DE10004187C1 - Gas-and-steam turbine plant operating method - Google Patents

Gas-and-steam turbine plant operating method

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Abstract

A method of operating a gas-and-steam turbine installation (1) during which the flue-gas (R) from a turbine (2) is passed over a waste-heat steam generator (20) whose heating surfaces are connected into the water-steam circulation (16) of a steam turbine. When operating without a steam discharge into the steam turbine (12), the steam (F) generated in a high-pressure stage (40) is diverted into a condenser (18) connected behind the steam turbine (12), and from this, the out-flowing condensate (K) is fed directly at least partially into a first high-pressure economizer (64) as feed-water, bypassing a condensate pre-heater (26).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage, bei dem das aus einer Gasturbine austretende Rauchgas über einen Abhitzedampferzeu­ ger geführt wird, dessen Heizflächen in den Wasser-Dampf- Kreislauf einer Dampfturbine geschaltet sind. Sie bezieht sich weiter auf eine nach diesem Verfahren arbeitende Gas- und Dampfturbinenanlage.The invention relates to a method for operating a gas and steam turbine plant, in which the one Gas turbine escaping flue gas via a heat recovery steam generator ger is led, the heating surfaces in the water-steam Circuit of a steam turbine are switched. It relates continue to work on a gas and steam turbine plant.

Aus der DE 196 27 425 A1 ist eine Hybrid-Solar Kombinations­ anlage bekannt sowie ein Verfahren zu deren Betrieb. Die Hybrid-Solar-Kombianlage besteht aus einer Gasturbogruppe, einer Dampfturbogruppe, einem Abhitzedampferzeuger und einem Solardampferzeuger und wird zum Betrieb entweder in einem Hybrid-Solar-Kombibetrieb, oder einem Solarbetrieb oder einem Kombibetrieb ausgelegt. Im Hybrid-Solar-Kombibetrieb wird über eine solare Speisewasserleitung vorgewärmtes Wasser aus dem Abhitzedampferzeuger in den Solar-Dampferzeuger einge­ leitet, der solar erzeugte Dampf wird dem im Abhitzedampfer­ zeuger erzeugten Dampf zugemischt und das erzeugte Gemisch überhitzt und der so erzeugte Dampf wird zum Betrieb der Dampfturbine verwendet. Im Solarbetrieb wird Dampf nur mittels des Solar-Dampferzeugers erzeugt, indem das Speise­ wasser in mindestens einem Speisewasservorwärmer mit Abdampf aus der Dampfturbine vorgewärmt und dem Solar-Dampferzeuger zugeführt wird. Der solar erzeugte Dampf wird anschließend der Dampfturbine zugestellt. Im Kombibetrieb wird Dampf nur mittels des Abhitzedampferzeugers erzeugt, indem das Speise­ wasser durch den Abhitzedampferzeuger geleitet wird und der erzeugte Dampf der Dampfturbine zugeführt wird. Im Kombibe­ trieb wird die Hybrid-Solar-Kombianlage somit als reine Gas- und Dampfturbinenanlage betrieben. DE 196 27 425 A1 is a hybrid solar combination known plant and a method for its operation. The Hybrid solar combination system consists of a gas turbine group, a steam turbine group, a heat recovery steam generator and one Solar steam generator and will operate in either one Hybrid solar combined operation, or a solar operation or one Combined operation designed. In hybrid-solar combined operation preheated water via a solar feed water line the heat recovery steam generator in the solar steam generator conducts, the solar-generated steam is in the heat recovery steam Generated steam mixed and the mixture produced overheats and the steam thus generated is used to operate the Steam turbine used. In solar operation, steam is only generated by the solar steam generator by the food water in at least one feed water preheater with steam preheated from the steam turbine and the solar steam generator is fed. The solar generated steam is then delivered to the steam turbine. In combination mode, steam is only generated by the heat recovery steam generator by the food water is passed through the heat recovery steam generator and the generated steam is fed to the steam turbine. In a combi the hybrid solar-combined system is thus powered as a pure gas and steam turbine plant operated.  

Bei einer Gas- und Dampfturbinenanlage wird die im entspann­ ten Arbeitsmittel oder Rauchgas aus der Gasturbine enthaltene Wärme zur Erzeugung von Dampf für die in einen Wasser-Dampf- Kreislauf geschaltete Dampfturbine genutzt. Die Wärmeüber­ tragung erfolgt dabei in einem der Gasturbine nachgeschalte­ ten Abhitzedampferzeuger oder -kessel, in dem Heizflächen in Form von Rohren oder Rohrbündeln angeordnet sind. Diese wie­ derum sind in den Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfturbine ge­ schaltet. Der Wasser-Dampf-Kreislauf umfaßt dabei üblicher­ weise mehrere, beispielsweise drei, Druckstufen, wobei in je­ der Druckstufe als Heizflächen ein Vorwärmer und ein Verdamp­ fer sowie ein Überhitzer vorgesehen sind. Um einen möglichst hohen Anteil der im Rauchgas enthaltenen Wärmemenge umzuset­ zen, ist im Abhitzedampferzeuger zusätzlich ein Kondensatvor­ wärmer zum Aufwärmen von kondensiertem Wasser aus der Dampf­ turbine vorgesehen.In a gas and steam turbine plant, it is relaxed Contained equipment or flue gas from the gas turbine Heat to produce steam for in a water steam Circulated steam turbine used. The heat transfer The transmission takes place in one of the gas turbines heat recovery steam generator or boiler, in which heating surfaces in Form of tubes or tube bundles are arranged. This like therefore are in the water-steam cycle of the steam turbine switches. The water-steam cycle includes more common as several, for example three, pressure levels, each in the pressure stage as heating surfaces a preheater and an evaporator fer and a superheater are provided. To one if possible high proportion of the amount of heat contained in the flue gas zen, there is also a condensate in the waste heat steam generator warmer to warm up condensed water from the steam turbine provided.

