DE102004040890A1 - Power station installation, has heat supply device arranged in waste gas path of gas turbo-group, upstream of heat transmission equipment - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches Gebiettechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftwerksanlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft weiterhin bevorzugte Verfahren zum Betrieb einer derartigen Kraftwerksanlage.The The present invention relates to a power plant according to the preamble of claim 1. It further relates to preferred methods for Operation of such a power plant.
Luftspeicherturbinen sind aus dem Stand der Technik wohlbekannt. Beim Betrieb von Luftspeicherturbinen wird Luft im Allgemeinen über mehrere Kompressorstufen mit Zwischenkühlung verdichtet und entfeuchtet, und die Druckluft wird in einem geeigneten Speicher, beispielsweise in einer unterirdischen Kaverne, zwischengespeichert. Die gespeicherte Druckluft kann im Bedarfsfalle aus dem Speicher entnommen und unter der Abgabe von Wellenleistung in einer Speicherfluid-Entspannungskraftmaschine entspannt werden. Zur besseren Ausnutzung des gespeicherten Volumens ist es weiterhin eine übliche Massnahme, die Luft vorgängig der Entspannung und/oder während der Entspannung zu erwärmen, was meist indirekt mittels Wärmeübertragern erfolgt. Damit kann eine Rauchgasbeaufschlagung der Speicherfluid-Entspannungsturbine vermieden werden, und die Speicherfluid- Entspannungsturbine kann einfacher und billiger gebaut werden; eine interne Feuerung ist aber selbstverständlich durchaus im Bereich des Möglichen.Air reservoir turbines are well known in the art. When operating air storage turbines Air generally gets over compresses and dehumidifies several compressor stages with intercooling, and the compressed air is stored in a suitable memory, for example in an underground cavern, cached. The stored compressed air can be removed from the store if necessary and under the levy of shaft power in a storage fluid decompression engine to be relaxed. For better utilization of the stored volume it is still a common measure the air in advance the relaxation and / or during to warm the relaxation, what usually indirectly by means of heat exchangers he follows. This can be a Rauchgasbeaufschlagung the storage fluid expansion turbine can be avoided, and the storage fluid expansion turbine can be simpler and to be built cheaper; An internal firing is, of course, quite possible in the realm of possibility.
Aufgrund der vergleichsweise niedrigen Ausgangstemperatur der Druckluft eignen sich Luftspeicheranlagen mit Heissluftturbinen und Erwärmung durch externe Quellen über Wärmeübertrager ganz besonders zur Nutzung von bei niedrigen Temperaturen anfallender Wärme.by virtue of the comparatively low outlet temperature of the compressed air are suitable air storage systems with hot air turbines and heating by external sources over Heat exchanger especially for use at low temperatures Warmth.
Aus
der
Bei der bekanntgewordenen Kraftwerksanlage erweist es sich weiterhin als nachteilig, dass die Ladeverdichter auf einem Wellenstrang mit der Speicherfluid-Entspannungsturbine angeordnet sind, was in einer suboptimalen Flexibilität der Lastverteilung zwischen Ladebetrieb und Leistungsbetrieb resultiert.at the become known power plant it continues to prove as a disadvantage that the supercharger on a shaft train with the storage fluid expansion turbine are arranged, resulting in a suboptimal flexibility the load distribution between charging and power operation results.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftwerksanlage sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden vermag.Here The invention aims to remedy this. The marked in the claims Invention is based on the object, a power plant and a Specify method of the type mentioned, which disadvantages of the prior art is able to avoid.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe unter Verwendung der Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, und weiterhin unter Verwendung eines Verfahrens gemäss einem der Verfahrensansprüche.According to the invention this task using the entirety of the features of the claim 1 solved, and further using a method according to one the method claims.
