专利名称：具有二氧化碳分离器的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：
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)或燃煤的蒸汽动カ装置(DKW)的废气中分离ニ氧化碳，需要大量的能量。
背景技术：
在采用湿化学吸收-解吸法分离ニ氧化碳时，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。甚至当处于建造中的电厂设备尚未配备与之连接的ニ氧化碳分离器吋，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ニ氧化碳分离器集成在电厂设备中。这种应对措施例如涉及厂房，为了抽取低压蒸汽，厂房必须相应増大。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。在中压级和低压级有単独外壳的汽轮机中，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有整体外壳的汽轮机中，不可能从透平以恰当的压カ抽取所需要的大量蒸汽。从电厂过程内部其他汽源抽取蒸汽往往不经济，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 ニ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
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ー种装置和一种方法，从不同于中压级与低压级之间联通管的其它汽源提供低压蒸汽以用于ニ氧化碳分离器，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。本发明有关装置的技术他通过权利要求1的特征得以解決。本发明在这里从一种中压级和低压级有整体外壳的汽轮机出发。除中压级和低压级外，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。现在按本发明规定，在蒸汽回流管路上连接过程用汽管路，它与ニ氧化碳分离器连接， 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。按燃烧矿物燃料的电厂设备ー项有利的扩展设计，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。按燃烧矿物燃料的电厂设备ー种恰当的设计，ニ氧化碳分离器由吸收单元和解吸单元组成。在这里，过程用汽管路与解吸単元的换热器进ロ连接。解吸単元出口与冷凝器回流管路连接。本发明有关方法的技术问题通过权利要求5的特征得以解決。
类似于装置，在按本发明的方法中，过程用汽从蒸汽回流管路抽取。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ニ氧化碳
刀、肉妨ο有利地，膨胀过程用于生产电能。膨胀的蒸汽在这里优选地用于加热ニ氧化碳分离过程的解吸过程。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。汽轮机在补充装备ニ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，而该较低的蒸汽温度可由标准的エ业透平毫无疑问地膨胀造成。
下面借助附图详细说明本发明。其中图1表示具有ニ氧化碳分离器的燃烧矿物燃料的电厂设备。
具体实施例方式图1主要表示具有与ニ氧化碳分离器连接的换热器21的燃烧矿物燃料的电厂设备1。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)。图中简化表示燃气和蒸汽轮机电厂设备，它主要由燃气轮机13、蒸汽轮机2、发电机20和连接在燃气轮机的废气通道内设计为废热锅炉15的锅炉4組成。汽轮机2由高压级M与中压和低压级25組成。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。高压级M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冷的中间再热管路16与锅炉4连接。为了抽取过程用汽17，在冷的中间再热管路16 上连接过程用汽管路6。中压和低压级25通过热的中间再热管路31与锅炉4连接。在这里，从冷的中间再热管路抽取的蒸汽具有的温度约为160°C。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内发生过程用汽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。背压式汽轮机7与ニ氧化碳分离器的换热器21连接。在这里没有详细表示ニ氧化碳分离器。背压式汽轮机7通过饱和蒸汽管路观与ニ氧化碳分离器的解吸単元11连接。 饱和蒸汽26在解吸単元11内支持溶剂气化，使ニ氧化碳重新释出。从换热器21通过凝结水回水管四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。
权利要求
1.一种燃烧矿物燃料的电厂设备(I)，包括汽轮机(2)、通过蒸汽回流管路(3)连接在汽轮机(2)下游的锅炉(4)、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)与蒸汽回流管路(3)连接；以及，在过程用汽管路(6)内连接背压式汽轮机(7)ο
2.按照权利要求I所述的燃烧矿物燃料的电厂设备(I)，其特征为，背压式汽轮机(7) 通过轴⑶与用于产生电流的发电机(9)连接。
3.按照权利要求I或2所述的燃烧矿物燃料的电厂设备(I)，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I至3之一所述的燃烧矿物燃料的电厂设备(I)，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(4)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(I)的运行方法，燃烧矿物燃料的电厂设备 (I)包括通过蒸汽回流管路(3)连接在汽轮机(2)下游的锅炉(4)和二氧化碳分离器(5)， 在本方法中，从蒸汽回流管路⑶抽取过程用汽(17)，过程用汽(17)在膨胀过程(18)中膨胀，此时形成膨胀蒸汽(19)，以及将膨胀的蒸汽(19)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，膨胀过程(18)还包括发电机(20)以及用于产生电能。
7.按照权利要求5或6所述的方法，其中，膨胀的蒸汽(19)用于解吸二氧化碳。
全文摘要
本发明涉及一种燃烧矿物燃料的电厂设备(1)，其包括汽轮机(2)、通过蒸汽回流管路(3)连接在汽轮机(2)下游的锅炉(4)、和二氧化碳分离器(5)。按照本发明，其中二氧化碳分离器(5)通过过程用汽管路(6)与蒸汽回流管路(3)连接；以及在过程用汽管路(6)内连接背压式汽轮机(7)。
文档编号F01K17/04GK102597430SQ201080049173
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月29日 优先权日2009年11月2日
发明者A.皮卡德, J.基瑟, M.罗斯特, U.格鲁曼, U.马奇 申请人:西门子公司