Die Temperatur des der Dampfturbine zugeführten Frischdampfes hängt im Wesentlichen von der Temperatur des aus der Gastur­ bine abströmenden Rauchgases ab. Bei einer Temperatur des in den Abhitzedampferzeuger eintretenden Rauchgases von etwa 570°C wird eine Frischdampftemperatur von etwa 540°C bei ei­ nem Frischdampfdruck von z. B. 120 bar erreicht. Die im Wasser- Dampf-Kreislauf geführte Gesamtwassermenge ist dabei derart bemessen, dass das den Abhitzedampferzeuger verlassende Rauchgas infolge der Wärmeübertragung auf eine Temperatur von ca. 70°C bis 100°C abgekühlt wird. Dies bedeutet insbesonde­ re, dass die dem heißen Rauchgas ausgesetzten Heizflächen und für eine Wasser-Dampf-Trennung vorgesehene Wasser-Dampf-Trom­ meln für Volllast- oder Nennbetrieb ausgelegt sind, bei dem ein Anlagenwirkungsgrad von derzeit etwa 55% bis 60% erreicht wird.The temperature of the live steam supplied to the steam turbine depends essentially on the temperature of the gas a flue gas flowing out. At a temperature of the the flue gas entering the heat recovery steam generator from about 570 ° C is a live steam temperature of about 540 ° C at egg nem live steam pressure of z. B. reached 120 bar. Those in the water The total amount of water in the steam cycle is such  dimensioned that the leaving the heat recovery steam generator Flue gas due to heat transfer to a temperature of about 70 ° C to 100 ° C is cooled. This means in particular re that the heating surfaces exposed to the hot flue gas and water-steam flow intended for water-steam separation are designed for full load or rated operation, in which a system efficiency of around 55% to 60% is currently achieved becomes.

Um den Betrieb der Gasturbine und des dieser rauchgasseitig nachgeschalteten Abhitzedampferzeugers auch dann zu ermögli­ chen, wenn die Turbine z. B. aufgrund von An- und Abfahrvor­ gängen oder bei einem Dampfturbinenschnellschluss außer Be­ trieb ist, verfügen die verschiedenen Druckstufen im Dampfsy­ stem einer derartigen Gas- und Dampfturbinenanlage jeweils über eine Umleitstation. Problematisch bei einem entsprechen­ den Umleitbetrieb ist es, den erzeugten Niederdruckdampf, der bei Normal- oder Teillastbetrieb der Dampfturbine in dieser entspannt und im nachgeschalteten Kondensator kondensiert wird, auch ohne Dampfturbine abzukühlen und zu entspannen. Um den Dampf in den vorhandenen Kondensator einleiten zu können, wird daher dessen Dampfdruck und Dampftemperatur in der Nie­ derdruck-Umleitstation mit Hilfe von Einspritzwasser aus ei­ ner Kondensatleitung auf die erforderlichen Werte reduziert. Auch wird in manchen Fällen der produzierte Dampf über Dach in die Atmosphäre geblasen. Dieselbe Problematik ergibt sich analog bei einem Drei-Druck-System mit oder ohne Zwischen­ überhitzung hinsichtlich des erzeugten Mitteldruckdampfes.For the operation of the gas turbine and the flue gas side downstream heat recovery steam generator also to be made possible chen when the turbine z. B. due to approach and departure gears or in the case of a steam turbine quick-close except Be the different pressure levels in the steam system stem of such a gas and steam turbine plant each via a diversion station. Problematic with a match it is the diversion, the low pressure steam that is generated with normal or partial load operation of the steam turbine in this relaxed and condensed in the downstream condenser will cool down and relax even without a steam turbine. Around to be able to introduce the steam into the existing condenser, therefore its steam pressure and steam temperature in the never derdruck-Umleitstation with the help of water from egg condensate line reduced to the required values. In some cases, the steam produced is also on the roof blown into the atmosphere. The same problem arises analogous to a three-pressure system with or without intermediate overheating with regard to the medium pressure steam generated.

Nachteilig bei diesem Umleitkonzept sind insbesondere der zu einer unerwünschten Reduzierung der Anlagenverfügbarkeit füh­ rende Anlagenteile- und Regelaufwand. So erfordern sowohl die Niederdruck-Umleitung als auch die Mitteldruck-Umleitung eine Wassereinspritzung, Rohrleitungen, Sensoren zur Mengenmes­ sung, zusätzliche Armaturen, Regelventile und dgl.The disadvantage of this redirection concept is in particular that of lead to an undesirable reduction in system availability system parts and control expenditure. So both require Low pressure bypass as well as medium pressure bypass Water injection, pipes, sensors for volume measurement solution, additional fittings, control valves and the like.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage anzugeben, bei dem während eines Umleitbetriebs die genannten Nachteile vermieden sind. Des Weiteren soll eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Gas- und Dampfturbinenanlage angegeben werden.The invention is therefore based on the object of a method to operate a gas and steam turbine plant, in which the disadvantages mentioned during a diversion are avoided. Furthermore, one to carry out the Gas and steam turbine plant particularly suitable for the process can be specified.

Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß ge­ löst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu wird im Be­ triebszustand ohne Dampfeinleitung in die Dampfturbine, ins­ besondere bei deren An- oder Abfahren und bei einem Dampftur­ binenschnellschluss, zusätzlich zu lediglich einer Hochdruck- Umleitung der Kondensatvorwärmer zumindest teilweise um­ strömt. Bei einem Drei-Druck-System wird außerdem der erste von zwei hintereinander geschalteten Hochdruck-Economizern zumindest teilweise umströmt. Dadurch können die üblicher­ weise vorgesehenen aufwendigen Nieder- und Mitteldruck-Um­ leitstationen eingespart werden.With regard to the method, the object according to the invention is ge solves by the features of claim 1. For this purpose, in Be operating state without steam introduction into the steam turbine, ins especially when starting or stopping and with a steam door quick-acting short circuit, in addition to just a high pressure Redirection of the condensate preheater at least partially flows. A three-pressure system also becomes the first of two high-pressure economizers connected in series flows around at least partially. This can make the more common wise provided elaborate low and medium pressure order control stations can be saved.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass eine Gas- und Dampfturbinenanlage bei sich außer Betrieb befind­ licher Dampfturbine auch ohne Niederdruck-Umleitung - und im Fall eines Drei-Druck-Systems auch ohne Mitteldruck-Umleitung - betrieben werden kann, wenn bei diesem Betriebszustand kein Niederdruck- bzw. Mitteldruckdampf produziert oder erzeugt wird. Die Stilllegung der Niederdruck-Dampfproduktion kann durch Erhöhung des Drucks in der Niederdruckstufe, z. B. auf ca. 10 bar bis 15 bar, erfolgen, da dadurch die Siedetemperatur des Kondensats über der zur Verfügung stehenden Rauchgastem­ peratur liegt und folglich eine Verdampfung ausbleibt.The invention is based on the consideration that a Gas and steam turbine plant is out of operation steam turbine without low-pressure bypass - and in Case of a three-pressure system also without medium pressure diversion - Can be operated if none in this operating state Low or medium pressure steam produced or generated becomes. The shutdown of low pressure steam production can by increasing the pressure in the low pressure stage, e.g. B. on approx. 10 bar to 15 bar, because this reduces the boiling temperature the condensate above the available smoke gas temperature and consequently there is no evaporation.

Zusätzlich kann eine Temperaturregelung der Kondensatvorwär­ mung derart umgestellt werden, dass die Kondensattemperatur am Austritt des Kondensatvorwärmers ca. 120°C bis 130°C be­ trägt. Dadurch wird den Hoch- und Mitteldrucksystemen ver­ gleichsweise kaltes Speisewasser zugeführt mit der Folge, dass dem Rauchgas im Vergleich zum Betrieb mit Dampfturbine mehr Wärme entnommen wird. Dies wiederum führt infolge einer Wärmeverschiebung dazu, dass dem Niederdruck-System weniger Wärme zur Verfügung steht.In addition, temperature control of the condensate preheater be changed so that the condensate temperature at the outlet of the condensate preheater approx. 120 ° C to 130 ° C wearing. This ver and the high and medium pressure systems equally cold feed water supplied with the consequence that the flue gas compared to operating with a steam turbine  more heat is removed. This in turn results from a Heat displacement causes the low pressure system less Heat is available.

Analoges gilt auch im Mitteldruck-Bereich oder -system, wenn auch dort infolge einer entsprechenden Wärmeverschiebung die Dampfproduktion praktisch stillgelegt werden kann. Eine Stilllegung der Dampfproduktion im Niederdruck-Bereich kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, dass der Konden­ satvorwärmer zumindest teilweise mittels eines Bypasses um­ führt oder umströmt wird. Wird bei einem Drei-Druck-System zusätzlich der erste Hochdruck-Economizer von üblicherweise zwei speisewasserseitig hintereinander geschalteten Hoch­ druck-Economizern mittels eines Bypasses umströmt, wird zu­ sätzlich die Eintrittstemperatur des Speisewassers in den zweiten Hochdruck-Economizer abgesenkt. Dadurch entnimmt die­ ser wiederum vergleichsweise mehr Wärme aus dem Rauchgas, so dass dem Mitteldruck-System entsprechend weniger Wärme zur Verfügung steht. Auf diese Weise kann nicht nur die Nieder­ druck-Dampfproduktion, sondern auch die Mitteldruck-Dampfpro­ duktion in effektiver Weise praktisch bis auf Null herabge­ setzt werden.The same applies in the medium pressure range or system, if also there due to a corresponding heat shift Steam production can be virtually shut down. A Decommissioning of steam production in the low pressure area can can be easily achieved by using the condensers sat preheater at least partially by means of a bypass leads or flows around. With a three-pressure system additionally the first high-pressure economizer from usual two highs connected in series on the feed water side pressure economizer flows around by means of a bypass, becomes additionally the inlet temperature of the feed water in the second high-pressure economizer lowered. This removes the This, in turn, comparatively more heat from the flue gas, so that the medium pressure system correspondingly less heat Available. This way, not only can the Nieder pressure steam production, but also the medium pressure steam pro effectively reduced production to zero be set.

Durch Einleiten des erzeugten Hochdruck-Dampfes in den Kon­ densator unter Umführung der Dampfturbine wird auch der bei einem Mehrdrucksystem üblicherweise vorgesehene Zwischenüber­ hitzer nicht mehr durchströmt. Bei Außerbetriebsetzung der Dampfturbine kann somit ein derartiges Mehrdruck-Zwischen­ überhitzer-System während des Betriebs der Gasturbinenanlage durch gezielte Wärmeverschiebungen innerhalb des Abhitze­ dampferzeugers unter Vermeidung des Einsatzes von Nieder­ druck- und Mitteldruck-Umleitstationen in ein Eindruck-System umgewandelt werden.By introducing the generated high pressure steam into the con condenser bypassing the steam turbine will also be the case a multi-pressure system usually provided intermediate no longer flows through the heater. When decommissioning the Steam turbine can thus such a multi-pressure intermediate Superheater system during the operation of the gas turbine system through targeted heat shifts within the waste heat steam generator while avoiding the use of Nieder pressure and medium pressure diversion stations in one impression system being transformed.

