DE10056128A1

DE10056128A1 - Process for operating a gas turbine plant and a corresponding plant

Info

Publication number: DE10056128A1
Application number: DE2000156128
Authority: DE
Inventors: Rolf Bachmann; Erhard Liebig
Original assignee: Alstom Schweiz AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-06-06
Also published as: AU2002210850A1; WO2002038927A1

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbinenanlage sowie eine hierauf gerichtete Gasturbinenanlage, bei der Zuluft verdichtet, mit Brennstoff vermischt und zur Verbrennung gebracht wird, wodurch ein Arbeitsmittel entsteht, das die Gasturbine antreibt, und bei der die im Arbeitsmittel enthaltene Wärme nach Verlassen der Gasturbinenanlage genutzt wird, indem das Arbeitsmittel durch einen Abhitzekessel geleitet wird. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Teil des aus dem Abhitzekessel austretenden Arbeitsmittels der Gasturbinenanlage zugeführt wird.A method for operating a gas turbine system and a gas turbine system directed thereon are described, in which supply air is compressed, mixed with fuel and brought to combustion, whereby a working medium is produced which drives the gas turbine, and in which the heat contained in the working medium after leaving the gas turbine system is used by passing the working fluid through a waste heat boiler. DOLLAR A The invention is characterized in that at least part of the working fluid emerging from the waste heat boiler is fed to the gas turbine system.

Description

Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbinenanla ge, bei der Zuluft verdichtet, mit Brennstoff vermischt und zur Verbrennung gebracht wird, wodurch ein Arbeitsmittel entsteht, das die Gasturbine antreibt, und bei der die im Arbeitsmittel enthaltene Wärme nach Verlassen der Gasturbinenanlage genutzt wird, indem das Arbeitsmittel durch einen Abhitzekessel geleitet wird. Ferner wird eine diesbezügliche Gasturbinenanlage beschrieben.The invention relates to a method for operating a gas turbine plant ge, compressed in the supply air, mixed with fuel and brought to combustion is what creates a work equipment that drives the gas turbine, and in which the Heat contained in the working fluid is used after leaving the gas turbine system by passing the working fluid through a waste heat boiler. Furthermore, a related gas turbine plant described.

State of the art

Bei an sich bekannten Gas- und Dampfturbinenanlagen wird die im entspannten Ar beitsmittel der Gasturbine enthaltene Wärme zur Erzeugung von Dampf für die Dampfturbine genutzt. Die Wärmeübertragung erfolgt in einem, der Gasturbine nachgeschalteten Abhitzedampferzeuger, in dem Heizflächen in Form von Rohren oder Rohrbündeln angeordnet sind. Diese wiederum sind in den Wasser-Dampf- Kreislauf mit einer Dampfturbine eingebunden. Das aus der Gasturbine austretende, entspannte Arbeitsmittel wird üblicherweise dem Abhitzedampferzeuger direkt zuge führt, in welchem der Wärmeaustausch zum Wasser-Dampf-Kreislauf mit der bei spielsweisen Dampfturbine erfolgt. Das Arbeitsmittel gelangt nach dem Abhitze dampferzeuger üblicherweise über einen Kamin in die Umgebung. Eine derartige kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage ist beispielsweise den Druckschriften DE 195 44 226 A1 sowie DE 43 21 081 A1 zu entnehmen.In gas and steam turbine systems known per se, the relaxed Ar beitsmittel the gas turbine contained heat to generate steam for the Steam turbine used. The heat transfer takes place in one, the gas turbine downstream heat recovery steam generator, in which heating surfaces in the form of pipes or tube bundles are arranged. These in turn are in the water-steam Integrated circuit with a steam turbine. The emerging from the gas turbine relaxed working fluid is usually supplied directly to the heat recovery steam generator leads in which the heat exchange to the water-steam cycle with the game steam turbine. The working fluid gets after the heat steam generators usually around a fireplace in the area. Such Combined gas and steam turbine system is for example the documents DE 195 44 226 A1 as well as DE 43 21 081 A1.

