WO2016162272A1 - Turbine plant and method for operating a turbine plant - Google Patents

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WO2016162272A1
WO2016162272A1 PCT/EP2016/057182 EP2016057182W WO2016162272A1 WO 2016162272 A1 WO2016162272 A1 WO 2016162272A1 EP 2016057182 W EP2016057182 W EP 2016057182W WO 2016162272 A1 WO2016162272 A1 WO 2016162272A1
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steam
working fluid
turbine
steam generator
pressure
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PCT/EP2016/057182
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Christoph Schindler
Michael Winkel
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/06—Returning energy of steam, in exchanged form, to process, e.g. use of exhaust steam for drying solid fuel or plant

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a turbine system with a steam generator and a steam turbine, in which steam is generated in the steam generator, which is passed into the steam turbine, and the steam turbine is driven by the steam.
  • the invention relates to a turbine plant with a steam turbine and one with the
  • Steam turbine connected to the steam generator, which is adapted to steam for driving the steam turbine to erzeu ⁇ gen.
  • the electricity market is increasingly changing due to an increasing share of renewable energies in power generation. Especially the generation of electricity from solar energy and / or wind energy is subject to strong fluctuations, so that more and more an adapted, flexible energy supply is demanded from thermal power plants to compensate for the fluctuations.
  • the ⁇ be indicated, due to an ever-increasing flexibility of the electricity market will require a variable power output of power plants increasingly.
  • turbines of the thermal power plants will be adapted to a current power requirement.
  • Turbine systems are usually optimized for a given Leis ⁇ tung and have limited abilities to fle ⁇ ble adjusting the power.
  • a known method for increasing the power generated by the turbine system provides to throttle valves between a steam generator and a steam turbine in normal operation and to open at a ge ⁇ desired performance increase these valves. By opening the valves, there is an increase in a
  • the turbine plant has a working fluid accumulator connected to the steam generator and a steam mass flow in the steam turbine is increased by a working fluid from the working fluid accumulator is fed into the steam turbine.
  • the invention is based on the consideration that using the working fluid accumulator, the steam mass flow in the steam turbine can be increased without previously valves zwi ⁇ tween the steam generator and the steam turbine must be throttled. As a result, a higher efficiency of the turbine system can be achieved. At a desired performance ⁇ increase of the means of storage can stand as an additional source of steam for the steam turbine.
  • the working fluid accumulator if it is filled with working fluid, is ready for use at any time.
  • the invention is further based on the consideration that the components of the steam generator should have the smallest possible volume in order to keep a thermal inertia of the steam generator low.
  • the working memory means can be any size designed principally insbeson ⁇ particular since the working fluid reservoir can be pelt Tinkop- from the steam generator and thus does not affect the thermal inertia of the turbine system when disconnected.
  • the steam generator could in principle be smaller than previously customary. which has the advantage that the thermal inertia of the steam generator can be reduced. In particular, it is therefore possible to start the turbine system faster than usual.
  • the steam generator may include one or more steam boilers. It makes sense to store the working fluid and the steam generator are two separate elements of the turbine system. That is, the working fluid storage is expediently no part of the steam generator. Furthermore, it makes sense ⁇ full, if the working fluid storage is located outside the steam generator.
  • the steam generator can be arranged in a closed space and the working fluid store can be located outside this room.
  • the working fluid reservoir can be decoupled from the steam generator by means of one or more valves. As a disconnected state, such a state can be understood in which a mass transfer between the steam generator and working fluid storage is prevented.
  • the working medium at least We ⁇ sentlichen water.
  • the aforesaid steam may consequently comprise in particular water vapor.
  • the working fluid may contain additives in addition to water.
  • the working fluid is passed from the Hämit ⁇ telatorium in the steam generator.
  • the working fluid can be heated.
  • the working fluid can be passed from the steam generator in the steam turbine.
  • the working fluid preferably emerges at least substantially in the form of steam from the working fluid accumulator .
  • the whole contained in the working memory beitssch or only a part thereof may be in the steam turbine ge ⁇ passes.
  • a generator is driven by the steam turbine, which generates an electric power.
  • increasing the steam mass flow in the steam turbine increases the electrical power generated by the generator.
  • a condensate or a condensate-steam mixture can be stored.
  • the condensate is expediently condensed steam.
  • a condensate from the steam generator is fed into the working fluid reservoir to fill the working fluid store.
  • the condensate can be passed from a liquid separator of the steam generator into the working fluid reservoir to fill the working fluid reservoir.
  • the condensate from a preheater, also referred to as economizer, or an evaporator of the steam generator can be passed into the working fluid reservoir to fill the working fluid storage.
  • the condensate forms the working fluid.
  • the condensate can be removed from any other element of the turbine system which contains a condensate.
  • the condensate is fed gravitativ and / or with the aid of a pump in the working ⁇ memory.
  • the filling of the working fluid accumulator can basically follow it, while the turbine system is operated at full load or at partial load.
  • the working fluid reservoir is filled ideal manner while the turbine system is operated at a high load, for example at a load corresponding to min ⁇ least 50% of full load to the working medium of brass with a high energy density in the working fluid storage to storage.
  • the working fluid storage can basically from a medium-pressure or a low pressure region of the steam generator be filled.
  • the working fluid accumulator is filled from a high-pressure region of the steam generator.
  • valves between the working fluid accumulator and the steam generator are closed. If an increase in the steam mass flow in the steam turbine is desired by an operator, at least one of the valves between the working fluid accumulator and the steam generator is expediently opened. By opening at least one of these valves, the working fluid from the working fluid storage in the steam generator and subsequently passed into the steam turbine ⁇ the.
  • the condensate, which forms the working ⁇ medium evaporated from the working fluid accumulator before the working fluid is passed from the working fluid reservoir in the steam turbine.
  • all the working fluid contained in the working fluid reservoir can evaporate or only a part thereof.
  • the Ar ⁇ beitsstoff evaporated due to a reduction in pressure in the working fluid accumulator, for example, when a valve between Hämit ⁇ tel Items and steam generator is opened. And the boiling temperature of the working fluid is lowered by the pressure expediently lowered in the working medium reservoir and the Ar ⁇ beitsstoff begins in the working fluid reservoir to vaporize or "boil".
  • the condensate which is introduced into the Ar ⁇ beitsstoffssen a temperature
  • the temperature of the condensate introduced is substantially equal to a saturated steam temperature preferably at the saturated steam temperature or up to 5% below the saturated steam temperature.
  • An advantage of this is that the working medium with a high energy density can be vomit ⁇ chert.
  • the working ⁇ medium is passed from the steam generator at nominal pressure in the working fluid reservoir . Nominal pressure can be understood as the pressure which prevails in that element from which the condensate is removed.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the working fluid is passed from the working fluid storage in the steam turbine at a startup of the steam turbine. Also in this case, the steam mass flow in the steam turbine is increased. In this way, the starting process or the start of operation of the steam turbine can be accelerated.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the working fluid, in particular in the form of a condensate ⁇ sats, from a first element of the steam generator, in which a first pressure prevails, is passed into the working fluid reservoir.
  • the working fluid from the working fluid ⁇ memory can be passed into a second element of the steam generator, in which a second pressure prevails.
  • This second pressure is expediently lower than the first pressure.
  • the first element can be, for example, a liquid separator , an evaporator or a preheater of the steam generator.
  • the second element can be, for example, another liquid separator , a superheater, another evaporator or another preheater of the steam generator.
  • the first element may be arranged, for example, in the high-pressure region of the steam generator.
  • the second element is arranged in the medium-pressure or low-pressure region of the steam generator.
  • Exemplary be ⁇ interprets that the working fluid reservoir may initially be filled with the working fluid from the high pressure area of the steam generator. Subsequently, the work equipment can be discharged to the working fluid accumulator in the medium-pressure range or in the low pressure range of the steam generator. It is also conceivable that the first element is arranged in the middle ⁇ pressure range. In the latter case, the second element is advantageously arranged ⁇ in the low pressure area.
  • an advantageous embodiment of the He ⁇ invention provides that the working medium, in particular in the form of egg nes condensate is introduced from an element of the steam generator via ei ⁇ ne connecting line into the working fluid reservoir, while the turbine system is operated under a first predetermined load.
  • the element is preferably a liquid separator, an evaporator or a preheater of the steam generator.
  • the working fluid is again introduced into the same ele ment ⁇ of the steam generator, while the Turbinenan ⁇ position is operated under a second predetermined load.
  • This is useful if the working fluid is introduced via the ⁇ same connection line in the same element of Dampferzeu ⁇ gers. It is particularly preferable if the working fluid is introduced directly into the same element of Dampferzeu ⁇ gers is.
  • the second load is suitably lower than the first load.
  • the working fluid reservoir was filled with ⁇ play, when full load operation of the turbine system via a connecting line from an element of the high pressure area of the steam generator, the working fluid from the working fluid reservoir can be discharged over DIE same connection line back into the same element of the high pressure area in the partial load operation.
  • the working fluid is directed into the same pressure range of the steam generator, but in another element.
  • the invention has for its object to provide a tur ⁇ binenstrom in which the power generated by the turbine system can be increased efficiently.
  • This turbine plant may be the turbine system used in the above method in particular beschrie ⁇ surrounded. It is useful if the working fluid storage has a thermal insulation. This thermal energy losses of the working fluid in the working fluid reservoir can be redu ⁇ ed.
  • the steam turbine can have a single pressure stage.
  • the steam turbine comprises a plurality of pressure stages, in particular a high-pressure, a medium-pressure and / or a low-pressure stage. As a result, the efficiency of the turbine system, compared to a single-stage steam turbine can be increased.
  • the steam generator comprises a plurality of Druckbe ⁇ rich, in particular a high-pressure, a medium pressure and / or a low pressure area.
  • the working fluid accumulator can be connected to at least one, preferably at least two, of the pressure ranges.
  • the working fluid store is connected in each case via a connecting line with the respective pressure range.
  • the Africanspei is rather connected via a single connecting line with the Dampferzeu ger.
  • the working fluid accumulator is connected via at least two connecting lines to the steam generator. Thereby it is e.g. possible to initiate the Ar beitsstoff in different pressure ranges and / or in un ferent elements of the steam generator.
  • the steam generator is equipped with at least one liquid separator, at least one preheater and / or at least one superheater.
  • the working medium reservoir is preferably connected in each case via a kauslei ⁇ tion with the liquid separator, the preheater and / or a superheater.
  • each of the pressure ranges of the steam generator may include a superheater, an evaporator and / or a preheater.
  • each connecting line between the working fluid reservoir and the steam generator comprises a valve.
  • the working fluid accumulator can be disconnected from the steam generator.
  • the thermal inertia of the turbine system can be kept low.
  • the working fluid storage is expediently connected to an element of the steam generator, which contains a liquid ⁇ speed or a condensate.
  • the Ar beitsstoff be filled with working fluid in the form of condensate.
  • the turbine system comprises a gas turbine.
  • the turbine installation can thus be in particular a gas-and-steam Acting turbine plant.
  • the gas turbine is expediently exhaust-side, ie via an exhaust pipe, connected to the Dampferzeu ⁇ ger.
  • an exhaust gas produced during the combustion of a fuel to drive the gas turbine is passed through the steam generator and provides thermal energy for evaporating the condensate.
  • the turbine system may be a component of a Koh ⁇ lekraftwerks or a solar thermal energy system.
  • FIG. 1 shows a turbine plant with a steam generator, which comprises a plurality of liquid separators, and with egg ⁇ nem working fluid accumulator, which is connected to the liquid separators;
  • FIG. 2 shows a turbine system with a steam generator, which comprises a plurality of preheaters and a plurality of superheaters, and with a working fluid accumulator, which is connected to one of the preheater and one of the superheater.
  • Turbine plant 2 comprises a gas turbine 4, a steam generator 6 and a separate working fluid reservoir 8 connected to a steam generator 6 for storing a working fluid.
  • the gas turbine 4 is connected via an exhaust pipe 10 to the steam generator 6.
  • the turbine system 2 comprises a steam turbine 12 ⁇ which stage a high-pressure stage 14, an intermediate-16 and comprises a low pressure stage 18th
  • the steam generator 6 comprises a high-pressure region 20, a medium-pressure region 22 and a low-pressure region 24.
  • Each of the pressure regions 20, 22, 24 is provided with a superheater 26, 28, 30, a liquid separator 32, 34, 36, an evaporator 38, 40, 42 and a preheater 44, 46, 48 equipped.
  • the high pressure area 20 additionally includes a reheater 50.
  • an exhaust outlet 52 which is out ⁇ leads as a fireplace.
  • the working fluid accumulator 8 is connected via a connecting line 54 to the liquid separator 32 of the high-pressure region 20.
  • the working fluid accumulator 8 is connected via a connecting line 58 to the liquid separator 34 of the medium-pressure region 22.
  • the working fluid accumulator 8 is connected via a connecting line 62 to the liquid separator 36 of the low-pressure region 24.
  • each of the connecting lines 54, 58, 62 each have a valve 56, 60, 64.
  • the gas turbine 4 is connected to a combustion chamber 66, which has a fuel feed 68.
  • a fuel in the combustion chamber 66 is combusted ⁇ and hot, pressurized exhaust gases are supplied to the gas turbine 4 and expanded there with the performance of mechanical work.
