases.
  • the primary steam flow HT into the steam turbine 3 remained constant at 37.4 kg / s.
  • Figure 1 shows only one example process according to the invention.
  • the principle of the invention can be applied in many different ways, by adhering to its principle of feeding in excess feed water and z.
  • B. evaporated with the expansion methods 11, 12 and 13 mentioned and this steam leads into the steam turbine 3.
  • expansion vaporizers at three pressure / temperature levels, but expansion vaporizers can only have one or more than three.
  • the steam obtained from these expansion evaporators can be superheated with gas flow in one or more superheaters 8, or the vapors can be fed into the turbine without overheating.
  • a particularly favorable way of realizing the overheating is to overheat the steam HS available in each case from the expansion evaporator in the heat exchanger 23 with the water V1 coming into this evaporator.
  • the steam flow H3 is accordingly overheated with the water flow V2, the steam flow H4 with the water flow V3 etc.
  • partial steam streams H32 can be taken at various points in the evaporation process and led to the feed water heating or this phase can be omitted and the entire steam into the Guide turbine 3.
  • the arrangements connected to the feed water tank 4 and the heat exchanger 5 itself can also be different.
  • the excess feed water to be circulated can either be returned to the suction side of the feed water pump 16 or, using a separate circulating pump, to the pressure side thereof.
  • low-temperature circulating water V1 can also be used to evaporate using a surface heat exchanger combination 21 ( Figure 2), this excess water flow V1 being the stream to be cooled or, if desired, the superheating stream as well Is medium.
  • a lower water flow for evaporation can also be taken from this at the same time, from which the corresponding steam flow HS is created in the steam turbine. This water can of course also be taken elsewhere.
  • the system described above is shown in Figure 2. Otherwise, the variations of the system described above are applicable in connection with this or similar evaporators (if these evaporators are available at several pressure levels).
  • the excess feed water V1 taken for circulation can be fed into a steam separator of the same pressure (not shown in the pictures).
  • the steam obtained from this separator is fed into the boiler or into the boiler drum 2 and the remaining water is fed into devices 11, 12, 13; 21 cooled, which generate LP steam.
  • ND vapors H2, H3, H4; HS are treated as described above. If the getting of salts of the cooling water in the LP circulation is to be avoided, the feed water V1 in the boiler drum 2 is taken from a special feed water channel before the preheated feed water VH has mixed into the boiler water VP.
  • waste heat from the process e.g. B. flue gas flow
  • the waste heat energy of the flue gas can thus be used extremely effectively.
  • the heat flow 14 can also be another flue gas flow or an exhaust gas flow from any engine, e.g. B. a ship machine, or a hot medium flow from any process, the medium can be gaseous, liquid or a combination of the two.
  • Stream 14 may also include solid particles.

Landscapes

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

Abstract

The subject matter of the invention is a method for increasing the efficiency in the steam process, in which the steam (HT) generated in the steam generating process (1) with a hot material flow (14) is supplied into the steam turbine. The cooled steam flow (HL) coming from the steam turbine is condensed. The supply water (VS) of the steam generating system (1) is preheated. More supply water is pumped through the supply water preheater (9) than is needed for steam generation in the boiler (1). The excess supply water (V1) is cooled in devices (11, 12, 13; 21) generating low-pressure steam (LP steam). The low-pressure steams (H2, H3, H4; HS) produced in this way are supplied into the steam turbine (3), as an intermediate supply, and are fed back, cooled, into the supply water preheater (9). The cooled excess supply water is fed back into the supply water (VS) running in the supply water preheater. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft das Verfahren zur Erhöhung des Wirkungsgrades im Dampfprozess, in dem der im Dampferzeugungssystem mit heissem Materialstrom erzeugte Dampf in eine Dampfturbine eingespeist, der abgekühlte Dampfstrom aus der Dampfturbine kondensiert und das Speisewasser des Dampferzeugungs­systems vorgewärmt wird.The invention relates to the method for increasing the efficiency in the steam process, in which the steam generated in the steam generating system with a hot material stream is fed into a steam turbine, the cooled steam stream condenses from the steam turbine and the feed water of the steam generating system is preheated.

In Dampfturbinenprozessen, die ihre Energie z. B. von der Abhitze der Gasturbinen erhalten, ist das Problem der im Vergleich zum Gasstrom geringe Speisewasserstrom und dementsprechender geringer Dampfstrom. Die Gase können somit nicht besonders viel abgekühlt werden ohne den Druck im Dampfprozess zu vermindern, wodurch der Wirkungsgrad wiederum verschlechtert wird. In der Praxis beträgt das optimale Druckniveau des Abhitzekessels einer Gasturbine 30-40 bar und die Gase können mit einem l-Druckkessel auf etwas unter 200 °C abgekühlt werden.In steam turbine processes that use their energy e.g. B. obtained from the waste heat of the gas turbines, the problem is that compared to the gas stream low feed water flow and accordingly low steam flow. The gases can therefore not be cooled down very much without reducing the pressure in the steam process, which in turn reduces the efficiency. In practice, the optimal pressure level of the waste heat boiler of a gas turbine is 30-40 bar and the gases can be cooled to a little below 200 ° C with an 1-pressure boiler.

Dieses Problem hat man auf mehrere, voneinander nur wenig abweichende Weise zu lösen versucht. Die üblichste Lösung ist gewesen, ein 2-Druckprozess zu bilden, wobei das optimale Druckniveau in den Abhitzeprozessen der Gasturbine 60 bis 80 bar beträgt, und die Gase danach betragen typisch mehr als 250°C Von dieser Wärme wird ein Teil mit einem getrennten Verdampfer des niedri­geren Druckniveaus zurückgewonnen, dessen Dampf in die Anzapfung der Turbine eingespeist wird. Auf diese Weise kann der Wärmegehalt der Gase genauer genutzt und ihre Ausgangstemperatur um mehrere zig Grade gesenkt werden. Ein Beispiel für die Anwendung einer 2-Drucklösung ist in der Schweizer Patent­schrift SCH-621 186 dargestellt.Attempts have been made to solve this problem in a number of ways which differ only slightly from one another. The most common solution has been to form a 2-pressure process, the optimal pressure level in the waste heat processes of the gas turbine being 60 to 80 bar, and the gases thereafter typically being more than 250 ° C. Of this heat, a part is separated with a separate evaporator recovered lower pressure levels, the steam is fed into the tap of the turbine. In this way, the heat content of the gases can be more accurate used and their initial temperature can be reduced by several tens of degrees. An example of the use of a 2-pressure solution is shown in the Swiss patent SCH-621 186.