Das aus dem Kamin austretende Arbeitsmittel einer kombinierten Gas- und Dampf turbinenanlage hat trotz der in der Gasturbinenanlage erfolgten Verbrennung einen hohen Luftsauerstoffanteil. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Gasturbinenan lage mit hohem Luftüberschuss betrieben wird, wodurch die beim Verbrennungspro zess entstehenden Verbrennungsprodukte, wie insbesondere CO₂, mit Luft regel recht verdünnt sind. Bestrebungen zur Abgasfilterung werden durch die hohen Luft anteile im Arbeitsmittel erschwert. Daher sind aufwendige Filtertechniken nötig, um die mit Luft verdünnten Verbrennungsprodukte aus dem Arbeitsmittel auszufiltern. Hinzu kommt, dass bei hohen Luftanteilen im Arbeitsmittel hohe Stickoxid-Anteile entstehen können, die es ebenfalls gilt zu reduzieren.The working fluid emerging from the chimney of a combined gas and steam turbine system has a high proportion of atmospheric oxygen despite the combustion taking place in the gas turbine system. This is due to the fact that the gas turbine system is operated with a large excess of air, as a result of which the combustion products, such as CO ₂ in particular, that are produced during the combustion process are usually diluted with air. Efforts to filter exhaust gases are made more difficult by the high proportion of air in the work equipment. Therefore, complex filter techniques are necessary to filter out the combustion products diluted with air from the working fluid. Added to this is the fact that high levels of nitrogen oxide can occur in the work equipment when there is a high proportion of air, which must also be reduced.

Analoge Verhältnisse gelten auch für Gasturbinenanlagen mit einem nachgeschal teten Abhitzekessel als Heisswassererzeuger. Ebenso ist es denkbar die Abwärme von Gasturbinenanlagen für verfahrenstechnische Prozesse zu nutzen. Für die Gasturbinenanlagen zur Wärmenutzung arbeitsmittelseitig nachgeschalteten Appa rate soll nachfolgend der Begriff des Abhitzekessels Verwendung finden.Analogous relationships also apply to gas turbine plants with a secondary shell Waste heat boilers as hot water generators. Waste heat is also conceivable of gas turbine plants for process engineering processes. For the Gas turbine systems for heat utilization downstream Appa rate, the term waste heat boiler should be used below.

Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Gas turbinenanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass das aus dem Abhitzekessel austretende Arbeitsmittel einen geringeren Luftanteil aufweisen soll, so dass die in der Gasturbinenanlage realisierte Verbrennung mit ei nem geringeren Luftüberschuss erfolgt. Insbesondere soll es möglich sein, die Emis sionswerte einer Gasturbinenanlage zu verbessern und eine Voraussetzung dafür zu schaffen, auftretende Verbrennungsprodukte besser zu filtern und leichter zu entsor gen.The invention has for its object a method for operating a gas Turbine system according to the preamble of claim 1 such that the working fluid emerging from the waste heat boiler has a lower air content should have, so that the combustion realized in the gas turbine system with egg there is less excess air. In particular, it should be possible to use the Emis to improve a gas turbine system and a prerequisite for it manage to better filter occurring combustion products and easier to dispose of gene.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine diesbezügliche Gasturbinenanlage mit den vorstehend aufgezeigten Vorteilen auszubilden.Furthermore, it is an object of the invention a related gas turbine system with the to train the advantages shown above.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist Gegenstand des An spruchs 1, in dem das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben ist. Anspruch 7 enthält eine erfindungsgemäß ausgebildete Gasturbinenanlage. Den Erfindungsge danken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel zu entneh men.The solution to the problem underlying the invention is the subject of the To claim 1, in which the inventive method is described. Claim 7 contains a gas turbine system designed according to the invention. The Invention Ge Thank advantageous further training features are the subject of the dependent claims as well as the description with reference to the embodiment men.

Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist der art ausgebildet, dass wenigstens ein Teil des aus dem Abhitzekessel austretenden Arbeitsmittels der Gasturbinenanlage zugeführt wird.The method according to the preamble of claim 1 is Art that at least part of the exiting from the waste heat boiler Working fluid is supplied to the gas turbine system.

Die der Erfindung zugrundeliegende Idee geht dabei davon aus, dass das aus dem Abhitzekessel austretende Arbeitsmittel im Wege eines geschlossenen Kreislaufes der Verdichtereinheit der Gasturbinenanlage zugeführt wird. Unter dem Begriff Gas turbinenanlage wird die an sich bekannte Kombination aus mindestens einer Ver dichtereinheit, mindestens einer Brennkammer sowie der mindestens einen Gastur bine verstanden.The idea underlying the invention is based on the fact that the Working fluid escaping from the waste heat boiler in a closed circuit the compressor unit of the gas turbine system is supplied. Under the term gas turbine system is the known combination of at least one Ver sealing unit, at least one combustion chamber and at least one gas door I understand.

Durch die erfindungsgemäße Rezirkulation wenigstens eines Teils des aus dem Ab hitzekessel austretenden Arbeitsmittels wieder zurück in die Verdichtereinheit der Gasturbinenanlage steht der beträchtliche Luftüberschuss innerhalb des Arbeitsmit tels einer wiederholten Verbrennung innerhalb der Brennkammer der Gasturbinen anlage zur Verfügung. Da das Arbeitsmittel in einem geschlossenen Kreislauf zirku liert, nimmt der Sauerstoffanteil pro Verbrennungszyklus innerhalb des Arbeitsmittels stetig ab. Um den Verbrennungsprozess innerhalb der Brennkammer jedoch weiter hin aufrecht zu erhalten, ist es daher erforderlich dem rezirkulierten Arbeitsmittel vor Eintritt in die Verdichtereinheit Sauerstoff zumindest in der Menge beizumischen, die während der Verbrennung benötigt wird. Die Sauerstoffzugabe kann in Form übli chen Luftsauerstoffes oder durch die Zugabe reinen Sauerstoffes oder eines Sauer stoff/Kohlendioxid-Gemisches oder eines anderen Sauerstoff enthaltenden Gemi sches erfolgen.Through the recirculation according to the invention at least part of the from the Ab working fluid escaping back into the compressor unit of the Gas turbine plant stands the considerable air surplus within the working with repeated combustion within the combustion chamber of the gas turbines plant available. Because the working fluid circulates in a closed circuit gates, the oxygen content per combustion cycle within the working fluid increases steadily. To continue the combustion process within the combustion chamber It is therefore necessary to maintain the recirculated work equipment Entry into the compressor unit to add oxygen at least in the amount that is needed during combustion. The addition of oxygen can be done in the usual way Chen atmospheric oxygen or by adding pure oxygen or an acid substance / carbon dioxide mixture or another oxygen-containing mixture done.

Da die Rezirkulation des aus dem Abhitzekessel austretenden Arbeitsmittels im We ge eines geschlossenen Kreislaufes erfolgt, herrschen innerhalb der Zuführleitung zwischen dem Abhitzekessel und der Verdichtereinheit der Gasturbinenanlage vom Atmosphärendruck abweichende Druckverhältnisse, die je nach Betriebsweise der Gasturbinenanlage variieren können. Aus diesem Grunde dient eine weitere Vorver dichterstufe für die Zufuhr des für den Verbrennungsvorgang zusätzlich erforderli chen Sauerstoffes unter dem innerhalb des geschlossenen Kreislaufes vorherr schenden Druckbedingungen.Since the recirculation of the working fluid emerging from the waste heat boiler in We closed circuit, prevail within the supply line between the waste heat boiler and the compressor unit of the gas turbine system from Atmospheric pressure different pressure ratios, depending on the mode of operation of the Gas turbine plant can vary. For this reason, another pre-ver serves density stage for the supply of the additionally required for the combustion process Chen oxygen prevailing within the closed circuit send printing conditions.

