ES2564028T3 - Central termoeléctrica con control de extracción de turbina de vapor - Google Patents

Central termoeléctrica con control de extracción de turbina de vapor Download PDF

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ES2564028T3 ES13187268.1T ES13187268T ES2564028T3 ES 2564028 T3 ES2564028 T3 ES 2564028T3 ES 13187268 T ES13187268 T ES 13187268T ES 2564028 T3 ES2564028 T3 ES 2564028T3
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Volker Schuele
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Abstract

Central eléctrica que comprende: una caldera (10) para calentar fluidos de proceso; una primera turbina de vapor de múltiples etapas (14) con un conducto de salida (15) que pasa a través de la caldera (10), comprendiendo el conducto de salida (15) un conducto de extracción (141) configurado y dispuesto para extraer vapor de una etapa intermedia de la primera turbina de vapor (14) y para calentar al menos uno de los fluidos de proceso; un sistema de control que comprende: una válvula de control de extracción (142), en el conducto de extracción (141), para modular el caudal a través del conducto de extracción (141); un dispositivo de medición de temperatura configurado y dispuesto para medir una temperatura (T3) del fluido de proceso en el conducto de salida (15); y un controlador (20) configurado y dispuesto para modular la válvula de control de extracción (142) en base a la medición de temperatura.

Description

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DESCRIPCION
Central termoelectrica con control de extraccion de turbina de vapor Campo tecnico
La presente invencion se refiere en general a un metodo y a un sistema para controlar una central termoelectrica y mas en concreto al uso de extraccion para controlar la temperatura del recalentador caliente de un generador de vapor de la central electrica, en particular con cargas de turbina bajas.
Informacion de los antecedentes
Como se describe en el documento de patente US 5.605.118, un generador de vapor moderno puede incluir una configuracion compleja de varias unidades termicas e hidraulicas para precalentar y evaporar agua y generar vapor sobrecalentado. Tales unidades estan normalmente disenadas para asegurar una combustion completa y eficiente de combustible minimizando al mismo tiempo las emisiones de partfculas y contaminantes gaseosos, una generacion de vapor a una presion, temperatura y caudal deseados; y para maximizar la recuperacion del calor producido durante la combustion de un combustible.
Los generadores de vapor normalmente forman parte de centrales termicas que incluyen ademas una serie de turbinas de vapor que extraen fluido de trabajo del vapor procedente del generador de vapor y un sistema de retorno de condensado en el que el vapor condensado es devuelto al generador de vapor. Como se describe en la solicitud de patente PCT 2011/057881 A1, se puede extraer vapor de una etapa intermedia de la ultima turbina de vapor de la serie y utilizarlo para precalentar condensado antes de que entre en un generador de vapor. Como se describe en la solicitud PCT 2011/141942 A1, la extraccion de etapa intermedia tambien se puede usar para regenerar un fluido de trabajo en ciclos organicos Rankine.
Los recalentadores y sobrecalentadores de un generador de vapor moderno normalmente tienen haces de tubos especialmente disenados que son capaces de aumentar la temperatura del vapor saturado a temperaturas espedficas de salida de vapor, garantizando al mismo tiempo que las temperaturas del metal no lleguen a ser demasiado calientes y las perdidas de presion de flujo de vapor se reduzcan al mmimo. Basicamente, estos recalentadores y sobrecalentadores son intercambiadores de calor de una sola fase que comprenden tubos por los que circula vapor y a traves de los cuales pasa la combustion o el gas de combustion. Normalmente, los haces de tubos de recalentador y sobrecalentador estan hechos de aleaciones de acero de alta temperatura.
El recalentador normalmente proporciona vapor a una segunda turbina de vapor que sigue en relacion de circulacion de fluido a una primera turbina de vapor que normalmente se alimenta de manera directa desde un ciclo de agua de alimentacion que pasa a traves del generador de vapor. Haciendo referencia al estado correspondiente de expansion, la primera turbina de vapor se conoce normalmente como turbina de vapor de alta presion o HP y la segunda turbina de vapor o grupo de turbinas de vapor como la turbina de vapor / grupo de turbinas de vapor de presion intermedia o IP.