  • the still about 500 to 700 ° C hot exhaust gases are then fed through the exhaust pipe 10 to the steam generator 6. Further, the exhaust gases flow through the steam generator 6 until they finally reach the environment through the exhaust gas outlet 52.
  • the exhaust gases supply their heat to the superheater 26, the reheater 50, the evaporator 38 and the preheater 44 of the high-pressure region 20.
  • the exhaust gases supply their heat to the superheater 28, the evaporator 40 and the preheater 46 of the medium pressure region 22. Furthermore, the exhaust gases carry their heat to the superheater 30, the evaporator 42 and the preheater 48, also called condensate preheater, of the low-pressure region 24.
  • a working medium is in the steam generator 6, in particular in the evaporator 38 of the high-pressure region 20, evaporated.
  • the working fluid in the present example in Wesentli ⁇ chen of water.
  • the working fluid contains additives.
  • the resulting ⁇ ne steam is heated and ansch manend by a Ablei ⁇ tion 70 in the high-pressure stage 14 of the steam turbine 12 passes. Subsequently, in the high-pressure stage 14 of the
  • Steam turbine 12 partially relaxed hot steam the intermediate ⁇ superheater 50 of the high-pressure region 20 in the steam generator 6 supplied.
  • the steam is reheated and passed through a further discharge line 72 in the intermediate pressure stage 16 of the steam turbine 12 and there relaxed while performing mechanical shear ⁇ work.
  • the partially relaxed in the intermediate pressure stage 16 of the steam turbine 12 steam is via a (turbine) internal supply line of the low pressure stage 18 of
  • the steam turbine 12 is connected to a generator 78 via a shaft 74, which has a coupling 76.
  • the gas turbine 4 is rigidly connected to the shaft 74 via the shaft 74
  • the steam turbine 12 and the Gasturbi ⁇ ne 4 drive with coupled coupling 76 via the shaft 74 to the generator 78, which generates electrical energy.
  • the turbine system 2 could also be designed as a multi-shaft system, ie the gas turbine 4 and the
  • Steam turbine 12 may each be connected via its own shaft, each with a generator.
  • the expanded steam is condensed out in a condenser 80 connected downstream of the steam turbine 12.
  • a part as in ⁇ resulting condensate is fed via a condensate pump 82, the low pressure region 24 of the steam generator 6 of the.
  • Another part of the condensate is via one of the condensate pump 82 downstream feed pump 84 to the medium-pressure region 22 and the high-pressure region 20 of the steam generator 6 is supplied.
  • the condensate introduced into the low-pressure region 24 of the steam generator 6 is reheated. In this case, the condensate evaporates and the resulting vapor is further heated. About a derivative 86 of the steam is passed into the low-pressure stage 18 of the steam turbine 12. The ⁇ be introduced into the medium-pressure section 22 of the steam generator condensate 6 is also heated again. Here ver ⁇ evaporated, the condensate and the resulting steam is further heated. Via a connecting line 88, the steam is passed into the reheater 50 in the high-pressure region 20, where the steam is further heated. Via a discharge line 72, the steam is conducted into the medium-pressure stage 16 and from there into the low-pressure stage 18 of the steam turbine 12.
  • Condensate also and the resulting vapor is further ⁇ he heated.
  • the steam passes via the corresponding discharge line 70 into the steam turbine 12.
  • the steam is used to perform mechanical work and the process described above is repeated in a cycle.
  • the civil system 2 under a high load, in particular ⁇ sondere is operated under full load
  • the civil fluid is a condensate from the steam generator. 6
  • the condensate is removed from the high-pressure region 20 of the steam generator 6.
  • the condensate is gravitationally guided from the liquid separator 32 of the high-pressure region 20 in the working fluid reservoir 8.
  • the condensate is removed from the liquid separator 32 at approximately saturated steam temperature.
  • valves 60, 64 of the connecting lines 58, 62 are of the working medium storage rather 8 closed to the medium-pressure region 22 and to the low-pressure region 24.
  • valve 60 of the connecting line 58 is first opened by the working fluid accumulator 8 into the central pressure region 22 of the steam generator 6. In the middle ⁇ pressure range 22 there is a lower pressure than in the working fluid accumulator 8. Therefore, the boiling temperature of the condensate in the working fluid reservoir 8 is lowered by opening the réellege ⁇ called valve 56. Consequently, the work of cooking medium from the working medium reservoir 8 and thereby ent ⁇ avowed, additional steam is Gelei tet ⁇ in the diesstechniksabschei ⁇ of 34 of the medium-pressure section 22 of the steam generator. 6 Any drops of steam entrained in the steam are in
  • Liquid separator 34 separated.
  • the additional steam is heated in the superheater 28 of the medium-pressure region and in the reheater 50 of the high-pressure region 20 and then passed into the medium-pressure stage 16 of the Dampftur ⁇ bine 12.
  • a steam mass flow in the medium-pressure stage 16 and consequently also in the low-pressure stage 18 of the steam turbine 12 is increased. In this way, the electric power generated by Gene ⁇ rator 78 increases.
  • the additional steam is heated in the superheater 30 of the low pressure region 24 and passed into the low pressure stage 18 of the steam turbine 12.
  • the steam mass flow in the low-pressure stage 18 of the steam turbine 12 is increased.
  • the electric power generated by the generator 78 is increased.
  • the valve 56 of the Ver ⁇ connection line 54 is opened by the working medium reservoir 8 for liquid separator 32 the high pressure area twentieth
  • the valves 60, 64 of the connecting lines 58, 62 from the working medium memory 8 to the medium-pressure region 22 or to the low-pressure region 24 are kept closed.
  • partial load operation prevails in the high pressure region 20 of the steam generator 6, a lower pressure than in full load operation and thus a lower pressure than in the working fluid storage 8.
  • the additional steam generated in this way is passed into the liquid separator 32 of the high-pressure region 20 of the steam generator 6. Subsequently, the additional steam is directed into the superheater 26 of the high pressure section 20 where it is heated. From the latter, the additional steam is passed into the high-pressure stage 14 of the steam turbine 12, whereby the steam mass flow in the high-pressure stage 14 of the steam turbine 12 is increased. Since the steam is passed from the high-pressure stage 14 in the manner described above in the intermediate-pressure stage 16 and Nie ⁇ derdruckch 18 of the steam turbine 12, is also increased in the two latter pressure stages 16, 18 of the steam mass flow. In this way, the electric power generated by Genera ⁇ tor 78 is increased.
  • the valve 56 of the dung Verbin ⁇ line 54 between the working medium reservoir 8 and high-pressure area 20 is closed.
  • the working fluid is introduced from the working fluid accumulator 8 into the medium-pressure region 22 until the pressure in the working fluid accumulator 8 has adapted to the pressure in the medium-pressure region 22.
  • the valve 60 of the connecting line 58 between the working fluid reservoir 8 and the medium-pressure region 22 is closed.
  • the working fluid is introduced from the working fluid accumulator 8 into the low-pressure region 24.
  • the working fluid which was filled in a vorrausgangs operation of the steam turbine 12 in the working fluid reservoir 8, are passed from the working fluid ⁇ memory 8 in the steam turbine to the starting process to accelerate the steam turbine 12.
  • the working fluid is conducted into the steam generator 6 and thereby causes an increase in the steam mass flow in the steam turbine 12.
  • 2 schematically shows another turbine system 2, likewise designed as a gas-and-steam turbine, with a working storage 8. The following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 with respect to features which remain the same and functions. Essentially identical elements are generally designated by the same reference numerals, and features not mentioned are taken over into the following exemplary embodiment without being described again.
  • the Ar ⁇ beitsstoffurs 8 in the present example is not provided with the liquid separators 32, 34, 36 of the steam generator 6 connected comparable.
  • the working fluid reservoir 8 is connected via a connecting line 90, which has a valve 92, to the preheater 38 and the evaporator 42 of the high-pressure region 20, wherein the connecting line 90 on the inlet side of the evaporator 38 and the output side of the preheater 44 to the steam generator 6 is connected.
  • the working fluid accumulator 8 is also connected via the connecting line 94, which has a valve 96, to the superheater 28 of the medium-pressure region 22.
  • the Africanspei ⁇ cher 8 is filled with condensate from the steam generator. 6
  • the valve 92 of the connecting line 90 between the working fluid accumulator 8 and the high-pressure region 20 of the steam generator 6 is opened.
  • the valve 96 of the connecting pipe 94 Zvi ⁇ rule the working medium reservoir 8 and the superheater 28 of the medium-pressure section 22 of the steam generator 6 remains CLOSED ⁇ sen. After filling the working fluid accumulator 8, the two latter valves 92, 96 are closed.
  • the valve 96 of the Wegslei ⁇ tung 94 between the working medium reservoir 8 and the medium is pressure range 22 opened.
  • opening the valve 96 of the kauslei ⁇ tung 94 between the working medium reservoir 8 and intermediate-pressure region 22 prevails, the working medium starts to boil.
  • the resulting vapor is passed into the superheater 28 of the medium pressure stage 22 and heated there. Any entrained drops are evaporated.
  • the additional steam passes through the reheater 50 of the high-pressure region via an outlet 72 into the medium-pressure stage 16 of the steam turbine 12
  • the turbine system 2 If the turbine system 2 is operated under partial load, it is possible to increase the electrical power generated by the turbine system 2, to introduce the working fluid from the working fluid accumulator 8 in the high-pressure region 20 of the steam generator 6.
  • the valve 92 of the connecting line 90 between the working fluid accumulator 8 and the high-pressure region 20 is opened.
  • partial load operation there is a lower pressure in the high pressure region 20 than in full load operation, so that the working fluid evaporates from the working fluid reservoir 8.
  • the additional vapor passes through the evaporator 38 of the high-pressure region 20 into the superheater 26 of the high-pressure region 20, where it is heated.
  • the additional steam is passed into the steam turbine 12.
  • generator 78 generates more electrical power.
  • the connecting line 94 between the working fluid accumulator 8 and the medium-pressure region 22 may alternatively be connected to the evaporator 40 of the medium-pressure region 22. Furthermore, it is possible for the working fluid accumulator 8 to be connected to the low-pressure region 24 of the steam generator 6, in particular to the superheater 30 or the evaporator 42 of the low-pressure region 24, instead of the medium-pressure region 22.
  • the operation of the turbine system 2 would be analogous to the above-described operation in such a case.

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Abstract

The invention relates to a method for operating a turbine plant (2) having a boiler (6) and a steam turbine (12), wherein steam is produced in the boiler (6) and is conveyed into the steam turbine (12), and the steam turbine (12) is driven by the steam. In order to efficiently increase the power generated by the turbine plant (2), it is proposed that the turbine plant (2) has a working medium reservoir (8) connected to the boiler (6), and a steam mass flow in the steam turbine (12) is increased by working medium being conveyed from the working medium reservoir (8) into the steam turbine (12).

Description

Beschreibung description
Turbinenanlage und Verfahren zum Betreiben einer Turbinenanlage Turbine plant and method for operating a turbine plant
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Turbinenanlage mit einem Dampferzeuger und einer Dampfturbine, bei dem im Dampferzeuger Dampf erzeugt wird, welcher in die Dampfturbine geleitet wird, und die Dampfturbine durch den Dampf angetrieben wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Turbinenanlage mit einer Dampfturbine und einem mit der The invention relates to a method for operating a turbine system with a steam generator and a steam turbine, in which steam is generated in the steam generator, which is passed into the steam turbine, and the steam turbine is driven by the steam. In addition, the invention relates to a turbine plant with a steam turbine and one with the
Dampfturbine verbundenen Dampferzeuger, welcher dazu eingerichtet ist, Dampf zum Antreiben der Dampfturbine zu erzeu¬ gen . Steam turbine connected to the steam generator, which is adapted to steam for driving the steam turbine to erzeu ¬ gen.
