热力发电厂特别是蒸汽发电厂或联合循环发电厂(ccpps)中的冷启动的最优化的制作方法_3

文档序号:9400986阅读:来源:国知局
交换器,然后传输热能至另一个介质,诸如过程用蒸汽/气体和/或燃烧器气体。
[0065]在其操作时间期间,用热力发电厂的过程用汽/蒸汽填充诸如这种箱体或锅炉的热能存储设备也是有利的。因此,例如,过程用汽可以在蒸汽涡轮机处被吹走(控制排放),特别是在多部分蒸汽涡轮机和热能存储设备的高压部分处或之后,或者箱子/锅炉可以由此填充。
[0066]此处,除了其产生和/或存储热能或者蒸汽用于之后的预热和/或填充/充电热能存储设备或箱体的能力外,提供用于热能存储设备或箱体的充电/填充的附加的电气锅炉也是可能的,然后还可以提供负控制能量。
[0067]因此,负控制能量的提供和/或热能的产生/存储或者热能存储设备的填充/充电还可以发生在热力发电厂的操作之外。
[0068]如果使用“无压的”热能存储设备,诸如在大气压下的“简单的”箱体,可以存储形式为热的尚达98 C的尚品质的热能。
[0069]如果将存储“较高能量的热能”,即较高温度的蒸汽,可以使用受压的箱体/锅炉或具有集成的压力存储设备的电气锅炉。
[0070]其在电气锅炉(也和箱体结合)中具有独特的优势,在可以从廉价的电能中产生它们的能量,有时为“负”价。通过存储热能至电气锅炉(或箱体)或通过热力发电厂的常规启动,这具有热力发电厂的效率不会减小的结果,因此还可能带来成本优势。
[0071 ] 电气或化学能量存储设备可以是电容器或可再充电电池。
[0072]此处,同样地,在廉价能源/廉价的电力时期期间,填充/充电能量存储设备是权宜之计,诸如例如当在电能分配网络中存在过剩的可再生能源时。
[0073]借助于这种电气或化学能量存储设备,因此还可以提供正控制能量(在供给期间)和负控制能量(在充电/填充期间)。
[0074]在填充/充电的能量存储设备的情况下,可能然后从黑启动来启动热力发电厂,并且根据其存储大小,在热力发电厂仍然在启动时直接在电能分布网络上也是可能的。
[0075]类似地,使用通过这种电气或化学能量存储设备能够获得的能量来操作热能存储设备是可能的,例如(电气)锅炉。
[0076]特别地,因此,对于电气或化学能量存储设备具有优势为填充/充电这种能量存储设备不是负向地改变热力发电厂的效率,除了在之前使用的优化热力发电厂的启动的形式的情况。
[0077]根据本发明的热力发电厂适用于,特别地是用于执行根据本发明的方法或所描述的开发的一项,并且根据本发明用于操作热力发电厂的方法还适用于,特别是在根据本发明的燃气涡轮机发电厂上执行或其描述的开发中的一项。
[0078]本发明的优选的开发还可以从从属权利要求和/或从下面的解释中呈现。所描述的开发涉及根据本发明的热力发电厂和用于操作热力发电厂的根据本发明的方法。
[0079]目前所给的描述具有本发明的有利改进,包括在单独的从权中再现的大量特征,在一些情况下多个可结合。然而,本领域技术人员还将适当地单独考虑这些特征并将它们组合为有意义的进一步的组合。
【附图说明】
[0080]通过参考附图,下面更详细地描述了基于示例性实施例的本发明以及其改进和优点。
[0081]相同的部件或功能上相同的部件在附图中具有相同的指示。,其中:
[0082]图1原理性地显示了根据本发明的示例性实施例的具有内在地在发电厂中的热存储设备(箱)用于优化冷启动的燃气和蒸汽联合发电厂的细节。
[0083]图2原理性地显示了根据本发明的示例性实施例的具有内在地在发电厂中的热存储设备(箱)以及具有内在地在发电厂中的电能存储设备(可再充电电池)用于优化冷启动的燃气和蒸汽联合发电厂的细节,以及
[0084]图3原理性地显示了根据本发明的示例性实施例的具有内在地在发电厂中的热存储设备(电气锅炉)用于优化冷启动的燃气和蒸汽联合发电厂的细节。
【具体实施方式】
[0085]图1原理性地示出了燃气和蒸汽联合发电厂1,简称为联合循环发电厂。