Kern der Erfindung ist es also, im Rauchgaspfad der Gasturbogruppe stromauf eines Wärmeübertragungsapparates, welcher zur Erwärmung des aus dem Druckluftspeicher entnommenen Fluides mittels der Abwärme einer Gasturbogruppe dient, eine Wärmezuführeinrichtung, insbesondere eine Zusatzfeuerung, anzuordnen. Damit kann die dem Luftspeicherprozess zur Verfügung stehende Wärme höchst wirkungsvoll von der Leistung der Gasturbogruppe entkoppelt werden. Mit grösstem Vorteil ist im Fluidströmungsweg zwischen dem Druckluftspeicher und der Speicherfluid-Entspannungskraftmaschine ein Absperr- und/oder Drosselorgan angeordnet, welches die Regelung des dem Speichervolumen entnommenen Fluidmassenstroms ermöglicht.core So it is the invention upstream in the flue gas path of the gas turbine group a heat transfer apparatus, which for heating the removed from the compressed air reservoir fluid by means of the waste heat of a Gas turbine group serves, a heat supply, in particular an additional firing, to order. This can be the air storage process to disposal standing heat most effective be decoupled from the performance of the gas turbine group. With the greatest advantage is in the fluid flow path between the compressed air reservoir and the storage fluid relaxation engine Shut-off and / or throttle organ arranged, which the regulation allows the fluid mass flow taken from the storage volume.
Als Speicherfluid-Entspannungskraftmaschine findet gemäss einer Ausführungsform der Erfindung eine Turbine Verwendung, welche nachfolgend als Speicherfluid-Entspannungsturbine referiert wird. Selbstverständlich können auch andere Kraftmaschinentypen Verwendung finden.When Storage fluid relaxation engine finds according to a embodiment the invention, a turbine use, which hereinafter as a storage fluid expansion turbine is referenced. Of course can Other types of engine are used.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist im Rauchgaspfad stromab des Wärmeübertragungsapparates eine Temperaturmessstelle angeordnet. Die dort gemessene Temperatur wird in einer bevorzugten Betriebsweise als Regelgrösse für einen Temperaturregler verwendet, welcher durch Eingriffe auf das Drosselorgan den Fluidmassenstrom so verändert, dass die gemessene Rauchgastemperatur auf einem Sollwert oder in einem Sollwertintervall bleibt. beispielsweise wird die Abgastemperatur so eingeregelt, dass sie um eine Sicherheitsmarge über einer Taupunktstemperatur liegt; dies ermöglicht eine bestmögliche Ausnutzung der Abwärmepotenziale bei gleichzeitiger Sicherheit gegen Taupunktsunterschreitungen des Abgases. Gleichzeitig wird bevorzugt die Zusatzfeuerungsleistung mit der Leistung des Generators der Druckspeicheranlage als Regelgrösse betrieben.In one embodiment of the invention, a temperature measuring point is arranged in the flue gas path downstream of the heat transfer apparatus. The temperature measured there is used in a preferred operation as a controlled variable for a temperature controller, which changes the fluid mass flow by interfering with the throttle body so that the measured flue gas temperature remains at a desired value or in a desired value interval. for example, the exhaust gas temperature is adjusted so that it is a safety margin above a dew point temperature; This enables the best possible utilization of the waste heat potentials while at the same time ensuring safety against dew point falls below the exhaust gas. At the same time, the additional firing power is preferably operated with the power of the generator of the pressure accumulator system as a controlled variable.
Es ist prinzipiell auch möglich, den Fluidmassenstrom über den Leistungsregler und die Feuerungsleistung über den Temperaturregler zu regeln.It is in principle also possible the fluid mass flow over the capacity regulator and the firing capacity via the temperature controller too regulate.