Para centrales electricas de caldera-turbina de combustible carbonoso puede ser importante, para el consumo calorifico y la eficiencia de ciclo, regular y controlar la temperatura del vapor del recalentador dentro de lfmites restringidos para garantizar que la temperatura de recalentamiento caliente se mantenga cerca de niveles nominales. Esto puede ser particularmente dificil cuando una central electrica funciona a baja carga, por ejemplo durante la puesta en marcha, cuando la presion de la seccion de recalentamiento es muy baja. En tales condiciones, dependiendo del tipo de generador de vapor o de caldera puede no lograrse la temperatura de salida requerida del recalentador (RHO) en condiciones nominales continuas principales (MCR). Como consecuencia de ello, la turbina de vapor IP no recibira vapor calentado a la temperatura optima de funcionamiento requiriendo asf la aplicacion de medidas de control.
En disenos en los que la superficie del recalentador se mantiene en una condicion conductiva para la transferencia de calor convectivo, un metodo conocido para controlar la temperatura del recalentador implica aumentar o reducir los gases de combustion que fluyen sobre secciones del calentador utilizando asf variaciones en este coeficiente de transferencia de calor convectivo. Este metodo se utiliza con mayor frecuencia en unidades murales en las que el segundo paso de la caldera se divide en dos trayectorias paralelas hasta el economizador y el recalentador. Normalmente, tales disenos aseguran que se logre una proporcion de entre un tercio y dos tercios del area de flujo entre el sobrecalentador de baja temperatura y el recalentador. Para tales disposiciones, se pueden colocar compuertas en el fondo de los conductos de gas de combustion en los que se pueden usar para optimizar el flujo de gas de combustion. De manera ventajosa, las compuertas pueden colocarse en el area de flujo mas grande para que el cierre de las compuertas desvie gas de combustion a la zona de flujo mas pequena en la que se encuentra la superficie del recalentador. Esto aumenta la recogida de vapor en el recalentador y por tanto aumenta la temperatura de salida del recalentador. De forma alternativa, si se reduce el flujo mediante la apertura de la compuerta en la otra trayectoria paralela, se reducira el flujo de gas de combustion a traves de la seccion del recalentador y de ese modo se reduce la temperatura de salida del vapor del recalentador. A pesar de que la logica
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de este diseno es simple, el uso de tales sistemas en sistemas de carbon y de combustibles de bajo grado puede causar problemas de construccion y mantenimiento.
Otro metodo para controlar la temperatura del vapor recalentado implica desplazar la llama del quemador en la caldera. Esto se puede aplicar en particular para calderas tangenciales. En este metodo, los quemadores se encuentran situados en esquinas y se inclinan hacia arriba o hacia abajo al umsono para aumentar el calor radiante que va a la superficie del recalentador, afectando asf a la absorcion de calor del sobrecalentador. El mecanismo de inclinacion de quemador esta disenado de manera que todos los quemadores en todas las esquinas se inclinan hacia arriba o hacia abajo dependiendo de la temperatura del vapor de salida del recalentador. La experiencia de algunos operarios que utilizan carbon de baja graduacion ha sido que si los quemadores no se mueven de manera regulada, el mecanismo de inclinacion tiende a detenerse. Un segundo problema con este metodo es que durante el funcionamiento con poca carga, el efecto de inclinacion de quemador puede no ser suficiente para evitar que la temperatura de recalentamiento caliente descienda mas que la temperatura del vapor vivo.
La solicitud de patente alemana 44 47 044 C1 describe otro metodo de ajuste de la temperatura de recalentamiento que consiste en extraer vapor aguas arriba de una primera turbina de vapor de alta presion y anadir este vapor extrafdo a vapor de escape de la turbina de vapor de alta presion antes de que el vapor de escape se recaliente.
Tambien existen otros metodos alternativos para reducir la temperatura del vapor recalentado. Por ejemplo, se pueden introducir rociados de agua, tambien denominados atemperacion por contacto directo o desobrecalentamiento, en el fluido que entra en el recalentador. Un problema con esta solucion es que puede tener un efecto negativo en la eficiencia del ciclo. Otro metodo consiste en utilizar el exceso de aire suministrado a la caldera para controlar la temperatura del vapor del recalentador. Este metodo tambien puede tener un efecto negativo en la eficiencia de la caldera. Otras soluciones incluyen extraer vapor del sobrecalentador y / o del recalentador, obviando, sin embargo, el problema de obtener una trayectoria de eliminacion para el vapor extrafdo. Otra desventaja de todos estos metodos alternativos es que solo se pueden utilizar para reducir la temperatura de recalentamiento y por tanto no son eficaces cuando tiene que aumentarse de preferencia la temperatura de recalentamiento.