Eine etwas andersartige Lösung ist in der Schweizer Patentschrift SCH-645 433 dargestellt. In dem System, das in dieser Veröffentlichung beschrieben ist, ist neben dem Abhitzekessel der Gasturbine ein getrennter Dampfkessel ange­ordent, wodurch die Gesamtspeisewassermenge der beiden Kessel gerade gross genug wird, um den Abhitzegasstrom der Gasturbine bis auf fast 100°C abkühlen zu können. Somit wird der von den beiden Kesseln insgesamt erhaltene Hochdruckdampf nur auf einem Druck/Temperaturniveau in die Dampfturbine eingespeist.A somewhat different solution is shown in the Swiss patent specification SCH-645 433. In the system described in this publication, a separate steam boiler is arranged in addition to the waste heat boiler of the gas turbine, as a result of which the total feed water quantity of the two boilers becomes just large enough to be able to cool the waste gas gas stream of the gas turbine down to almost 100 ° C. Thus, the high pressure steam obtained from the two boilers as a whole is fed into the steam turbine only at one pressure / temperature level.

In der schwedischen Aufgebotsveröffentlichung SE-416 835 ist auch ein Vorwärmsystem dargestellt, das ein 2-Druckprozess ist. In diesem System wird die Dampfturbine vom HD-Teil gespeist und der ND-Teil gibt Dampf für sonstigen allgemeinen Bedarf, wie für das Vorwärmen des Brennöls und sonstige Heizung. Das System hat ausserdem eine Speisewasservorwärmung, die ihre Wärme vom ND-Teil des Dampferzeugers nimmt. Auch dieses System besteht somit von einem mehrstufigen Vorwärmsystem, wobei der Dampf nur auf einem Druck/Tempe­raturniveau in die Dampfturbine eingespeist wird.The Swedish publication SE-416 835 also shows a preheating system that is a 2-printing process. In this system, the steam turbine is fed by the HP part and the LP part gives steam for other general needs, such as preheating the fuel oil and other heating. The system also has a feed water preheater that takes its heat from the LP part of the steam generator. This system also consists of a multi-stage preheating system, with the steam being fed into the steam turbine only at a pressure / temperature level.

In der finnischen Aufgebotsveröffentlichung FI-58681 ist ein Verfahren dar­gestellt, in dem im Speisewasservorwärmer des Abhitzekessels eine Speisewas­serumwälzung zurück in den Speisewasserbehälter auf der Saugseite der Speisewasserpumpe angeordnet ist. Dadurch wird die Regulierbarkeit in der Hinsicht erreicht, dass die Wasserverdampfung im Speisewasservorwärmer wegen der erhöhten Wassermenge verhindert werden kann. Das beschriebene System, dessen Variationen auch verwendet werden, führt in der Regel zur verschlech­terten Rauchgaskühlung bei Erhöhung der Speisewasserumwälzung, da die Zulauf­temperatur des Speisewassers in den Speisewasservorwärmer in der Praxis steigt.In the Finnish contingent publication FI-58681 a method is shown in which a feed water circulation is arranged in the feed water preheater of the waste heat boiler back into the feed water tank on the suction side of the feed water pump. This achieves controllability with regard to the fact that water evaporation in the feed water preheater can be prevented due to the increased amount of water. The system described, the variations of which are also used, generally leads to a deterioration of the flue gas cooling when the feed water circulation is increased, since the feed temperature of the feed water into the feed water preheater increases in practice.

Gemäss der Veröffentlichung kann mit diesem System die Leistungsabgabe der Dampfturbine erhöhtwerden, da sich die von den Dampfturbinen abzuführende Anzapfmenge in einer Situation verringert, in der sonst eine Verdampfung im Vorwärmer erfolgen würde.According to the publication, the power output of the steam turbine can be increased with this system, since the tapping quantity to be discharged by the steam turbines is reduced in a situation in which evaporation would otherwise take place in the preheater.

Das oben Beschriebene wird hinsichtlich der Thermodynamik durch das Schema 3 beleuchtet, in dem die Temperaturen T und übertragenen Wärmemengen Q des abzukühlenden Gasstromes oder sonstigen Materialstromes K und des kühlenden Wassers V dargestellt sind.What has been described above is illuminated with regard to the thermodynamics by the scheme 3, in which the temperatures T and the transferred heat quantities Q of the gas flow or other material flow K to be cooled and the cooling water V are shown.

Im Bild 3a ist eine 1-Drucklösung dargestellt, in der die Verdampfungstem­peratur (I) und sog. "Pinch Point" Temperaturdifferenz A₁ die für die Verdampfung und überhitzung zur Verfügung stehende Kühlung und die zu übertragende Wärmemenge auf einen Wert Q₀ begrenzen. Die zum Vorwärmen der entsprechenden Speisewassermenge erforderliche Wärmemenge beträgt Q₁, was für eine recht geringe Gasabkühlung in den üblichen Anwendungen ausreicht, in denen die Eintrittstemperatur des Gases niedrig ist. Eine beachtliche Wärmemenge Qh geht verloren. Der abzukühlende Gasstrom kann höchstens auf eine Temperatur Ta gekühlt werden.Figure 3a shows a 1-pressure solution in which the evaporation temperature (I) and the so-called "pinch point" temperature difference A 1 limit the cooling available for evaporation and overheating and the amount of heat to be transferred to a value Q₀. The amount of heat required to preheat the corresponding amount of feed water is Q 1, which is sufficient for a very low gas cooling in the usual applications in which the inlet temperature of the gas is low. A considerable amount of heat Q h is lost. The gas stream to be cooled can at most be cooled to a temperature T a .

Die gewöhnliche Art diesem abzuhelfen ist der Einbau eines zweiten Ver­dampfers auf niedrigerem Druckniveau, d. h. eine 2-Drucklösung, die im Bild 3b dargestellt ist. Normalerweise wird der auf diese Weise erzeugte Dampf (II) als Zwischeneinspeisung in die Dampfturbine geführt, wie in der Veröffentlichtung SCH-621 186, oder in Fabrikprozessen oder ähnlichen, wie in der Veröffentlichung SE-416 835, genutzt. Die vom abzukühlenden Gasstrom zurückgewonnene Wärmemenge wird im Vergleich zum 2-Druckprozess um die Menge Q₂ erhöht und der abzukühlende Gasstrom wird höchstens auf eine Temperatur Tb gekühlt.The usual way to remedy this is to install a second evaporator at a lower pressure level, ie a 2-pressure solution, which is shown in Figure 3b. Normally, the steam (II) generated in this way is fed as an intermediate feed into the steam turbine, as in publication SCH-621 186, or in factory processes or the like, as in publication SE-416 835. The amount of heat recovered from the gas stream to be cooled is increased in comparison to the 2-pressure process by the amount Q₂ and the gas stream to be cooled is cooled to a temperature T b at the most .