Wie bereits erwähnt, kann alternativ zur Einspeisung zusätzlichen Luftsauerstoffes auch reiner Sauerstoff oder ein Sauerstoffgasgemisch verwendet werden, der bzw. das durch die zusätzliche Vorverdichterstufe einen für die Einkopplung erforderlichen Betriebsdruck erhält. Für die Vielzahl der Möglichkeiten der Gaszusammensetzung soll nachfolgend der Begriff des Sauerstoffträgermittels verwendet werden.As already mentioned, additional atmospheric oxygen can be used as an alternative to the feed pure oxygen or an oxygen gas mixture can also be used, the or the one required for the coupling due to the additional precompressor stage Receives operating pressure. For the multitude of gas composition options the term oxygen carrier is to be used below.

Das aus dem Abhitzekessel austretende Arbeitsmittel wird vorzugsweise nicht voll ständig in einem geschlossenen Kreislauf der Verdichtereinheit der Gasturbinenan lage zugeführt, sondern ein gewisser Restanteil wird über eine Bypasseinheit einer Expansionseinheit zugeleitet, in der der Restanteil des Arbeitsmittels vollständig ex pandiert und die als Niederdruckturbine ausgebildete Expansionseinheit antreibt, wodurch elektrische oder mechanische Energie gewonnen wird. Die Größe des vom Hauptstrom des Arbeitsmittels abgetrennten Restanteils ist mit der Bypasseinheit beliebig regelbar.The working fluid emerging from the waste heat boiler is preferably not full constantly in a closed circuit of the gas turbine compressor unit position supplied, but a certain remaining portion is via a bypass unit Expansion unit fed in, in which the remaining part of the work equipment completely ex panded and drives the expansion unit designed as a low pressure turbine, whereby electrical or mechanical energy is obtained. The size of the from The main flow of the separated working part is with the bypass unit freely adjustable.

Die an der Expansionseinheit gewonnene Energie kann vorzugsweise zum Antrieb der zusätzlichen Vorverdichterstufe für die Einspeisung des Sauerstoffträgermittels in den Kreislauf der Gasturbinenanlage verwendet werden.The energy gained at the expansion unit can preferably be used for propulsion the additional pre-compressor stage for feeding the oxygen carrier in the circuit of the gas turbine system can be used.

Durch die vorgeschlagene Betriebsweise für eine Gasturbinenanlage hinsichtlich ei ner gezielten Rezirkulation des aus dem Abhitzekessel austretenden Arbeitsmittels, eröffnen sich weitere Optimierungsmöglichkeiten für den Betrieb der gesamten Gas turbinenanlage. So kann der im Inneren der Zuleitung zwischen Abhitzekessel und Verdichtereinheit der Gasturbinenanlage vorherrschende Rezirkulationsdruck durch eine entsprechende, in der Zuleitung vorgesehene Regeleinheit variiert werden. Grundsätzlich stellen sich geringe Rezirkulationsdruckverhältnisse bei niedriger Fahrleistung der Gasturbinenanlage ein sowie höhere Drücke bei hoher Fahrleistung, so dass durch bloße Druckvariation innerhalb des geschlossenen Kreislaufs bspw. der Teillastbetrieb einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage optimiert ein gestellt werden kann.Due to the proposed mode of operation for a gas turbine system with respect to egg targeted recirculation of the working fluid emerging from the waste heat boiler, further optimization possibilities open up for the operation of the entire gas turbine installation. So the inside of the supply line between the waste heat boiler and Compressor unit of the gas turbine system prevailing recirculation pressure a corresponding control unit provided in the supply line can be varied. Basically, there are low recirculation pressure ratios with low ones Mileage of the gas turbine system and higher pressures with high mileage, so that by mere pressure variation within the closed circuit e.g. the partial load operation of a combined gas and steam turbine plant optimizes one can be put.

