專利名稱：具有二氧化碳分離器燃燒礦物燃料的電廠設備和燃燒礦物燃料電廠設備的運行方法
技術領域：
為了從燃燒礦物燃料的電廠設備，例如燃氣和蒸汽輪機電廠設備(GUD)或燃煤的蒸汽動力裝置(DKW)的廢氣中分離二氧化碳，需要大量的能量。
背景技術：
在采用濕化學吸收-解吸法分離二氧化碳時，為了加熱解吸過程必須加入熱能形式的能量。為此通常使用電廠設備的水汽循環(huán)中的低壓蒸汽。甚至當處于建造中的電廠設備尚未配備與之連接的二氧化碳分離器時，如今也已存在晚些時候補充裝備的有據(jù)可查的義務(Capture Readyness)。因此，如今已采取相應的應對措施，使得在以后的某一時刻能順利地將二氧化碳分離器集成在電廠設備中。這種應對措施例如還涉及廠房，為了抽取低壓蒸汽廠房必須相應增大。此外還存在需要，為了抽取低壓蒸汽必須相應地設計汽輪機或電廠過程。在中壓級和低壓級具有單獨外殼的汽輪機中，可以方便地在聯(lián)通管上抽取低壓蒸汽。而在中壓級和低壓級具有整體外殼的汽輪機中，不可能從透平以恰當?shù)膲毫Τ槿∷枰拇罅空羝碾姀S過程內部其他汽源抽取蒸汽也不值得推薦，或不可能以恰當?shù)姆绞綄嵤?例如從汽輪機的中間再熱管路抽取，導致鍋爐的不平衡負載。還必須排除抽取優(yōu)質蒸汽用于二氧化碳分離器的可能性，因為這將導致不合理的能量損失。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明要解決的技術問題是，為燃燒礦物燃料的電廠設備提供一種裝置和一種方法，從不同于中壓與低壓級之間聯(lián)通管的其它汽源提供低壓蒸汽用于二氧化碳分離器，從而避免鍋爐的不平衡負載，以及使通過抽取蒸汽造成的能量損失降到最低程度。本發(fā)明有關裝置的技術問題通過權利要求1的特征得以解決。本發(fā)明從一種中壓和低壓級具有整體外殼的汽輪機出發(fā)。除中壓和低壓級外，汽輪機還包括一個在單獨外殼中的高壓級。其中規(guī)定，用于高壓級的新汽在從高壓級排出后經(jīng)蒸汽回流管路(冷的中間再熱管路)返回用于重新加熱(中間再熱)的鍋爐中再次加熱， 以及通過熱的中間再熱管路導入汽輪機的中壓級內?，F(xiàn)在按本發(fā)明規(guī)定，在熱的中間再熱管路上連接過程用汽管路，它與二氧化碳分離器連接，以及，在過程用汽管路內連接背壓式汽輪機。通過背壓式汽輪機將抽取的過程用汽置于過程用汽狀態(tài)(飽和蒸汽)。為了抽取蒸汽，鍋爐必須相應設計。按燃燒礦物燃料的電廠設備的一項有利的擴展設計，抽取的過程用汽通過與背壓式汽輪機連接的發(fā)電機轉換為電能。因此過程用汽的剩余能量可利用于生產(chǎn)電能。按燃燒礦物燃料的電廠設備的一種相宜的擴展設計，二氧化碳分離過程由吸收單元和解吸單元組成。在這里，過程用汽管路與解吸單元的熱交換器進口連接。解吸單元出口與冷凝器回流管路連接。
本發(fā)明有關方法的技術問題通過權利要求5的特征得以解決。類似于裝置，在按本發(fā)明的方法中，過程用汽從熱的中間再熱管路抽取。在這里， 過程用汽在膨脹過程中膨脹，此時形成膨脹蒸汽(飽和蒸汽)。然后將膨脹的蒸汽供給ニ氧化碳分離器。有利地，膨脹過程用于生產(chǎn)電能。膨脹的蒸汽優(yōu)選地在ニ氧化碳分離器中使用于
解吸ニ氧化碳。通過本發(fā)明使針對(Capture Ready)的預備措施限于相應的鍋爐設計和在設備關鍵的機器外殼外部的連接點。汽輪機在補充裝備ニ氧化碳分離器的情況下，可以在熱力學方面優(yōu)化此時所利用的分離過程。將背壓式汽輪機連接在中間再熱裝置前，導致較低的蒸汽溫度，該較低的蒸汽溫度可由標準的エ業(yè)透平毫無疑問地膨脹造成。


下面借助附圖詳細說明本發(fā)明。附圖主要表示具有與ニ氧化碳分離器連接的熱交換器21的燃燒礦物燃料的電廠設備1。
