CH286635A - Verfahren zum Betrieb einer Kraftanlage. - Google Patents

Description

      Verfahren    zum Betrieb einer Kraftanlage.    Vorliegende Erfindung bezieht sich auf  ein Verfahren zum Betrieb einer Kraftanlage,  die eine     Gasturbine    und einen deren Brenn  kammer vorgeschalteten Kompressor, einen  Dampferzeuger zum Kühlen der     Brenn-          kammer    sowie eine durch Dampf aus dem  Dampferzeuger gespeiste Dampfturbine mit       nachgeschaltetem    Kondensator mit Rücklei  tung des Kondensates in den Dampferzeuger  aufweist.  



  Zweck der Erfindung ist es, einen Teil  der bei der Verdichtung der Verbrennungs  luft im Kompressor erzeugten Wärme für die  Kraftanlage nutzbar zu machen.  



  Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäss  ein Teil der beim Verdichten der Verbren  nungsluft im     Kompressor    erzeugten Wärme  den     Arbeitsprozess    mindestens der einen der  beiden Kraftmaschinen (Gas-, Dampfturbine)  zugeführt.  



  In der Zeichnung sind zwei     beispielsweise          ..Ausführungsformen    von nach dem erfin  dungsgemässen Verfahren betriebenen Kraft  anlagen dargestellt, an welchen im folgenden  die Erfindung     beispielsweise    erläutert wird.  



       Fig.1    ist eine schematische Darstellung  einer ersten Ausführungsform einer Kraft  anlage, und       Fig.2        ist    eine zweite     Ausführungsform     eines Teils einer Kraftanlage.  



  In dem     Beispiel    nach     Fig.1    bezeichnet A  eine     Gasturbine    und B eine Dampfturbine.     (;     bezeichnet einen     Kompressor    für die Ver-         brennungsluft    der Gasturbine, welcher bei  spielsweise als mehrstufiger     Kreiselverdichter          ausgeführt    -und, wie angedeutet, mit einem  Paar     Zwischenkühler    D versehen     ist,    die über       Leitungen    14 mit einem     Kühlmittel    beschickt  werden können.  



  Die Rotoren der Dampfturbine B, der Gas  turbine A sowie des     Kompressors    C sind in  dem gezeichneten Beispiel auf einer gemein  samen Welle     E    angeordnet, so     .dass    sie mit  gleicher Drehzahl umlaufen. Statt     dessen     können die einzelnen Maschinen natürlich  auch jede für sich aufgestellt werden     und    in  beliebiger     Antriebsverbindung    miteinander  stehen.  



  Mit F ist die     Brennkammer    bezeichnet,  welche die Gasturbine A über ,die Leitung 1 mit  Verbrennungsgasen versorgt.     Brennstoff     wird dem Brenner 2 durch die Leitung 3  zugeführt und Luft wird vom Kompressor C  über die     Leitung    4 in die Brennkammer  gefördert.  



  Um zu hohe Temperaturen in der     Brenn-          kammer    F zu vermeiden, und um Dampf für  die Turbine B zu beschaffen,     ist    ein Dampf  erzeuger, der einen Verdampfer 5 und einen       Überhitzer    6 umfasst, in die     Brennkammer    ein  gebaut. Eine Leitung 7     führt    vom     Überhitzer     6 zur Dampfturbine B.  



  Mit G     ist    ein     Kondensator    bezeichnet, dem  der Abdampf der Dampfturbine durch die  Leitung 8     zugeführt    wird und der Kondensat  durch die Leitung 9 liefert, wobei der Kon-           clensator    G durch ein     Kühlmittel        gekühlt     wird, das durch die Zu- und     Abflussleitungen     1.0 zu- bzw. abgeführt wird, welch letztere mit  einem     Kühlturm    oder dergleichen in Verbin  dung stehen können.  



  Mit H ist weiter ein Wärmeaus     tauscher     bezeichnet, durch den mit Hilfe einer Leitung  11 die Abgase der Gasturbine A hindurch  geführt werden. Das vom Kondensator G her  kommende     Kondensat    wird über die     Leitun..     gen 9 und 13 durch den     Wärmeaustauseher        11     zum Verdampfer 5 des Dampferzeugers     ge-.     führt.  



