具有二氧化碳分离器燃烧矿物燃料的电厂设备和燃烧矿物燃料电厂设备的运行方法专利检索- .用于除加热外的其他特殊用途专利检索查询-专利查询网

具有二氧化碳分离器燃烧矿物燃料的电厂设备和燃烧矿物燃料电厂设备的运行方法
申请号	CN201080049177.0	申请日	2010-10-29	公开(公告)号	CN102597432A	公开(公告)日	2012-07-18
申请人	西门子公司;			发明人	U.格鲁曼; U.马奇; A.皮卡德; M.罗斯特;
摘要	本发明涉及一种燃烧矿物燃料的电厂设备(1)，包括锅炉 (4)、通过热的中间再热管路(17)连接在锅炉(4)下游的汽轮机 (2)和二氧化碳分离器(5)，其中，将二氧化碳分离器(5)通过过程用汽管路(6)与锅炉的热的中间再热管路(17)连接，以及，在过程用汽管路(6)内连接背压式汽轮机(7)。
权利要求	1.一种燃烧矿物燃料的电厂设备(1)，包括锅炉(4)、通过热的中间再热管路(17)连接在锅炉(4)下游的汽轮机(2)和二氧化碳分离器(5)，其特征为：二氧化碳分离器(5)通过过程用汽管路(6)与锅炉的热的中间再热管路(17)连接；以及，在过程用汽管路(6)内连接背压式汽轮机(7)。 2.按照权利要求1所述燃烧矿物燃料的电厂设备(1)，其特征为，背压式汽轮机(7)通过轴(8)与产生电流的发电机(9)连接。 3.按照权利要求1或2所述燃烧矿物燃料的电厂设备(1)，其特征为，二氧化碳分离器(5)包括吸收单元(10)和解吸单元(11)。 4.按照权利要求1至3之一所述燃烧矿物燃料的电厂设备(1)，其特征在于设计为燃气和蒸汽轮机电厂设备(12)，包括燃气轮机(13)，其中锅炉是废热锅炉(15)，以及蒸汽回流管路(3)是冷的中间再热管路(16)。 5.一种用于运行燃烧矿物燃料的电厂设备(1)的运行方法，其中，燃烧矿物燃料的电厂设备(1)包括锅炉(4)、通过热的中间再热管路(17)连接在锅炉(4)下游的汽轮机(2)和二氧化碳分离器(5)，在本方法中，将形式上为过程用汽(17)的中间再热蒸汽从热的中间再热管路(17)抽取，使其在膨胀过程中膨胀，此时形成膨胀蒸汽，以及将膨胀的蒸汽供给二氧化碳分离器(5)。 6.按照权利要求5所述的方法，其中，上述膨胀过程(18)还包括发电机(20)以及使用于产生电能。 7.按照权利要求5或6所述的方法，其中，将上述膨胀的蒸汽(19)使用于解吸二氧化碳。
说明书全文	具有二氧化碳分离器燃烧矿物燃料的电厂设备和燃烧矿物燃料电厂设备的运行方法技术领域 [0001] 为了从燃烧矿物燃料的电厂设备，例如燃气和蒸汽轮机电厂设备(GUD)或燃煤的蒸汽动力装置(DKW)的废气中分离二氧化碳，需要大量的能量。背景技术 [0002] 在采用湿化学吸收-解吸法分离二氧化碳时，为了加热解吸过程必须加入热能形式的能量。为此通常使用电厂设备的水汽循环中的低压蒸汽。 [0003] 甚至当处于建造中的电厂设备尚未配备与之连接的二氧化碳分离器时，如今也已存在晚些时候补充装备的有据可查的义务(Capture Readyness)。因此，如今已采取相应的应对措施，使得在以后的某一时刻能顺利地将二氧化碳分离器集成在电厂设备中。这种应对措施例如还涉及厂房，为了抽取低压蒸汽厂房必须相应增大。 [0004] 此外还存在需要，为了抽取低压蒸汽必须相应地设计汽轮机或电厂过程。在中压级和低压级具有单独外壳的汽轮机中，可以方便地在联通管上抽取低压蒸汽。而在中压级和低压级具有整体外壳的汽轮机中，不可能从透平以恰当的压力抽取所需要的大量蒸汽。 [0005] 从电厂过程内部其他汽源抽取蒸汽也不值得推荐，或不可能以恰当的方式实施。例如从汽轮机的中间再热管路抽取，导致锅炉的不平衡负载。还必须排除抽取优质蒸汽用于二氧化碳分离器的可能性，因为这将导致不合理的能量损失。