Bezüglich der Turbinenanlage wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 3. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der auf diesen rückbezogenen Un­ teransprüche.With regard to the turbine system, the object is achieved according to the invention solved by the features of claim 3. Advantageous embodiments  are the subject of the referenced Un claims.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, dass durch den Entfall einer Niederdruck-Umleit­ station sowie durch den Entfall einer Mitteldruck-Umleitsta­ tion in einem Drei-Druck-System der dadurch bedingte verrin­ gerte Einspritzwasserbedarf bei Umleitbetrieb die Kapazität der üblicherweise vorgesehenen Kondensat- und Speisewasser­ pumpe sowie die Wärmebelastung des Kondensators um ca. 10% reduziert wird. Insgesamt ergibt sich dadurch eine erhebliche Verringerung der Investitions- und Anlagenkosten infolge der Einsparung der Umleitsysteme, auch wenn das Niederdruck- bzw. Mitteldruck-System, insbesondere deren Wasser-Dampf-Trommeln für einen höheren Druck auszulegen sind. Da die Anzahl der aktiven Komponenten gegenüber einer herkömmlichen Anlage mit Umleitstationen sinkt, steigt die Anlagenverfügbarkeit und der Wartungsaufwand sowie eine Ersatzteilvorhaltung wird re­ duziert.The advantages achieved with the invention are in particular the fact that by eliminating a low-pressure diversion station as well as the elimination of a medium pressure bypass tion in a three-pressure system Reduced injection water demand when diverting the capacity the normally provided condensate and feed water pump and the thermal load on the condenser by approx. 10% is reduced. Overall, this results in a considerable amount Reduction of investment and plant costs as a result of Saving of the diversion systems, even if the low pressure or Medium pressure system, especially their water-steam drums are designed for a higher pressure. Because the number of active components compared to a conventional system Redirection stations decrease, plant availability increases the maintenance effort and a spare parts inventory will re induced.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Fi­ gur schematisch eine Gas- und Dampfturbinenanlage mit ledig­ lich einer Hochdruck-Umleiteinrichtung.An exemplary embodiment of the invention is described below a drawing explained in more detail. In it shows the only fi gur schematically a gas and steam turbine system with single Lich a high pressure diverter.

Die Gas- und Dampfturbinenanlage 1 gemäß Fig. 1 umfasst eine Gasturbinenanlage 1a und eine Dampfturbinenanlage 1b. Die Gasturbinenanlage 1a umfasst eine Gasturbine 2 mit angekop­ peltem Luftverdichter 4 und eine der Gasturbine 2 vorgeschal­ tete Brennkammer 6, in der Brennstoff B unter Zufuhr verdich­ teter Luft L aus dem Luftverdichter 4 zum Arbeitsmittel oder Brenngas A für die Gasturbine 2 verbrannt wird. Die Gasturbi­ ne 2 und der Luftverdichter 4 sowie ein Generator 8 sitzen auf einer gemeinsamen Turbinenwelle 10.The gas and steam turbine system 1 according to FIG. 1 comprises a gas turbine system 1 a and a steam turbine system 1 b. The gas turbine system 1 a comprises a gas turbine 2 with coupled air compressor 4 and one of the gas turbine 2 upstream combustion chamber 6 , in which fuel B is compressed with the supply of compressed air L from the air compressor 4 to the working fluid or fuel gas A for the gas turbine 2 . The gas turbine 2 and the air compressor 4 and a generator 8 sit on a common turbine shaft 10 .

Die Dampfturbinenanlage 1b umfasst eine Dampfturbine 12 mit angekoppeltem Generator 14 und in einem Wasser-Dampf-Kreislauf 16 einen der Dampfturbine 12 nachgeschalteten Kondensa­ tor 18 sowie einen Abhitzedampferzeuger 20. Die Dampfturbine 12 weist eine erste Druckstufe oder einen Hochdruckteil 12a und eine zweite Druckstufe oder einen Mitteldruckteil 12b so­ wie eine dritte Druckstufe oder einen Niederdruckteil 12c auf, die über eine gemeinsame Turbinenwelle 22 den Generator 14 antreiben.The steam turbine system 1 b comprises a steam turbine 12 with a coupled generator 14 and in a water-steam circuit 16 one of the steam turbine 12 downstream capacitor 18 and a heat recovery steam generator 20th The steam turbine 12 has a first pressure stage or a high pressure part 12 a and a second pressure stage or a medium pressure part 12 b as well as a third pressure stage or a low pressure part 12 c, which drive the generator 14 via a common turbine shaft 22 .

Zum Zuführen von in der Gasturbine 2 entspanntem Arbeitsmit­ tel oder Rauchgas R in den Abhitzedampferzeuger 20 ist eine Abgasleitung 24 an den Abhitzedampferzeuger 20 eingangsseitig angeschlossen. Das entspannte Rauchgas R aus der Gasturbine 2 verlässt den Abhitzedampferzeuger 20 ausgangsseitig in Rich­ tung auf einen nicht dargestellten Kamin.For supplying relaxed in the gas turbine 2 Arbeitsmit tel or flue gas R in the heat recovery steam generator 20 , an exhaust pipe 24 is connected to the heat recovery steam generator 20 on the input side. The expanded flue gas R from the gas turbine 2 leaves the heat recovery steam generator 20 on the output side in the direction of a chimney, not shown.