Wenn durch den Speisewasservorwärmer zuviel Speisewasser gepumpt wird und dessen Überschuss ungekühlt auf die Eintrittsseite zurückgeführt wird, wie in der Veröffentlichung FI-58681, steigt die Eintrittstemperatur des Speise­wassers (T₀-T₁ T₂, Bild 3d) und dies hat zur Folge, dass die im Speisewasser gespeicherte Wärmemenge sinkt. Dieses Phänomen wird jedoch bei der Teillast­regelung genutzt, wenn die Zulauftemperatur des Gases sinkt (0 - 1 - 2 im Bild 3d), wobei die Dampferzeugung des Kessels sinkt, demzufolge die Speisewassermenge sinken würde. Das Wasser würde also schon im Speisewasser­vorwärmer anfangen zu kochen, was man aus mehreren Gründen zu verhindern oder auf Minimum zu beschränken versucht, und eine verwendete Methode ist die Extraumwälzung des Speisewassers. Andererseits wäre es hinsichtlich der wirkungsgrades nötig, dass sich das Speisewasser schon im Vorwärmer bis zum Sättigungspunkt erwärmen würde In der Veröffentlichung FI-58681 ist ein diesbezügliches Verfahren dargestellt. In diesem Verfahren kann man durch bestimmte Regelungsarten der Speisewasserumwälzung einerseits die Verdampfung im Speisewasservorwärmer verhindern und andererseits fast eine Kochtemperatur erreichen. Auch die vorher genannte, mit 2-Druckprozess verbundene Veröffent­lichung SCH-621 186 ist zur Lösung des vorgeschriebenen Teillastproblems gedacht. Dazu gehört jedoch keine Speisewasserumwälzung.If too much feed water is pumped through the feed water preheater and its excess is returned uncooled to the inlet side, as in publication FI-58681, the inlet temperature of the feed water (T₀-T₁ T₂, Figure 3d) rises and this has the consequence that that in the feed water stored heat decreases. However, this phenomenon is used in partial load control when the inlet temperature of the gas drops (0 - 1 - 2 in Fig. 3d), whereby the steam generation of the boiler decreases, which means that the feed water quantity would decrease. The water would therefore already start to boil in the feed water preheater, which one tries to prevent or keep to a minimum for several reasons, and one method used is the extra circulation of the feed water. On the other hand, in terms of efficiency, it would be necessary for the feed water to be in the preheater up to Would warm the saturation point. A related method is shown in the publication FI-58681. In this process, one can prevent evaporation in the feed water preheater on the one hand by means of certain types of control of the feed water circulation and on the other hand almost reach a cooking temperature. The aforementioned publication SCH-621 186, which is associated with a two-printing process, is also intended to solve the prescribed part-load problem. However, this does not include feed water circulation.

Der Nachteil der obenbeschriebenen Systeme ist - wegen der mehrstufein HD-­Verdampfung - eine komplizierte Dampferzeugungsseite und somit auch ein hoher Preis. Ausserdem wird das Problem bei den oben behandelten Lösungen im allgemeinen grösser bei Teillasten der Gasturbinenanlage, wenn der Gasstrom des Abhitzekessels unverändert bleibt, aber die zu erhaltene Energie sich verringert, wobei sich auch die Dampferzeugung des Kessels verringert.The disadvantage of the systems described above is - because of the multi-stage in HD evaporation - a complicated steam generation side and therefore also a high price. In addition, in the solutions discussed above, the problem generally becomes greater with partial loads of the gas turbine installation when the gas flow from the waste heat boiler remains unchanged, but the energy to be obtained is reduced, and the boiler's steam generation is also reduced.

Dies führt auch zu betriebstechnischen Problemen, wenn die Vorwärmer auf oben erwähnte Weise wegen des verringerten Wasserstromes zu verdampfen beginnen, wenn nicht Änderungen der Prozessschaltung durchgeführt werden - wobei sich wiederum der Wirkungsgrad der Teillast verschlechert - oder dann ein Prozess im Nennpunkt weit weg von einer wirtschaftlichen Optimalauslegung geplant wird.This also leads to operational problems if the preheaters start to evaporate in the above-mentioned manner because of the reduced water flow, if changes in the process circuit are not carried out - which in turn reduces the efficiency of the partial load - or then a process at the nominal point far away from an economical one Optimal design is planned.

Mit Hilfe des Prozesses gemäss der Erfindung können die oben beschriebenen Missstände ausschlaggebend verbessert werden. Um dies zu verwirklichen, sind für das erfindungsgemässe Verfahren die in den Patentansprüchen beschriebenen Massnahmen vorgesehen.With the help of the process according to the invention, the abuses described above can be decisively improved. To achieve this, the measures described in the patent claims are provided for the method according to the invention.

Als wichtigster Vorteil der Erfindung kann betrachtet werden, dass sie auf eine einfache Weise ermöglicht:
- ein Prozess, der thermodynamisch fast einem Mehrdruckprozess entspricht, in dem es getrennte Dampferzeugerkreise für jedes Druckniveau der Expansionseinrichtung des hier beschriebenen Prozesses gibt, was einen hohen Wirkungsgrad zur Folge hat
- Abkühlung der Gase angemessen nahe zur Speisewassertemperatur
- die betriebstechnischen Probleme der Teillast in den Wärmekesseln und sonstigen Objekten löst, in denen die Gasmenge von der Abhitzeleistung unabhängig ist
- Erreichen der oben beschriebenen Vorteile wirtschaftlich günstiger als bei den üblichen Prozessen sowohl durch erhöhte Stromerzeugung als auch durch geringere Investitionskosten.The most important advantage of the invention can be considered that it enables in a simple way:
- A process that almost corresponds thermodynamically to a multi-pressure process, in which there are separate steam generator circuits for each pressure level of the expansion device of the process described here, which results in high efficiency
- Cooling of the gases reasonably close to the feed water temperature
- Solves the operational problems of partial load in the boilers and other objects in which the amount of gas is independent of the heat output
- Achieving the advantages described above economically cheaper than with the usual processes, both through increased electricity generation and through lower investment costs.

Nachstehend wird die Erfindung eingehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.The invention will be explained in detail below with reference to the accompanying drawings.

Im Bild 1 ist eine Verwirklichungsform des erfindungsgemässen Prozesses als Prozessschema dargestellt Im Bild 2 ist eine alternative erfindungsmässige Anordnung der Verdampfung als Prozessschema dargestellt. In den Bildern 3a bis 3d sind die Temperatur-Wärmemenge-Diagramme dargestellt, die die Erfindung und deren technisches Niveau erläutern.Figure 1 shows an embodiment of the process according to the invention as a process diagram. Figure 2 shows an alternative arrangement of the evaporation according to the invention as a process diagram. Figures 3a to 3d show the temperature-heat quantity diagrams that explain the invention and its technical level.