Durch einen steigenden Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung ändert sich der Strommarkt zunehmend. Besonders die Stromerzeugung aus Sonnenenergie und/oder Windenergie unterliegt starken Schwankungen, sodass von Wärmekraft- werken zur Kompensation der Schwankungen immer mehr eine an- gepasste, flexible Energieeinspeisung verlangt wird. Das be¬ deutet, bedingt durch eine immer höher werdende Flexibilität des Strommarktes wird in immer stärkerem Maße eine variable Leistungsabgabe von Kraftwerken verlangt. Hierfür werden Tur- binenanlagen der Wärmekraftwerke einem momentanen Leistungsbedarf nachgefahren. In diesem Zusammenhang ist beim Betreiben einer Turbinenanlage oftmals eine schnelle Steigerung der von der Turbinenanlage erzeugten Leistung gewünscht. Turbinenanlagen sind üblicherweise auf eine vorgegebene Leis¬ tung optimiert und haben nur beschränkte Fähigkeiten zum fle¬ xiblen Anpassen der Leistung. Ein bekanntes Verfahren zur Steigerung der von der Turbinenanlage erzeugten Leistung sieht vor, Ventile zwischen einem Dampferzeuger und einer Dampfturbine im Normalbetrieb zu drosseln und bei einer ge¬ wünschten Leistungssteigerung diese Ventile zu öffnen. Durch das Öffnen der Ventile kommt es zu einer Erhöhung eines The electricity market is increasingly changing due to an increasing share of renewable energies in power generation. Especially the generation of electricity from solar energy and / or wind energy is subject to strong fluctuations, so that more and more an adapted, flexible energy supply is demanded from thermal power plants to compensate for the fluctuations. The ¬ be indicated, due to an ever-increasing flexibility of the electricity market will require a variable power output of power plants increasingly. For this purpose turbines of the thermal power plants will be adapted to a current power requirement. In this context, when operating a turbine system often a rapid increase in the power generated by the turbine system is desired. Turbine systems are usually optimized for a given Leis ¬ tung and have limited abilities to fle ¬ ble adjusting the power. A known method for increasing the power generated by the turbine system provides to throttle valves between a steam generator and a steam turbine in normal operation and to open at a ge ¬ desired performance increase these valves. By opening the valves, there is an increase in a
Dampfmassenstroms in der Dampfturbine, sodass die von der Turbinenanlage erzeugte Leistung gesteigert wird. Jedoch wirkt es sich negativ auf den Wirkungsgrad der Turbinenanlage aus, wenn die Turbinenanlage mit gedrosselten Ventilen be¬ trieben wird. Steam mass flow in the steam turbine, so that of the Turbine power is increased. However, it has a negative effect on the efficiency of the turbine engine of when the turbine plant with throttled valves be ¬ exaggeration is.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Turbinenanlage anzugeben, mit dem eine von der Turbinenanlage erzeugte Leistung effizient gesteigert werden kann. It is an object of the present invention to provide a method for operating a turbine plant, with which a power generated by the turbine plant can be increased efficiently.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß die Turbinenanlage einen mit dem Dampferzeuger verbundenen Arbeitsmittelspeicher aufweist und ein Dampfmassenstrom in der Dampfturbine erhöht wird, indem ein Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher in die Dampfturbine geleitet wird. This object is achieved by a method of the type mentioned, in which according to the invention the turbine plant has a working fluid accumulator connected to the steam generator and a steam mass flow in the steam turbine is increased by a working fluid from the working fluid accumulator is fed into the steam turbine.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass unter Verwendung des Arbeitsmittelspeichers der Dampfmassenstrom in der Dampfturbine erhöht werden kann, ohne dass zuvor Ventile zwi¬ schen dem Dampferzeuger und der Dampfturbine gedrosselt werden müssen. Dadurch kann ein höherer Wirkungsgrad der Turbinenanlage erreicht werden. Bei einer gewünschten Leistungs¬ steigerung kann der Arbeitsmittelspeicher als zusätzliche Dampfquelle für die Dampfturbine zur Verfügung stehen. Außer¬ dem ist der Arbeitsmittelspeicher, sofern er mit Arbeitsmittel befüllt ist, jederzeit einsatzbereit. The invention is based on the consideration that using the working fluid accumulator, the steam mass flow in the steam turbine can be increased without previously valves zwi ¬ tween the steam generator and the steam turbine must be throttled. As a result, a higher efficiency of the turbine system can be achieved. At a desired performance ¬ increase of the means of storage can stand as an additional source of steam for the steam turbine. In addition to this, the working fluid accumulator , if it is filled with working fluid, is ready for use at any time.
Die Erfindung geht weiterhin von der Überlegung aus, dass die Komponenten des Dampferzeugers ein möglichst kleines Volumen aufweisen sollten, um eine thermische Trägheit des Dampferzeugers gering zu halten. Der Arbeitsmittelspeicher dagegen kann prinzipiell beliebig groß ausgestaltet werden, insbeson¬ dere da der Arbeitsmittelspeicher vom Dampferzeuger abgekop- pelt werden kann und somit im abgekoppelten Zustand die thermische Trägheit der Turbinenanlage nicht beeinflusst. Durch die Verwendung des Arbeitsmittelspeichers könnte man den Dampferzeuger prinzipiell kleiner als bisher üblich ausge- stalten, was den Vorteil hat, dass die thermische Trägheit des Dampferzeugers verringert werden kann. Insbesondere ist es daher möglich, die Turbinenanlage schneller als bisher üblich anzufahren. The invention is further based on the consideration that the components of the steam generator should have the smallest possible volume in order to keep a thermal inertia of the steam generator low. The working memory means, however, can be any size designed principally insbeson ¬ particular since the working fluid reservoir can be pelt abgekop- from the steam generator and thus does not affect the thermal inertia of the turbine system when disconnected. By using the working fluid accumulator, the steam generator could in principle be smaller than previously customary. which has the advantage that the thermal inertia of the steam generator can be reduced. In particular, it is therefore possible to start the turbine system faster than usual.
Der Dampferzeuger kann einen oder auch mehrere Dampfkessel umfassen. Sinnvollerweise sind der Arbeitsmittelspeicher und der Dampferzeuger zwei separate Elemente der Turbinenanlage. Das heißt, der Arbeitsmittelspeicher ist zweckmäßigerweise kein Bestandteil des Dampferzeugers. Weiterhin ist es sinn¬ voller, wenn der Arbeitsmittelspeicher außerhalb des Dampferzeugers angeordnet ist. Beispielsweise kann der Dampferzeuger in einem abgeschlossenen Raum angeordnet sein und der Arbeitsmittelspeicher kann sich außerhalb dieses Raumes befin- den. Vorzugsweise ist der Arbeitsmittelspeicher mithilfe ei¬ nes oder mehrerer Ventile vom Dampferzeuger abkoppelbar. Als abgekoppelter Zustand kann ein solcher Zustand aufgefasst werden, bei dem ein Stoffaustausch zwischen Dampferzeuger und Arbeitsmittelspeicher verhindert wird. The steam generator may include one or more steam boilers. It makes sense to store the working fluid and the steam generator are two separate elements of the turbine system. That is, the working fluid storage is expediently no part of the steam generator. Furthermore, it makes sense ¬ full, if the working fluid storage is located outside the steam generator. For example, the steam generator can be arranged in a closed space and the working fluid store can be located outside this room. Preferably, the working fluid reservoir can be decoupled from the steam generator by means of one or more valves. As a disconnected state, such a state can be understood in which a mass transfer between the steam generator and working fluid storage is prevented.
Zweckmäßigerweise besteht das Arbeitsmittel zumindest im We¬ sentlichen aus Wasser. Der zuvor erwähnte Dampf kann folglich insbesondere Wasserdampf umfassen. Weiter kann das Arbeitsmittel neben Wasser auch Zusatzstoffe enthalten. Appropriately, the working medium at least We ¬ sentlichen water. The aforesaid steam may consequently comprise in particular water vapor. Next, the working fluid may contain additives in addition to water.
Vorteilhafterweise wird das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmit¬ telspeicher in den Dampferzeuger geleitet. Im Dampferzeuger, insbesondere in einem Überhitzer des Dampferzeugers, kann das Arbeitsmittel erhitzt werden. Ferner kann das Arbeitsmittel aus dem Dampferzeuger in die Dampfturbine geleitet werden. Advantageously, the working fluid is passed from the Arbeitsmit ¬ telspeicher in the steam generator. In the steam generator, especially in a superheater of the steam generator, the working fluid can be heated. Furthermore, the working fluid can be passed from the steam generator in the steam turbine.
Das Arbeitsmittel tritt vorzugsweise zumindest im Wesentli¬ chen in Form von Dampf aus dem Arbeitsmittelspeicher aus. Außerdem kann das gesamte in dem Arbeitsspeicher enthaltene Ar- beitsmittel oder nur ein Teil davon in die Dampfturbine ge¬ leitet werden. Zweckmäßigerweise wird durch die Dampfturbine ein Generator angetrieben, welcher eine elektrische Leistung erzeugt. Vorzugsweise wird durch die Erhöhung des Dampfmassenstroms in der Dampfturbine die vom Generator erzeugte elektrische Leis- tung erhöht. The working fluid preferably emerges at least substantially in the form of steam from the working fluid accumulator . In addition, the whole contained in the working memory beitsmittel or only a part thereof may be in the steam turbine ge ¬ passes. Conveniently, a generator is driven by the steam turbine, which generates an electric power. Preferably, increasing the steam mass flow in the steam turbine increases the electrical power generated by the generator.
Im Arbeitsmittelspeicher kann ein Kondensat oder ein Kondensat-Dampf-Gemisch gespeichert werden. Bei dem Kondensat handelt es sich sinnvollerweise um auskondensierten Dampf. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird zum Auffüllen des Arbeitsmittelspeichers ein Kondensat aus dem Dampferzeuger in den Arbeitsmittelspeicher geleitet. Insbesondere kann zum Auffüllen des Arbeitsmittelspeichers das Kondensat aus einem Flüssigkeitsabscheider des Dampferzeugers in den Arbeitsmittelspeicher geleitet werden. Alternativ kann zum Auffüllen des Arbeitsmittelspeichers das Kondensat aus einem Vorwärmer, auch als Economiser bezeichnet, oder einem Verdampfer des Dampferzeugers in den Arbeitsmittelspeicher geleitet werden. Zweckmäßigerweise bildet das Kondensat das Arbeitsmittel aus. Prinzipiell kann das Kondensat aus einem beliebigen anderen Element der Turbinenanlage, welches ein Kondensat enthält, abgeführt werden. In the working fluid accumulator, a condensate or a condensate-steam mixture can be stored. The condensate is expediently condensed steam. In an advantageous embodiment of the invention, a condensate from the steam generator is fed into the working fluid reservoir to fill the working fluid store. In particular, the condensate can be passed from a liquid separator of the steam generator into the working fluid reservoir to fill the working fluid reservoir. Alternatively, the condensate from a preheater, also referred to as economizer, or an evaporator of the steam generator can be passed into the working fluid reservoir to fill the working fluid storage. Conveniently, the condensate forms the working fluid. In principle, the condensate can be removed from any other element of the turbine system which contains a condensate.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Kondensat gravitativ und/oder unter Zuhilfenahme einer Pumpe in den Arbeitsmittel¬ speicher geleitet wird. Further, it is advantageous if the condensate is fed gravitativ and / or with the aid of a pump in the working ¬ memory.
Das Füllen des Arbeitsmittelspeichers kann grundsätzlich er¬ folgen, während die Turbinenanlage bei Volllast oder bei Teillast betrieben wird. Der Arbeitsmittelspeicher wird idealer Weise gefüllt, während die Turbinenanlage bei einer hohen Last betrieben wird, beispielsweise bei einer Last, die min¬ destens 50% der Volllast entspricht, um das Arbeitsmittel mit einer hohen Energiedichte im Arbeitsmittelspeicher zu spei- ehern. The filling of the working fluid accumulator can basically follow it, while the turbine system is operated at full load or at partial load. The working fluid reservoir is filled ideal manner while the turbine system is operated at a high load, for example at a load corresponding to min ¬ least 50% of full load to the working medium of brass with a high energy density in the working fluid storage to storage.
Der Arbeitsmittelspeicher kann grundsätzlich aus einem Mitteldruck- oder einem Niederdruckbereich des Dampferzeugers gefüllt werden. Vorteilhafterweise wird der Arbeitsmittel- Speicher aus einem Hochdruckbereich des Dampferzeugers gefüllt. Denn aufgrund eines höheren Druckes im Hochdruckbe¬ reich kann das Arbeitsmittel mit einer höheren Energiedichte im Arbeitsmittelspeicher gespeichert werden als beim Befüllen des Arbeitsmittelspeichers aus dem Mitteldruck- oder dem Nie¬ derdruckbereich . The working fluid storage can basically from a medium-pressure or a low pressure region of the steam generator be filled. Advantageously, the working fluid accumulator is filled from a high-pressure region of the steam generator. Because due to a higher pressure in the working medium Hochdruckbe can ¬ rich are stored with a higher energy density in the working memory means derdruckbereich the Never ¬ as when filling the working fluid accumulator from the medium-or.
Zweckmäßigerweise werden nach dem Füllen des Arbeitsmittel- Speichers, insbesondere auf einen vorgegebenen Druck, alle Ventile zwischen dem Arbeitsmittelspeicher und dem Dampferzeuger geschlossen. Wenn seitens eines Anlagenbetreibers eine Erhöhung des Dampfmassenstroms in der Dampfturbine gewünscht ist, wird zweckmäßigerweise mindestens eins der Ventile zwi- sehen dem Arbeitsmittelspeicher und dem Dampferzeuger geöffnet. Durch das Öffnen von mindestens eines dieser Ventile kann das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher in den Dampferzeuger und folgend in die Dampfturbine geleitet wer¬ den . Conveniently, after filling the working fluid accumulator, in particular to a predetermined pressure, all valves between the working fluid accumulator and the steam generator are closed. If an increase in the steam mass flow in the steam turbine is desired by an operator, at least one of the valves between the working fluid accumulator and the steam generator is expediently opened. By opening at least one of these valves, the working fluid from the working fluid storage in the steam generator and subsequently passed into the steam turbine ¬ the.