Der Abhitzedampferzeuger 20 umfasst als Heizflächen einen Kondensatvorwärmer 26, der eingangsseitig über eine Konden­ satleitung 28, in die eine Kondensatpumpe 30 geschaltet ist, mit Kondensat K aus dem Kondensator 18 gespeist wird. Der Kondensatvorwärmer 26 ist ausgangsseitig an die Saugseite ei­ ner Speisewasserpumpe 34 geführt. Zur bedarfsweisen Umführung des Kondensatvorwärmers 26 ist dieser mit einer Bypassleitung 36, in die ein motorisch betätigbares Ventil 38 geschalten ist, überbrückt.The heat recovery steam generator 20 comprises, as heating surfaces, a condensate preheater 26 which is fed with condensate K from the condenser 18 via a condensate line 28 into which a condensate pump 30 is connected. The condensate preheater 26 is guided on the outlet side to the suction side of a feed water pump 34 . For bypassing the condensate preheater 26 as required, this is bypassed with a bypass line 36 , into which a motor-operated valve 38 is connected.

Die Speisewasserpumpe 34 ist im Ausführungsbeispiel als Hoch­ druckspeisepumpe mit Mitteldruckentnahme ausgebildet. Sie bringt das Kondensat K auf ein für eine dem Hochdruckteil 12a der Dampfturbine 12 zugeordnete Hochdruckstufe 40 des Wasser- Dampf-Kreislaufs 16 geeignetes Druckniveau. Das über die Speisewasserpumpe 34 geführte Kondensat K, das auf der Druck­ seite der Speisewasserpumpe 34 als Speisewasser S bezeichnet wird, wird mit mittlerem Druck einem Speisewasservorwärmer 42 zugeführt. Dieser ist ausgangsseitig an eine Mitteldrucktrom­ mel 44 angeschlossen. Analog ist der Kondensatvorwärmer 26 ausgangsseitig über ein motorisch betätigbares Ventil 46 an eine Niederdrucktrommel 48 angeschlossen. The feed water pump 34 is formed in the exemplary embodiment as a high pressure feed pump with medium pressure extraction. It brings the condensate K to a pressure level suitable for a high-pressure part 12 a of the steam turbine 12 associated with the high-pressure part 40 of the water-steam circuit 16 . The condensate K fed through the feed water pump 34 , which is referred to on the pressure side of the feed water pump 34 as feed water S, is fed to a feed water preheater 42 at medium pressure. This is connected on the output side to a medium pressure flow mel 44 . Analogously, the condensate preheater 26 is connected on the output side to a low-pressure drum 48 via a motor-operated valve 46 .

Die Mitteldrucktrommel 44 ist mit einem im Abhitzedampferzeu­ ger 20 angeordneten Mitteldruckverdampfer 50 zur Bildung ei­ nes Wasser-Dampf-Umlaufs 52 verbunden. Dampfseitig ist an die Mitteldrucktrommel 44 ein Mitteldrucküberhitzer 54 ange­ schlossen, der ausgangsseitig an eine den Hochdruckteil 12a ausgangsseitig mit einem Zwischenüberhitzer 56 verbindende Abdampfleitung 58 angeschlossen ist. Der Zwischenüberhitzer 56 wiederum ist ausgangsseitig über eine Dampfleitung 60, in die ein motorisch betätigbares Ventil 62 geschaltet ist, an den Mitteldruckteil 12b der Dampfturbine 12 angeschlossen.The medium pressure drum 44 is connected to a arranged in the Abhitzedampferzeu ger 20 medium pressure evaporator 50 to form egg nes water-steam cycle 52 . On the steam side, a medium-pressure superheater 54 is connected to the medium-pressure drum 44 and is connected on the outlet side to an exhaust steam line 58 connecting the high-pressure part 12 a on the outlet side to an intermediate superheater 56 . The intermediate superheater 56 is in turn connected on the output side via a steam line 60 , into which a motor-operated valve 62 is connected, to the medium-pressure part 12 b of the steam turbine 12 .

Hochdruckseitig ist die Speisewasserpumpe 34 über einen ers­ ten Hochdruck-Economizer 64 und einen diesem speisewasser­ seitig nachgeschalteten und innerhalb des Abhitzedampferzeu­ gers 20 rauchgasseitig vorgeordneten zweiten Hochdruck-Econo­ mizer 66 an eine Hochdrucktrommel 68 geführt. Die Hochdruck­ trommel 68 ist wiederum mit einem im Abhitzedampferzeuger 20 angeordneten Hochdruckverdampfer 70 zur Bildung eines Wasser- Dampf-Umlaufs 72 verbunden. Zum Abführen von Frischdampf F ist die Hochdrucktrommel 68 an einen im Abhitzedampferzeuger 20 angeordneten Hochdrucküberhitzer 74 angeschlossen, der ausgangsseitig mit dem Hochdruckteil 12a der Dampfturbine 12 über ein motorisch betätigbares Ventil 76 verbunden ist. Der erste Hochdruck-Economizer 64 ist ebenfalls mit einer Bypass­ leitung 78 überbrückt, in die wiederum ein motorisch betätig­ bares Ventil 80 geschaltet ist.On the high-pressure side, the feed water pump 34 is guided to a high-pressure drum 68 via a first high-pressure economizer 64 and a feed-water side connected downstream of this and within the heat recovery steam generator 20 upstream of the second high-pressure economizer 66 on the flue gas side. The high pressure drum 68 is in turn connected to a arranged in the heat recovery steam generator 20 high pressure evaporator 70 to form a water-steam cycle 72 . To discharge live steam F, the high pressure drum 68 is connected to a high pressure superheater 74 arranged in the waste heat steam generator 20, which is connected on the output side to the high pressure part 12 a of the steam turbine 12 via a motor-operated valve 76 . The first high-pressure economizer 64 is also bypassed with a bypass line 78 , in which a motor-operated valve 80 is connected.