发明内容 [0006] 因此本发明要解决的技术问题是，为燃烧矿物燃料的电厂设备提供一种装置和一种方法，从不同于中压与低压级之间联通管的其它汽源提供低压蒸汽用于二氧化碳分离器，从而避免锅炉的不平衡负载，以及使通过抽取蒸汽造成的能量损失降到最低程度。 [0007] 本发明有关装置的技术问题通过权利要求1的特征得以解决。 [0008] 本发明从一种中压和低压级具有整体外壳的汽轮机出发。除中压和低压级外，汽轮机还包括一个在单独外壳中的高压级。其中规定，用于高压级的新汽在从高压级排出后经蒸汽回流管路(冷的中间再热管路)返回用于重新加热(中间再热)的锅炉中再次加热，以及通过热的中间再热管路导入汽轮机的中压级内。现在按本发明规定，在热的中间再热管路上连接过程用汽管路，它与二氧化碳分离器连接，以及，在过程用汽管路内连接背压式汽轮机。通过背压式汽轮机将抽取的过程用汽置于过程用汽状态(饱和蒸汽)。为了抽取蒸汽，锅炉必须相应设计。 [0009] 按燃烧矿物燃料的电厂设备的一项有利的扩展设计，抽取的过程用汽通过与背压式汽轮机连接的发电机转换为电能。因此过程用汽的剩余能量可利用于生产电能。 [0010] 按燃烧矿物燃料的电厂设备的一种相宜的扩展设计，二氧化碳分离过程由吸收单元和解吸单元组成。在这里，过程用汽管路与解吸单元的热交换器进口连接。解吸单元出口与冷凝器回流管路连接。 [0011] 本发明有关方法的技术问题通过权利要求5的特征得以解决。 [0012] 类似于装置，在按本发明的方法中，过程用汽从热的中间再热管路抽取。在这里，过程用汽在膨胀过程中膨胀，此时形成膨胀蒸汽(饱和蒸汽)。然后将膨胀的蒸汽供给二氧化碳分离器。 [0013] 有利地，膨胀过程用于生产电能。膨胀的蒸汽优选地在二氧化碳分离器中使用于解吸二氧化碳。 [0014] 通过本发明使针对(Capture Ready)的预备措施限于相应的锅炉设计和在设备关键的机器外壳外部的连接点。汽轮机在补充装备二氧化碳分离器的情况下，可以在热力学方面优化此时所利用的分离过程。将背压式汽轮机连接在中间再热装置前，导致较低的蒸汽温度，该较低的蒸汽温度可由标准的工业透平毫无疑问地膨胀造成。附图说明 [0015] 下面借助附图详细说明本发明。 [0016] 附图主要表示具有与二氧化碳分离器连接的热交换器21的燃烧矿物燃料的电厂设备1。具体实施方式 [0017] 在这里，燃烧矿物燃料的电厂设备1设计为燃气和蒸汽轮机电厂设备(GUD)12。图中简化表示燃气和蒸汽轮机电厂设备12，它主要由燃气轮机13、蒸汽轮机2、发电机20和连接在燃气轮机废气通道内设计为废热锅炉15的锅炉4组成。汽轮机2由高压级24与中压和低压级25组成。燃气轮机13、发电机20和汽轮机2处于公共的轴8上。冷凝器22连接在汽轮机2的下游。 [0018] 高压级24在新汽供给方面通过新汽管路23与锅炉4连接，以及在蒸汽回流方面通过蒸汽回流管路(冷的中间再热管路)3与锅炉4连接。此外，在锅炉4上还连接热的中间再热管路16，它与汽轮机2的中压和低压级25连接。 [0019] 在热的中间再热管路16上连接过程用汽管路6，用于抽取过程用汽17。除汽轮机2外还设有背压式汽轮机7，它在过程用汽供给方面与过程用汽管路6连接。在背压式汽轮机7内进行过程用汽17膨胀为饱和蒸汽26。在这里，过程用汽17通过与背压式汽轮机7连接的发电机9转换为电能。在从热的中间再热管路抽取蒸汽的情况下，背压式汽轮机的出口温度约为290℃。 [0020] 背压式汽轮机7与二氧化碳分离器的换热器21连接。在这里没有详细表示二氧化碳分离器。背压式汽轮机7通过饱和蒸汽管路28与二氧化碳分离器的解吸单元11连接。饱和蒸汽26在解吸单元11内支持溶剂气化，使二氧化碳重新释出。 [0021] 从换热器21通过凝结水回水管29将冷凝水引入冷凝器22。为此使凝结水回水管29与冷凝器22相应地连接。最后，设有冷凝水管路30，它连接冷凝器22与锅炉4，以闭合给水循环。

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