Auch ist es möglich, durch gezielte Variation des Sauerstoffträgermittels vor Eintritt in die Verdichtereinheit der Gasturbinenanlage die Konzentration der Verbrennungs produkte innerhalb des Arbeitsmittels einzustellen, das aus dem Abhitzekessel aus tritt. So kann der Anteil der Verbrennungsprodukte hinsichtlich CO₂ und H₂O derart gesteigert werden, dass eine leichte Abscheidung von Wasser sowie eine Extraktion von CO₂ nach entsprechender Abzweigung des Arbeitsmittels über die Bypasseinheit und Entspannung durch die Expansionseinheit möglich ist.It is also possible to adjust the concentration of the combustion products within the working fluid that emerges from the waste heat boiler by targeted variation of the oxygen carrier before entering the compressor unit of the gas turbine system. The proportion of combustion products with regard to CO ₂ and H ₂ O can be increased in such a way that an easy separation of water and extraction of CO ₂ after the corresponding branching off of the working fluid via the bypass unit and relaxation by the expansion unit is possible.

Brief description of the invention

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge dankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch erläutert. Es zeigt:The invention is hereinafter without limitation of the general inventions thanks based on an embodiment with reference to the drawing explained as an example. It shows:

Fig. 1 schematisierte Blockbilddarstellung einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage mit Rezirkulation des aus dem Abhitzedampferzeuger austretenden Arbeitsmittels. Fig. 1 shows a schematic block diagram of a combined gas and steam turbine system with recirculation of the working fluid emerging from the heat recovery steam generator.

Ways of carrying out the Invention, Industrial Usability

Die Fig. 1 zeigt eine Blockbilddarstellung einer kombinierten Gas- und Dampfturbi nenanlage, deren Gasturbinenanlage sich aus einer Verdichtereinheit 1, einer Brennkammer 2 und einer Gasturbine 3 zusammensetzt. Die Verdichtereinheit 1, die Gasturbine 3 sowie der Generator G befinden sich auf einer Welle, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist. Das aus der Gasturbine 3 austretende Arbeitsmittel gelangt unmittel bar in einen Abhitzedampferzeuger 4, der in einen Wasser-Dampf-Kreislauf 5 einge bunden ist. Fig. 1 shows a block diagram of a combined gas and steam turbine NEN system, the gas turbine system is composed of a compressor unit 1 , a combustion chamber 2 and a gas turbine 3 . The compressor unit 1 , the gas turbine 3 and the generator G are located on a shaft, as can be seen in FIG. 1. The working fluid emerging from the gas turbine 3 arrives immediately in a waste heat steam generator 4 , which is connected to a water-steam circuit 5 .

Selbstverständlich kann es sich bei der Gasturbinenanlage auch um eine Anlage mit sequentieller Verbrennung handeln. Diese Gasturbinenanlagen verfügen über mehr als eine Brennkammer und mehr als eine Gasturbine. Of course, the gas turbine system can also be a system with act sequential combustion. These gas turbine plants have more than a combustion chamber and more than a gas turbine.

Der im Abhitzedampferzeuger erzeugte Dampf dient zum Antrieb einer Dampfturbine D. Am Austritt des Abhitzedampferzeugers 4 gelangt das Arbeitsmittel in eine By passeinheit 7, die eine Aufteilung des Arbeitsmittels hauptsächlich durch eine Zulei tung 6 in Richtung der Verdichtereinheit 1 der Gasturbinenanlage vornimmt. Ein Restanteil gelangt über die Bypasseinheit 7 in eine Expansionseinheit 8, die als Nie derdruckturbine ausgebildet ist. Der durch die Expansionseinheit 8 strömende Anteil des Arbeitsmittels gelangt nachfolgend ins Freie.The steam generated in the waste heat steam generator is used to drive a steam turbine D. At the outlet of the waste heat steam generator 4 , the working fluid enters a by-pass unit 7 , which mainly distributes the working fluid through a feed line 6 in the direction of the compressor unit 1 of the gas turbine system. A remainder passes through the bypass unit 7 into an expansion unit 8 , which is designed as a never derdruckturbine. The portion of the working fluid flowing through the expansion unit 8 subsequently reaches the outside.