En vista de la tecnica anterior, el objeto de la presente invencion es proporcionar medios y metodos mas eficientes para controlar la temperatura del recalentador, particularmente con cargas o presion bajas (es decir, suboperacionales) en la trayectoria de vapor.
Resumen
Se describe una central electrica que puede funcionar de manera eficiente con cargas bajas. La central electrica aborda el problema de baja eficiencia con cargas bajas mediante las materias objeto de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se presentan realizaciones ventajosas.
Un aspecto proporciona una central electrica con una caldera para calentar fluidos de proceso y una primera turbina de vapor de multiples etapas con un conducto de salida que pasa a traves de la caldera. El conducto de salida incluye un conducto de extraccion que esta configurado y dispuesto para extraer vapor de una etapa intermedia de la turbina de vapor y usar este vapor para calentar al menos uno de los fluidos de proceso.
Un aspecto proporciona ademas un sistema de control que comprende una valvula de control, en el conducto de extraccion, para modular el caudal a traves del conducto de extraccion. El sistema de control incluye ademas un dispositivo de medicion de temperatura que esta configurado y dispuesto para medir una temperatura del fluido de proceso en el conducto de salida; y un dispositivo de control que esta configurado y dispuesto para modular la valvula de control en base a la medicion de la temperatura.
Otro aspecto preve que el conducto de extraccion este conectado al conducto de salida aguas arriba de la caldera.
Otro aspecto de la central electrica incluye un conducto de agua de alimentacion de caldera que pasa a traves de la caldera y un primer precalentador en el conducto de agua de alimentacion de caldera aguas arriba de la caldera. Un conducto de vapor conecta en relacion de circulacion de fluido el conducto de salida aguas arriba de la caldera al primer precalentador a fin de permitir el precalentamiento del agua de alimentacion de caldera.
Otro aspecto preve que el conducto de extraccion este conectado al conducto de salida aguas arriba del conducto de vapor.
Otro aspecto preve que el conducto de extraccion este conectado al conducto de salida entre la caldera y el conducto de vapor, denominado conducto de recalentamiento fno.
Otro aspecto preve que el conducto de extraccion este conectado al conducto de vapor.
Un aspecto comprende ademas una valvula situada en el conducto de vapor a ambos lados del punto de conexion del conducto de extraccion que conecta, en relacion de circulacion de fluido y de manera selectiva, el conducto de extraccion a cualquiera del conducto de salida o el primer precalentador.
Un aspecto proporciona ademas: un segundo precalentador, en el conducto de agua de alimentacion de caldera, 5 aguas abajo del primer precalentador, en el que el conducto de extraccion de turbina esta conectado al segundo precalentador para permitir el precalentamiento del agua de alimentacion de caldera con vapor extrafdo.
Un aspecto proporciona un metodo para hacer funcionar una central electrica que comprende una caldera para calentar fluidos de proceso y una primera turbina de vapor de multiples etapas que tiene un conducto de salida que pasa a traves de la caldera. El metodo incluye las etapas de supervisar una temperatura del conducto de salida de 10 la primera turbina de vapor, extraer vapor de una etapa intermedia de la primera turbina de vapor y usar el vapor extrafdo para calentar al menos uno de los fluidos de proceso con el fin de controlar la temperatura supervisada.
Otro aspecto preve que la etapa de calentamiento incluya calentar fluido de proceso en el conducto de salida entre la caldera y la primera turbina de vapor.
Otro aspecto preve alimentar la caldera con agua de alimentacion de caldera, en el que el fluido de proceso de la 15 etapa de calentamiento incluye el agua de alimentacion de caldera.
Es otro objeto de la invencion superar o al menos mitigar las desventajas y deficiencias de la tecnica anterior o proporcionar una alternativa util.
Otros aspectos y ventajas de la presente descripcion seran evidentes a partir de la siguiente descripcion, tomada en combinacion con los dibujos que se acompanan que a modo de ejemplo ilustran realizaciones ejemplares de la 20 presente invencion
Breve descripcion de los dibujos
A modo de ejemplo y en lo sucesivo, se describe mas detalladamente una realizacion de la presente descripcion con referencia a los dibujos que se acompanan, en los que:
La figura 1 es una vista esquematica de una central electrica que combina varias realizaciones preferidas de la 25 invencion; y
La figura 2 es un esquema de otra central electrica que combina otras realizaciones preferidas diferentes de la descripcion.