Es ist vorteilhaft, wenn das Kondensat, welches das Arbeits¬ mittel ausbildet, aus dem Arbeitsmittelspeicher verdampft, bevor das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher in die Dampfturbine geleitet wird. Insbesondere kann das gesamte im Arbeitsmittelspeicher enthaltene Arbeitsmittel verdampfen oder nur ein Teil davon. Zweckmäßigerweise verdampft das Ar¬ beitsmittel aufgrund einer Druckabsenkung im Arbeitsmittel- Speicher, beispielsweise wenn ein Ventil zwischen Arbeitsmit¬ telspeicher und Dampferzeuger geöffnet wird. Durch die Druck- absenkung wird zweckmäßigerweise auch die Siedetemperatur des Arbeitsmittels im Arbeitsmittelspeicher abgesenkt und das Ar¬ beitsmittel beginnt im Arbeitsmittelspeicher zu verdampfen bzw. „auszukochen". Es wird bevorzugt, wenn das Kondensat, welches in den Ar¬ beitsmittelspeicher eingeleitet wird, eine Temperatur aufweist, welche im Wesentlichen einer Sattdampftemperatur entspricht. Die Temperatur des eingeleiteten Kondensats liegt vorzugsweise bei der Sattdampftemperatur oder bis zu 5% unterhalb der Sattdampftemperatur . Ein Vorteil hiervon ist, dass das Arbeitsmittel mit einer hohen Energiedichte gespei¬ chert werden kann. Ferner ist es sinnvoll, wenn das Arbeits¬ mittel aus dem Dampferzeuger bei Nenndruck in den Arbeitsmittelspeicher geleitet wird. Unter Nenndruck kann derjenige Druck verstanden werden, der in demjenigen Element herrscht, aus welchem das Kondensat abgeführt wird. Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Arbeitsmittel bei einem Anfahrvorgang der Dampfturbine aus dem Arbeitsmittelspeicher in die Dampfturbine geleitet wird. Auch in diesem Fall wird der Dampfmassenstrom in der Dampfturbine erhöht. Auf diese Weise kann der Anfahrvorgang bzw. der Betriebsstart der Dampfturbine beschleunigt werden. It is advantageous if the condensate, which forms the working ¬ medium, evaporated from the working fluid accumulator before the working fluid is passed from the working fluid reservoir in the steam turbine. In particular, all the working fluid contained in the working fluid reservoir can evaporate or only a part thereof. Advantageously, the Ar ¬ beitsmittel evaporated due to a reduction in pressure in the working fluid accumulator, for example, when a valve between Arbeitsmit ¬ telspeicher and steam generator is opened. And the boiling temperature of the working fluid is lowered by the pressure expediently lowered in the working medium reservoir and the Ar ¬ beitsmittel begins in the working fluid reservoir to vaporize or "boil". It is preferred if the condensate which is introduced into the Ar ¬ beitsmittelspeicher, a temperature The temperature of the condensate introduced is substantially equal to a saturated steam temperature preferably at the saturated steam temperature or up to 5% below the saturated steam temperature. An advantage of this is that the working medium with a high energy density can be vomit ¬ chert. Furthermore, it makes sense if the working ¬ medium is passed from the steam generator at nominal pressure in the working fluid reservoir . Nominal pressure can be understood as the pressure which prevails in that element from which the condensate is removed. An advantageous embodiment of the invention provides that the working fluid is passed from the working fluid storage in the steam turbine at a startup of the steam turbine. Also in this case, the steam mass flow in the steam turbine is increased. In this way, the starting process or the start of operation of the steam turbine can be accelerated.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Arbeitsmittel, insbesondere in Form eines Konden¬ sats, aus einem ersten Element des Dampferzeugers, in welchem ein erster Druck vorherrscht, in den Arbeitsmittelspeicher geleitet wird. Zur Erhöhung des Dampfmassenstroms in der Dampfturbine kann das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittel¬ speicher in ein zweites Element des Dampferzeugers geleitet werden, in welchem ein zweiter Druck vorherrscht. Dieser zweite Druck ist zweckmäßigerweise niedriger als der erste Druck. Das erste Element kann z.B. ein Flüssigkeitsabschei¬ der, ein Verdampfer oder ein Vorwärmer des Dampferzeugers sein. Das zweite Element kann z.B. ein anderer Flüssigkeits¬ abscheider, ein Überhitzer, ein anderer Verdampfer oder ein anderer Vorwärmer des Dampferzeugers sein. A further advantageous embodiment of the invention provides that the working fluid, in particular in the form of a condensate ¬ sats, from a first element of the steam generator, in which a first pressure prevails, is passed into the working fluid reservoir. To increase the steam mass flow in the steam turbine, the working fluid from the working fluid ¬ memory can be passed into a second element of the steam generator, in which a second pressure prevails. This second pressure is expediently lower than the first pressure. The first element can be, for example, a liquid separator , an evaporator or a preheater of the steam generator. The second element can be, for example, another liquid separator , a superheater, another evaporator or another preheater of the steam generator.
Das erste Element kann z.B. im Hochdruckbereich des Dampferzeugers angeordnet sein. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn das zweite Element im Mitteldruck- oder im Niederdruckbereich des Dampferzeugers angeordnet ist. Beispielhaft be¬ deutet das, dass zunächst der Arbeitsmittelspeicher mit dem Arbeitsmittel aus dem Hochdruckbereich des Dampferzeugers befüllt werden kann. Anschließend kann das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher in den Mitteldruckbereich oder in den Niederdruckbereich des Dampferzeugers entlassen werden. Es ist auch denkbar, dass das erste Element in dem Mittel¬ druckbereich angeordnet ist. Im letztgenannten Fall ist das zweite Element vorteilhafterweise im Niederdruckbereich ange¬ ordnet . The first element may be arranged, for example, in the high-pressure region of the steam generator. In this case, it is expedient if the second element is arranged in the medium-pressure or low-pressure region of the steam generator. Exemplary be ¬ interprets that the working fluid reservoir may initially be filled with the working fluid from the high pressure area of the steam generator. Subsequently, the work equipment can be discharged to the working fluid accumulator in the medium-pressure range or in the low pressure range of the steam generator. It is also conceivable that the first element is arranged in the middle ¬ pressure range. In the latter case, the second element is advantageously arranged ¬ in the low pressure area.
Weiterhin sieht eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Er¬ findung vor, dass das Arbeitsmittel, insbesondere in Form ei- nes Kondensats, aus einem Element des Dampferzeugers über ei¬ ne Verbindungsleitung in den Arbeitsmittelspeicher eingeleitet wird, während die Turbinenanlage unter einer vorgegebenen ersten Last betrieben wird. Das Element ist vorzugsweise ein Flüssigkeitsabscheider, ein Verdampfer oder ein Vorwärmer des Dampferzeugers. Furthermore, an advantageous embodiment of the He ¬ invention provides that the working medium, in particular in the form of egg nes condensate is introduced from an element of the steam generator via ei ¬ ne connecting line into the working fluid reservoir, while the turbine system is operated under a first predetermined load. The element is preferably a liquid separator, an evaporator or a preheater of the steam generator.
Vorzugsweise wird das Arbeitsmittel wieder in dasselbe Ele¬ ment des Dampferzeugers eingeleitet, während die Turbinenan¬ lage unter einer zweiten vorgegebenen Last betrieben wird. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn das Arbeitsmittel über die¬ selbe Verbindungsleitung in dasselbe Element des Dampferzeu¬ gers eingeleitet wird. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Arbeitsmittel unmittelbar in dasselbe Element des Dampferzeu¬ gers eingeleitet wird. Die zweite Last ist zweckmäßig niedri- ger als die erste Last. Wurde der Arbeitsmittelspeicher bei¬ spielsweise beim Volllastbetrieb der Turbinenanlage über eine Verbindungsleitung aus einem Element des Hochdruckbereichs des Dampferzeugers gefüllt, kann das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher beim Teillastbetrieb wieder über die- selbe Verbindungsleitung zurück in dasselbe Element des Hochdruckbereichs entlassen werden. Preferably the working fluid is again introduced into the same ele ment ¬ of the steam generator, while the Turbinenan ¬ position is operated under a second predetermined load. This is useful if the working fluid is introduced via the ¬ same connection line in the same element of Dampferzeu ¬ gers. It is particularly preferable if the working fluid is introduced directly into the same element of Dampferzeu ¬ gers is. The second load is suitably lower than the first load. The working fluid reservoir was filled with ¬ play, when full load operation of the turbine system via a connecting line from an element of the high pressure area of the steam generator, the working fluid from the working fluid reservoir can be discharged over DIE same connection line back into the same element of the high pressure area in the partial load operation.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Arbeitsmittel in denselben Druckbereich des Dampferzeugers geleitet wird, je- doch in ein anderes Element. Es ist jedoch vorteilhaft, dasIn principle, it is also possible that the working fluid is directed into the same pressure range of the steam generator, but in another element. However, it is beneficial that
Arbeitsmittel eingangsseitig eines Überhitzers des jeweiligen Druckbereichs einzuleiten, sodass das Arbeitsmittel im Über¬ hitzer erhitzt werden kann. Prinzipiell könnte das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittel¬ speicher auch direkt in die Dampfturbine eingeleitet werden. Dies hätte jedoch den Nachteil, dass der Dampf dann als Satt- dampf in die Turbine eingeführt würde. Ein solcher Dampf kann zu Korrosion und Materialbeanspruchung in der Dampfturbine führen. Durch die geringere Temperatur des Sattdampfes (auf¬ grund der fehlenden Aufheizung im Dampferzeuger) kann zudem das Material der Dampfturbine thermisch stark beansprucht werden. Entering means on the input side of a superheater of the respective pressure range, so that the working fluid can be heated in over ¬ heater. In principle, the working fluid from the working fluid ¬ storage could also be introduced directly into the steam turbine. However, this would have the disadvantage that the steam would then be introduced into the turbine as saturated steam. Such steam can lead to corrosion and material stress in the steam turbine. Due to the lower temperature of the saturated steam (due ¬ to the lack of heating in the steam generator) also the material of the steam turbine can be thermally stressed.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Tur¬ binenanlage anzugeben, bei welcher die von der Turbinenanlage erzeugte Leistung effizient gesteigert werden kann. Furthermore, the invention has for its object to provide a tur ¬ binenanlage in which the power generated by the turbine system can be increased efficiently.
Diese Aufgabe wird durch eine Turbinenanlage der eingangs ge¬ nannten Art gelöst, die erfindungsgemäß einen mit einem This object is solved by a turbine plant of the type mentioned ge ¬ called, according to the invention with a
Dampferzeuger verbundenen Arbeitsmittelspeicher aufweist, in welchem ein Arbeitsmittel zum Einleiten in eine Dampfturbine speicherbar ist. Steam generator connected working fluid storage, in which a working fluid for introduction into a steam turbine can be stored.
Diese Turbinenanlage kann insbesondere die im oben beschrie¬ benen Verfahren eingesetzte Turbinenanlage sein. Es ist zweckmäßig, wenn der Arbeitsmittelspeicher eine thermische Isolierung aufweist. Dadurch können thermische Energieverluste des Arbeitsmittels im Arbeitsmittelspeicher redu¬ ziert werden. Grundsätzlich kann die Dampfturbine eine einzelne Druckstufe aufweisen. Vorzugsweise umfasst die Dampfturbine mehrere Druckstufen, insbesondere eine Hochdruck-, eine Mitteldruck- und/oder eine Niederdruckstufe. Dadurch kann der Wirkungsgrad der Turbinenanlage, gegenüber einer einstufigen Dampfturbine, gesteigert werden. This turbine plant may be the turbine system used in the above method in particular beschrie ¬ surrounded. It is useful if the working fluid storage has a thermal insulation. This thermal energy losses of the working fluid in the working fluid reservoir can be redu ¬ ed. In principle, the steam turbine can have a single pressure stage. Preferably, the steam turbine comprises a plurality of pressure stages, in particular a high-pressure, a medium-pressure and / or a low-pressure stage. As a result, the efficiency of the turbine system, compared to a single-stage steam turbine can be increased.
Vorteilhafterweise umfasst der Dampferzeuger mehrere Druckbe¬ reiche, insbesondere einen Hochdruck-, einen Mitteldruck- und/oder einen Niederdruckbereich. Der Arbeitsmittelspeicher kann mit mindestens einem, vorzugsweise mit mindestens zwei¬ en, der Druckbereiche verbunden sein. Vorzugsweise ist der Arbeitsmittelspeicher jeweils über eine Verbindungsleitung mit dem jeweiligen Druckbereich verbunden. Advantageously, the steam generator comprises a plurality of Druckbe ¬ rich, in particular a high-pressure, a medium pressure and / or a low pressure area. The working fluid accumulator can be connected to at least one, preferably at least two, of the pressure ranges. Preferably, the working fluid store is connected in each case via a connecting line with the respective pressure range.
Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn der Arbeitsmittelspei eher über eine einzige Verbindungsleitung mit dem Dampferzeu ger verbunden ist. Vorteilhafterweise ist der Arbeitsmittel- Speicher über mindestens zwei Verbindungsleitungen mit dem Dampferzeuger verbunden. Dadurch ist es z.B. möglich, das Ar beitsmittel in unterschiedliche Druckbereiche und/oder in un terschiedliche Elemente des Dampferzeugers einzuleiten. In principle, it is sufficient if the Arbeitsmittelspei is rather connected via a single connecting line with the Dampferzeu ger. Advantageously, the working fluid accumulator is connected via at least two connecting lines to the steam generator. Thereby it is e.g. possible to initiate the Ar beitsmittel in different pressure ranges and / or in un ferent elements of the steam generator.