       Auf    diese     Weise    wird Wärme, die in den       Auspuffgasen    der Gasturbine A     enthalten     ist, im     Kondensationsteil        des        Arbeitspro-          zesses    der     Dampfturbine    B wiedergewon  nen und nutzbar gemacht, insbesondere uni       das        Kondensat    vor seinem Eintritt in den  Verdampfer     vorzuwärnnen.     



  Ein Teil der im Kompressor C erzeugten       imd    in den Zwischenkühlern D zur Verfü  gung stehenden Wärme wird an .das Konden  sat übergeführt, um dasselbe vor seiner im  Verdampfer 5 erfolgenden     Wiederverdamp-          fung    vorzuwärmen.  



  Wie     in        Fig.    1 gezeigt ist, sind W     ärmeaus-          tauschelemente    15 in den     Zwischenkühlern    Z?  angeordnet und in eine     Umführungsleitung     eingebaut, welch letztere aus einer Leitung 7.6       besteht,    die von der     Hauptkondensatleitung    9  nach den     Wärmeau.stauschelementen    15 ab  zweigt, sowie aus einer     Verbindungsleitung     17, welche die     Wärmeaüstauschelemente    15  mit dem     Wärmeaustauscher    H verbindet.  



  Der     Wärmeaustauscher        H    weist einen Teil       c-        auf,    in welchem das     aus    der     Leitung    9  kommende Kondensat in seiner     Temperatur          auf    diejenige Temperatur erhöht wird, die  der     Kondensat-Teilstrom    in den Wärme  austauschelementen 15     besitzt,    bevor er über  die Leitung 17 in den     Wärmeaustauseher    H  gelangt.  



  Der     Wärmeaustauscher    H enthält einen  weitern Teil     b,    in welchem die Temperatur  des     gesamten        Kondensates    weiter erhöht wird,  bevor es in die Leitung 13 tritt.    Zum Zweck der     Vorwärmimg    des Brenn  stoffes vor seiner     Verbrennung    im Brenner     \?     wird er     durch    die     Brennstoffleitung    3 über       _#\Tärmeaustauschelemente    18 in den Zwischen  kühler D geführt.  



       Kompressionswärme,    die     aus    dem Kom  pressor C abgeführt wird, kann auf diese  Weise zur     Vorwärmung    des Kondensates und  des Brennstoffes nutzbar gemacht werden.  



  Das     Ausführungsbeispiel    nach     Fig.    2 zeigt  eine Anordnung, bei der nicht nur Kom  pressionswärme vom Kompressor C durch  Wärmeübertragung an das     Kondensat    wieder  gewonnen, sondern auch die Gasturbine A       gekühlt    wird, wobei     die    von     dieser    abgeführte  Wärme für den Prozess erhalten bleibt. Bei  dieser     Anordnung        ist    die     Gasturbine    A mit       Hohlschaufeln        Aa    ausgerüstet, die einem  Kühlmittel     Durchfluss        gestatten.     



  Ein Teil des durch die     Leitung    9 fliessen  den     Kondensats    ist wieder über die Leitung 1.6  durch die     Wärmeaustauschelemente    15 ge  führt. Von den     Wärmeaustauschelementen    15  wird dieser     Kondensatteil    über die Leitung       17a    durch die Hohlschaufeln     Aa    der Gas  turbine A geleitet, bevor er zum Haupt  kondensatstrom     zurückkehrt.        Vorausgesetzt,     dass die Verhältnisse in der Gasturbine zu  einer Wiederverdampfung     des    zugeführten  Kondensates führen,

   erfolgt die Rückführung  zum Hauptstrom über die Leitung 17b hinter  den Verdampfer 5 und vor den     Überhitzer    6  des     Dampferzeugers.     