Descripcion detallada
A continuacion se describen realizaciones ejemplares de la presente descripcion con referencia a los dibujos, en los 30 que se utilizan los mismos numeros de referencia para referirse a elementos similares. En la siguiente descripcion, con fines explicativos, se exponen numerosos detalles espedficos para proporcionar una comprension completa de la descripcion. Sin embargo, la presente descripcion puede ponerse en practica sin estos detalles espedficos y no se limita a las realizaciones ejemplares descritas en este documento.
La figura 1 muestra un diagrama esquematico de una seccion de una central termoelectrica disenada para 35 suministrar energia a una red de energia electrica publica. La central incluye una caldera 10 para generar vapor a partir de una corriente de fluido de proceso de agua de alimentacion de caldera. Como se muestra en la figura 1, el agua de alimentacion de caldera pasa, mediante un conducto de agua de alimentacion de caldera 11, a traves de un precalentador opcional 111 antes de pasar tambien a traves de la caldera 10. En diferentes realizaciones ejemplares, la caldera 10 es o bien alimentada directamente con combustibles fosiles, tales como carbon o gas, o 40 con fuentes de calor de no conveccion en la forma de un ciclo de intercambio de calor secundario o bien de otro modo conocido en la industria.
El vapor vivo se genera dentro de una cascada de intercambiadores de calor contenidos dentro de la caldera 10 antes de salir de la caldera 10. El conducto de vapor principal realiza la funcion de un tubo de alimentacion 13 que se dirige hacia la entrada de una primera turbina de vapor 14. En una realizacion ejemplar, la primera turbina de 45 vapor 14 es una turbina de vapor de alta presion (HP) con una pluralidad de etapas de turbina. En la salida de la turbina de vapor HP 14, fluido de proceso parcialmente expandido, en este caso vapor de agua, es devuelto a la caldera 10 para recalentar a traves de un conducto de salida 15. La seccion del conducto de salida 15 que se extiende entre el escape de la turbina de vapor de alta presion 14, que se produce despues de la ultima etapa de la turbina de vapor, y la caldera 10 define una seccion de conducto de recalentamiento fno 151 del conducto de salida 50 15.
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Antes de ser conectado a una segunda turbina de vapor 18, el conducto de salida 15 pasa a traves de la caldera 10. La ultima seccion del conducto de salida 15 entre la caldera y la segunda turbina de vapor 18 define una seccion de conducto de recalentamiento caliente 17. En una realizacion ejemplar, la segunda turbina de vapor 18 es una turbina de vapor de presion intermedia (IP). En la realizacion mostrada en la figura 1, las turbinas de vapor primera y segunda 14, 18 comparten un unico rotor 19 que acciona un generador (no mostrado). En otras realizaciones ejemplares no mostradas, las turbinas de vapor 14, 18 tienen arboles separados. En otra realizacion ejemplar complementaria, la central electrica comprende una turbina de vapor adicional IP y / o una o mas turbinas de vapor de baja presion (LP) que pueden tener circuitos de recalentamiento adicionales. Como es evidente a partir de la siguiente descripcion, los principios de la presente invencion se pueden aplicar a cualquiera de estas configuraciones de central termoelectrica.
La central electrica, como se muestra en la figura 1, incluye ademas un conducto de extraccion 141 que extrae vapor de una etapa intermedia de la primera turbina de vapor 14. En este contexto, una etapa intermedia se define como una combinacion de paleta / alabe situada en relacion de circulacion de fluido entre la primera etapa o etapa de entrada / admision de la turbina de vapor 14 y la ultima etapa o etapa de salida / escape de una turbina de vapor 14.
En varias realizaciones ejemplares mostradas en las figuras 1 y 2 y como se describe a continuacion, el vapor extrafdo se utiliza para calentar fluidos de proceso que entran en la caldera 10 con el fin de aumentar o mantener la temperatura T4 del conducto de recalentamiento caliente 17 durante, por ejemplo, penodos de carga baja de central a fin de evitar una cafda de la temperatura de recalentamiento caliente T4 y la consiguiente perdida de eficiencia. Estas realizaciones ejemplares diferentes pueden ser aplicadas de manera independiente o ademas de metodos conocidos de control de temperatura de recalentamiento caliente T4.