Zweckmäßigerweise ist der Dampferzeuger mit mindestens einem Flüssigkeitsabscheider, mindestens einem Vorwärmer und/oder mindestens einem Überhitzer ausgestattet. Der Arbeitsmittel- Speicher ist vorzugsweise jeweils über eine Verbindungslei¬ tung mit dem Flüssigkeitsabscheider, dem Vorwärmer und/oder einem Überhitzer verbunden. Insbesondere kann jeder der Druckbereiche des Dampferzeugers einen Überhitzer, einen Ver dampfer und/oder einen Vorwärmer umfassen. Conveniently, the steam generator is equipped with at least one liquid separator, at least one preheater and / or at least one superheater. The working medium reservoir is preferably connected in each case via a Verbindungslei ¬ tion with the liquid separator, the preheater and / or a superheater. In particular, each of the pressure ranges of the steam generator may include a superheater, an evaporator and / or a preheater.
Vorteilhafterweise umfasst jede Verbindungsleitung zwischen dem Arbeitsmittelspeicher und dem Dampferzeuger ein Ventil. Mithilfe der Ventile kann der Arbeitsmittelspeicher vom Dampferzeuger abgekoppelt werden. So kann die thermische Trägheit der Turbinenanlage gering gehalten werden. Advantageously, each connecting line between the working fluid reservoir and the steam generator comprises a valve. Using the valves, the working fluid accumulator can be disconnected from the steam generator. Thus, the thermal inertia of the turbine system can be kept low.
Der Arbeitsmittelspeicher ist zweckmäßigerweise mit einem Element des Dampferzeugers verbunden, welches eine Flüssig¬ keit bzw. ein Kondensat enthält. Auf diese Weise kann der Ar beitsmittelspeicher mit Arbeitsmittel in Form von Kondensat aufgefüllt werden. The working fluid storage is expediently connected to an element of the steam generator, which contains a liquid ¬ speed or a condensate. In this way, the Ar beitsmittelspeicher be filled with working fluid in the form of condensate.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Turbinenanlage eine Gasturbine. Bei der Turbinenanlage kann es sich also insbesondere um eine Gas-und-Dampf- Turbinenanlage handeln. Die Gasturbine ist zweckmäßigerweise abgasseitig, d.h. über eine Abgasleitung, mit dem Dampferzeu¬ ger verbunden. Zweckmäßigerweise wird ein Abgas, das bei der Verbrennung eines Brennstoffes zum Antreiben der Gasturbine erzeugt wird, durch den Dampferzeuger geführt und liefert thermische Energie zum Verdampfen des Kondensats. In an advantageous development of the invention, the turbine system comprises a gas turbine. The turbine installation can thus be in particular a gas-and-steam Acting turbine plant. The gas turbine is expediently exhaust-side, ie via an exhaust pipe, connected to the Dampferzeu ¬ ger. Conveniently, an exhaust gas produced during the combustion of a fuel to drive the gas turbine is passed through the steam generator and provides thermal energy for evaporating the condensate.
Weiterhin kann die Turbinenanlage ein Bestandteil eines Koh¬ lekraftwerks oder einer Solarthermie-Anlage sein. Further, the turbine system may be a component of a Koh ¬ lekraftwerks or a solar thermal energy system.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammenge- fasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweck- mäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weite¬ ren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Turbinenanlage kombinierbar. So sind Verfah- rensmerkmale auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und umge¬ kehrt . The description of advantageous embodiments of the invention given hitherto contains numerous features which are reproduced in some detail in the individual subclaims. However, these features can be expediently also considered individually and combined into meaningful wide ¬ ren combinations. In particular, these features can be combined individually and in any suitable combination with the method according to the invention and the turbine installation according to the invention. So are procedural rensmerkmale as a property of the corresponding device unit formulated objectively to see and vice versa ¬.
Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das je¬ weilige Zahlwort eingeschränkt sein. Ferner sind die Wörter „ein" bzw. „eine" nicht als Zahlwörter, sondern als unbe- stimmte Artikel zu verstehen. Even if some of the terms are respectively used in the singular or in conjunction with a numeral in the description and in the claims, the scope of the invention for these terms shall not be restricted to the singular or each ¬ stays awhile numeral. Furthermore, the words "a" and "an" are not to be understood as number words, but as indefinite articles.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die da- rin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit iso¬ liert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung einge¬ bracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert wer¬ den . The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which will be explained in more detail in conjunction with the drawings. The embodiments serve to illustrate the invention and do not limit the invention to the combination of features, not even in terms of functional characteristics. In addition, suitable features of each embodiment may also be considered explicitly iso ¬ lated, removed from one embodiment, introduced into another embodiment to supplement it and ¬ combined with any of the claims ¬ the.
Es zeigen: Show it:
FIG 1 eine Turbinenanlage mit einem Dampferzeuger, der mehrere Flüssigkeitsabscheider umfasst, und mit ei¬ nem Arbeitsmittelspeicher, der mit den Flüssigkeitsabscheidern verbundenen ist; 1 shows a turbine plant with a steam generator, which comprises a plurality of liquid separators, and with egg ¬ nem working fluid accumulator, which is connected to the liquid separators;
FIG 2 eine Turbinenanlage mit einem Dampferzeuger, der mehrere Vorwärmer und mehrere Überhitzer umfasst, und mit einem Arbeitsmittelspeicher, der mit einem der Vorwärmer und einem der Überhitzer verbundenen ist. 2 shows a turbine system with a steam generator, which comprises a plurality of preheaters and a plurality of superheaters, and with a working fluid accumulator, which is connected to one of the preheater and one of the superheater.
FIG 1 zeigt schematisch eine Turbinenanlage 2, die als Gas- und-Dampf-Turbinenanlage ausgeführt ist. Die Turbinenanlage 2 umfasst eine Gasturbine 4, einen Dampferzeuger 6 sowie einen mit einem Dampferzeuger 6 verbundenen, separaten Arbeitsmittelspeicher 8 zum Speichern eines Arbeitsmittels. Die Gasturbine 4 ist über eine Abgasleitung 10 mit dem Dampferzeuger 6 verbunden. Weiterhin umfasst die Turbinenanlage 2 eine Dampf¬ turbine 12, welche eine Hochdruckstufe 14, eine Mitteldruck- stufe 16 und eine Niederdruckstufe 18 umfasst. 1 shows schematically a turbine system 2, which is designed as a gas and steam turbine plant. Turbine plant 2 comprises a gas turbine 4, a steam generator 6 and a separate working fluid reservoir 8 connected to a steam generator 6 for storing a working fluid. The gas turbine 4 is connected via an exhaust pipe 10 to the steam generator 6. Further, the turbine system 2 comprises a steam turbine 12 ¬ which stage a high-pressure stage 14, an intermediate-16 and comprises a low pressure stage 18th
Des Weiteren umfasst der Dampferzeuger 6 einen Hochdruckbereich 20, einen Mitteldruckbereich 22 und einen Niederdruckbereich 24. Jeder der Druckbereiche 20, 22, 24 ist mit einem Überhitzer 26, 28, 30, einem Flüssigkeitsabscheider 32, 34, 36, einem Verdampfer 38, 40, 42 und einem Vorwärmer 44, 46, 48 ausgestattet. Der Hochdruckbereich 20 umfasst zusätzlich noch einen Zwischenüberhitzer 50. An den Dampferzeuger 6 schließt sich ein Abgasauslass 52 an, der als Kamin ausge¬ führt ist. Furthermore, the steam generator 6 comprises a high-pressure region 20, a medium-pressure region 22 and a low-pressure region 24. Each of the pressure regions 20, 22, 24 is provided with a superheater 26, 28, 30, a liquid separator 32, 34, 36, an evaporator 38, 40, 42 and a preheater 44, 46, 48 equipped. The high pressure area 20 additionally includes a reheater 50. To the steam generator. 6 joins an exhaust outlet 52, which is out ¬ leads as a fireplace.
Der Arbeitsmittelspeicher 8 ist über eine Verbindungsleitung 54 mit dem Flüssigkeitsabscheider 32 des Hochdruckbereichs 20 verbunden. Zusätzlich ist der Arbeitsmittelspeicher 8 über eine Verbindungsleitung 58 mit dem Flüssigkeitsabscheider 34 des Mitteldruckbereichs 22 verbunden. Weiterhin ist der Arbeitsmittelspeicher 8 über eine Verbindungsleitung 62 mit dem Flüssigkeitsabscheider 36 des Niederdruckbereichs 24 verbunden. Außerdem weist jede der Verbindungsleitungen 54, 58, 62 jeweils ein Ventil 56, 60, 64 auf. The working fluid accumulator 8 is connected via a connecting line 54 to the liquid separator 32 of the high-pressure region 20. In addition, the working fluid accumulator 8 is connected via a connecting line 58 to the liquid separator 34 of the medium-pressure region 22. Furthermore, the working fluid accumulator 8 is connected via a connecting line 62 to the liquid separator 36 of the low-pressure region 24. In addition, each of the connecting lines 54, 58, 62 each have a valve 56, 60, 64.
Die Gasturbine 4 ist mit einer Brennkammer 66 verbunden, wel- che eine BrennstoffZuführung 68 aufweist. Während eines Be¬ triebs der Turbinenanlage 2 wird ein Brennstoff in der Brenn¬ kammer 66 verbrannt und heiße, unter Druck stehende Abgase werden der Gasturbine 4 zugeführt und dort unter Verrichtung von mechanischer Arbeit entspannt. Die noch etwa 500 bis 700°C heißen Abgase werden anschließend durch die Abgaslei- tung 10 dem Dampferzeuger 6 zugeführt. Ferner durchströmen die Abgase den Dampferzeuger 6, bis sie schließlich durch den Abgasauslass 52 in die Umgebung gelangen. Auf ihrem Weg durch den Dampferzeuger 6 führen die Abgase ihre Wärme dem Überhit- zer 26, dem Zwischenüberhitzer 50, dem Verdampfer 38 und dem Vorwärmer 44 des Hochdruckbereichs 20 zu. Außerdem führen die Abgase ihre Wärme dem Überhitzer 28, dem Verdampfer 40 und dem Vorwärmer 46 des Mitteldruckbereichs 22 zu. Weiterhin führen die Abgase ihre Wärme dem Überhitzer 30, dem Verdamp- fer 42 und dem Vorwärmer 48, auch Kondensatvorwärmer genannt, des Niederdruckbereichs 24 zu. The gas turbine 4 is connected to a combustion chamber 66, which has a fuel feed 68. During a loading ¬ drive the turbine system 2, a fuel in the combustion chamber 66 is combusted ¬ and hot, pressurized exhaust gases are supplied to the gas turbine 4 and expanded there with the performance of mechanical work. The still about 500 to 700 ° C hot exhaust gases are then fed through the exhaust pipe 10 to the steam generator 6. Further, the exhaust gases flow through the steam generator 6 until they finally reach the environment through the exhaust gas outlet 52. On their way through the steam generator 6, the exhaust gases supply their heat to the superheater 26, the reheater 50, the evaporator 38 and the preheater 44 of the high-pressure region 20. In addition, the exhaust gases supply their heat to the superheater 28, the evaporator 40 and the preheater 46 of the medium pressure region 22. Furthermore, the exhaust gases carry their heat to the superheater 30, the evaporator 42 and the preheater 48, also called condensate preheater, of the low-pressure region 24.
Dadurch, dass das Abgas seine Wärme im Dampferzeuger 6 ab¬ gibt, wird im Dampferzeuger 6, insbesondere im Verdampfer 38 des Hochdruckbereichs 20, ein Arbeitsmittel verdampft. Das Arbeitsmittel besteht im vorliegenden Beispiel im Wesentli¬ chen aus Wasser. Zudem enthält das Arbeitsmittel Zusatzstof¬ fe. Im Überhitzer 26 des Hochdruckbereichs 20 wird der entstande¬ ne Dampf (weiter) erhitzt und anschießend durch eine Ablei¬ tung 70 in die Hochdruckstufe 14 der Dampfturbine 12 gelei- tet. Anschließend wird der in der Hochdruckstufe 14 der Characterized in that the exhaust gas from ¬ releases its heat in the steam generator 6, a working medium is in the steam generator 6, in particular in the evaporator 38 of the high-pressure region 20, evaporated. The working fluid in the present example in Wesentli ¬ chen of water. In addition, the working fluid contains additives. In the superheater 26 of the high-pressure region 20, the resulting ¬ ne steam (further) is heated and anschießend by a Ablei ¬ tion 70 in the high-pressure stage 14 of the steam turbine 12 passes. Subsequently, in the high-pressure stage 14 of the
Dampfturbine 12 teilweise entspannte heiße Dampf dem Zwi¬ schenüberhitzer 50 des Hochdruckbereichs 20 im Dampferzeuger 6 zugeführt. Im Zwischenüberhitzer 50 wird der Dampf erneut erhitzt und über eine weitere Ableitung 72 in die Mitteldruckstufe 16 der Dampfturbine 12 geleitet und dort unter Verrichtung mechani¬ scher Arbeit entspannt. Der in der Mitteldruckstufe 16 der Dampfturbine 12 teilweise entspannte Dampf wird über eine (turbinen- ) interne Zuleitung der Niederdruckstufe 18 derSteam turbine 12 partially relaxed hot steam the intermediate ¬ superheater 50 of the high-pressure region 20 in the steam generator 6 supplied. In the reheater 50, the steam is reheated and passed through a further discharge line 72 in the intermediate pressure stage 16 of the steam turbine 12 and there relaxed while performing mechanical shear ¬ work. The partially relaxed in the intermediate pressure stage 16 of the steam turbine 12 steam is via a (turbine) internal supply line of the low pressure stage 18 of
Dampfturbine 12 zugeführt und dort unter Verrichtung mechani¬ scher Arbeit weiter entspannt. Steam turbine 12 supplied and there further relaxed while performing mechanical ¬ shear work.