Der Prozess gewinnt seine Wärmeenergie durch Kesselanordnung, die im allge­meinen mit einer Chiffre 1 markiert ist. Die Komponenten der Kesselanord­nung 1 sind im energiebringenden Mediumstrom 14 angeordnet, der typisch aus dem Abhitzegasstrom der Gasturbine, dem Rauchgasstrom des sonstigen Brenn­prozesses, sonstigem entsprechenden heissem Gasstrom oder Flüssigkeitsstrom entsteht.The process gains its thermal energy through a boiler arrangement, which is generally marked with a cipher 1. The components of the boiler arrangement 1 are arranged in the energy-generating medium flow 14, which typically arises from the waste gas flow from the gas turbine, the flue gas flow from the other combustion process, other corresponding hot gas flow or liquid flow.

Der im Bild dargestellte Prozess würde als übliches Gegenstromssystem wie folgt funktionieren. Das vom Speisewasserbehälter 4 kommende Speisewasser VS, dessen Temperatur ca. 55°C beträgt, kommt über ND-Vorwärmer 9 in die Dampf­abscheidetrommel 2 der Kesselanlage, wovon es als Strömung VP in den Dampferzeuger 7 umgewälzt wird, um den Dampf HP in die Trommel 2 zu bekommen. Von Trommel 2 wird der Dampfstrom HT genommen, der über den Überhitzer 6 geleitet wird und danach in den HD-Teil der Dampfturbine geführt wird. Der Abdampf HL aus der Dampfturbine 3, der seine Energie verbraucht hat, läuft durch den Kondensator 10 und wandelt sich in Wasserstrom VL, dessen Tempe­ratur ca 40°C betragen kann. Dieses Kondensationswasser wird normalerweise verschiedenartig gesteuert über den Speisewasserbehälter 4 in das System als Speisewasser VS geführt.The process shown in the picture would work as a common counterflow system as follows. The feed water VS coming from the feed water tank 4, the temperature of which is approx. 55 ° C., comes via LP preheater 9 into the steam separating drum 2 of the boiler system, of which it is circulated as flow VP into the steam generator 7, around the steam HP into the drum 2 to get. The steam flow HT is taken from the drum 2, which is passed over the superheater 6 and is then led into the HP part of the steam turbine. The exhaust steam HL from the steam turbine 3, which has consumed its energy, runs through the condenser 10 and converts into water flow VL, the temperature of which can be approximately 40 ° C. This condensation water is normally controlled in various ways via the feed water tank 4 into the system as feed water VS.

Nur in diesem Prozess umlaufende Wassermange VH, die in diesem Fall dieselbe ist wie VS, ist so klein, dass sie kein besonders grosses Senken der Rauchgastemperatur ermöglicht, wie vorher schon festgestellt, egal wie kalt das Speisewasser ist. Die üblichen Lastregelungsarten, d h. mit konstantem oder gleitendem Druck, haben keine wesentliche Wirkung auf den Wirkungsgrad in dieser Hinsicht.Only in this process the VH water heater, which in this case is the same as VS, is so small that it does not allow a particularly large reduction in the flue gas temperature, as previously stated, regardless of how cold the feed water is. The usual types of load regulation, i.e. with constant or sliding pressure, have no significant effect on efficiency in this regard.

Zur Lösung der oben vorher beschriebenen Wirkungsgrad- und Teillastproblemen sind in diesem Dampfprozess erfindungsgemäss (Bild 1 als Beispiel) drei Expansionsverdampfer 11, 12 und 13 angeordnet In normaler Belastungssitua­tion während des Betriebes sowohl bei Vollast als auch bei Teillast, wenn erfindungsgemäss Speisewasser VS mehr gespeist wird als die Dampferzeugung des Kessels 1 voraussetzt, strömt die zur primären Dampferzeugung verbrauchte Wassermenge als zu verdampfendes Wasser VH in die Kesseltrommel 2 und der überschüssige Teil der gespeisten Wassermenge in den Nebenstrang als Wasser V1 nach dem ND-Vorwärmer 9. Das zu verdampfende Wasser VH läuft weiter über den Dampferzeuger 7 wie vorher beschrieben.To solve the efficiency and part-load problems described above, three expansion evaporators 11, 12 and 13 are arranged in this steam process according to the invention (Figure 1 as an example). In normal load situations during operation, both at full load and at part load, if feed water VS according to the invention is fed more when the steam generation of the boiler 1 presupposes, the amount of water used for primary steam generation flows as water VH to be evaporated into the boiler drum 2 and the excess part of the water amount fed into the secondary line as water V1 after the LP preheater 9. The water to be evaporated runs VH continue via the steam generator 7 as previously described.

Der Nebenstrom V1 des Wassers kommt in den ersten Expansionsdampferzeuger 11, in dem man ihn ausdehnen lässt, wobei er sich in Dampfstrom H2 und Restwasserstrom V2 teilt. Danach wird der Dampfstrom H2 mit Hilfe des Gasstromes 14 im Niedertemperaturüberhitzer 8 überhitzt und in die Dampf­turbine 3 an einer diesem Druck entsprechenden Stelle geführt. Typisch beträgt hierbei der Druck des überhitzten Dampfes 15 bar und die Temperatur 250 °C. Der Restwasserstrom V2 wird wieder inden nächsten Expansionsver­dampfer 12 geführt, in dem man ihn weiter expandieren lässt, wobei er sich in Dampfstrom H3 und in Restwasserstrom V3 teilt. Der Druck des Dampfstromes H3 beträgt typisch 5 bar und die Temperatur 153°C. Dieser Strom wird hauptsäch­lich in die diesem Druck entsprechende Stufe der Dampfturbine 3 als Dampf­teilstrom H31 geführt.The secondary flow V1 of the water comes into the first expansion steam generator 11, in which it can be expanded, whereby it is divided into steam flow H2 and residual water flow V2. Thereafter, the steam stream H2 is overheated with the help of the gas stream 14 in the low-temperature superheater 8 and conducted into the steam turbine 3 at a point corresponding to this pressure. The pressure of the superheated steam is typically 15 bar and the temperature is 250 ° C. The residual water stream V2 is again fed into the next expansion evaporator 12, in which it can be expanded further, dividing it into steam stream H3 and into residual water stream V3. The pressure of the steam stream H3 is typically 5 bar and the temperature is 153 ° C. This stream is mainly led into the stage of the steam turbine 3 corresponding to this pressure as partial steam H31.