En una realizacion ejemplar que se muestra en la figura 1, el vapor extrafdo se dirige, a traves del conducto de extraccion 141, al conducto de recalentamiento fno 151 a fin de elevar la temperatura de entrada T3 de vapor que fluye dentro de la caldera 10. Si se aplica una entrada de calor constante o similar a la caldera 10, la adicion de vapor procedente del conducto de extraccion 141 dara como resultado un aumento de la temperatura de vapor de salida de recalentador (RHO) T4.
En una realizacion ejemplar que se muestra en la figura 1, una valvula de extraccion 142 en el conducto de extraccion 141 esta configurada para modular la cantidad de vapor de extraccion tomado de la turbina de vapor de alta presion 14 con el proposito de controlar la temperatura de recalentamiento caliente T4 dirigiendo el vapor de extraccion al recalentado frio (CRH) 15. La temperatura de recalentamiento caliente T4 se define como la temperatura del vapor en el conducto de recalentamiento caliente 17. Esta realizacion puede incluir ademas un sistema de control que comprende una valvula de extraccion 142 y un controlador 20 de un tipo conocido, para el control automatico de la temperatura del vapor que pasa a traves del conducto de salida 15.
Dependiendo de los parametros de diseno y de funcionamiento de la valvula de control de extraccion 142, el vapor de extraccion puede tener una temperatura T2 superior a la temperatura T1 del vapor recalentado fno procedente del escape de la turbina de vapor HP. Mediante la mezcla del vapor procedente del conducto de extraccion 141 con el vapor de escape HP en el conducto de recalentamiento frio 15, se incrementa la temperatura del vapor T3 en la entrada del recalentador. Como resultado de ello, la temperatura de recalentamiento caliente T4 se puede mantener en el nivel de funcionamiento optimo de la turbina de vapor IP 18, incluso con cargas bajas.
Como se muestra en la figura 1, una realizacion ejemplar incluye un primer precalentador 111 situado en el conducto de agua de alimentacion de caldera 11. El proposito del precalentador es aumentar la temperatura del agua de alimentacion de caldera a medida que entra en la caldera 10, de ese modo, para una carga de caldera dada, influye en la temperatura relativa de la temperatura del vapor principal / vivo T5, en la temperatura de recalentamiento fna T3 y en la temperatura de recalentamiento caliente T4. En una realizacion ejemplar, una parte del vapor recalentado frio se dirige, a traves de un conducto de vapor 16, al primer precalentador 111.
Una realizacion ejemplar mostrada en la figura 1 incluye ademas la inyeccion de vapor de extraccion aguas arriba de un punto en el que un conducto de vapor 16 para el precalentador 111, 112 se desvfa del conducto de salida de la primera turbina de vapor 15. Esto aumenta la temperatura del vapor recalentado fno antes de que entre en el precalentador 111, 112. Como resultado de ello, se requiere una menor masa de vapor para realizar la misma cantidad de precalentamiento en el precalentador 111, 112.
En otra realizacion ejemplar mostrada en la figura 1, ademas de, o en lugar de vapor de extraccion fluyendo por el conducto de recalentamiento fno 151, el vapor de extraccion se dirige a un segundo precalentador 112 situado en el conducto de agua de alimentacion de caldera 11. El segundo precalentador 112 puede estar situado en serie aguas abajo del primer precalentador, como se muestra en la figura 1, o puede sustituir al primer precalentador 111. Esta disposicion permite equilibrar el vapor vivo T5 y el vapor de recalentamiento caliente T4, permitiendo que el vapor de extraccion sea dirigido alternativamente solo al segundo precalentador 112, solo al conducto de recalentamiento fno 151, tanto al segundo precalentador como al conducto de recalentamiento fno 151 al mismo tiempo o bien ni al segundo precalentador ni al conducto de recalentamiento fno 151. Esta flexibilidad de funcionamiento simplifica la
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optimizacion de la temperatura de la central electrica y por tanto permite a la central electrica funcionar con una eficiencia media mayor.