Der Dampf, der durch die Hochdruckstufe 14, die Mitteldruck- stufe 16 und die Niederdruckstufe 18 der Dampfturbine 12 ge¬ führt wird, treibt die Dampfturbine 12 an und entspannt dabei unter Verrichtung mechanischer Arbeit. Die Dampfturbine 12 ist über eine Welle 74, welche eine Kupplung 76 aufweist, mit einem Generator 78 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbei- spiel ist die Gasturbine 4 starr über die Welle 74 mit demThe steam through the high pressure stage 14, the medium pressure stage 16 and the low pressure stage 18 of the steam turbine 12 ge ¬ leads is, drives the steam turbine 12 to thereby relaxing under performance of mechanical work. The steam turbine 12 is connected to a generator 78 via a shaft 74, which has a coupling 76. In the present exemplary embodiment, the gas turbine 4 is rigidly connected to the shaft 74 via the shaft 74
Generator 78 verbunden. Die Dampfturbine 12 und die Gasturbi¬ ne 4 treiben bei eingekoppelter Kupplung 76 über die Welle 74 den Generator 78 an, welcher elektrische Energie erzeugt. Grundsätzlich könnte die Turbinenanlage 2 auch als Mehrwel- lenanlage ausgeführt sein, d.h. die Gasturbine 4 und dieGenerator 78 connected. The steam turbine 12 and the Gasturbi ¬ ne 4 drive with coupled coupling 76 via the shaft 74 to the generator 78, which generates electrical energy. In principle, the turbine system 2 could also be designed as a multi-shaft system, ie the gas turbine 4 and the
Dampfturbine 12 können jeweils über eine eigene Welle mit je einem Generator verbunden sein. Steam turbine 12 may each be connected via its own shaft, each with a generator.
Der entspannte Dampf wird in einem der Dampfturbine 12 nach- geschalteten Kondensator 80 auskondensiert. Ein Teil des da¬ bei entstandenen Kondensats wird über eine Kondensatpumpe 82 dem Niederdruckbereich 24 des Dampferzeugers 6 zugeführt. Ein anderer Teil des Kondensats wird über eine der Kondensatpumpe 82 nachgeschalteten Zuführpumpe 84 dem Mitteldruckbereich 22 und dem Hochdruckbereich 20 des Dampferzeugers 6 zugeführt. The expanded steam is condensed out in a condenser 80 connected downstream of the steam turbine 12. A part as in ¬ resulting condensate is fed via a condensate pump 82, the low pressure region 24 of the steam generator 6 of the. Another part of the condensate is via one of the condensate pump 82 downstream feed pump 84 to the medium-pressure region 22 and the high-pressure region 20 of the steam generator 6 is supplied.
Das in den Niederdruckbereich 24 des Dampferzeugers 6 einge- leitete Kondensat wird erneut erhitzt. Hierbei verdampft das Kondensat und der entstandene Dampf wird weiter erhitzt. Über eine Ableitung 86 wird der Dampf in die Niederdruckstufe 18 der Dampfturbine 12 geleitet. Das in den Mitteldruckbereich 22 des Dampferzeugers 6 einge¬ leitete Kondensat wird ebenfalls erneut erhitzt. Hierbei ver¬ dampft das Kondensat und der entstandene Dampf wird weiter erhitzt. Über eine Verbindungsleitung 88 wird der Dampf in den Zwischenüberhitzer 50 in des Hochdruckbereichs 20 gelei- tet, wo der Dampf weiter erhitzt wird. Über eine Ableitung 72 wird der Dampf in die Mitteldruckstufe 16 und von dort in die Niederdruckstufe 18 der Dampfturbine 12 geleitet. The condensate introduced into the low-pressure region 24 of the steam generator 6 is reheated. In this case, the condensate evaporates and the resulting vapor is further heated. About a derivative 86 of the steam is passed into the low-pressure stage 18 of the steam turbine 12. The ¬ be introduced into the medium-pressure section 22 of the steam generator condensate 6 is also heated again. Here ver ¬ evaporated, the condensate and the resulting steam is further heated. Via a connecting line 88, the steam is passed into the reheater 50 in the high-pressure region 20, where the steam is further heated. Via a discharge line 72, the steam is conducted into the medium-pressure stage 16 and from there into the low-pressure stage 18 of the steam turbine 12.
Das in den Hochdruckbereich 20 des Dampferzeugers 6 eingelei- tete Kondensat wird erneut erhitzt. Hierbei verdampft dasThe condensate introduced into the high-pressure area 20 of the steam generator 6 is reheated. This evaporates the
Kondensat ebenfalls und der entstandene Dampf wird weiter er¬ hitzt. Der Dampf gelangt über die entsprechende Ableitung 70 in die Dampfturbine 12. In der Dampfturbine 12 wird der Dampf zur Verrichtung mechanischer Arbeit genutzt und der oben be- schriebene Vorgang wiederholt sich in einem Kreislauf. Condensate also and the resulting vapor is further ¬ he heated. The steam passes via the corresponding discharge line 70 into the steam turbine 12. In the steam turbine 12, the steam is used to perform mechanical work and the process described above is repeated in a cycle.
Während die Turbinenanlage 2 unter einer hohen Last, insbe¬ sondere unter Volllast, betrieben wird, wird der Arbeitsmit¬ telspeicher 8 mit einem Arbeitsmittel gefüllt, wobei das Ar- beitsmittel ein Kondensat aus dem Dampferzeuger 6 ist. Um das Kondensat im Arbeitsmittelspeicher 8 mit einem möglichst hohen Druck zu speichern, wird das Kondensat aus dem Hochdruckbereich 20 des Dampferzeugers 6 entnommen. Hierbei wird das Kondensat gravitativ aus dem Flüssigkeitsabscheider 32 des Hochdruckbereichs 20 in den Arbeitsmittelspeicher 8 geführt. Das Kondensat wird aus dem Flüssigkeitsabscheider 32 bei annähernd Sattdampftemperatur entnommen. Dabei sind die Ventile 60, 64 der Verbindungsleitungen 58, 62 vom Arbeitsmittelspei- eher 8 zum Mitteldruckbereich 22 bzw. zum Niederdruckbereich 24 geschlossen. Das Ventil 56 der Verbindungsleitung 54 vom Arbeitsmittelspeicher 8 zum Hochdruckbereich 20 ist hingegen geöffnet. Nach dem Auffüllen des Arbeitsmittelspeichers 8 wird auch das letztgenannte Ventil 56 geschlossen. While the turbine system 2 under a high load, in particular ¬ sondere is operated under full load, the Arbeitsmit ¬ telspeicher 8 is filled with a working fluid, wherein the working fluid is a condensate from the steam generator. 6 In order to store the condensate in the working fluid accumulator 8 with the highest possible pressure, the condensate is removed from the high-pressure region 20 of the steam generator 6. Here, the condensate is gravitationally guided from the liquid separator 32 of the high-pressure region 20 in the working fluid reservoir 8. The condensate is removed from the liquid separator 32 at approximately saturated steam temperature. In this case, the valves 60, 64 of the connecting lines 58, 62 are of the working medium storage rather 8 closed to the medium-pressure region 22 and to the low-pressure region 24. The valve 56 of the connecting line 54 from the working fluid accumulator 8 to the high-pressure region 20, however, is open. After filling the working fluid accumulator 8 and the latter valve 56 is closed.
Soll die Turbinenanlage 2 bei Volllastbetrieb eine größere Leistung erzeugen, so wird zunächst das Ventil 60 der Verbindungsleitung 58 vom Arbeitsmittelspeicher 8 in den Mittel- druckbereich 22 des Dampferzeugers 6 geöffnet. Im Mittel¬ druckbereich 22 herrscht ein geringerer Druck als im Arbeitsmittelspeicher 8. Deshalb wird durch das Öffnen des letztge¬ nannten Ventils 56 die Siedetemperatur des Kondensats im Arbeitsmittelspeicher 8 abgesenkt. Folglich kocht das Arbeits- mittel aus dem Arbeitsmittelspeicher 8 aus und der dabei ent¬ standene, zusätzliche Dampf wird in den Flüssigkeitsabschei¬ der 34 des Mitteldruckbereichs 22 des Dampferzeugers 6 gelei¬ tet. Eventuell vom Dampf mitgerissene Tropfen werden im If the turbine system 2 is to generate greater power under full load operation, the valve 60 of the connecting line 58 is first opened by the working fluid accumulator 8 into the central pressure region 22 of the steam generator 6. In the middle ¬ pressure range 22 there is a lower pressure than in the working fluid accumulator 8. Therefore, the boiling temperature of the condensate in the working fluid reservoir 8 is lowered by opening the letztge ¬ called valve 56. Consequently, the work of cooking medium from the working medium reservoir 8 and thereby ent ¬ avowed, additional steam is Gelei tet ¬ in the Flüssigkeitsabschei ¬ of 34 of the medium-pressure section 22 of the steam generator. 6 Any drops of steam entrained in the steam are in
Flüssigkeitsabscheider 34 abgetrennt. Liquid separator 34 separated.
Der zusätzliche Dampf wird im Überhitzer 28 des Mitteldruckbereichs und im Zwischenüberhitzer 50 des Hochdruckbereichs 20 erhitzt und dann in die Mitteldruckstufe 16 der Dampftur¬ bine 12 geleitet. Dadurch wird ein Dampfmassenstrom in der Mitteldruckstufe 16 und folglich auch in der Niederdruckstufe 18 der Dampfturbine 12 erhöht. Auf diese Weise die vom Gene¬ rator 78 erzeugte elektrische Leistung erhöht. The additional steam is heated in the superheater 28 of the medium-pressure region and in the reheater 50 of the high-pressure region 20 and then passed into the medium-pressure stage 16 of the Dampftur ¬ bine 12. As a result, a steam mass flow in the medium-pressure stage 16 and consequently also in the low-pressure stage 18 of the steam turbine 12 is increased. In this way, the electric power generated by Gene ¬ rator 78 increases.
Hat sich der Druck im Arbeitsmittelspeicher 8 dem Druck im Mitteldruckbereich 22 des Dampferzeugers 6 angeglichen, strömt kein oder nahezu kein Arbeitsmittel mehr aus dem Ar¬ beitsmittelspeicher 8 heraus. Das Ventil 60 der Verbindungs¬ leitung 58 vom Arbeitsmittelspeicher 8 zum Mitteldruckbereich 22 wird geschlossen. Da im Niederdruckbereich 24 des Dampfer- zeugers 6 ein geringerer Druck herrscht als im Arbeitsmittel¬ speicher 8, kann der Druckunterschied zum Ausleiten des Arbeitsmittels aus dem Arbeitsmittelspeicher 8 genutzt werden. Wird das Ventil 64 der Verbindungsleitung 62 vom Arbeitsmit- telspeicher 8 zum Niederdruckbereich 24 geöffnet, beginnt das Arbeitsmittel wiederum auszukochen. Dabei entsteht wiederum Dampf, der in den Flüssigkeitsabscheider 36 des Niederdruckbereichs 24 geleitet wird. Eventuell mitgerissene Tropfen werden im Flüssigkeitsabscheider 36 abgetrennt. Der zusätzliche Dampf wird im Überhitzer 30 des Niederdruckbereichs 24 erhitzt und in die Niederdruckstufe 18 der Dampfturbine 12 geleitet. Der Dampfmassenstrom in der Niederdruckstufe 18 der Dampfturbine 12 wird erhöht. Somit wird die vom Generator 78 erzeugte elektrische Leistung gesteigert. Has the pressure equalized the pressure in the medium pressure section 22 of the steam generator 6 in the working medium reservoir 8 flows no or virtually no more working medium from the Ar ¬ beitsmittelspeicher 8 out. The valve 60 of the connecting line 58 from the working fluid accumulator 8 to the medium-pressure region 22 is closed. Since the pressure in the low-pressure region 24 of the steam generator 6 is lower than in the working medium reservoir 8, the pressure difference can be utilized to discharge the working fluid from the working fluid reservoir 8. If the valve 64 of the connecting line 62 from the Arbeitsmit- Opened telspeicher 8 to the low pressure area 24, the working fluid begins to boil again. This in turn results in steam, which is passed into the liquid separator 36 of the low-pressure region 24. Any entrained drops are separated in the liquid separator 36. The additional steam is heated in the superheater 30 of the low pressure region 24 and passed into the low pressure stage 18 of the steam turbine 12. The steam mass flow in the low-pressure stage 18 of the steam turbine 12 is increased. Thus, the electric power generated by the generator 78 is increased.