Ein Teil dieses Dampfstromes kann als Teilstrom H32 in den Speisewasserbehäl­ter 4 zur Heizung des Speisewassers geführt werden. Der entsprechende Restwasserstrom V3 wird weiter in den nächsten Expansionsverdampfer 13 geführt, in dem man ihn weiter expandieren lässt, zwecks Bildung des Dampfstromes H4 und des Wasserstromes V4. In dieser Phase kann der Druck des Dampfstromes H4 1 bar und die Temperatur 100 °C betragen. Dieser Restwas­serstrom V4 wird über den Kondensator 10 in das Kondensationswasser VL geführt, dessen Temperatur typisch ca. 40 °C beträgt.Part of this steam flow can be fed as part flow H32 into the feed water tank 4 for heating the feed water. The corresponding residual water stream V3 is fed further into the next expansion evaporator 13, in which it is allowed to expand further, in order to form the steam stream H4 and the water stream V4. In this phase the pressure of the steam flow H4 can be 1 bar and the temperature 100 ° C. This residual water flow V4 is via the condenser 10 into the condensation water VL led, the temperature is typically about 40 ° C.

Die mit dem Oberflächenwärmetauscher 5 verwirklichte Anordnung hinsichtlich des Kondensationswasser VL und VLK sowie des Speisewasser VK und VS betrifft die Entgasung des Speisewassers und ist als solcher nicht mit dieser Erfindung verbunden.The arrangement implemented with the surface heat exchanger 5 with regard to the condensation water VL and VLK and the feed water VK and VS relates to the degassing of the feed water and as such is not associated with this invention.

Von der Thermodynamik her betrachtet wird in dieser Erfindung die Wärmerück­gewinnung entsprechend Bild 3c verstärkt, indem der durch den Speisewasser­vorwärmer laufende Wasserstrom erhöht und die Wärmfläche des Speisewasservor­wärmers vergrössert wird, u. z. so viel wie erforderlich und rentabel ist. Das Rauchgas kann in Prinzip bis auf die Temperatur des vom Kondensator kommenden Speisewassers gekühlt werden, in der Praxis z. B. auf die Tempera­tur Tc, wobei sich die zurückgewonnene Wärmemenge auch im Vergleich zur 2-­Drucklösung weiter um die Menge Q₃ vergrössert. Durch geeignete Auslegung der Einrichtungen und Regelung des Wasserstromes erhält man somit gesättigtes HD-Wasser mehr als die dem Verdampfungs- und Überhitzungsteil des Kessels zur Verfügung stehende Wärmemenge Q verdampfen und überhitzen kann. Darum wird das überschüssige Speisewasser aus dem Kessel abgeführt und zur Erzeugung von Dämpfen niedrigerer Drücke verwendet, in den in dieser Anmeldung beschrie­benen alternativen Weisen und so gekühlt von neuem in den Speisewasservor­wärmer (die Kühlungsphase des Wassers ist aus Bild 3c nicht ersichtlich) zurückgeführt.From a thermodynamic point of view, the heat recovery according to Figure 3c is increased in this invention by increasing the water flow through the feed water preheater and increasing the heat area of the feed water preheater, which is as much as necessary and profitable. The flue gas can in principle be cooled down to the temperature of the feed water coming from the condenser. B. to the temperature T c , the amount of heat recovered also increases compared to the 2-pressure solution by the amount Q₃. By suitably designing the equipment and regulating the water flow, saturated HD water is obtained more than the amount of heat Q available to the evaporation and overheating part of the boiler can evaporate and overheat. Therefore, the excess feed water is removed from the boiler and used to generate vapors of lower pressures, in the alternative ways described in this application and thus cooled again in the feed water preheater (the cooling phase of the water is not shown in Figure 3c).

Die entstehenden ND-Dämpfe werden als Zwischeneinspeisung in die Dampfturbine eingespeist, wobei die elektrische Leistung der Turbine steigt.The resulting LP vapors are fed into the steam turbine as an intermediate feed, whereby the electrical power of the turbine increases.

In einem diesem Beispiel entsprechenden Fall (Bild 1) war die Wirkung der Speisewasserumwälzung über die Expansionsverdampfer bei unveränderter Auslegung der Einrichtungen wie folgt: Umwälzung Leistung der Dampfturbine (netto) Leistungsanstieg 0 kg/s 40,73 MW 0 MW 7,38 " 41,58 " 0,75 " 16,08 " 42,24 " 1,51 " 25,91 " 42,60 1,87 " 36,72 " 42,48 1,75 " In a case corresponding to this example (Figure 1), the effect of the feed water circulation via the expansion evaporators was unchanged with the design of the equipment as follows: circulation Steam turbine output (net) Performance increase 0 kg / s 40.73 MW 0 MW 7.38 " 41.58 " 0.75 " 16.08 " 42.24 " 1.51 " 25.91 " 42.60 1.87 " 36.72 " 42.48 1.75 "

Hierbei blieb der primäre Dampfstrom HT in die Dampfturbine 3 konstant 37,4 kg/s.The primary steam flow HT into the steam turbine 3 remained constant at 37.4 kg / s.

Im Bild 1 ist nur ein erfindungsgemässer Beispielprozess dargestellt. Das Prinzip der Erfindung kann in vielen verschiedenen Weisen angewandt werden, indem man sich an ihr Prinzip, Speisewasser im Überschuss einzuspeisen, hält und diesem Überschuss z. B. mit den erwähnten Expansionsverfahren 11, 12 und 13 verdampft und diesen Dampf in die Dampfturbine 3 führt. Im Beispielfall gibt es Expansionsverdampfer auf drei Druck/Temperaturniveaus, aber Expan­sionsverdampfer kann es nur einen geben oder mehr als drei. Der von diesen Expansionsverdampfern erhaltene Dampf kann in einem oder in mehreren Überhitzern 8 mit Gasstrom überhitzt werden, oder die Dämpfe können ohne Überhitzung in die Turbine geführt werden.Figure 1 shows only one example process according to the invention. The principle of the invention can be applied in many different ways, by adhering to its principle of feeding in excess feed water and z. B. evaporated with the expansion methods 11, 12 and 13 mentioned and this steam leads into the steam turbine 3. In the example, there are expansion vaporizers at three pressure / temperature levels, but expansion vaporizers can only have one or more than three. The steam obtained from these expansion evaporators can be superheated with gas flow in one or more superheaters 8, or the vapors can be fed into the turbine without overheating.