En una realizacion ejemplar que se muestra en la figura 2, en lugar de tener el conducto de extraccion 141 conectado al conducto de recalentamiento fno 151, el conducto de extraccion 141 esta conectado al conducto de vapor 16 por un punto situado entre el conducto de recalentamiento fno 151 y el primer precalentador 111. Al colocar unas valvulas 161 a ambos lados de este punto de conexion es posible dirigir selectivamente vapor de extraccion, ya sea al conducto de recalentamiento fno 151 o al primer precalentador 111. Esta disposicion puede ser preferible a la disposicion alternativa mostrada en la figura 1 para las centrales readaptadas que no se configuraron originalmente para la extraccion de vapor.
Aunque la descripcion en el presente documento se ha mostrado y descrito en lo que se entiende que son las realizaciones ejemplares mas practicas, se apreciara que la presente descripcion puede valer en otras formas espedficas. Por tanto, las realizaciones actualmente descritas se consideran en todos los aspectos ilustrativas y no restrictivas. Por tanto, el ambito de aplicacion de la descripcion se indica mediante las reivindicaciones adjuntas y la descripcion anterior y todas las modificaciones que entren dentro del significado y alcance y equivalencias de las mismas se entenderan como incluidas en la presente descripcion.
Numeros de referencia
10 caldera
11 conducto de agua de alimentacion de caldera
111, 112 precalentador de agua de alimentacion de caldera
12 seccion de sobrecalentador
13 vapor / conducto / tubo principal
14 primera turbina de vapor (HP)
141 conducto de extraccion
142 valvula de control de extraccion
15 conducto de salida de primera turbina de vapor
151 conducto de recalentamiento fno (CRH)
16 conducto de vapor
161 valvulas
17 conducto de recalentamiento caliente (HRH)
18 segunda turbina de vapor (IP)
19 rotor
20 controlador
T1 temperatura de vapor recalentado fno (CRH)
T2 temperatura de vapor de derivacion
T3 temperatura de entrada de recalentamiento
T4 temperatura de vapor de recalentado caliente / de salida (HRH)
T5 temperatura de vapor principal / vivo

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Central electrica que comprende:
    una caldera (10) para calentar fluidos de proceso;
    una primera turbina de vapor de multiples etapas (14) con un conducto de salida (15) que pasa a traves de la caldera (10), comprendiendo el conducto de salida (15) un conducto de extraccion (141) configurado y dispuesto para extraer vapor de una etapa intermedia de la primera turbina de vapor (14) y para calentar al menos uno de los fluidos de proceso;
    un sistema de control que comprende:
    una valvula de control de extraccion (142), en el conducto de extraccion (141), para modular el caudal a traves del conducto de extraccion (141);
    un dispositivo de medicion de temperatura configurado y dispuesto para medir una temperatura (T3) del fluido de proceso en el conducto de salida (15); y
    un controlador (20) configurado y dispuesto para modular la valvula de control de extraccion (142) en base a la medicion de temperatura.
  2. 2. Central electrica de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que el conducto de extraccion (141) esta conectado al conducto de salida (15) aguas arriba de la caldera (10).
  3. 3. Central electrica de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas:
    un conducto de agua de alimentacion de caldera (11) que pasa a traves de la caldera (10);
    un primer precalentador (111) en el conducto de agua de alimentacion de caldera (11) aguas arriba de la caldera (10); y
    un conducto de vapor (16), que conecta en relacion de circulacion de fluido el conducto de salida (15), aguas arriba de la caldera (10), al primer precalentador (111) a fin de permitir el precalentamiento del agua de alimentacion de caldera que pasa a traves del conducto de agua de alimentacion de caldera (11).
  4. 4. Central electrica de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que el conducto de extraccion (141) esta conectado al conducto de salida (15) aguas arriba del conducto de vapor (16).
  5. 5. Central electrica de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que el conducto de extraccion (141) esta conectado al conducto de salida (15) entre la caldera (10) y el conducto de vapor (16).
  6. 6. Central electrica de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que el conducto de extraccion (141) esta conectado al conducto de vapor (16) en un punto de conexion.
  7. 7. Central electrica de acuerdo con la reivindicacion 6, que comprende ademas una valvula (161) en el conducto de vapor (16), estando dispuesto cada lado del punto de conexion para conectar en relacion de circulacion de fluido y de manera selectiva el conducto de extraccion (141) a cualquiera del conducto de salida (15) o el primer precalentador (111).
