ANLAGE MIT ZUSATZMODUL

Die Erfindung betrifft eine Anlage umfassend eine Dampfturbi ne, einen Dampferzeuger, ferner einen Kondensator, wobei der Dampferzeuger strömungstechnisch mit einem Eingang der Dampf turbine verbunden und ein Ausgang der Dampfturbine mit dem Kondensator verbunden ist, wobei der Kondensator mit dem Dampferzeuger verbunden ist.

In herkömmlichen Dampfkraftanlagen wird Frischdampf in her kömmlicher Weise im Dampferzeuger erzeugt und einer Dampftur bine zugeführt, die in der Regel eine Hochdruck-Teilturbine, eine Mitteldruck-Teilturbine und eine Niederdruck-Teilturbine aufweist. Der Frischdampf strömt in die Hochdruck-Teilturbine und anschließend zu einem Dampferzeuger, wo der Dampf wieder erhitzt wird. Über eine so genannte heiße Zwischenüberhitzer leitung strömt der Dampf anschließend in eine Mitteldruck- Teilturbine. Nach der Mitteldruck-Teilturbine strömt der Dampf zu einer Niederdruck-Teilturbine und anschließend zu einem Kondensator, wo der Dampf wieder zu Wasser kondensiert. Anschließend strömt das Wasser zu dem Dampferzeuger. Somit wird ein Kreislauf geschlossen.

Eine Teilturbine, die mit einem Dampf aus einem Zwischenüber hitzer beströmt wird, wird als Mitteldruck-Teilturbine be zeichnet.

Eine Teilturbine, die mit Frischdampf aus dem Dampferzeuger beströmt wird, wird als Hochdruck-Teilturbine bezeichnet, wo bei mit Frischdampf ein Dampf zu verstehen ist, der in der Anlage die höchsten Temperaturen und Drücke aufweist und ei ner Mitteldruck-Teilturbine strömungstechnisch vorgeschaltet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es diesen Kreislauf zu verbessern. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anlage gemäß Anspruch 1.

Die Erfindung geht von dem Aspekt aus, die Energie in dem im Wasser-Dampf-Kreislauf befindlichen Dampfes zu erhöhen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, indem ein Booster in der Anlage angeordnet wird. Der Booster ist derart ausgebil det, dass dieser Wasserstoff und Sauerstoff kontrolliert in einer Knallgas-Reaktion miteinander reagieren lässt, wodurch Wasser in Dampfform entsteht. Dieser Dampf wird anschließend in die Dampfturbine geleitet. Der Gesamtwirkungsgrad der An lage erhöht sich dadurch.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen an gegeben.

In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung wird die Tempera tur des in die Dampfturbine strömenden Dampfes durch den Booster erhöht.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird der ther modynamische Zustand des in die Dampfturbine strömenden Damp fes erhöht.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird der Boos ter vorgewärmt.

Es hat sich gezeigt, dass der Booster besser betrieben werden kann, wenn er vorgewärmt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird der Boos ter mit Dampf vorgewärmt.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird der Boos ter mit Dampf aus der Anlage, insbesondere aus dem Dampfer zeuger vorgewärmt.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird das im Kondensator kondensierte Wasser teilweise einem Elektrolyzer zugeführt, wobei der Elektrolyzer derart ausgebildet ist, dass dieser Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff trennt.

Vorteilhafterweise wird der im Elektrolyzer erzeugte Wasser- erstoff und Sauerstoff dem Booster zugeführt.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Dampfturbine eine Hochdruck-Teilturbine, eine Mitteldruck- Teilturbine und eine Niederdruck-Teilturbine, wobei der Boos ter vor der Mitteldruck-Teilturbine angeordnet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird der Boos ter mit dem Ausgang der Hochdruck-Teilturbine strömungstech- nisch verbunden, wobei im Booster eine Mischung aus Dampf aus dem Zwischenüberhitzer und aus der Hochdruck-Teilturbine an geordnet ist.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand verschiedener Figuren zum besseren Verständnis unter Darstellung bevorzugter Aus führungsbeispiele illustriert.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden.

Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind da bei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese soll die Ausführungsbei spiele nicht maßgeblich darstellen, vielmehr ist die Zeich nung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf die Ergänzungen der in den Zeichnungen unmittelbar erkennba- ren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik ver wiesen.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung der Anlage

Figur 2 eine Darstellung eines T-S-Diagramms einer Anlage gemäß dem Stand der Technik

Figur 3 eine Darstellung eines T-S-Diagramms einer erfin dungsgemäßen Anlage

In den Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen funktionsglei che Bauteile.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungs gemäßen Anlage (20).

