CH526717A

CH526717A - Kombinierte Gas-/Dampfkraftanlage

Info

Publication number: CH526717A
Application number: CH1841271A
Authority: CH
Inventors: Johann Dipl Ing Guelich
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1971-12-17
Filing date: 1971-12-17
Publication date: 1972-08-15

Description

Kombinierte Gas -/Dampfkraftanlage
Die Erfindung betrifft eine kombinierte Gas-/Dampfkraftanlage mit einer Verdichter, Brennkammer und Gasturbine umfassenden Gruppe und einem Vorwärmer, Verdampfer und Überhitzer umfassenden Dampferzeuger, dessen Heizflächen in der Brennkammer oder stromunterhalb der Gasturbine angeordnet sind und der mit einer Dampfturbine verbunden ist, deren Abdampf in einem Kondensator niedergeschlagen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gesamtwirkungsgrad der Anlage durch Einbeziehen eines Heizwassernetzes wesentlich zu verbessern. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kondensator sekundärseitig mit dem Rücklauf eines Heizwassernetzes verbunden ist und dass zwischen dem Kondensator und dem Wärmeverbraucher dieses Netzes ein den Rücklauf weiter aufheizender, im Rauchgasstrom der Gasturbine bzw. den Heizflächen des Dampferzeugers nachgeschalteter Wärmeübertrager vorgesehen ist.

Durch diese Schaltung wird das Rücklaufwasser des Heizwassernetzes zur Kondensation des aus der Dampfturbine austretenden Dampfes benützt, der sich nur auf einen über Atmosphärendruck liegenden Druck entspannt. Das so erwärmte Rücklaufwasser wird dann noch durch die vom Dampferzeuger bzw. der Gasturbine kommenden Gase erhitzt, die dabei soweit abgekühlt werden, dass sie den Rauchgastaupunkt nicht unterschreiten. Da bei der neuen Schaltung die sonst auftretenden Wärmeverluste im Kondensator vermieden sind, ergibt sich eine in ihrem Aufbau einfache Anlage, die bei Vollastbetrieb eine nahezu ideale Wärmeausnützung aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert, die ein Schaltschema einer kombinierten Anlage zeigt.

Gemäss der Zeichnung ist in der Anlage eine aus einem Verdichter 1, einer Brennkammer 3 und einer Gasturbine 6 bestehende Gruppe vorhanden, in der über eine Leitung 2 Luft angesaugt, vom Verdichter 1 komprimiert und in die Brennkammer 3 gefördert wird. Der Brennkammer 3 wird durch eine Leitung 4 Brennstoff zugeführt. Die in der Brennkammer 3 entstehenden Gase gelangen in die Gasturbine 6, wo die in ihnen enthaltene Energie zum Teil in einem mit der Gasturbine 6 gekuppelten Generator in elektrische Energie umgewandelt wird.

Die Gasturbine 6 ist über eine Leitung 5 mit einem Dampferzeuger 10 verbunden, der eine Speisewasservorwärmerheizfläche 20, einen Verdampfer 23 und einen Überhitzer 31 umfasst. Die Vorwärmerheirfläche 20 ist austrittsseitig an eine Dampf/Wassertrommel 21 angeschlossen, in die auch der Austritt der Verdampferheizfläche 23 mündet. Dieser Heizfläche 23 wird das zu verdampfende Wasser mittels einer Umwälzpumpe 22 zugeführt. Die Überhitzerheizfläche 31 ist an den Dampfraum der Trommel 21 angeschlossen und führt den überhitzten Dampf einer Dampfturbine 32 zu, die einen elektrischen Generator 30 antreibt. Am Austritt der Dampfturbine 32 ist ein Kondensator 33 vorgesehen, der mit einem Speisewasserbehälter 15 verbunden ist, aus dem eine Speisepumpe 16 Speisewasser über eine Leitung 17 der Vorwärmerheizfläche 20 zuführt.

In der Leitung 17 ist ein dampfbeheizter Vorwärmer 18 angeordnet, der primärseitig über eine Anzapfleitung 36 mit der Dampfturbine 32 verbunden ist. Der Speisewasservorwärmer 18 ist wasserseitig mit einer Bypassleitung 34 versehen, in der ein Einstellorgan 35 zum Einstellen der um den Vorwärmer 18 herumgeführten Wassermengen vorgesehen ist.