Der Hauptanteil des aus dem Abhitzedampferzeuger 4 austretenden Arbeitsmittels wird über die Zuleitung 6 zur Verdichtereinheit 1 im Rahmen eines geschlossenen Kreislaufes rezirkuliert. Über eine zusätzliche Vorverdichterstufe 11 sowie einer zwi schengeschalteten Regeleinheit 9 gelangt zusätzliche Zuluft 10 in den Stoffstrom des in die Verdichtereinheit 1 einmündenden, rezirkulierten Arbeitsmittels. Der Anteil des Sauerstoffes in der zusätzlichen Zuluft 10 entspricht vorzugsweise jenem, bei der Verbrennung in der Brennkammer 2 verbrauchten Sauerstoffanteils, so dass sich innerhalb des geschlossenen Kreislaufs ein hoher Anteil an Verbrennungsprodukten im Arbeitsmittel einstellt, welcher sich wiederum im Anschluss an die Expansionsein heit 8 aus dem abgeleiteten und expandierten Arbeitsmittel leichter abscheiden lässt, als dies beim Betrieb konventioneller Gas- und Dampfturbinenanlagen der Fall ist. So ist es zum einen möglich, Wasser im Wege an sich bekannter Abscheidetechniken zu gewinnen sowie CO₂ effektiv zu extrahieren.The majority of the working fluid emerging from the heat recovery steam generator 4 is recirculated via the feed line 6 to the compressor unit 1 in the context of a closed circuit. Via an additional pre-compressor stage 11 and an interposed control unit 9 , additional supply air 10 enters the material flow of the recirculated working medium flowing into the compressor unit 1 . The proportion of oxygen in the additional supply air 10 preferably corresponds to that part of the oxygen consumed during the combustion in the combustion chamber 2 , so that a high proportion of combustion products in the working medium is established within the closed circuit, which in turn follows from the expansion unit 8 the derived and expanded equipment can be separated more easily than is the case with conventional gas and steam turbine systems. On the one hand, it is possible to extract water using known separation techniques and to extract CO ₂ effectively.

Da die erfindungsgemäß ausgebildete Gas- und Dampfturbinenanlage nur mit ca. einem Drittel der Zuluft arbeitet, verglichen zu einer konventionellen Gas- und Dampfturbinenanlage, bei der das Arbeitsmittel in herkömmlicher Weise nach Durchtritt durch den Abhitzedampferzeuger über einen Kamin vollständig entweicht, besteht überdies die Möglichkeit, die Zuluft durch ein anderes, Sauerstoff enthalten des Trägermittel zu ersetzen. So ist es möglich, über die Vorverdichterstufe 11 und die Regeleinheit 9 reinen Sauerstoff oder beispielsweise ein Sauerstoff-CO₂- Gemisch in die Zuleitung 6 einzuspeisen. Auf diese Weise würde man nach entspre chender Wasserabscheidung nach der Expansionsstufe 8 reines CO₂ zur Entsorgung erhalten. Since the gas and steam turbine system designed according to the invention only works with approximately one third of the supply air, compared to a conventional gas and steam turbine system in which the working fluid escapes in a conventional manner after passing through the heat recovery steam generator through a chimney, there is also the possibility of to replace the supply air with another oxygen-containing carrier. It is thus possible to feed pure oxygen or, for example, an oxygen-CO ₂ mixture into the feed line 6 via the pre-compressor stage 11 and the control unit 9 . In this way, one would receive pure CO ₂ for disposal after appropriate water separation after expansion stage 8 .

