CH528671A - Kombinierte Dampfkraftanlage - Google Patents

Description

  
 



  Kombinierte Dampfkraftanlage
Die Erfindung betrifft eine kombinierte Dampfkraftanlage mit Gasturbinengruppe und dieser nachgeschaltetem Dampferzeuger mit Kamin, wobei der Dampferzeuger eine Zusatzfeuerung sowie einen Rauchgaszug mit mindestens zwei Berührungsheizflächen aufweist. Bei solchen Dampferzeugern mit Zusatzfeuerung wird in vielen Fällen nur ein Teil der Abgase für die Verbrennung des in der Zusatzfeuerung zugeführten Brennstoffes benötigt. Der restliche Teil der Turbinenabgase wird den Verbrennungsprodukten der Zusatzfeuerung beigemischt und das Gasgemisch sodann den Berührungsheizflächen des Dampferzeugers zugeführt.



   Es ist Aufgabe der Erfindung, den Dampferzeuger kleiner, leichter und billiger zu bauen. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass Abgase der Gasturbine auf eine Haupt- und eine Zweigleitung aufgeteilt werden, wobei die Zweigleitung zur Zusatzfeuerung führt und die Hauptleitung zwischen den beiden Berührungsheizflächen in den Rauchgaszug mündet.



   Durch diese erst stromunterhalb einer Berührungsheizfläche stattfindende Beimischung wird an dieser Berührungsheizfläche das Temperaturgefälle zwischen Rauchgas und Rauchgaswärme aufnehmendem Arbeitsmittel erhöht, was gestattet, die Heizfläche   Meiner,    leichter und billiger herzustellen.



   Die erfindungsgemässe Anordnung lässt sich mit besonderem Vorteil derart ausführen, dass die stromoberhalb der Mündungsstelle der Hauptleitung im Rauchgaszug liegenden Heizflächen so bemessen sind, dass im Normalbetrieb der Anlage die Temperaturen der beiden Gasströme unmittelbar vor deren Zusammentreffen einander etwa gleich sind und sich vorzugsweise um nicht mehr als 20 Celsiusgrade unterscheiden.



  Diese Massnahme gestattet, die in der ersten Berührungsheizfläche abgekühlten Rauchgase der Zusatzfeuerung mit den durch die Hauptleitung zugeführten Abgasen der Turbine ohne thermodynamische Verluste zu mischen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass wegen der etwa gleichen Temperatur im Gasgemisch keine   Strälmenbildung    auftritt, beziehungsweise dass keine zusätzlichen Mittel, wie zum Beispiel ein Mischraum mit Drallelementen, benötigt werden, um solche Strähnenbildungen zu vermeiden. Der Raumbedarf des Dampferzeugers wird daher reduziert. Überdies kann der Druckabfall, der an Mischelementen aufgewendet werden müsste, eingespart werden.



   Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert:
Ein Verdichter 1 mit Ansaugstutzen 2 ist über eine Leitung 3 und eine Brennkammer 4, der über Leitung 5 flüssiger oder gasförmiger Brennstoff zugeführt wird, mit einer Gasturbine 10 verbunden. Diese sitzt, zusammen mit dem Verdichter 1 und einem als Anwurfmotor verwendbaren Generator 11 auf gleicher Welle. Eine Abgasleitung 12 der Gasturbine 10 gabelt sich in eine Hauptleitung 13 und in eine Zweigleitung 14.



  Während die Hauptleitung 13 in einen Dampferzeuger 20 in etwa halber Höhe über verschiedene Eintrittsöffnungen 21 einmündet, führt die Zweigleitung 14 über ein Zweiweg Umschaltorgan 22, dessen einer Stutzen 23 offen endet, zu einem Gebläse 24, das von einem Motor 25 angetrieben ist.



   Der Austritt des Gebläses 24 ist mit einem Brenner 26, einer Zusatzfeuerung, verbunden, dem über eine Leitung 27 flüssiger, gas- oder staubförmiger Brennstoff zugeführt wird.



  Parallel zum Brenner 26 ist ein Gaszuführkasten 28 mit Gasdurchtrittsöffnungen 29 vorgesehen. Der Gaszuführkasten 28 kann durch Senken einer Klappe 31 mit dem Luftverteilkasten 32 des Brenners 26 verbunden werden.



   Der Dampferzeuger 20 umfasst eine Brennkammer 40 und einen, durch die Eintrittsöffnungen 21 in zwei Teile 41 und 42 gegliederten Rauchgaszug. Die Brennkammer 40 wird zusammen mit dem unteren Teil 41 des Rauchgaszuges durch eine Wand 45 aus beispielsweise schraubenlinienartig gewickelten, über Flossenrohre gasdicht miteinander verschweissten Rohren begrenzt, während der obere Teil 42 des Rauchgaszuges von einer ungekühlten Blechverkleidung 46 dicht umgeben ist. Die Blechverkleidung 46 ist über einen Trichter 47 mit einem Kamin 48 verbunden.