[0086]联合循环发电厂的燃气涡轮机部分14具有燃气涡轮机系统15,其包括压缩机16、燃烧室17,其采用液体燃料加热,并且包括许多燃烧器(未示出),以及燃气涡轮机18。还存在耦合至燃气涡轮机18并由其驱动的发电机19,用于发电。
[0087]在这种情况下,对于燃烧过程,压缩机16同样地机械耦合至燃气涡轮机18并由其驱动,首先经由供给20吸入新鲜或燃烧器空气21,以采用燃气操作的预热的方式加热,并且压缩该空气至主要位于15巴-20巴范围内的值。
[0088]压缩的(燃烧器)空气供给燃料22至燃烧室17。新鲜空气21和燃料22的混合物在那里通过一个或多个燃烧器点燃,然后为了在那里和燃烧气体(大致是二氧化碳、蒸汽、氮气和氧气)一起达到高达大约1500°C甚至更高的温度。
[0089]然后,热排气气体23流入燃气涡轮机18,其中它们通过膨胀释放其热能的一部分至燃气涡轮机18作为动能。
[0090]然后,机械功率通过耦合到燃气涡轮机18的发电机19转换为电气功率,其作为电流供给5至电能分配网络(供电系统)6。
[0091]热排气或烟气23 (富含二氧化碳)经由废热锅炉8和联合循环发电厂I的蒸汽涡轮机部分24 —起从燃气涡轮机的出口带走。
[0092]一般在之前清理的和准备的(给)水26的蒸发经由热交换器25在废热锅炉8中发生,用于操作蒸汽涡轮机27所必需的蒸汽26借此从(给)水26产生。
[0093]蒸汽26从废热锅炉8经由管线/管道28流入蒸汽涡轮机27 (以简化的多个部分的形式表示),其中其释放其之前占据的能量的一部分至蒸汽涡轮机27作为动能。发电机29耦合到蒸汽涡轮机27,其转换机械功率至电气功率。
[0094]在这之后,膨胀的且冷却的蒸汽26流入冷凝器30,其通过热转移到环境冷凝并收集为液态水26。
[0095]通过穿过冷凝栗和预热器(未示出),水26立即被存储在给水箱(未示出)中,然后再次经由给水栗31供给至废热锅炉8,由此完成蒸汽涡轮机循环。
[0096]联合循环发电厂I的进一步集成的部件是箱体12,其可以通过蒸汽涡轮机循环用热蒸汽26填充。
[0097]对于该目的,内在地在发电厂中的箱体12,通过多级蒸汽涡轮机27的在高压部分之后且在中压部分之前(未指示)的控制排放32耦合至后者,并且因此可以在联合循环发电厂I的操作阶段用来自蒸汽涡轮机循环的热蒸汽26填充,存储此处为大约98°C的蒸汽并且使其预热热力发电厂部件3是可行的,诸如此处的蒸汽涡轮机27和废热锅炉8,并且还用于预热燃气涡轮机18或燃气涡轮机系统15的燃烧器空气21 (介质4)。
[0098]为了该目的,箱体12经由管道28直接连接至蒸汽涡轮机27和废气锅炉8,存储在箱体12中的热蒸汽26可以借此吹入蒸汽涡轮机27或废气锅炉8,并且可以由此加热后者。
[0099]进一步的,箱体12经由管道28和此处的交叉流式热交换器33连接至燃气涡轮机系统15的燃烧器空气21的供给20,即经由交叉流式热交换器33,热能可以借此释放至燃烧器空气21,并且后者可以由此加热。
[0100]通过控制和保护系统10,联合循环发电厂通过控制站35的操作员34 “运行” 11。
[0101]对于该目的,出现在联合循环发电厂I的所有信息/数据,诸如例如测量值,过程或状态数据,基于预定的监测和控制计划在控制站35中指示并且在作为联合循环发电厂I的监测和控制单元的控制和保护计算机36中处理。因此,在那里指示、评估、监测和控制11各个发电厂部件3的操作状态。操作员34使用控制元件,诸如栗31和或者阀,插入联合循环发电厂I的操作顺序中,因此后者借此“运行” 11。
[0102]在请求负载调度中心时,如果不“需要”联合循环发电厂1,并且因此以例如大于60小时的空闲时间停止和冷却,当再次需要联合循环发电厂I或(再次)启动联合循环发电厂I时,执行联合循环发电厂I的冷启动是必需的。
[0103]为了缩短冷启动阶段,在控制和保护系统10的控制下预热系统,即蒸汽涡轮机27、废热锅炉8和燃烧器空气21。对于该目的,在联合循环发电厂I的前一操作期间,用
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