Der Speisewasservorwärmer 42 und der Mitteldruckverdampfer 50 sowie der Mitteldrucküberhitzer 54 bildet zusammen mit dem Zwischenüberhitzer 56 und dem Mitteldruckteil 12b die Mittel­ druckstufe 82 des Wasser-Dampf-Kreislaufs 16. Analog bildet ein im Abhitzedampferzeuger 20 angeordneter und zur Bildung eines Wasser-Dampf-Umlaufs 84 mit der Niederdrucktrommel 48 verbundener Niederdruckverdampfer 86 zusammen mit einem an die Niederdrucktrommel 48 dampfseitig angeschlossenen Nieder­ drucküberhitzer 88 und dem Niederdruckteil 12c der Dampftur­ bine 12 die Niederdruckstufe 90 des Wasser-Dampf-Kreislaufs 16. Dazu ist der Niederdrucküberhitzer 88 ausgangsseitig über eine Dampfleitung 92, in die ein motorisch betätigbares Ven­ til 94 geschaltet ist, mit dem Eintritt des Niederdruckteils 12c der Dampfturbine 12 verbunden.The feed water preheater 42 and the medium pressure evaporator 50 and the medium pressure superheater 54 together with the intermediate superheater 56 and the medium pressure part 12 b form the medium pressure stage 82 of the water-steam circuit 16 . By analogy, is arranged in the heat recovery steam generator 20 and connected to form a water-steam circuit 84 with the low pressure drum 48 low-pressure evaporator 86 together with a steam side connected to the low pressure drum 48 low-pressure superheater 88 and the low pressure part 12 c of the Dampftur bine 12, the low-pressure stage 90 of the water Steam cycle 16 . For this purpose, the low-pressure superheater 88 is connected on the output side via a steam line 92 , into which a motor-operated valve 94 is connected, to the inlet of the low-pressure part 12 c of the steam turbine 12 .

Zur bedarfsweisen Umführung oder Umleitung des Hochdruckteils 12a der Dampfturbine 12 ist eine den Hochdrucküberhitzer 74 mit dem Hochdruckteil 12a verbindende Frischdampfleitung 96 über eine Dampfleitung 98, in die ein motorisch betätigbares Ventil 100 geschaltet ist, direkt mit dem Kondensator 18 ver­ bunden. Dabei ist die als Hochdruckumleitung dienende Dampf­ leitung 98 in Strömungsrichtung des Frischdampfes F vor dem Ventil 76 an die Frischdampfleitung 96 angeschlossen.To bypass or redirect the high-pressure part 12 a of the steam turbine 12 as required, a high-pressure superheater 74 with the high-pressure part 12 a connecting live steam line 96 via a steam line 98 , into which a motor-operated valve 100 is connected, connected directly to the condenser 18 . The steam line 98 serving as high-pressure diversion is connected in the flow direction of the live steam F upstream of the valve 76 to the live steam line 96 .

Ein derartiger Umleitbetrieb, der insbesondere beim An- oder Abfahren der Dampfturbine 12 sowie bei einem Dampfturbinen­ schnellschluss vorgesehen ist, führt zu einer Umleitung des erzeugten Frischdampfes F unter Umgehung der Dampfturbine 12 direkt in den Kondensator 18. Dazu werden das Ventil 76 ge­ schlossen und das Ventil 100 geöffnet. Parallel hierzu wird der Kondensatvorwärmer 26 zumindest teilweise umströmt, indem das in der Bypassleitung 36 liegende Ventil 38 geöffnet wird. Diese führt dazu, dass das Kondensat K auf der Saugseite der Speisewasserpumpe 34 eine Mischtemperatur TM aufweist, die sich aufgrund des zumindest teilweisen Umströmens des Kon­ densatvorwärmers 26 einstellt. Diese Mischtemperatur TM ist kleiner als die Kondensattemperatur TK bei vollständig durch­ strömtem, d. h. nicht umströmtem Kondensatvorwärmer 26. Auch bei Vorwärmung eines Teilstroms K' des Kondensats K im Kon­ densatvorwärmer 26 stellt sich eine Mischtemperatur TM ein, die kleiner ist als die Temperatur des beim Betrieb der Dampfturbine 12 den Kondensatvorwärmer 26 verlassenden Kon­ densats K.Such a diversion operation, which is provided in particular when the steam turbine 12 is started up or shut down and in the case of a steam turbine, leads to a diversion of the live steam F generated, bypassing the steam turbine 12, directly into the condenser 18 . For this purpose, valve 76 is closed and valve 100 is opened. At the same time, the condensate preheater 26 is at least partially flowed around by opening the valve 38 in the bypass line 36 . This leads to the condensate K on the suction side of the feed water pump 34 having a mixing temperature T M which arises due to the at least partial flow around the condensate preheater 26 . This mixing temperature T M is lower than the condensate temperature T K when the condensate preheater 26 flows completely through, ie does not flow around. Even when preheating a partial stream K 'of the condensate K in the condensate preheater 26 , a mixing temperature T M is set which is lower than the temperature of the condensate preheater 26 leaving the condensate preheater 26 during operation of the steam turbine 12 .