Auch bei anderen Betriebsmodi ist es von Vorteil, die Abgastemperatur stromab des Wärmeübertragungsapparates zu messen, und diese in eine Sicherheitslogik der Anlagensteuerung mit einfliessen zu lassen, derart, dass bei Unterschreiten eines Mindestwertes, der brennstoffabhängig vorgegeben sein kann, entsprechende Sicherheitsmassnahmen auszulösen, damit eine Unterschreitung des Taupunktes von Rauchgaskomponenten vermieden wird.Also in other modes of operation, it is advantageous to have the exhaust gas temperature downstream of the heat transfer apparatus to measure, and this in a safety logic of plant control to be included, in such a way that, when falling below a minimum value, the fuel-dependent can be given to trigger appropriate security measures, so a drop below the dew point of flue gas components is avoided.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist im Rauchgaspfad ein Rauchgasreinigungskatalysator angeordnet. Ein derartiger Katalysator weist ein Temperaturfenster auf, in welchem er betrieben werden muss, weil bei höheren Temperaturen Schäden auftreten, und bei niedrigeren Temperaturen keine katalytische Reinigungswirkung gewährleistet werden kann. Dieses Temperaturfenster ist vom Katalysator und den verwendeten Materialien abhängig, und liegt beispielsweise im Bereich von 250°C bis 300°C. Im Allgemeinen darf der Katalysator daher keinesfalls unmittelbar von der Gasturbogruppe aus oder gar unmittelbar von der Zusatzfeuerung mit Rauchgas angeströmt werden. Erfindungsgemäss wird der Katalysator daher innerhalb des Wärmeübertragungsapparates angeordnet, derart, dass das Rauchgas bis zum Katalysator bereits einen Teil des Wärmeübertragungsapparates durchströmt und sich dabei teilweise abgekühlt hat. In einer einfachsten Ausführungsform wird der Katalysator an einer Stelle des Wärmeübertragungsapparates stromab eines ersten Teils des Wärmeübertragungsapparates und stromauf eins zweiten Teils des Wärmeübertragungsapparates angeordnet, an der er bei nominalen Betriebsbedingungen der Kraftwerksanlage eine beste Betriebstemperatur vorfindet.In an embodiment The invention is a flue gas purification catalyst in the flue gas path arranged. Such a catalyst has a temperature window in which it must be operated, because at higher temperatures Damage occurs and no catalytic cleaning action at lower temperatures guaranteed can be. This temperature window is from the catalyst and the materials used, and is for example in the range of 250 ° C to 300 ° C. In general, the catalyst may therefore in no case directly from the gas turbine group or even be directly flowed from the additional firing with flue gas. According to the invention the catalyst is therefore arranged inside the heat transfer apparatus, such that the flue gas to the catalyst already a part of the heat transfer apparatus flows through and partially cooled Has. In a simplest embodiment the catalyst is downstream at a location of the heat transfer apparatus a first part of the heat transfer apparatus and arranged upstream of a second part of the heat transfer apparatus, at he at nominal operating conditions of the power plant a best operating temperature finds.
In einer Ausführungsform ist der Wärmeübertragungsapparat in zwei in Serie durchströmte eigenständige Einheiten unterteilt, zwischen denen der Katalysator angeordnet ist.In an embodiment is the heat transfer apparatus in two flows through in series independent Units are divided, between which the catalyst is arranged is.
In einer weiteren Ausführungsform ist im Wesentlichen am Eintritt in den Katalysator oder auch unmittelbar im Katalysator oder am Katalysatormaterial eine Temperaturmessstelle angeordnet. In einer Ausführungsform der Erfindung wird der aus dem Druckluftspeicher entnommene Massenstrom so geregelt, dass die Temperatur am Katalysatoreintritt durch einen stetigen Regler auf einen Sollwert eingeregelt wird, oder durch einen unstetigen Zweipunktregler innerhalb eines Sollwertintervalls geregelt wird. Die Feuerungsleistung der Zusatzfeuerung wird dann in einer Betriebsvariante mit der Leistung des Generators des Druckspeicherprozesses als Regelgrösse betrieben.In a further embodiment is essentially at the entrance to the catalyst or directly in the catalyst or on the catalyst material, a temperature measuring point arranged. In one embodiment The invention relates to the extracted from the compressed air reservoir mass flow regulated so that the temperature at the catalyst inlet by a steady controller is adjusted to a setpoint, or by a discontinuous two-position controller within a setpoint interval is regulated. The firing capacity of the additional firing then becomes in an operating variant with the power of the generator of the pressure storage process as a controlled variable operated.
Alternativ kann die Zusatzfeuerungsleistung in Abhängigkeit von der Katalysatoreintrittstemperatur und der Massenstrom in Abhängigkeit von der Leistung geregelt werden.alternative can the additional firing power as a function of the catalyst inlet temperature and the mass flow in dependence be regulated by the performance.
Eine Messung und Überwachung der Katalysatoreintrittstemperatur ist auch bei anderen Betriebsverfahren von Vorteil, um beim Über- oder Unterschreiten zulässiger Limiten Abfangaktionen auszulösen, welche beispielsweise eine irreversible Schädigung des Katalysators zu vermeiden vermögen.A Measurement and monitoring the catalyst inlet temperature is also in other operating methods an advantage in order to or falling below admissible Limits trigger interceptions, which, for example, an irreversible damage to the catalyst avoid assets.