  Bei einer derartigen Anordnung     ist    der       Hauptkondensatstrom    über die     Leitung    9  durch einen     Wärmeaiistauscher        K    geführt  lind von hier durch die Leitung 13     zum    Ver  dampfer 5. Der     Wärmeaustauscher    K wird  mit     Verbrennungsgasen    der Gasturbine A  über die Leitung 11 beschickt.

   Der     Wärmeaus-          tauscher        g    ist auch, wie angedeutet, mit einem  Element zur     Vorwärmung    des Brennstoffes  in seiner Leitung 3, bevor er dem Brenner     \3     durch die Leitung     3a    zugeführt wird, aus  gerüstet.  



  In der Leitung 11 ist ein     zweiter        Wärme-          austauscher    L vorgesehen, -der vor dem       Wärmeaustauscher        .K    liegt und ebenfalls mit      Abgasen der Gasturbine beschickt wird, zum  Zwecke der     Vorwärmung    der     Verbrennungs.-          hift    in der     Leitung    4.  



  Mit Bezug auf     Pig.l    könnte die Ver  dampfung     des    Kondensates, welches .durch die  Leitung 16 abgezweigt     ist,    bereits in den       Wärmeaustauschelementen    15 im Zwischen  kühler des Kompressors C erfolgen.     In.diesem     Falle würde die Rückleitung 1.7 direkt zum       Überhitzer    6 führen. -

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Betrieb einer Kraftanlage, die eine Gasturbine und einen deren Brenn- kammer v orgesehalteten Kompressor, einen Dampferzeuger zum Kühlen der Brenn kammer sowie eine durch Dampf aus dem Dampferzeuger gespeiste Dampfturbine mit nachgeschaltetem Kondensator mit Rücklei tung des Kondensates in den Dampferzeuger aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der beim Verdichten der Verbrennungs luft im Kompressor (C)

   erzeugten Wärme dem Arbeitsprozess mindestens der einen der beiden Kraftmaschinen zu-eführt wird. hNTERANSPRC?CHE 1.. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Teil der im Kompressor (C) erzeugten Wärme dem Kon densat der Dampfturbine (B) zugeführt wird. ?. Verfahren nach 'Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Teil der im Kompressor (C) erzeugten Wärme dem Brennstoff der Gasturbine (A) zugeführt wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Teil der im Kompressor (C) erzeugten Wärme dem Kon densat der Dampfturbine (B) und ein wei terer Teil dem Brennstoff der Gasturbine (A) zugeführt wird. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kondensates der Dampfturbine (B) durch eine Leitung (9) unmittelbar, und der andere Teil des Kondensates erst nach Aufnahme von im Kompressor (C) erzeugter Wärme über eine Umleitung (16, 17) durch einen zum Beschicken mit den Abgasen der Gasturbine (A)

   eingerichteten Wärmeaustauscher (H) hindurchgeleitet wird. 5. Verfahren- nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass der durch im Kompressor (C) erzeugte Wärme vorge wärmte Teil des Kondensates vor dem Eintritt in die Dampfturbine (B) durch einen Ver dampfer (5) und einen mit diesem verbun denen L\berhitzer (6) des Dampferzeugers hindurchgeleitet wird. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kon- densats sowie der Brennstoff für die Brenn- kammer (I') der Gasturbine durch einen mit den Abgasen der Gasturbine (A) beschickten Wärmeaustauscher (K) geleitet wird, wäh rend der andere Teil. des Kondensats als Kühl mittel durch eine Umleitung (16, 17) über Zwischenkühler des Kompressors (C) geführt wird. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der über Zwi schenkühler des Kompressors (C) als Kühl mittel geleitete Teil des Kondensats an schliessend als Kühlmittel für die Gasturbine verwendet wird. B.

   Verfahren nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass der über Zwischen kühler des Kompressors (C) als Kühlmittel geleitete Teil des Kondensats anschliessend als Kühlmittel durch die Schaufeln. (Aa) der Gasturbine (A) und von hier aus durch den Lberhitzer (6) des Dampferzeugers geleitet wird. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Brennstoff über eine mit Wärmeaustauschelementen (18) versehene Leitung (3) durch Zwischenkühler des Kompressors (C) hindurchgeführt wird.