Neben den verbesserten Reinigungs- bzw. Filtereigenschaften des entstehenden Arbeitsmittels weist dieses aufgrund des geringeren Luftüberschusses auch geringe re Stickoxidanteile auf. In addition to the improved cleaning and filtering properties of the resulting Because of the lower excess of air, this also means less work equipment re nitrogen oxide shares.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Verdichtereinheit
compressor unit

22

Brennkammer
combustion chamber

33

Gasturbine
gas turbine

44

Abhitzekessel, Abhitzedampferzeuger
Heat recovery boiler, heat recovery steam generator

55

Wasser-Dampf-Kreislauf
Water-steam cycle

66

Zuleitung
supply

77

Bypasseinheit
bypass unit

88th

Expansionseinheit
expansion unit

99

Regeleinheit
control unit

1010

Sauerstoffträgermittel, Zuluft
Oxygen carrier, supply air

1111

Vorverdichterstufe
G Generator
D Dampfturbine
supercharging
G generator
D steam turbine

Claims

1. A method for operating a gas turbine system consisting of at least one compressor unit ( 1 ), at least one combustion chamber ( 2 ) and at least one gas turbine ( 3 ), in which supply air ( 10 ) is compressed, mixed with fuel and brought to combustion, whereby a working fluid arises, which drives the at least one gas turbine ( 3 ), and in which the heat contained in the working fluid is used after leaving the gas turbine system by passing the working fluid through a waste heat boiler ( 4 ), characterized in that at least part of the heat from the waste heat boiler ( 4 ) emerging working fluid is supplied to the gas turbine system.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Ar from the waste heat boiler ( 4 ) Ar beitsmittel is recirculated in a closed circuit for the purpose of its compression of the gas turbine system.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that, in addition to the recirculated working medium, the gas turbine system is supplied with oxygen in the form of pure oxygen, air or an oxygen-gas mixture by means of an oxygen carrier ( 10 ) at least to the extent that how it is consumed during combustion.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that part of the working fluid emerging from the waste heat boiler ( 4 ) is used to drive an expansion unit ( 8 ).

5. The method according to claim 4, characterized in that electrical and / or mechanical energy is obtained by the expansion unit ( 8 ), which is used to compress the oxygen carrier ( 10 ) and / or the working fluid recirculated to the gas turbine system.

6. The method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that in the closed feedback loop a targeted ter working pressure adjustable depending on the operating mode of the gas turbine system is.

7. Gas turbine system with at least one compressor unit ( 1 ), at least one combustion chamber ( 2 ) and at least one gas turbine ( 3 ), which can be flowed through by a working fluid that can be fed to a waste heat boiler ( 4 ) in which the heat contained in the working fluid can be used is characterized in that, for (1) leads from the waste heat boiler (4) at least one Ver denser unit of the gas turbine plant, a feed line (6) through which the at least one compressor unit (1) at least a portion of the sel from the Abhitzekes (4) exiting working fluid is feedable.

8. Gas turbine plant according to claim 7, characterized in that the feed line ( 6 ) forms a closed circuit, in the manner of a closed return system.

9. Gas turbine system according to claim 7 or 8, characterized in that a bypass unit ( 7 ) is provided at the outlet of the waste heat boiler ( 4 ), which supplies at least a part of the waste heat boiler ( 4 ) exiting working fluid to an expansion unit ( 8 ).

10. Gas turbine system according to one of claims 7 to 9, characterized in that a control unit ( 9 ) at the inlet of the compressor unit ( 1 ) is provided, by means of which the proportion between the recirculated working medium and the oxygen carrier ( 10 ) can be regulated.

11. Gas turbine system according to claim 10, characterized in that an additional precompressor stage ( 11 ) is provided which precompresses the oxygen carrier ( 10 ).

12. Gas turbine system according to one of claims 7 to 11, characterized in that the waste heat boiler ( 4 ) is a waste heat steam generator, which is integrated in a water-steam circuit ( 5 ).

13. Gas turbine system according to claim 12, characterized in that the steam generated in the heat recovery steam generator ( 4 ) is used to drive a steam turbine (D).