Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strom- und Wär¬ meerzeugung mittels einer druckbetriebenen Wirbelbett¬ feuerung, bei dem die in der Wirbelbettfeuerung anfal¬ lenden heißen Rauchga ^' se entstaubt, dann arbeitsleistend entspannt und anschließend in einem Wärmetauscher gekühlt werden .

irbelbettfeuerungen z hlen in zahlreichen AusfUhrungs¬ fo men für verschiedene Anwendungsbereiche seit lange zum Stand der Technik. Wesentliche Vorteile sind darin zu sehen, daß im Gegensatz zu anderen Feuerungstypen auch gering er ige Brennstoffe mit hohem Ballastgehalt, wie z.B. ßallastkohle oder Aufbereitungsabg nge, die als e¬ benprodukt bei der Steinkohleaufbereitung anfallen und bisher nicht verwertet, sondern deponiert wurden, ver-

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brannt werden können. Da über hinaus ist dieser Feue¬ rungstyp vergleichsweise umweltf eundlich, da bei den niedrigen Verbrennungstemperaturen nahezu keine ther¬ mischen Stickoxide entstehen und die Schwefeloxide durch Zugabe geeigneter Absorptionsmittel , wie z.B. Kalkste n, bereits in der Brennkammer gebunden werden können. Die¬ se Vorteile lassen die irbelbettfeuerung auch für die Kraftwerkstechnik, z.B. f ü r die gleichzeitige Erzeugung von Strom und nutzbarer Wärme in Heizkraftwerken, als geeignet erscheinen.

Wirbelbettfeuerungen können dabei unter atmosph risc en oder Überdruckbedingungen betrieben werden, wobei zur Einhaltung der Bettemperatur die Auskopplung der erzeug¬ ten Wärme meist mittels sogenannter Tauc heizfl chen, die in dem Wirbelbett angeordnet sind und von einem kom¬ primierten Arbeitsmedium, wie z.B. Luft für eine Gastur¬ bine oder auch Wasser bzw. Wasserdampf für eine Dampf¬ turbine, durchströmt werden. Bei unter Druck betriebenen Wi rbel bettfeuerungen kann darüber hinaus noch die Arbeits¬ f higkeit der Rauchgase zur Energieerzeugung genutzt wer¬ den .

Im Zusammenhang mit der Anwendung von Wirbelbettfeuerungen im Bereich der Kraftwerks techn i k ergeben sich Nachteile

i Hinblick auf deren Regelbarkeit. Durch die vorgesehe¬ ne Art der Wärmeauskopplung über Tauchheizfl chen, die unmittelbar in dem Wirbelbett eingelagert und in ihrer Geometrie und somit auch in ihrem Wärmeaufnahmevermögen vorgegeben sind, ist sowohl das Leistungsniveau einer solchen Feuerung als auch deren Lastregelgeschwindigkeit von vorneherein festgelegt. Eine weitere Erhöhung der Leistungsdichte, z.B. durch eine Vergrößerung der Brenn¬ stoffzufuhr, würde zu überhitzungen in dem Wirbelbett führen, da die erzeugte Wärme über die Tauc hei zflachen nicht genügend schnell abgeführt werden könnte.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren zur Strom- u"nd armeerzeu¬ gung ittels einer d uckbetriebenen Wirbelbettfeuerung derart we i terzuen twi cke 1 n , daß die Feuerung in einem mög¬ lichst weiten Leistungsbereich und mit hoher Leistungs¬ dichte gefahren werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgem ß dadurch gelöst, daß in die irbelbettfeuerung Wasser eingeführt und das ent¬ stehende Gemisch aus Rauchgas und Wasserdampf als Arbeits¬ bzw. Wärmeträgermedium den der irbelbettfeuerung nachge¬ schalteten Aggregaten zugefü rt wird.

Durch das gemäß der Erfindung vorgesehene Einleiten von Wasser in das Wirbelbett, das einer d rekten Kühlung des Wirbelbettes gleichkommt, kann die Leistung der Feuerung erhöht werden, ohne daß die eingangs geschilde ten Nach¬ teile, wie z.B. die Besch digung von Tauchheizflächen durch über itzungen, auftreten. Die bei einer Leistungs¬ steigerung anfallende zusätzliche Wärme wird zur Wasser¬ dampferzeugung genutzt. Dadurch erhöht sich die Menge des für die arbeitsleistende Entspannung in der Turbine zur Verfügung stehenden Arbei tsmi tte 1 s -entsprechend . Bedingt "durch die hohe Verdampfungswärme des Wassers können da¬ bei ve ältnismäßig große Wärmemengen zusätzlich aus dem Wirbelbett ausgekoppelt und in der Turbine sowie im nachgeschal eten Wärmetauscher genutzt werden. Die Entspannung des Arbeitsmittels in der Turbine erfolgt zweckmäßigerweise auf ein Druck- bzw. Te peraturn i veau , das noch ausreichend hoch ist, um die im Wärmetauscher an¬ fallende Wärme, insbesondere die zurückgewonnene Verdamp¬ fungsw rme des assers, nutzbringend, z.B. fü Fernwärme¬ zwecke, verwerten zu können.