Eine besonders günstige Art die Überhitzung zu verwirklichen (im Bild 2 dargestellt) ist, den vom Expansionsverdampfer jeweils erhältlichen Dampf HS im Wärmetauscher 23 mit dem in diesen Verdampfer kommenden Wasser V1 zu überhitzen. Angewandt auf das Beispiel im Bild 1 wird dementsprechend der Dampfstrom H3 mit dem Wasserstrom V2, der Dampfstrom H4 mit dem Wasser­strom V3 usw. überhitzt. Man kann auch die Überhitzung mit dem Gasstrom 14 und die Überhitzung mit den Wasserströmen V1, V2 und/oder V3 verbinden Ebenso können Teildampfströme H32 an verschiedenen Stellen des Verdampfungs­prozesses genommen und zur Speisewasserheizung geführt werden oder man kann diese Phase auslassen und den ganzen Dampf in die Turbine 3 führen.A particularly favorable way of realizing the overheating (shown in FIG. 2) is to overheat the steam HS available in each case from the expansion evaporator in the heat exchanger 23 with the water V1 coming into this evaporator. Applied to the example in Figure 1, the steam flow H3 is accordingly overheated with the water flow V2, the steam flow H4 with the water flow V3 etc. You can also combine the overheating with the gas stream 14 and the overheating with the water streams V1, V2 and / or V3. Likewise, partial steam streams H32 can be taken at various points in the evaporation process and led to the feed water heating or this phase can be omitted and the entire steam into the Guide turbine 3.

Es ist selbstverständlich, dass die Anzahl und Konstruktion der Vorwärmer mit niedrigen Temperaturen 9, Überhitzer 8, Dampferzeuger 7 und Überhitzer 6 gemäss der Strömung und dem Typ der Wärmequelle unter Anwendung von allen als solcher bekannten Konstruktionen geplant ist. Ebenso kann die Überhitzung mit den Wasserströmen V1, V2 und/oder V3 unter Verwendung von beliebiger als solcher bekannter Wärmeaustauscherkonstruktion zwischen dem Wasserstrom und dem entsprechenden Dampfstrom HS, H2, H3 und/oder H4 verwirklicht werden.It goes without saying that the number and construction of the low temperature preheaters 9, superheaters 8, steam generators 7 and superheaters 6 are planned according to the flow and the type of the heat source using all constructions known as such. Likewise, the overheating with the water streams V1, V2 and / or V3 can be achieved using any heat exchanger construction known as such between the water stream and the corresponding steam stream HS, H2, H3 and / or H4.

Auch die mit dem Speisewasserbehälter 4 und dem Wärmetauscher 5 selbst verbundenen Anordnungen können andersartig sein. Das umzuwälzende über­schüssige Speisewasser kann je nach den Prozessanforderungen entweder auf die Saugseite der Speisewasserpumpe 16 oder unter Verwendung einer getrennten Umwälzpumpe auf deren Druckseite zurückgeführt werden.The arrangements connected to the feed water tank 4 and the heat exchanger 5 itself can also be different. Depending on the process requirements, the excess feed water to be circulated can either be returned to the suction side of the feed water pump 16 or, using a separate circulating pump, to the pressure side thereof.

Ausser mit den oben beschriebenen Expansionsverdampfern ("flash"-Trommel) kann mit Umwälzwasser niedriger Temperatur V1 auch unter Verwendung einer Oberflächenwärmetauscherkombination 21 (Bild 2) verdampft werden, wobei dieser überschüssige Wasserstrom V1 der abzukühlende Strom ist oder auch auf Wunsch wie oben auch das überhitzende Mittel ist.In addition to the expansion evaporators ("flash" drum) described above, low-temperature circulating water V1 can also be used to evaporate using a surface heat exchanger combination 21 (Figure 2), this excess water flow V1 being the stream to be cooled or, if desired, the superheating stream as well Is medium.

Von diesem kann auch gleichzeitig ein geringerer Wasserstrom zur Verdampfung genommen werden, woraus der entsprechende Dampfstrom HS in die Dampfturbine entsteht. Dieses Wasser kann natürlich auch woanders genommen werden. Das oben beschriebene System ist im Bild 2 dargestellt. Ansonsten sind die oben beschriebenen Variationen des Systems im Zusammenhang mit diesem oder ähnlichen Verdampfern (wenn es diese Verdampfer auf mehreren Druckniveaus gibt) anwendbar.A lower water flow for evaporation can also be taken from this at the same time, from which the corresponding steam flow HS is created in the steam turbine. This water can of course also be taken elsewhere. The system described above is shown in Figure 2. Otherwise, the variations of the system described above are applicable in connection with this or similar evaporators (if these evaporators are available at several pressure levels).

In dem Fall, dass das vom Vorwärmer kommende Umlaufwasser VH schon Dampf beinhaltet, d h. der Vorwärmer hat verdampft, kann das zur Umwälzung genommene überschüssige Speisewasser V1 zuest in einen Dampfabscheider gleichen Drucks (nicht in den Bildern dargestellt) geführt werden. Der von diesem Abscheider erhaltene Dampf wird in den Kessel oder in die Kessel­trommel 2 geführt und das übrig gebliebene Wasser wird in Einrichtungen 11, 12, 13; 21 gekühlt, die ND-Dampf erzeugen. So entstandene ND-Dämpfe H2, H3, H4; HS werden wie oben beschriebenen behandelt. Wenn das Gelangen von Sälzen des Kühlwassers in dem ND-Umlauf vermieden werden soll, wird das Speisewas­ser V1 in der Kesseltrommel 2 von einer besonderen Speisewasserrinne genommen, bevor sich das vorgewärmte Speisewasser VH in das Kesselwasser VP gemischt hat.In the event that the circulating water VH coming from the preheater already contains steam, i.e. if the preheater has evaporated, the excess feed water V1 taken for circulation can be fed into a steam separator of the same pressure (not shown in the pictures). The steam obtained from this separator is fed into the boiler or into the boiler drum 2 and the remaining water is fed into devices 11, 12, 13; 21 cooled, which generate LP steam. ND vapors H2, H3, H4; HS are treated as described above. If the getting of salts of the cooling water in the LP circulation is to be avoided, the feed water V1 in the boiler drum 2 is taken from a special feed water channel before the preheated feed water VH has mixed into the boiler water VP.

Unabhängig vom Vorerwähnten und zusätzlich kann die Abhitze des aus diesem Prozess abgeführten, z. B. Rauchgasstromes, noch mit Hilfe der Kesseleinrich­tung 15 zur Heizung des für andere Zwecke verbrauchten Wasser verwendet werden. Somit kann die Abhitzeenergie des Rauchgases äusserst wirksam genutzt werden.Regardless of the aforementioned and in addition, the waste heat from the process, e.g. B. flue gas flow, can still be used with the help of the boiler device 15 for heating the water used for other purposes. The waste heat energy of the flue gas can thus be used extremely effectively.

Oben ist als Anwendungsobjekt des Prozesses hauptsächlich die Nutzung der Abhitze der Gasturbinen erwähnt. Die Anwendung des Prozesses ist jedoch nicht darauf begrenzt, sondern der Wärmestrom 14 kann auch ein sonstiger Rauch­gasstrom sein oder ein Abgasstrom eines beliebigen Motors, z. B. einer Schiffmaschine, oder ein heisser Mediumstrom von einem beliebigen Prozess, wobei das Medium gasförmig, flüssig oder eine Kombination der beiden sein kann. Der Strom 14 kann auch feste Partikel beinhalten.The use of the waste heat of the gas turbines is mentioned above as the application object of the process. However, the application of the process is not limited to this, but the heat flow 14 can also be another flue gas flow or an exhaust gas flow from any engine, e.g. B. a ship machine, or a hot medium flow from any process, the medium can be gaseous, liquid or a combination of the two. Stream 14 may also include solid particles.