   Im Rauchgaszug 41, 42 sind mehrere Berührungsheizflächen angeordnet, die von einem verdampfbaren Arbeitsmittel, hier Wasser, durchflossen werden. Dieses Wasser wird einem Anfahrgefäss 60 mittels einer Speisepumpe 61 entnommen und über eine Speiseleitung 62 an einem nicht gezeichneten Kesselgerüst aufgehängten Tragrohren 63 zugeführt. Diese Tragrohre 63 führen zu einer am oberen Ende des Rauchgaszuges 41, 42  angeordneten Ecoheizfläche 64. Aus dieser strömt das Wasser weiter über eine am oberen Ende des unteren Teiles 41 des Rauchgaszuges angeordnete erste   Verdampferheizfläche    65, die als Rohrbündel eine   Berührungsheizfläche    darstellt. Von dort gelangt das Arbeitsmittel in eine zweite Verdampfer Berührungsheizfläche 66, die am Eingang des oberen Teiles 42 des Rauchgaszuges liegt.

  Am Ausgang dieser Heizfläche werden je zwei Rohre 66' über ein Gabelstück 67 mit je einem Rohr 68 grösseren Durchmessers verbunden. Diese Rohre 68 führen sodann zu den unteren Enden von in gleicher Anzahl vorhandenen Flossenrohren, die, geneigt gewickelt, die Wandberohrung 45 der Brennkammer 40 und des unteren Teils 41 des Rauchgaszuges bilden. Aus Sammlern 69 der Wandberohrung 45 tritt das nun grösstenteils verdampfte Arbeitsmittel in einen Wasserabscheider 70, aus dem der abgetrennte Dampf durch   Überhitzerheiffflächen    71, 72 und über eine Frischdampfleitung 73 einer Gegendruckdampfturbine 75 zuströmt, die einen Generator 76 treibt. Der Abdampf der Gegendruckdampfturbine 75 strömt weiter in ein Netz 77, durch das es nicht gezeichneten Verbrauchern zufliesst.



   Die erfindungsgemässe Anordnung der Eintrittsöffnungen 21 stromunterhalb der Berührungsflächen 71, 72, 65 bewirkt, dass die Verbrennungsprodukte der Zusatzfeuerung 26 die genannten Berührungsheizflächen mit höherer Temperatur anströmen. Diese Heizflächen können somit kleiner, leichter und erheblich billiger ausgeführt werden. Die Verkleinerung der Heizflächen hat überdies auch eine merkliche Verkürzung des gesamten Dampferzeugers 20 zufolge.



   Die für die Eintrittsöffnungen 21 benötigte Höhe ist nicht verloren, gewährt sie doch willkommenen Zugang zwischen die Berührungsheizflächen zur Inspektion und gegebenenfalls Wartung der Heizflächen.



   Im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Verdampferheizflächen 65, 66 derart aufeinander abgestimmt, dass die Austrittstemperatur aus der Heizfläche 65 der Austrittstemperatur der Turbine 10 bei Normalbetrieb praktisch gleich ist.

 

  Dadurch entfallen alle Probleme, die durch schlechte Vermischung von Gasen ungleicher Temperaturen entstehen könnten, und zwar ohne dass Mittel zum Mischen, wie Drallelemente, etc., die einen Druckabfall hervorrufen, benötigt würden.



   Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. So ist sie zum Beispiel auch anwendbar, wenn unter Wegfall des Gebläses 24 die Zweigleitung 14 aus einer Anzapfung der Gasturbine 10 alimentiert wird. Es wäre beispielsweise auch möglich, mit einem oder mehreren der Turbine 10 nachgeschalteten, freilaufenden Abgasturboladergruppen einen Teil der Abgase der Turbine zu entspannen bei gleichzeitiger Verdichtung des Restteiles der Abgase   der zur    bine 10. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Kombinierte Dampfkraftanlage mit Gasturbinengruppe und dieser nachgeschaltetem Dampferzeuger mit Kamin, wobei der Dampferzeuger eine Zusatzfeuerung sowie einen Rauchgaszug mit mindestens zwei Berührungsheizflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Abgase der Gasturbine (10) auf eine Haupt- (13) und eine Zweigleitung (14) aufgeteilt werden, wobei die Zweigleitung (14) zur Zusatzfeuerung (26) führt und die Hauptleitung (13) zwischen den beiden Berührungsheizflächen (65, 66) in den Rauchgaszug (41, 42) mündet.

   UNTERANSPRUCH Dampfkraftanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die stromoberhalb der Mündungsstelle (21) der Hauptleitung (13) im Rauchgaszug (41, 42) liegenden Heizflächen (71, 72, 65) so bemessen sind, dass im Normalbetrieb der Anlage die Temperaturen der beiden Gasströme unmittelbar vor deren Zusammentreffen einander etwa gleich sind und sich vorzugsweise um nicht mehr als 20 Celsiusgrade unterscheiden.