Auf diese Weise gelangt sowohl in den Speisewasservorwärmer 42 als auch in den ersten Hochdruck-Economizer 64 vergleichs­ weise kaltes Speisewasser S mit der Folge, dass das Rauchgas R in Strömungsrichtung vor der Niederdruckstufe 90 ver­ gleichsweise stark abgekühlt wird. Dadurch erhält die Nieder­ druckstufe 90, d. h. insbesondere der Niederdruckverdampfer 86 vergleichsweise wenig Wärme, so dass in der Niederdruckstufe 90 zumindest dann kein Niederdruckdampf mehr produziert wird, wenn die Siedetemperatur des Wassers innerhalb der Nieder­ drucktrommel 48 der Ab- oder Rauchgastemperatur in diesem Be­ reich des Abhitzedampferzeugers 20 entspricht. Auch für den Fall, dass die Abgastemperatur geringfügig oberhalb der Sie­ detemperatur des Wassers innerhalb der Niederdrucktrommel 48 liegt, stellt sich dort ein Druck ein, bei dem die Siedetem­ peratur innerhalb der Niederdrucktrommel 48 größer oder gleich der Rauchgastemperatur ist.In this way, both feed water preheater 42 and the first high-pressure economizer 64 receive comparatively cold feed water S, with the result that the flue gas R is comparatively strongly cooled in the flow direction before the low-pressure stage 90 . As a result, the low pressure stage 90 , ie in particular the low pressure evaporator 86 receives comparatively little heat, so that in the low pressure stage 90 at least no more low pressure steam is produced if the boiling temperature of the water within the low pressure drum 48 is the exhaust or flue gas temperature in this range Heat recovery steam generator 20 corresponds. Also in the event that the exhaust gas temperature is slightly above the det temperature of the water within the low pressure drum 48 , there is a pressure at which the boiling temperature within the low pressure drum 48 is greater than or equal to the flue gas temperature.

Eine entsprechende Wärmeverschiebung innerhalb des Abhitze­ dampferzeugers 20 im Bereich der Niederdruck-Heizflächen, d. h. des Niederdruckverdampfers 86 und des Niederdrucküber­ hitzers 88, erfolgt dadurch, dass sowohl dem Speisewasser­ vorwärmer 42 als auch dem ersten Hochdruck-Economizer 64 ver­ gleichsweise kühles Speisewasser S zugeführt wird. Dieses entnimmt somit dem Rauchgas R vergleichsweise viel Wärme, so dass den Niederdruck-Heizflächen 86, 88 vergleichsweise wenig Wärme zur Verfügung steht.A corresponding heat shift within the waste heat steam generator 20 in the area of the low-pressure heating surfaces, ie the low-pressure evaporator 86 and the low-pressure superheater 88 , takes place in that both the feed water preheater 42 and the first high-pressure economizer 64 are supplied with comparatively cool feed water S. This therefore draws a comparatively large amount of heat from the flue gas R, so that comparatively little heat is available to the low-pressure heating surfaces 86 , 88 .

Dadurch, dass auch der erste Hochdruck-Economizer 64 über die Bypassleitung 78 zumindest teilweise umströmt oder umführt wird, erfolgt eine entsprechende Wärmeverschiebung auch im Bereich der Heizflächen der Mitteldruckstufe 82, d. h. im Be­ reich des Mitteldruckverdampfers 50 und des Mitteldruckver­ dampfers 54. Grund hierfür ist wiederum, dass dem zweiten Hochdruck-Economizer 66 vergleichsweise kühles Speisewasser S mit wiederum einer Mischtemperatur TM' zugeführt wird. Der zweite Hochdruck-Economizer 66 entnimmt dem in diesem Bereich des Abhitzedampferzeugers 20 strömenden Rauchgas R gegenüber dem Betrieb mit Dampfturbine wiederum zusätzlich Wärme, die den Mitteldruck-Heizflächen 50 und 54 somit nicht mehr zur Verfügung steht. Analog zur Reduzierung der Niederdruck- Dampfproduktion wird somit auch die Mitteldruck-Dampfproduk­ tion praktisch vollständig eingestellt. Somit wird lediglich Hochdruck-Dampf oder Frischdampf F erzeugt, der jedoch über die die Dampfturbine 12 umführende Dampfleitung 98 direkt in den Kondensator 18 eingeleitet wird.Because the first high-pressure economizer 64 is at least partially flowed around or bypassed via the bypass line 78 , there is a corresponding heat shift in the area of the heating surfaces of the medium-pressure stage 82 , ie in the region of the medium-pressure evaporator 50 and the medium-pressure evaporator 54 . The reason for this is again that the second high-pressure economizer 66 is supplied with comparatively cool feed water S, again with a mixing temperature T M '. The second high-pressure economizer 66 in turn extracts additional heat from the flue gas R flowing in this area of the waste heat steam generator 20 compared to operation with a steam turbine, which heat is therefore no longer available to the medium-pressure heating surfaces 50 and 54 . Analogous to the reduction in low-pressure steam production, medium-pressure steam production is thus virtually completely discontinued. Thus, only high-pressure steam or live steam F is generated, which, however, is introduced directly into the condenser 18 via the steam line 98 bypassing the steam turbine 12 .

Mittels dieses Verfahrens wird somit bei Stillsetzung der Dampfturbine 12, z. B. infolge von Anfahr- oder Abfahrvor­ gängen oder im Falle eines Dampfturbinenschnellschlusses, durch gezielte Wärmeverschiebung innerhalb des Abhitzedampf­ erzeugers 20 in einfacher Art und Weise das beschriebene Mehrdruck-System mit Zwischenüberhitzung in ein Eindrucksy­ stem überführt. Dieses Verfahren ermöglicht somit den Betrieb der Gasturbine 2 und des Abhitzedampferzeugers 20 ohne Nie­ der- und Mitteldruck-Umleitstation, wenn die Dampfturbine 12 außer Betrieb ist.By means of this method, when the steam turbine 12 , e.g. B. as a result of start-up or Abfahrvor or in the case of a steam turbine quick-closing, by targeted heat displacement within the heat recovery steam generator 20 in a simple manner, the above-described multi-pressure system with reheating system is transferred to an impression system. This method thus enables the operation of the gas turbine 2 and the heat recovery steam generator 20 without the derie and medium pressure bypass station when the steam turbine 12 is out of operation.