  8. 8. Central electrica de acuerdo con la reivindicacion 3 o 5, que comprende ademas:
    un segundo precalentador (112), en el conducto de agua de alimentacion de caldera (11), aguas abajo del primer precalentador (111),
    en el que el conducto de extraccion (141) esta conectado en relacion de circulacion de fluido al segundo precalentador (112) para permitir el precalentamiento del agua de alimentacion de caldera que pasa a traves del conducto de agua de alimentacion de caldera (11) con vapor extrafdo.
  9. 9. Metodo para hacer funcionar una central electrica que comprende: una caldera (10) para calentar fluidos de proceso; y
    una primera turbina de vapor de multiples etapas (14) que tiene un conducto de salida (15) que pasa a traves de la caldera (10),
    incluyendo el metodo las etapas de:
    supervisar una temperatura (T1, T3, T4) del conducto de salida (15); extraer vapor de una etapa intermedia de la primera turbina de vapor (14); y
    usar el vapor extrafdo para calentar al menos uno de los fluidos de proceso con el fin de controlar la temperatura supervisada (T1, T3, T4).
    5 10. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que la etapa de calentamiento incluye calentar fluido de proceso
    en el conducto de salida (15) entre la caldera (10) y la primera turbina de vapor (14).
  10. 11. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 9 o 10, que incluye ademas alimentar la caldera (10) con agua de alimentacion de caldera, en el que el fluido de proceso de la etapa de calentamiento incluye el agua de alimentacion de caldera.
    10
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2980475A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-03 Alstom Technology Ltd A method for low load operation of a power plant with a once-through boiler
KR101767250B1 (ko) * 2016-12-12 2017-08-14 김준영 유기성 연료를 이용한 연소 발전 장치
US11542837B2 (en) * 2018-07-30 2023-01-03 Ormat Technologies Inc. System and method for increasing power output from an organic vapor turbine
JP6553271B1 (ja) * 2018-10-15 2019-07-31 三菱日立パワーシステムズ株式会社 発電プラントの制御装置及びその制御方法並びに制御プログラム、発電プラント
CN112145244B (zh) * 2020-09-22 2023-02-24 西安热工研究院有限公司 一种提高燃煤发电机组给水温度和供汽能力的***和方法
CN115234318B (zh) * 2022-09-22 2023-01-31 百穰新能源科技(深圳)有限公司 配合火电厂深度调峰的二氧化碳储能***及其控制方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH488099A (de) * 1968-09-11 1970-03-31 Bbc Brown Boveri & Cie Arbeitsverfahren zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades einer Dampfturbinenanlage bei Teillast und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
US3998058A (en) * 1974-09-16 1976-12-21 Fast Load Control Inc. Method of effecting fast turbine valving for improvement of power system stability
US4372125A (en) * 1980-12-22 1983-02-08 General Electric Company Turbine bypass desuperheater control system
US5605118A (en) 1994-11-15 1997-02-25 Tampella Power Corporation Method and system for reheat temperature control
DE4447044C1 (de) * 1994-12-29 1996-04-11 Hans Wonn Verfahren zur Verminderung der Anfahrverluste eines Kraftwerksblockes
US5836162A (en) * 1996-08-08 1998-11-17 Power Software Associates, Inc. Feedwater heater drain recycle system
JP3500020B2 (ja) * 1996-11-29 2004-02-23 三菱重工業株式会社 蒸気冷却ガスタービンシステム
EP2288810B1 (en) * 2008-04-16 2016-04-06 Alstom Technology Ltd Solar thermal power plant
JP2011047364A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Toshiba Corp 蒸気タービン発電設備およびその運転方法
US8499561B2 (en) * 2009-09-08 2013-08-06 General Electric Company Method and apparatus for controlling moisture separator reheaters
EP2322768B1 (de) * 2009-11-13 2016-10-19 Siemens Aktiengesellschaft Dampfkraftanlage sowie Verfahren zum Betrieb einer Dampfkraftanlage
IT1399878B1 (it) * 2010-05-13 2013-05-09 Turboden Srl Impianto orc ad alta temperatura ottimizzato
JP5912323B2 (ja) * 2010-10-19 2016-04-27 株式会社東芝 蒸気タービンプラント
US8347598B2 (en) * 2011-03-18 2013-01-08 General Electric Company Apparatus for starting up combined cycle power systems and method for assembling same

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