具體實施例方式在這里，燃燒礦物燃料的電廠設備1設計為燃氣和蒸汽輪機電廠設備(GUD) 12。圖中簡化表示燃氣和蒸汽輪機電廠設備12，它主要由燃氣輪機13、蒸汽輪機2、發(fā)電機20和連接在燃氣輪機廢氣通道內設計為廢熱鍋爐15的鍋爐4組成。汽輪機2由高壓級M與中壓和低壓級25組成。燃氣輪機13、發(fā)電機20和汽輪機2處于公共的軸8上。冷凝器22連接在汽輪機2的下游。高壓級M在新汽供給方面通過新汽管路23與鍋爐4連接，以及在蒸汽回流方面通過蒸汽回流管路(冷的中間再熱管路)3與鍋爐4連接。此外，在鍋爐4上還連接熱的中間再熱管路16，它與汽輪機2的中壓和低壓級25連接。在熱的中間再熱管路16上連接過程用汽管路6，用于抽取過程用汽17。除汽輪機 2外還設有背壓式汽輪機7，它在過程用汽供給方面與過程用汽管路6連接。在背壓式汽輪機7內進行過程用汽17膨脹為飽和蒸汽26。在這里，過程用汽17通過與背壓式汽輪機7 連接的發(fā)電機9轉換為電能。在從熱的中間再熱管路抽取蒸汽的情況下，背壓式汽輪機的出口溫度約為290°C。背壓式汽輪機7與ニ氧化碳分離器的換熱器21連接。在這里沒有詳細表示ニ氧化碳分離器。背壓式汽輪機7通過飽和蒸汽管路觀與ニ氧化碳分離器的解吸単元11連接。 飽和蒸汽26在解吸単元11內支持溶劑氣化，使ニ氧化碳重新釋出。從換熱器21通過凝結水回水管四將冷凝水引入冷凝器22。為此使凝結水回水管 29與冷凝器22相應地連接。最后，設有冷凝水管路30，它連接冷凝器22與鍋爐4，以閉合給水循環(huán)。
權利要求
1.ー種燃燒礦物燃料的電廠設備(1)，包括鍋爐(4)、通過熱的中間再熱管路(17)連接在鍋爐(4)下游的汽輪機( 和ニ氧化碳分離器(5)，其特征為ニ氧化碳分離器( 通過過程用汽管路(6)與鍋爐的熱的中間再熱管路(17)連接；以及，在過程用汽管路(6)內連接背壓式汽輪機(7)。
2.按照權利要求1所述燃燒礦物燃料的電廠設備(1)，其特征為，背壓式汽輪機(7)通過軸⑶與產(chǎn)生電流的發(fā)電機(9)連接。
3.按照權利要求1或2所述燃燒礦物燃料的電廠設備(1)，其特征為，ニ氧化碳分離器 (5)包括吸收單元(10)和解吸単元(11)。
4.按照權利要求1至3之一所述燃燒礦物燃料的電廠設備(1)，其特征在于設計為燃氣和蒸汽輪機電廠設備(12)，包括燃氣輪機(13)，其中鍋爐是廢熱鍋爐(15)，以及蒸汽回流管路(3)是冷的中間再熱管路(16)。
5.一種用于運行燃燒礦物燃料的電廠設備(1)的運行方法，其中，燃燒礦物燃料的電廠設備(1)包括鍋爐G)、通過熱的中間再熱管路(17)連接在鍋爐(4)下游的汽輪機(2) 和ニ氧化碳分離器(5)，在本方法中，將形式上為過程用汽(17)的中間再熱蒸汽從熱的中間再熱管路(17)抽取，使其在膨脹過程中膨脹，此時形成膨脹蒸汽，以及將膨脹的蒸汽供給ニ氧化碳分離器(5)。
6.按照權利要求5所述的方法，其中，上述膨脹過程(18)還包括發(fā)電機00)以及使用于產(chǎn)生電能。
7.按照權利要求5或6所述的方法，其中，將上述膨脹的蒸汽(19)使用于解吸ニ氧化碳。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃燒礦物燃料的電廠設備(1)，包括鍋爐(4)、通過熱的中間再熱管路(17)連接在鍋爐(4)下游的汽輪機(2)和二氧化碳分離器(5)，其中，將二氧化碳分離器(5)通過過程用汽管路(6)與鍋爐的熱的中間再熱管路(17)連接，以及，在過程用汽管路(6)內連接背壓式汽輪機(7)。
文檔編號F01K23/14GK102597432SQ201080049177
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權日2009年11月2日
發(fā)明者A.皮卡德, M.羅斯特, U.格魯曼, U.馬奇 申請人:西門子公司