[发明专利]有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备以及有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸汽电厂设备，它有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器，尤其二氧化碳分离装置作为过程蒸汽消耗器。此外本发明涉及一种蒸汽电厂设备的运行方法，它有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器。

背景技术

用于生产电能的蒸汽电厂设备(DKW)主要由汽轮机单元和点火锅炉组成，或在设计为燃气与蒸汽轮机电厂设备(GuD)时主要由燃气轮机装置和连接在其下游的废热锅炉与蒸汽轮机单元组成。通常此类电厂设备在适当的位置抽取蒸汽或能量，用于不直接与发电装置连接的二次过程。例如连接在电厂设备下游的烟气净化装置，如二氧化碳分离装置，借助过程蒸汽工作，过程蒸汽在汽轮机单元的一个中间级抽取。

从汽轮机单元输出过程蒸汽的另一个例子是远距供热。在这里抽取的蒸汽量取决于过程蒸汽消耗器或二氧化碳分离装置的工作方式。抽取的蒸汽量导致减小蒸汽质量流量，使汽轮机单元在抽汽位置下游那些透平级的蒸汽质量流量缺失。通常过程蒸汽消耗器，例如二氧化碳分离装置，要求过程蒸汽处于适当的压力和温度水平。

目前设计的二氧化碳分离装置需要大量热能，为此必须从电厂设备的水汽循环中抽取过程蒸汽。热能通过凝结过程蒸汽被加入二氧化碳分离装置的解吸部件内。由此使过程蒸汽处于一个在2bar与4bar之间的最低压力。然而在这一压力水平的蒸汽，在当代的电厂设备中通过中间过热和高的蒸汽温度更强烈被过热。这种强烈过热蒸汽的能量，在正常的热量排入换热器的情况下只能不充分地利用。

因此在已知的电厂设备中，抽取的过程蒸汽通过喷水降低温度水平，并由此轻度过热。喷水通常涉及来自电厂设备水汽循环的凝结水。这样一来对于解吸过程没有什么好处。这种已知方法的缺点尤其是，处于过热状态的蒸汽的能量未能最佳地被利用。此外，从电厂设备水汽循环输出的凝结水作为冷却剂喷入强烈过热的蒸汽代价太高。

由先有技术已知的那些具有过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备一般性的缺点是电流损失，造成这种电流损失的原因是从汽轮机单元抽取高价值的过程蒸汽，例如强烈过热的蒸汽，尽管对于过程蒸汽消耗器而言轻度过热的蒸汽已足以满足要求。

发明内容

因此本发明要解决的技术问题是，建议一种有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备，其中，从汽轮机单元抽取的蒸汽其能量能有利和非常充分地利用。本发明另一个目的是，建议一种有汽轮机单元和过程蒸汽消耗器的蒸汽电厂设备的运行方法，其中，从蒸汽电厂过程抽取的过程蒸汽经调温后其能量有利地用于过程蒸汽消耗器。

本发明有关蒸汽电厂设备方面的技术问题通过一种蒸汽电厂设备得以解决，该蒸汽电厂设备具有至少一个汽轮机单元和一个过程蒸汽消耗器，其中过程蒸汽消耗器包括一个换热器，以及汽轮机单元通过抽汽管路与换热器连接，其中，减温器一次侧与抽汽管路连接。

本发明在这方面的基本思想是，对从汽轮机单元抽取的用于过程蒸汽消耗器的过程蒸汽的调温通过减温器达到。借助减温器可以将过程蒸汽置于一个对于过程蒸汽消耗器为最佳的温度水平。在这里，减温器可以进一步利用从过程蒸汽提取的能量。这种减温器可以设计为换热器，在这种情况下减温器一次侧吸收能量，以及在二次侧将能量输送给一种介质。此外，通过使用减温器在理论上可以取消调整温度水平的其他措施，例如喷水或凝结水。因此本发明使得有可能在为连接在下游的过程蒸汽消耗器调节过程蒸汽温度的同时，利用通过减温器提取的能量，由此显著提高蒸汽电厂设备的总效率。此外与已知的管路设计相比，本发明还可以用较短的管路实现，由此降低蒸汽电厂设备的成本。

此外按蒸汽电厂设备的一项有利的扩展设计，蒸汽电厂设备还包括一个有主凝结水管和回流凝结水管的水汽循环，其中，减温器二次侧与回流凝结水管连接。这种管路设计方式使得有可能将通过减温器从过程蒸汽提取的能量，有利地利用于预热在蒸汽电厂设备水汽循环中的凝结水。通过减温器协助预热凝结水，减轻了连接在减温器二次侧下游用于预热凝结水的预热器的负担。由此可以减少从汽轮机单元为了该预热器必要的抽汽，从而提高汽轮机单元内工作蒸汽的份额。然而由于在减温器中冷却过程蒸汽，有必要将更大量的蒸汽输入减温器内，以便给过程蒸汽消耗器提供以过程蒸汽形式的同样的热量。由此通过使用减温器尤其发生蒸汽量的移动，然而因为减少了处于较高压力并因而价值较高的抽汽，其结果是使蒸汽电厂设备的效率提高。此外，通过使用凝结水作为减温器的冷却剂，可以避免输出水汽循环中昂贵的主凝结水来作为冷却剂。由此减少接口数量和简化过程技术的连接。