Claims (6)

1. Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage (1), bei dem das aus einer Gasturbine (2) austretende Rauch­ gas (R) über einen Abhitzedampferzeuger (20) geführt wird, dessen Heizflächen in den Wasser-Dampf-Kreislauf (16) einer mindestens zwei Druckstufen (40, 90) aufweisenden Dampfturbine (12) geschaltet sind, wobei in einem Betriebszustand ohne Dampfeinleitung in die Dampfturbine (12) der in einer Hoch­ druckstufe (40) erzeugte Dampf (F) in einen der Dampfturbine (12) nachgeschalteten Kondensator (18) umgeleitet wird, und wobei aus diesem abströmendes Kondensat (K) zumindest teil­ weise unter Umführung eines Kondensatvorwärmers (26) als Speisewasser (S) direkt in einen ersten Hochdruck-Economizer (64) gefördert wird.1. A method of operating a gas and steam turbine system ( 1 ), in which the smoke gas (R) emerging from a gas turbine ( 2 ) is guided via a waste heat steam generator ( 20 ), the heating surfaces of which are in the water-steam circuit ( 16 ) are connected in an at least two pressure stages (40, 90) having steam turbine (12), wherein in an operating state without injection of steam into the steam turbine (12) in a high pressure stage (40) generated steam (F) in a steam turbine (12) downstream Condenser ( 18 ) is diverted, and from this outflowing condensate (K) is conveyed at least partially by bypassing a condensate preheater ( 26 ) as feed water (S) directly into a first high-pressure economizer ( 64 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Drei-Druck-System (40, 82, 90) mit einer Mitteldruckstufe (82) zusätzlich der erste Hochdruck-Economizer (64) zumindest teilweise umströmt und das Speisewasser (S) direkt in einen zweiten Hochdruck-Economizer (66) geführt wird, der dem er­ sten Hochdruck-Economizer (64) wasserseitig nachgeschaltet und rauchgasseitig vorgeordnet ist.2. The method according to claim 1, characterized in that in a three-pressure system ( 40 , 82 , 90 ) with a medium pressure stage ( 82 ) additionally flows around the first high-pressure economizer ( 64 ) at least partially and the feed water (S) directly is guided into a second high-pressure economizer ( 66 ), which is connected to the most high-pressure economizer ( 64 ) on the water side and upstream of the flue gas side. 3. Gas- und Dampfturbinenanlage (1) mit einer Gasturbine (2) und mit einem dieser abgasseitig nachgeschalteten Abhitze­ dampferzeuger (20), dessen Heizflächen in den Wasser-Dampf- Kreislauf (16) einer Dampfturbine (12) geschaltet sind, und einen Kondensatvorwärmer (26) aufweisen, gekennzeichnet durch eine einen Hochdruck- Überhitzer (74) mit einem der Dampfturbine (12) nachgeschal­ teten Kondensator (18) verbindende absperrbare Dampfleitung (98), und eine absperrbare Bypassleitung (36) zu einem dem Kondensator (18) nachgeschalteten Kondensatvorwärmer (26). 3. Gas and steam turbine system ( 1 ) with a gas turbine ( 2 ) and with one of these exhaust gas downstream heat generator ( 20 ), the heating surfaces in the water-steam circuit ( 16 ) of a steam turbine ( 12 ) are connected, and a condensate preheater ( 26 ), characterized by a high-pressure superheater ( 74 ) with a steam turbine ( 12 ) downstream condenser ( 18 ) connecting shut-off steam line ( 98 ), and a shut-off bypass line ( 36 ) downstream of the condenser ( 18 ) Condensate preheater ( 26 ). 4. Gas- und Dampfturbinenanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kon­ densatvorwärmer (26) rauchgasseitig einem Niederdruck-Ver­ dampfer (86) nachgeordnet ist.4. Gas and steam turbine system according to claim 3, characterized in that the condensate preheater ( 26 ) on the flue gas side of a low-pressure evaporator ( 86 ) is arranged downstream. 5. Gas- und Dampfturbinenanlage nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine absperrbare By­ passleitung (78) zu einem dem Kondensatvorwärmer (26) wasser­ seitig nachgeschalteten und rauchgasseitig vorgeordneten ers­ ten Hochdruck-Economizer (64), dem ein zweiter Hochdruck-Eco­ nomizer (82) wasserseitig nachgeschaltet und rauchgasseitig vorgeordnet ist.5. Gas and steam turbine system according to claim 3 or 4, characterized by a lockable by pass line ( 78 ) to a condensate preheater ( 26 ) downstream and flue gas side upstream first high-pressure economizer ( 64 ), which a second high-pressure Eco nomizer ( 82 ) is connected downstream on the water side and upstream on the flue gas side. 6. Gas- und Dampfturbinenanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hochdruck-Economizer (64) rauchgasseitig dem Niederdruck-Ver­ dampfer (86) vorgeordnet ist, und dass der zweite Hochdruck- Economizer (66) rauchgasseitig einem Mitteldruck-Verdampfer (50) vorgeordnet ist.6. Gas and steam turbine system according to claim 5, characterized in that the first high-pressure economizer ( 64 ) on the flue gas side is arranged upstream of the low-pressure evaporator ( 86 ), and that the second high-pressure economizer ( 66 ) on the flue gas side is a medium-pressure evaporator ( 50 ) is upstream.
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