Das im Wärmetauscher infolge der Abkühlung auskondensierte Wasser wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung er¬ neut der Druck irbelbettfeuerung zugefüh t. Dabei ist ei¬ ne gesonderte Aufbereitung in der Regel nicht erforder-

lieh, da die im Krei s 1 auf asser mitgeführten Feststoff¬ teilchen, wie z.B. Staub oder auch CaSO., sich zum grös- sten Teil an das Bettmaterial anlagern und mit der Asche aus dem Wirbelbett ausgetragen werden.

Unter Umständen kann es sich auch als zweckmäßig erweisen, das die Wirbelbettfeuerung verlassende Gemisch aus Rauch¬ gas und Wasserdampf vor oder auch nach seiner Entstaubung bzw. Tei 1 entstaubung vorzukühlen und erst dann in die Gas¬ turbine einzuspeisen. In diese Falle erfolgt die Entspan¬ nung in der Turbine selbst bei niedrigerer Temperatur mit der Folge, daß die Mater i al bean spruchung der Turbine ent¬ sprechend reduziert wird und somit Reststan eng^εn im Ar¬ beitsmittel sich als weniger störend erweisen. Die im Zu¬ ge der Vorkühlung auf relativ hohem Temperaturniveau an¬ fallende Wärme kann dabei zur Dampferzeugung genutzt wer¬ den .

Obwohl die bevorzugte Anwendung der Erfindung im Zusam¬ menhang mit einer druckbetriebenen irbelbettfeuerung zu sehen ist, ist jedoch ohne weiteres eine Anwendung auch bei atmosphä ischen Wirbelbettfeuerungen möglich.

Weitere Erl ute ungen sind dem in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

Die Figur zeigt einen bei einem Druck von z.B. 10 bar be¬ triebenen Druckwirbelbettkessel 1 mit einem integrier¬ ten Wirbelbett 2. Als Trägergas dient die Verbrennungs¬ luft, die in einem Kompressor 3 verdichtet und über Zweig¬ leitungen 4 in an sich bekannter Weise in das Wirbelbett eingeleitet wird.

Die Frischkohle wird über eine Leitung 5 zusammen mit Kalk, der als Absorptionsmi tel für die Schwefeloxide dient und über eine Leitung 6 zugeführt wird, in das Wir¬ belbett 2 eingespeist. Heiße Asche wird über eine Leitung

7 aus dem Wirbelbett 2 abgezogen. Ein Teil der im Wirbel-

- o bett 2 bei einer Temperatur vo,n etwa 850 C anfallenden

Wärme wird mittels Tauehhei zf1 ächen 8, die innerhalb des Wirbelbettes angeordnet und von einem Wärmeträgermedium durchströmt werden, ausgekoppelt. Als Wärmeträgermedium kann dabei komprimierte Luft als Arbeitsmittel für eine Gasturbine oder auch hochgespannter Wasserdampf als Ar¬ beitsmittel für eine Dampfturbine verwendet werden.

Gemäß der Erfindung wird über eine Leitung 9 Wasser zu¬ nächst in die Leitung 5 und dann zusammen mit dem Brenn¬ stoff in das Wirbelbett 2 eingespeist. Durch diese Ma߬ nahme kann die Leistung der Wi be 1 seh i chtfeuerungs an 1 age erheblich hochgefahren werden, da die nunmehr produzie -

te zusätzliche Wärmemenge, ohne daß sich die Temperatur im Wirbelbett selbst erhöht, über den Wasserdampf abge¬ zogen werden kann. Ggf. kann das in der Leitung 9 strö¬ mende Wasser auch über eine Sprühdüsenanordnung 17 in das Wirbelbett 2 eingesprüht werden.

Das entstehende Gemisch aus Rauchgas und Wasserdampf wird zunächst über eine Leitung 10 einem Dampferzeuger 11 zugeleitet, dort auf z.B. 450 C abgekühlt, in einem Zyklon 12 einer Grobstaubabscheidung unterzogen und an¬ sc ließend in einer Turbine 13 auf einen Druck von z.B. 1,1 bar entspannt .

Die in der Turbine gewonnene Energfe wird sowohl zum An¬ trieb des Kompressors 3 als auch zum Betreiben eines Ge¬ ne ators 14 genutzt.

Das die Turbine 13 verlassende Rauchgas-Wasserdampf-Ge¬ misch wird nunmehr dem W rmetauscher 15 zugeführt, dort auf z.B. 80° C abgekühlt und dabei partiell kondensiert. Die im Wärmetauscher 15 gewonnene ärme, die die Ver¬ dampfungswärme des Wassers it enth lt, kann z.B. für Fernwärmezwecke weitergenutzt werden.

Während das im Wärmetauscher 15 anfallende Rauchgas über einen Ka in 16 in die Atmosph re abgeleitet wird, wi d das auskondensierte Wasser gesammelt und zusammen mit

dem ausgewaschenen Feinstaub sowie weiteren ausgewasche¬ nen Schadstoffen über die Leitung 9 erneut der Wirbel¬ bettfeuerung zugeführt.

Gemäß der Erfindung kann das benötigte Wasser zumindest teilweise auch als "nasser Brennstoff", wie z.B. als Klär¬ schlamm, als Schlamm aus Absetzbecken sowie als getrock¬ nete Braunkohle, zugeführt werden.