Claims (12)

1. Verfahren zur Erhöhung des Wirkungsgrades im Dampfprozess, in dem der im Dampferzeugungsprozess (1) mit heissem Materialstrom (14) erzeugte Dampf (HT) in die Dampfturbine eingespeist wird, der von der Dampfturbine kommende gekühlte Dampfstrom (HL) kondensiert und das Speisewasser (VS) des Dampferzeugungssystems (1) vorgewärmt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch den Speisewasservorwärmer (9) mehr Speisewasser gepumpt wird, als die Dampferzeugung des Kessels (1) voraussetzt, dass das überschüssige Speisewasser (V1) in Niederdruck-Dampf (ND-Dampf) erzeugenden Einrichtun­gen (11, 12, 13; 21) gekühlt wird und dass die so entstandenen Nieder­druck-Dämpfe (H2, H3, H4; HS) als Zwischeneinspeisung in die Dampfturbine (3) gespeist und gekühlt zurück in den Speisewasservorwärmer (9) geführt werden und dass das abgekühlte überschüssige Speisewasser in das in den Speisewasservorwärmer laufende Speisewasser (VS) zurückgeführt wird.1.Method for increasing the efficiency in the steam process in which the steam (HT) generated in the steam generation process (1) with hot material flow (14) is fed into the steam turbine, the cooled steam flow (HL) coming from the steam turbine condenses and the feed water ( VS) of the steam generating system (1) is preheated,
characterized,
that the feed water preheater (9) pumps more feed water than the steam generation of the boiler (1) requires that the excess feed water (V1) is cooled in low-pressure steam (LP steam) generating devices (11, 12, 13; 21) and that the resulting low-pressure vapors (H2, H3, H4; HS) are fed as intermediate feed into the steam turbine (3) and cooled and fed back into the feed water preheater (9) and that the cooled excess feed water is fed into the one running into the feed water preheater Feed water (VS) is returned. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das umwälzende überschüssige Speisewasser (V1) gekühlt wird, indem man es auf niedrigeren Druck in einer oder mehreren Stufen (11, 12, 13) expandiert, und dass jeder entstandene Expansionsdampfteilstrom (H2, H3, H4) als Zwischeneinspeisung an einer dem betreffenden Druckniveau entsprechenden Stelle in die Dampfturbine (3) eingespeist wird.2. The method according to claim 1,
characterized,
that the circulating excess feed water (V1) is cooled by expanding it to lower pressure in one or more stages (11, 12, 13) and that any expansion steam partial flow (H2, H3, H4) is fed into the steam turbine (3) as an intermediate feed at a point corresponding to the pressure level in question. 3. Verfahren nach Anspruch oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das umzuwälzende überschüssige Speisewasser (V1) in das in den Speisewasservorwärmer laufende Speisewasser (VK) auf die Saugseite der Speisewasserpumpe (16) zurückgeführt wird.3. The method according to claim or 2,
characterized,
that the excess feed water (V1) to be circulated is fed back into the feed water (VK) running into the feed water preheater on the suction side of the feed water pump (16). 4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das umzuwälzende überschüssige Speisewasser (V1) in Oberflächenwärme­tauschern (21) gekühlt wird, und der in diesen beim Kochen des Kühlers entstehende Dampf (HS) als Zwischeneinspeisung in die Dampfturbine (3) eingespeist wird.4. The method according to claim 1,
characterized,
that the excess feed water (V1) to be circulated is cooled in surface heat exchangers (21), and the steam (HS) formed during the cooking of the cooler is fed as an intermediate feed into the steam turbine (3). 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das umzuwälzende überschüssige Speisewasser (V1) unter Verwendung einer besonderen Umwälzpumpe (22) auf die Druckseite der Speisewasser­pumpe (16) zurückgeführt wird.5. The method according to claim 1 or 4,
characterized,
that the excess feed water (V1) to be circulated is returned to the pressure side of the feed water pump (16) using a special circulating pump (22). 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zur Kühlung verbrauchte überschüssige Speisewasser (V1) nach dem Speisewasservorwärmer (9) genommen wird, bevor das Speisewasser in die Kesseltrommel (2) gelangt.6. The method according to one or more of the preceding claims,
characterized,
that the excess feed water (V1) used for cooling is taken after the feed water preheater (9) before the feed water reaches the boiler drum (2). 7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das in die Umwälzung genommene überschüssige Speisewasser (V1) zuerst in eine Dampfabscheideeinrichtung gleichen Drucks geführt wird, wovon der Dampf in die Kesseltrommel (2) geführt und das übrig gebliebene Wasser in ND-Dampf erzeugenden Einrichtungen (11, 12, 13; 21) gekühlt wird und dass die somit entstandenen ND-Dämpfe (H2, H3, H4; HS) als Zwischeneinspeisung in die Dampfturbine eingespeist werden.7. The method according to claim 6,
characterized,
that the excess feed water (V1) taken into the circulation is first led into a steam separating device of the same pressure, of which the steam is led into the boiler drum (2) and the remaining water in low pressure steam generating devices (11, 12, 13; 21) is cooled and that the resulting LP vapors (H2, H3, H4; HS) are fed into the steam turbine as an intermediate feed. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das für die Kühlung genommene überschüssige Speisewasser (V1) in der Kesseltrommel (2) von einer besonderen Speisewasserrinne genommen wird, bevor sich das vorgewärmte Speisewasser (VH) in das Kesselwasser (VP) gemischt hat.8. The method according to one or more of the preceding claims,
characterized,
that the excess feed water (V1) taken for cooling in the boiler drum (2) is taken from a special feed water channel before the preheated feed water (VH) has mixed into the boiler water (VP). 9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das für die Kühlung genommene überschüssige Speisewasser (V1) von dem in der Kesseltrommel (2) befindlichen Kesselwasser (VP) genommen wird.9. The method according to one or more of the preceding claims,
characterized,
that the excess feed water (V1) taken for cooling is taken from the boiler water (VP) located in the boiler drum (2). 10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umlaufwassermenge (VS) des Speisewasservorwärmers (9) so eingestellt ist, dass das Speisewasser (VH) die dem Druck der Kessel­trommel (2) entsprechende Kochtemperatu erreicht, bevor davon der in dem Umlauf gehende überschüssige Speisewasseranteil (V1) getrennt wird.10. The method according to one or more of the preceding claims,
characterized,
that the circulation water quantity (VS) of the feed water preheater (9) is set so that the feed water (VH) reaches the boiling temperature corresponding to the pressure of the boiler drum (2) before the excess feed water portion (V1) going into the circulation is separated from it. 11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens in einer der ND-Dampf erzeugenden Einrichtungen (11, 12, 13) entstandene Dampf (H2, H3, H4) mit dem in die betreffende Einrichtung kommenden entsprechenden umlaufenden überschüssigen Speise­wasser (V1, V2, V3) überhitzt wird.11. The method according to one or more of the preceding claims,
characterized,
that the steam (H2, H3, H4) generated in at least one of the LP steam generating devices (11, 12, 13) is overheated with the corresponding circulating excess feed water (V1, V2, V3) coming into the device in question. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens in einer der ND-Dampf erzeugenden Einrich­tungen (11, 12, 13) entstandene Dampf (H2, H3, H4) mit einem Über­hitzer (8) überhitzt wird, der sich im heissen Materialstrom (14) in einer Temperaturstufe befindet, die der Temperatur zwischen dem Vorwärmer (9) und dem Verdampfer (7) des Primärkreises entspricht.12. The method according to one or more of the preceding claims,
characterized,
that the steam (H2, H3, H4) generated in at least one of the LP steam generating devices (11, 12, 13) is overheated with a superheater (8) which is in the hot material stream (14) at a temperature level which corresponds to the temperature between the preheater (9) and the evaporator (7) of the primary circuit.
EP88117638A 1987-10-27 1988-10-22 Method for increasing the efficiency of a steam process Withdrawn EP0314028A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI874718 1987-10-27
FI874718A FI77511C (en) 1987-10-27 1987-10-27 Procedure for increasing the efficiency of the steam process.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0314028A1 true EP0314028A1 (en) 1989-05-03