Wird die Turbinenanlage 2 unter Teillast betrieben, ist es möglich, zur Steigerung der elektrischen Leistung, die von der Turbinenanlage 2 erzeugt wird, das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher 8 in den Hochdruckbereich 20 des Dampferzeugers 6 einzuleiten. Hierzu wird das Ventil 56 der Ver¬ bindungsleitung 54 vom Arbeitsmittelspeicher 8 zum Flüssigkeitsabscheider 32 des Hochdruckbereichs 20 geöffnet. Die Ventile 60, 64 der Verbindungsleitungen 58, 62 vom Arbeits- mittelspeicher 8 zum Mitteldruckbereich 22 bzw. zum Niederdruckbereich 24 werden geschlossen gehalten. Im Teillastbetrieb herrscht im Hochdruckbereich 20 des Dampferzeugers 6 ein niedrigerer Druck als im Volllastbetrieb und somit auch ein niedrigerer Druck als im Arbeitsmittelspeicher 8. Durch das Öffnen des Ventils 56 der Verbindungsleitung 54 zwischen Arbeitsmittelspeicher 8 und Hochdruckbereich 20 verdampft das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher 8. If the turbine system 2 is operated under partial load, it is possible to increase the electrical power generated by the turbine system 2, to introduce the working fluid from the working fluid accumulator 8 in the high-pressure region 20 of the steam generator 6. For this purpose, the valve 56 of the Ver ¬ connection line 54 is opened by the working medium reservoir 8 for liquid separator 32 the high pressure area twentieth The valves 60, 64 of the connecting lines 58, 62 from the working medium memory 8 to the medium-pressure region 22 or to the low-pressure region 24 are kept closed. In partial load operation prevails in the high pressure region 20 of the steam generator 6, a lower pressure than in full load operation and thus a lower pressure than in the working fluid storage 8. By opening the valve 56 of the connecting line 54 between working fluid reservoir 8 and high pressure area 20, the working fluid evaporates from the working fluid reservoir.
Der auf diese Weise erzeugte zusätzliche Dampf wird in den Flüssigkeitsabscheider 32 des Hochdruckbereichs 20 des Dampferzeugers 6 geleitet. Anschließend wird der zusätzliche Dampf in den Überhitzer 26 des Hochdruckbereichs 20 geleitet, wo er erhitzt wird. Von Letzterem wird der zusätzliche Dampf in die Hochdruckstufe 14 der Dampfturbine 12 geleitet, wodurch der Dampfmassenstrom in der Hochdruckstufe 14 der Dampfturbine 12 erhöht wird. Da der Dampf aus der Hochdruckstufe 14 in der zuvor beschriebenen Weise in die Mitteldruckstufe 16 und Nie¬ derdruckstufe 18 der Dampfturbine 12 weitergeleitet wird, wird auch in den beiden letztgenannten Druckstufen 16, 18 der Dampfmassenstrom erhöht. Auf diese Weise wird die vom Genera¬ tor 78 erzeugte elektrische Leistung gesteigert. Hat sich der Druck im Arbeitsmittelspeicher 8 an den Druck im Hochdruckbereich 20 angepasst, wird das Ventil 56 der Verbin¬ dungsleitung 54 zwischen Arbeitsmittelspeicher 8 und Hochdruckbereich 20 geschlossen. Anschließend wird analog zur oben beschriebenen Situation das Arbeitsmittel aus dem Ar- beitsmittelspeicher 8 in den Mitteldruckbereich 22 eingeleitet, bis sich der Druck im Arbeitsmittelspeicher 8 an den Druck im Mitteldruckbereich 22 angepasst hat. Dann wird das Ventil 60 der Verbindungsleitung 58 zwischen dem Arbeitsmittelspeicher 8 und dem Mitteldruckbereich 22 geschlossen. Fol- gend wird analog zur oben beschriebenen Situation das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher 8 in den Niederdruckbereich 24 eingeleitet. The additional steam generated in this way is passed into the liquid separator 32 of the high-pressure region 20 of the steam generator 6. Subsequently, the additional steam is directed into the superheater 26 of the high pressure section 20 where it is heated. From the latter, the additional steam is passed into the high-pressure stage 14 of the steam turbine 12, whereby the steam mass flow in the high-pressure stage 14 of the steam turbine 12 is increased. Since the steam is passed from the high-pressure stage 14 in the manner described above in the intermediate-pressure stage 16 and Nie ¬ derdruckstufe 18 of the steam turbine 12, is also increased in the two latter pressure stages 16, 18 of the steam mass flow. In this way, the electric power generated by Genera ¬ tor 78 is increased. To adjust to the pressure in the high pressure region 20 of the pressure in the working memory means 8, the valve 56 of the dung Verbin ¬ line 54 between the working medium reservoir 8 and high-pressure area 20 is closed. Subsequently, analogously to the situation described above, the working fluid is introduced from the working fluid accumulator 8 into the medium-pressure region 22 until the pressure in the working fluid accumulator 8 has adapted to the pressure in the medium-pressure region 22. Then, the valve 60 of the connecting line 58 between the working fluid reservoir 8 and the medium-pressure region 22 is closed. Following this, analogously to the situation described above, the working fluid is introduced from the working fluid accumulator 8 into the low-pressure region 24.
Während das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher 8 in den Dampferzeuger 6 geleitet wird, wird auch ein Brennstoff- zufluss zur Brennkammer 66 gesteigert. Durch ein solches „Nachfeuern", d.h. durch einen gesteigerten Brennstoffzu- fluss, wird die Leistung der Turbinenanlage 2 zusätzlich ge¬ steigert. Eine solche Leistungssteigerung ist jedoch langsa- mer als die Leistungssteigerung durch die oben beschriebene Dampferzeugung mittels des Arbeitsmittelspeichers 8. While the working fluid is conducted from the working fluid accumulator 8 into the steam generator 6, a fuel feed to the combustion chamber 66 is also increased. By such a "Relighting", ie, by an increased Brennstoffzu- flow, the performance of the turbine system 2 is additionally ge ¬ increases. However, such a power increase is slower than the increase in performance by the above-described steam generating means of the operating means memory 8.
Falls die Dampfturbine 12 außer Betrieb ist oder sich in ei¬ nem Anfahrvorgang befindet, kann das Arbeitsmittel, das bei einem vorrausgegangen Betrieb der Dampfturbine 12 in den Arbeitsmittelspeicher 8 gefüllt wurde, aus dem Arbeitsmittel¬ speicher 8 in die Dampfturbine geleitet werden, um den Anfahrvorgang der Dampfturbine 12 zu beschleunigen. Analog zu den oben beschriebenen Fällen wird das Arbeitsmittel in den Dampferzeuger 6 geleitet und dadurch eine Erhöhung des Dampfmassenstroms in der Dampfturbine 12 bewirkt. FIG 2 zeigt schematisch eine andere, ebenfalls als Gas-und- Dampf-Turbine ausgeführte Turbinenanlage 2 mit einem Arbeits¬ mittelspeicher 8. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbei- spiel aus FIG 1, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Elemente werden grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind in das folgende Ausführungsbeispiel übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind. If the steam turbine 12 is out of operation or is in ei ¬ nem startup, the working fluid, which was filled in a vorrausgangs operation of the steam turbine 12 in the working fluid reservoir 8, are passed from the working fluid ¬ memory 8 in the steam turbine to the starting process to accelerate the steam turbine 12. Analogously to the cases described above, the working fluid is conducted into the steam generator 6 and thereby causes an increase in the steam mass flow in the steam turbine 12. 2 schematically shows another turbine system 2, likewise designed as a gas-and-steam turbine, with a working storage 8. The following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 with respect to features which remain the same and functions. Essentially identical elements are generally designated by the same reference numerals, and features not mentioned are taken over into the following exemplary embodiment without being described again.
Anders als im vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist der Ar¬ beitsmittelspeicher 8 im vorliegenden Beispiel nicht mit den Flüssigkeitsabscheidern 32, 34, 36 des Dampferzeugers 6 ver- bunden. Stattdessen ist der Arbeitsmittelspeicher 8 ist über eine Verbindungsleitung 90, welche ein Ventil 92 aufweist, mit dem Vorwärmer 38 und dem Verdampfer 42 des Hochdruckbereichs 20 verbunden, wobei die Verbindungsleitung 90 ein- gangsseitig des Verdampfers 38 und ausgangsseitig des Vorwär- mers 44 an den Dampferzeuger 6 angeschlossen ist. Der Arbeitsmittelspeicher 8 ist außerdem über die Verbindungsleitung 94, welche ein Ventil 96 aufweist, mit dem Überhitzer 28 des Mitteldruckbereichs 22 verbunden. Während die Turbinenanlage 2 unter einer hohen Last, insbe¬ sondere Volllast, betrieben wird, wird der Arbeitsmittelspei¬ cher 8 mit Kondensat aus dem Dampferzeuger 6 gefüllt. Dazu wird das Ventil 92 der Verbindungsleitung 90 zwischen Arbeitsmittelspeicher 8 und Hochdruckbereich 20 des Dampferzeu- gers 6 geöffnet. Das Ventil 96 der Verbindungsleitung 94 zwi¬ schen dem Arbeitsmittelspeicher 8 und dem Überhitzer 28 des Mitteldruckbereichs 22 des Dampferzeugers 6 bleibt geschlos¬ sen. Nach dem Auffüllen des Arbeitsmittelspeichers 8 werden die beiden letztgenannten Ventile 92, 96 geschlossen. Unlike in the previous embodiment, the Ar ¬ beitsmittelspeicher 8 in the present example is not provided with the liquid separators 32, 34, 36 of the steam generator 6 connected comparable. Instead, the working fluid reservoir 8 is connected via a connecting line 90, which has a valve 92, to the preheater 38 and the evaporator 42 of the high-pressure region 20, wherein the connecting line 90 on the inlet side of the evaporator 38 and the output side of the preheater 44 to the steam generator 6 is connected. The working fluid accumulator 8 is also connected via the connecting line 94, which has a valve 96, to the superheater 28 of the medium-pressure region 22. While the turbine system is operated under a high load 2, and in particular ¬ sondere full load, the Arbeitsmittelspei ¬ cher 8 is filled with condensate from the steam generator. 6 For this purpose, the valve 92 of the connecting line 90 between the working fluid accumulator 8 and the high-pressure region 20 of the steam generator 6 is opened. The valve 96 of the connecting pipe 94 Zvi ¬ rule the working medium reservoir 8 and the superheater 28 of the medium-pressure section 22 of the steam generator 6 remains CLOSED ¬ sen. After filling the working fluid accumulator 8, the two latter valves 92, 96 are closed.
Soll die Turbinenanlage 2 bei Volllastbetrieb eine größere Leistung erzeugen, so wird das Ventil 96 der Verbindungslei¬ tung 94 zwischen dem Arbeitsmittelspeicher 8 und dem Mittel- druckbereich 22 geöffnet. Im Mitteldruckbereich 22 des Dampferzeugers 6 herrscht ein geringerer Druck als im Arbeitsmit¬ telspeicher 8. Beim Öffnen des Ventils 96 der Verbindungslei¬ tung 94 zwischen Arbeitsmittelspeicher 8 und Mitteldruckbe- reich 22 beginnt das Arbeitsmittel auszukochen. Der entstandene Dampf wird in den Überhitzer 28 der Mitteldruckstufe 22 geleitet und dort erhitzt. Eventuell mitgerissene Tropfen werden verdampft. Der zusätzliche Dampf gelangt durch den Zwischenüberhitzer 50 des Hochdruckbereichs über eine Ablei- tung 72 in die Mitteldruckstufe 16 der Dampfturbine 12. DerIf the turbine system 2 generate a greater power at full load operation, the valve 96 of the Verbindungslei ¬ tung 94 between the working medium reservoir 8 and the medium is pressure range 22 opened. In the medium-pressure section 22 of the steam generator 6, a lower pressure than in the Arbeitsmit ¬ telspeicher 8. When opening the valve 96 of the Verbindungslei ¬ tung 94 between the working medium reservoir 8 and intermediate-pressure region 22 prevails, the working medium starts to boil. The resulting vapor is passed into the superheater 28 of the medium pressure stage 22 and heated there. Any entrained drops are evaporated. The additional steam passes through the reheater 50 of the high-pressure region via an outlet 72 into the medium-pressure stage 16 of the steam turbine 12
Dampfmassenstrom in der Mitteldruckstufe 16 und folglich auch in der Niederdruckstufe 18 der Dampfturbine 12 wird erhöht. So wird von der Dampfturbine 12 pro Zeiteinheit mehr mechani¬ sche Arbeit verrichtet und somit die vom Generator 78 erzeug- te elektrische Leistung gesteigert. Steam mass flow in the medium-pressure stage 16 and consequently also in the low-pressure stage 18 of the steam turbine 12 is increased. As is done by the steam turbine 12 per unit of time more mechanical ¬ endeavors and thus increased the erzeug- from the generator 78 te electric power.