Sekundärseitig ist der Kondensator 33 mit einem Heizwasserkreislauf 38 verbunden, der einen Wärmeverbraucher 40 und eine Umwälzpumpe 41 in der Rücklaufleitung 42 aufweist.

Die Leitung 42 führt Rücklaufwasser zum Kondensator und anschliessend zur weiteren Aufheizung in einen zwischen dem Kondensator 33 und dem Wärmeverbraucher 40 eingeschalteten Wärmeübertrager 50, der im Gasstrom hinter der letzten Heizfläche 20 des Dampferzeugers 10 angeordnet ist. Zwischen Umwälzpumpe 41 und Kondensator 33 ist an die Leitung 42 ein Expansionsgefäss 43 angeschlossen. Zwischen der Heizfläche 20 und dem Wärmeübertrager 50 ist im Rauchgasstrom ein abschaltbarer Zusatzbrenner 45 vorgesehen.

Der der Gruppe 1, 3, 6 nachgeschaltete Anlageteil ist beispielsweise so ausgelegt, dass der Frischdampf von der Dampfturbine 32 eine Temperatur von 350OC und einen Druck von 28 ata aufweist. In der Dampfturbine 32 wird der Dampf nur auf einen über dem Atmosphärendruck liegenden Druck entspannt, z. B. 1,8 ata. Das in der Leitung 42 strömende Rück laufwasser wird im Kondensator 33 von 60OC auf etwa 11 lot erwärmt, wonach in dem Wärmeübertrager 50 eine weitere Erwärmung auf 135ob eintritt, mit welcher Temperatur das Heizwasser dann dem Wärmeverbraucher 40 zuströmt. Das Kondensat im Speisewasserbehälter 15 hat eine Temperatur von etwa 1170C, wodurch es möglich ist, die Gase am Austritt 11 auf etwa 1400C abzukühlen.

Durch das Anordnen des Speisewasservorwärmers 18 lässt sich die Eintrittstemperatur des Speisewassers in die Vorwärmerheizfläche 20 erhöhen, sodass sich eine höhere Rauchgastemperatur vor dem Wärmeübertrager 50 ergibt. Hierdurch kann der Heizwärmeanteil auf Kosten der im Generator 30 erzeugten elektrischen Energie vergrössert werden. Um diese Veränderung der beiden Anteile kontinuierlich durchführen zu können, ist die Bypassleitung 34 mit dem Einstellorgan 35 vorgesehen.

Der Zusatzbrenner 45 wird eingeschaltet, wenn wegen grosser Kälte der Heizwärmebedarf im Verbraucher 40 ansteigt.

Abweichend von dem beschriebenen Beispiel ist es auch möglich, die Dampferzeugerheizfläche 20, 23 und 31 in die Brennkammer 3 zu verlegen, so dass es sich in diesem Falle um einen aufgeladenen Dampferzeuger handelt. Stromunterhalb der Gasturbine 6 befindet sich dann nur der Wärmeübertrager 50, gegebenenfalls mit dem Zusatzbrenner 45.

Statt einem durch Anzapfdampf beheizten Vorwärmer können auch mehrere vorgesehen sein.

Claims

PATENTANSPRUCH

Kombinierte Gas-/Dampfkraftanlage mit einer Verdichter, Brennkammer und Gasturbine umfassenden Gruppe und einem Vorwärmer, Verdampfer und Überhitzer umfassenden Dampferzeuger dessen Heizflächen in der Brennkammer oder stromunterhalb der Gasturbine angeordnet sind und der mit einer Dampfturbine verbunden ist, deren Abdampf in einem Kondensator niedergeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator sekundärseitig mit dem Rücklauf eines Heizwassernetzes verbunden ist und dass zwischen dem Kondensator und dem Wärmeverbraucher dieses Netzes ein den Rücklauf weiter aufheizender, im Rauchgasstrom der Gasturbine bzw. den Heizflächen des Dampferzeugers nachgeschalteter Wärmeübertrager vorgesehen ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Rauchgasstrom zwischen der letzten Heizfläche des Dampferzeugers und dem Wärmeübertrager ein abschaltbarer Zusatzbrenner vorgesehen ist.

2. Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Wasserstrom vor dem gasbeheizten Vorwärmer ein mit Anzapfdampf der Dampfturbine beheizter Vorwärmer vorgesehen ist.

3. Anlage nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Anzapfdampf beheizte Vorwärmer wasserseitig mit einer regelbaren Bypassleitung versehen ist.