Family

ID=8525298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP88117638A Withdrawn EP0314028A1 (en) 1987-10-27 1988-10-22 Method for increasing the efficiency of a steam process

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0314028A1 (en)
JP (1) JPH01280604A (en)
FI (1) FI77511C (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010007131A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine system and method for operating a steam turbine
EP2772618A4 (en) * 2011-10-28 2015-07-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd Power generating facility
EP2561188A4 (en) * 2010-04-22 2016-03-23 Ormat Technologies Inc Organic motive fluid based waste heat recovery system
US10352246B2 (en) 2015-07-24 2019-07-16 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Water feeding method, water feeding system implementing said method, and steam generating facility provided with water feeding system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1035728A (en) * 1963-12-03 1966-07-13 Simmering Graz Pauker Ag Condensing steam turbine plant comprising a controlled secondary circuit
FR2476240A1 (en) * 1980-02-19 1981-08-21 Kawasaki Heavy Ind Ltd ENERGY RECOVERY APPARATUS FOR GAS COMPRESSOR INSTALLATION
US4394813A (en) * 1980-12-25 1983-07-26 Mitsui Engineering And Shipbuilding Company Limited Exhaust gas heat recovery system in internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1035728A (en) * 1963-12-03 1966-07-13 Simmering Graz Pauker Ag Condensing steam turbine plant comprising a controlled secondary circuit
FR2476240A1 (en) * 1980-02-19 1981-08-21 Kawasaki Heavy Ind Ltd ENERGY RECOVERY APPARATUS FOR GAS COMPRESSOR INSTALLATION
US4394813A (en) * 1980-12-25 1983-07-26 Mitsui Engineering And Shipbuilding Company Limited Exhaust gas heat recovery system in internal combustion engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010007131A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine system and method for operating a steam turbine
US8770914B2 (en) 2008-07-16 2014-07-08 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine system and method for operating a steam turbine
EP2561188A4 (en) * 2010-04-22 2016-03-23 Ormat Technologies Inc Organic motive fluid based waste heat recovery system
EP2772618A4 (en) * 2011-10-28 2015-07-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd Power generating facility
US9453432B2 (en) 2011-10-28 2016-09-27 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Power generation system
US10352246B2 (en) 2015-07-24 2019-07-16 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Water feeding method, water feeding system implementing said method, and steam generating facility provided with water feeding system
DE112016003348B4 (en) 2015-07-24 2020-06-18 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. WATER SUPPLY SYSTEM, WATER SUPPLY PROCESS, AND STEAM GENERATING SYSTEM PROVIDED WITH WATER SUPPLY SYSTEM

Also Published As

Publication number Publication date
FI77511C (en) 1989-03-10
JPH01280604A (en) 1989-11-10
FI77511B (en) 1988-11-30
FI874718A0 (en) 1987-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0778397B1 (en) Method of operating a combined power plant with a waste heat boiler and a steam user
EP0526816B1 (en) Power plant with gas and steam turbines with solar steam generator
DE19723543C2 (en) Power generation plant
DE60025415T2 (en) Dual-pressure gas turbine system with partial regeneration and steam injection
DE102009036064B4 (en) in order to operate a forced-circulation steam generator operating at a steam temperature of more than 650 ° C, as well as forced circulation steam generators
EP1327057B1 (en) Device and method for preheating combustibles in combined gas and steam turbine installations
EP0436536B1 (en) Process and plant for generating steam using waste heat
DE3213837C2 (en) Exhaust steam generator with degasser, in particular for combined gas turbine-steam power plants
DE1476903A1 (en) Process for the mixed gas and steam operation of a gas turbine system as well as system for practicing the process
EP0515911B1 (en) Method of operating a gas and steam turbine plant and corresponding plant
WO2008067855A2 (en) Method and apparatus for increasing the performance and efficiency of an orc power plant process
DE2555897A1 (en) METHOD OF EXPLOITING THE EXCESS HEAT OF AN ELECTRICITY PLANT
DE2311066A1 (en) STEAM GENERATOR FOR UNFIRED POWER PLANT
DE4321081A1 (en) Process for operating a gas and steam turbine plant and a combined cycle gas plant
EP2399071B1 (en) Feed water degasifier for a solar thermal power station
EP0826096B2 (en) Process and device for degassing a condensate
EP0800619B1 (en) Process for cooling the coolant of a gas turbine and device for carrying out said process
EP0410111B1 (en) Heat recovery boiler for a gas and steam turbine plant
EP0840837B1 (en) Process for running a gas and steam turbine plant and plant run by this process
EP0314028A1 (en) Method for increasing the efficiency of a steam process
DE2654192B1 (en) System for the use of waste heat from a gas stream
DE19944920B4 (en) Combined cycle power plant with injection device for injecting water into the live steam
DE3419560A1 (en) Method for the operation of a gas turbine plant and plant for the method
DE2342403A1 (en) NUCLEAR POWER PLANT
DE102010010539A1 (en) Method for operating a steam turbine power plant

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CH DE FR GB IT LI NL SE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19891104