Wird die Turbinenanlage 2 unter Teillast betrieben, ist es möglich, zur Steigerung der elektrischen Leistung, die von der Turbinenanlage 2 erzeugt wird, das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher 8 in den Hochdruckbereich 20 des Dampferzeugers 6 einzuleiten. Hierzu wird das Ventil 92 der Ver¬ bindungsleitung 90 zwischen dem Arbeitsmittelspeicher 8 und Hochdruckbereich 20 geöffnet. Im Teillastbetrieb herrscht im Hochdruckbereich 20 ein geringerer Druck als im Volllastbetrieb, sodass das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher 8 verdampft. Der zusätzliche Dampf gelangt durch den Verdampfer 38 des Hochdruckbereichs 20 in den Überhitzer 26 des Hochdruckbereichs 20, wo er er- hitzt wird. Anschließend wird der zusätzliche Dampf in die Dampfturbine 12 geleitet. Dadurch wird der Dampfmassenstrom zunächst in der Hochdruckstufe 14, über den bereits beschrie¬ benen Weg aber auch in der Mitteldruckstufe 16 und in der Niederdruckstufe 18 der Dampfturbine 12 erhöht. Folglich wird vom Generator 78 mehr elektrische Leistung erzeugt. If the turbine system 2 is operated under partial load, it is possible to increase the electrical power generated by the turbine system 2, to introduce the working fluid from the working fluid accumulator 8 in the high-pressure region 20 of the steam generator 6. For this purpose, the valve 92 of the connecting line 90 between the working fluid accumulator 8 and the high-pressure region 20 is opened. In partial load operation, there is a lower pressure in the high pressure region 20 than in full load operation, so that the working fluid evaporates from the working fluid reservoir 8. The additional vapor passes through the evaporator 38 of the high-pressure region 20 into the superheater 26 of the high-pressure region 20, where it is heated. Subsequently, the additional steam is passed into the steam turbine 12. Thereby, the steam mass flow initially in the high pressure stage 14, but increases over the already beschrie ¬ enclosed way into the medium pressure stage 16 and in the low pressure stage 18 of the steam turbine 12th As a result, generator 78 generates more electrical power.
Hat sich der Druck im Arbeitsmittelspeicher 8 an den Druck im Hochdruckbereich 20 des Dampferzeugers 6 angepasst, wird das Ventil 92 der Verbindungsleitung 90 zwischen dem Arbeitsmittelspeicher 8 und dem Hochdruckbereich 20 geschlossen. Anschließend kann das Ventil 96 der Verbindungsleitung 94 zwischen dem Arbeitsmittelspeicher 8 und dem Mitteldruckbereich 22 des Dampferzeugers 6 geöffnet werden. Analog zur oben be¬ schriebenen Art und Weise kommt es zu einer Leistungssteige¬ rung der Turbinenanlage 2. Has the pressure in the working fluid reservoir 8 adapted to the pressure in the high pressure region 20 of the steam generator 6, the Valve 92 of the connecting line 90 between the working fluid accumulator 8 and the high-pressure region 20 is closed. Subsequently, the valve 96 of the connecting line 94 between the working fluid accumulator 8 and the medium-pressure region 22 of the steam generator 6 can be opened. Analogous to the above be signed ¬ way there will be a performance platforms ¬ tion of the turbine plant. 2
Die Verbindungsleitung 94 zwischen dem Arbeitsmittelspeicher 8 und dem Mitteldruckbereich 22 kann alternativ an den Verdampfer 40 des Mitteldruckbereichs 22 angeschlossen sein. Ferner ist es möglich, dass der Arbeitsmittelspeicher 8 anstatt mit dem Mitteldruckbereich 22 mit dem Niederdruckbereich 24 des Dampferzeugers 6, insbesondere mit dem Überhit- zer 30 oder dem Verdampfer 42 des Niederdruckbereichs 24, verbunden ist. Die Betriebsweise der Turbinenanlage 2 wäre in solch einem Fall analog zur oben beschriebenen Betriebsweise. The connecting line 94 between the working fluid accumulator 8 and the medium-pressure region 22 may alternatively be connected to the evaporator 40 of the medium-pressure region 22. Furthermore, it is possible for the working fluid accumulator 8 to be connected to the low-pressure region 24 of the steam generator 6, in particular to the superheater 30 or the evaporator 42 of the low-pressure region 24, instead of the medium-pressure region 22. The operation of the turbine system 2 would be analogous to the above-described operation in such a case.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben einer Turbinenanlage (2) mit einem Dampferzeuger (6) und einer Dampfturbine (12), bei dem im Dampferzeuger (6) Dampf erzeugt wird, welcher in die Dampfturbine (12) geleitet wird, und die Dampfturbine (12) durch den Dampf angetrieben wird, 1. A method for operating a turbine plant (2) with a steam generator (6) and a steam turbine (12), in which in the steam generator (6) steam is generated, which is passed into the steam turbine (12), and the steam turbine (12) being driven by the steam,
dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenanlage (2) einen mit dem Dampferzeuger (6) verbundenen Arbeitsmittelspeicher (8) aufweist und ein Dampfmassenstrom in der Dampfturbine (12) erhöht wird, indem ein Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittel¬ speicher (8) in die Dampfturbine (12) geleitet wird. characterized in that the turbine plant (2) has a working fluid reservoir (8) connected to the steam generator (6) and a steam mass flow in the steam turbine (12) is increased by a working fluid from the working fluid reservoir (8) into the steam turbine (12 ).
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel aus dem Ar¬ beitsmittelspeicher (8) in den Dampferzeuger (6) geleitet wird, im Dampferzeuger (6), insbesondere in einem Überhitzer (26, 28, 30) des Dampferzeugers (6), erhitzt wird und aus dem Dampferzeuger (6) in die Dampfturbine (12) geleitet wird. characterized in that the working fluid from the Ar ¬ beitsmittelspeicher (8) in the steam generator (6) is passed in the steam generator (6), in particular in a superheater (26, 28, 30) of the steam generator (6), is heated and off the steam generator (6) is passed into the steam turbine (12).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass durch die Dampfturbine (12) ein Generator (78) angetrieben wird, welcher eine elektrische Leistung erzeugt, und durch die Erhöhung des Dampfmassen- Stroms in der Dampfturbine (12) die vom Generator (78) er¬ zeugte elektrische Leistung erhöht wird. characterized in that through the steam turbine (12) a generator (78) is driven, which generates an electric power, and by the increase of the steam mass flow in the steam turbine (12) from the generator (78) he generated ¬ heightens electrical power becomes.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auffüllen des Arbeitsmittel- Speichers (8) ein Kondensat aus dem Dampferzeuger (6), insbe¬ sondere aus einem Flüssigkeitsabscheider (32, 34, 36), aus einem Verdampfer (38, 40, 42) oder aus einem Vorwärmer (44, 46, 48) des Dampferzeugers (6), in den Arbeitsmittelspeicher (8) geleitet wird, wobei das Kondensat das Arbeitsmittel aus- bildet. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for filling the working fluid accumulator (8), a condensate from the steam generator (6), in particular ¬ special from a liquid separator (32, 34, 36), from an evaporator (38 , 40, 42) or from a preheater (44, 46, 48) of the steam generator (6), in the working fluid reservoir (8) is passed, wherein the condensate forms the working fluid.
5. Verfahren nach Anspruch 4, 5. The method according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensat, welches das Ar¬ beitsmittel ausbildet, aus dem Arbeitsmittelspeicher (8) verdampft, bevor das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelspeicher (8) in die Dampfturbine (12) geleitet wird. characterized in that the condensate, which forms the Ar ¬ beitsmittel evaporates from the working fluid store (8) before the working fluid from the working fluid store (8) in the steam turbine (12) is passed.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, 6. The method according to claim 4 or 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensat, welches in den Arbeitsmittelspeicher (8) eingeleitet wird, eine Temperatur aufweist, welche im Wesentlichen einer Sattdampftemperatur entspricht . characterized in that the condensate, which is introduced into the working fluid store (8), has a temperature which substantially corresponds to a saturated steam temperature.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel bei einem An- fahrvorgang der Dampfturbine (12) aus dem Arbeitsmittelspei¬ cher (8) in die Dampfturbine (12) geleitet wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the working fluid in a startup process of the steam turbine (12) from the Arbeitsmittelspei ¬ cher (8) in the steam turbine (12) is passed.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel in Form eines Kondensats aus einem ersten Element des Dampferzeugers (6), in welchem ein erster Druck vorherrscht, in den Arbeitsmittelspeicher (8) geleitet wird, und das Arbeitsmittel zur Er¬ höhung des Dampfmassenstroms in der Dampfturbine (12) aus dem Arbeitsmittelspeicher (8) in ein zweites Element des Dampfer- zeugers (6) geleitet wird, in welchem ein zweiter Druck vorherrscht, welcher niedrigerer als der erste Druck ist. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the working fluid in the form of a condensate from a first element of the steam generator (6), in which a first pressure prevails, in the working fluid reservoir (8) is passed, and the working means for Er ¬ increase of the steam mass flow in the steam turbine (12) from the working fluid accumulator (8) in a second element of the steam generator (6) is passed, in which a second pressure prevails, which is lower than the first pressure.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel in Form eines Kondensats aus einem Element des Dampferzeugers (6) über eine Verbindungsleitung (54, 68, 62, 90) in den Arbeitsmittelspeicher eingeleitet wird, während die Turbinenanlage (2) unter einer vorgegebenen ersten Last betrieben wird, und das Arbeitsmittel zur Erhöhung des Dampfmassenstroms in der Dampf- turbine (12) über dieselbe Verbindungsleitung (54, 58, 62, 90) in dasselbe Element des Dampferzeugers (6) eingeleitet wird, während die Turbinenanlage (2) unter einer zweiten vor- gegebenen Last betrieben wird, welche niedriger als die erste Last ist. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the working fluid in the form of a condensate from an element of the steam generator (6) via a connecting line (54, 68, 62, 90) is introduced into the working fluid reservoir, while the turbine plant (2 ) is operated under a predetermined first load, and the working means for increasing the steam mass flow in the steam turbine (12) via the same connecting line (54, 58, 62, 90) in the same element of the steam generator (6) is introduced while the turbine plant (2) under a second given load, which is lower than the first load.
10. Turbinenanlage (2) mit einer Dampfturbine (12) und einem mit der Dampfturbine (12) verbundenen Dampferzeuger (6), welcher dazu eingerichtet ist, Dampf zum Antreiben der Dampfturbine (12) zu erzeugen, 10. Turbine plant (2) with a steam turbine (12) and with the steam turbine (12) connected to the steam generator (6), which is adapted to generate steam for driving the steam turbine (12),
gekennzeichnet durch einen mit dem Dampferzeuger (6) verbundenen Arbeitsmittelspeicher (8), in welchem ein Arbeitsmittel zum Einleiten in die Dampfturbine (12) speicherbar ist. characterized by a with the steam generator (6) connected to the working fluid reservoir (8), in which a working fluid for introduction into the steam turbine (12) can be stored.
11. Turbinenanlage (2) nach Anspruch 10, 11. turbine system (2) according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsmittelspeicher (8) eine thermische Isolierung aufweist. characterized in that the working fluid store (8) has a thermal insulation.
12. Turbinenanlage (2) nach Anspruch 10 oder 11, 12. Turbine plant (2) according to claim 10 or 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbine (12) mehrere Druckstufen (14, 16, 18), insbesondere eine Hochdruckstufe (14), eine Mitteldruckstufe (16) und eine Niederdruckstufe (18) , umfasst . characterized in that the steam turbine (12) comprises a plurality of pressure stages (14, 16, 18), in particular a high-pressure stage (14), a medium-pressure stage (16) and a low-pressure stage (18).
13. Turbinenanlage (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger ( 6) einen Hoch¬ druckbereich (20), einen Mitteldruckbereich (22) und einen Niederdruckbereich (24) umfasst, wobei der Arbeitsmittelspei¬ cher (8) mit mindestens einem, vorzugsweise mit mindestens zweien, der Druckbereiche (20, 22, 24) verbunden ist. 13. turbine plant (2) according to one of claims 10 to 12, characterized in that the steam generator (6) comprises a high ¬ pressure region (20), a medium-pressure region (22) and a low pressure region (24), wherein the Arbeitsmittelspei ¬ cher ( 8) is connected to at least one, preferably at least two, of the pressure areas (20, 22, 24).
14. Turbinenanlage (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger (6) mit min¬ destens einem Flüssigkeitsabscheider (32, 34, 36), mindestens einem Vorwärmer (44, 46, 48), mindesten einen Verdampfer (38, 40, 42) und mindestens einem Überhitzer (26, 28, 30) ausge¬ stattet ist, wobei der Arbeitsmittelspeicher (8) jeweils über eine Verbindungsleitung (54, 58, 62, 90, 94), welche ein Ventil (56, 60, 64, 92, 96) aufweist, mit dem Flüssigkeitsab¬ scheider (32, 34, 36), dem Vorwärmer (44, 46, 48), dem Ver- dampfer (38, 40, 42) und/oder dem Überhitzer (26, 28, 30) verbunden ist. 14. Turbine plant (2) according to one of claims 10 to 13, characterized in that the steam generator (6) with min ¬ least one liquid separator (32, 34, 36), at least one preheater (44, 46, 48), at least one Evaporator (38, 40, 42) and at least one superheater (26, 28, 30) is equipped ¬ out , wherein the working fluid reservoir (8) in each case via a connecting line (54, 58, 62, 90, 94), which a valve ( 56, 60, 64, 92, 96), with the Flüssigkeitsab ¬ separator (32, 34, 36), the preheater (44, 46, 48), the Ver steamer (38, 40, 42) and / or the superheater (26, 28, 30) is connected.
15. Turbinenanlage (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch eine Gasturbine (4), die abgasseitig mit dem Dampferzeuger (6) verbunden ist. 15. Turbine plant (2) according to one of claims 10 to 14, characterized by a gas turbine (4) which is connected on the exhaust side with the steam generator (6).
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