In einem Dampferzeuger (1) wird Wasser erhitzt. Dabei wird das Wasser erhitzt bis es dampfförmig ist. Der dadurch er zeugte Hochdruck-Frischdampf wird dann einer Hochdruck- Teilturbine (2) zugeführt. In der Hochdruck-Teilturbine (2) wird die Energie des Dampfes in mechanische Energie umgewan delt. Die Temperatur und der Druck des Dampfes sinken dabei. Nach der Hochdruck-Teilturbine (2) strömt der Dampf über eine kalte Zwischenüberhitzerleitung „kZÜ" (3) zu einem Zwischen überhitzer (4). Dort wird die Temperatur des Dampfes wieder erhöht. Anschließend strömt der Dampf über eine heiße Zwi schenüberhitzerleitung „hZÜ" (5) in eine Mitteldruck- Teilturbine (6). Nach der Mitteldruck-Teilturbine (6) strömt der Dampf zu einer Niederdruck-Teilturbine (nicht darge stellt). Die in Figur 1 dargestellte Mitteldruck-Teilturbine (6) kann auch eine kombinierte Mitteldruck- und Niederdruck- Teilturbine darstellen, bei der die Mitteldruck- und Nieder druck-Teilturbine ein gemeinsames Gehäuses aufweisen. Nach der Niederdruck-Teilturbine strömt der Dampf über eine Leitung (7) in einen Kondensator (8), wo er wieder zu Wasser kondensiert. Das so entstandene Wasser wird über eine Pumpe (9) wieder über eine Leitung (10) zum Dampferzeuger (1) ge führt.

Ein Generator (11) ist drehmomentübertragend mit der Dampf turbine verbunden, wobei unter Dampfturbine die Gesamtheit aus Hochdruck-Teilturbine, Mitteldruck-Teilturbine und Nie derdruck-Teilturbine verstanden wird.

Erfindungsgemäß wird in der heißen Zwischenüberhitzerleitung „hZÜ" (5) ein Booster (12) angeordnet. Der Booster (12) ist derart ausgebildet, dass dieser Wasserstoff und Sauerstoff in einer Knallgasreaktion miteinander reagieren lassen kann.

Nach der Reaktion entsteht Wasser in einer dampfförmigen Pha se.

Diese zusätzliche Energie wird sozusagen in die Mitteldruck- Teilturbine (6) geführt. Wichtig ist hierbei, dass nicht zwingend der Massenstrom des Dampfes durch den Booster (12) erhöht wird, sondern vielmehr die Energie des Dampfes. Daher strömt ein Dampf aus dem Dampferzeuger (1) gemischt mit einem aus dem Booster (12) entstandenen Dampf in die Mitteldruck- Teilturbine (6).

Der Booster (12) wird vor der Inbetriebnahme vorgewärmt. Es hat sich gezeigt, dass eine stabile Reaktion dadurch ent steht, wenn der Booster (12) vorgewärmt wird.

Diese Vorwärmung erfolgt mit einer nicht dargestellten Ein richtung.

Die Vorwärmung kann in einer alternativen Ausführungsform mit Dampf erfolgen. Der Dampf wird hierbei aus der kalten Zwi schenüberhitzerleitung „kZÜ" (3) oder aus der heißen Zwi schenüberhitzerleitung „hZÜ" (5) entnommen. Nach der Kondensation des Dampfes im Kondensator (8) wird ein Teil des Wassers einem Elektrolyzer (13) zugeführt. Der Elektrolyzer (13) ist derart ausgebildet, dass dieser das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff trennt. Dies erfolgt un ter Hinzufügung von Energie.

Der im Elektrolyzer (13) erzeugte Wasserstoff und Sauerstoff wird dem Booster (12) zugeführt, was in der Figur 1 rechts oben symbolisch dargestellt ist. Dadurch wird ein Kreislauf geschlossen .

Zusätzlich zu dem Dampf aus der heißen Zwischenüberhitzerlei tung „hZÜ" (5) wird ein Dampf aus der kalten Zwischenüberhit zerleitung „kZÜ" (3) entnommen und über eine Leitung (14) zum Booster (12) geführt. Diese Leitung (14) ist mit der kalten Zwischenüberhitzerleitung „kZÜ" (3) an einer Abzweigung (15) strömungstechnisch verbunden.

Die Figur 2 zeigt ein bekanntes T-S-Diagramm für einen Was- ser-Dampf-Kreislauf in einem Dampfkraftwerk gemäß dem Stand der Technik. Die in der Figur 2 gezeigten Buchstaben entspre chen den in Figur 1 gezeigten Positionen, allerdings ohne ei nen Booster (12). Es gilt: A ...nach dem Kondensator (8), B ... nach der Pumpe (9), C ...nach dem Dampferzeuger (1), D ...Ein gang der Hochdruck-Teilturbine (2), E ...Ausgang der Hoch druck-Teilturbine (2), F ...nach dem Zwischenüberhitzer (4) vor der Mitteldruck-Teilturbine (6), H ...nach der Mittel druck-Teilturbine (6).

Die Figur 3 zeigt das T-S-Diagramm einer erfindungsgemäßen Anlage. Die in der Figur 3 gezeigten Buchstaben entsprechen den in Figur 1 gezeigten Positionen. Nun mit dem Booster (12). Es gilt: G ...nach dem Booster (12).

Ein wesentliches Merkmal der Figur 3 ist, dass der Dampfzu stand des Dampfes sich durch den Booster ändert (von F nach G). Wie aus der Figur zu sehen ist, wird nicht der Massen strom erhöht, sondern die Dampfparameter, wie die Temperatur werden erhöht, wie es durch den Anstieg von F nach G in der Figur 3 zu sehen ist.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh- rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge schränkt. Und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.