In einer weiteren Betriebsweise der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage wird die Leistungsabgabe des Druckspeicherprozesses nicht geregelt. Hingegen wird wenigstens eine, bevorzugt zwei, der folgenden Temperaturen gemessen: Die Temperatur des Rauchgases stromab des Wärmeübertragungsapparates, die Temperatur des Katalysators oder des Rauchgases im Wesentlichen unmittelbar stromauf des Katalysators, und die Temperatur des Speicherfluides am Austritt aus dem Wärmeübertragungsapparat oder am Eintritt in die Speicherfluid- Entspannungskraftmaschine. Eine der Temperaturen wird als Regelgrösse für die Ansteuerung der zusätzlichen Wärmezufuhr zum Rauchgas, also insbesondere der Feuerungsleistung der Zusatzfeuerung, herangezogen. Die zweite Temperatur wird als Regelgrösse für die Steuerung des Speicherfluid-Massenstroms herangezogen. Weitere gemessene Temperaturen werden mit Vorteil im Sinne von Schutzmassnahmen als Regelgrössen für Grenzregelungen über Eingriffe auf die Zusatz-Wärmezufuhr und den Speicherfluid-Massenstrom herangezogen.In Another mode of operation of the inventive power plant is the power output of the accumulator process is not regulated. On the other hand will be at least one, preferably two, of the following temperatures measured: the temperature of the flue gas downstream of the heat transfer apparatus, the temperature of the catalyst or the flue gas substantially immediately upstream of the catalyst, and the temperature of the storage fluid at the exit from the heat transfer apparatus or at the inlet to the storage fluid relaxation engine. One of the Temperatures will be the norm for the Control of the additional heat to the flue gas, ie in particular the firing capacity of the additional firing, used. The second temperature is used as a controlled variable for the controller the storage fluid mass flow used. Other measured temperatures will be an advantage in the sense of protective measures as control parameters for border regulations concerning interventions on the additional heat and used the storage fluid mass flow.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Leitung angeordnet, über die Fluid vom Druckluftspeicher zur Gasturbogruppe leitbar ist, und welche stromab des Verdichters und stromauf der Brennkammer im Strömungsweg der Gasturbogruppe mündet. Damit kann dem Gasturbinenprozess Fluid zur Verbrennung und Entspannung zur Verfügung gestellt werden, welches nicht gleichzeitig verdichtet werden muss. Dies ermöglicht eine weitere Leistungssteigerung der Kraftwerksanlage, weil ja entweder ein geringerer Luftmassenstrom arbeitsaufwändig im Verdichter der Gasturbogruppe verdichtet werden muss, als zur Verbrennung und Entspannung zur Verfügung steht, oder der Turbinenmassenstrom über den maximalen Verdichtermassenstrom angehoben werden kann, woraus über den erhöhten Rauchgasmassenstrom zusätzlich ein höheres Abwärmepotenzial zur Nutzung im Druckspeicherprozess zur Verfügung steht. Das der Gasturbogruppe zugeführte Fluid wird mit Vorteil innerhalb des Wärmeübertragungsapparates, stromab des Wärmeübertragungsapparates, oder in teilentspannter Form während des Entspannungsvorgangs des Druckspeicherprozesses entnommen. Es ist von Vorteil, wenn die Entnahmestelle so angeordnet ist, dass die Entnahmetemperatur wenigstens näherungsweise der Temperatur am Verdichteraustritt der Gasturbogruppe entspricht; dies vermeidet übergrosse Mischungsverluste. Es ist weiterhin von Vorteil, wenn der Entnahmedruck wenigstens näherungsweise dem Verdichterenddruck entspricht und gering darüber liegt; dies vermeidet unnötig hohe Drosselungsverluste.In a further embodiment of the invention, a line is arranged, via which fluid from the compressed air reservoir to the gas turbine group can be conducted, and which opens downstream of the compressor and upstream of the combustion chamber in the flow path of the gas turbine group. Thus, the gas turbine process fluid can be made available for combustion and relaxation, which does not have to be compressed at the same time. This allows a further increase in output of the power plant, because either a lower mass air flow labor-intensive compressed in the compressor of the gas turbine group must be as is available for combustion and relaxation, or the turbine mass flow can be raised above the maximum compressor mass flow, from which on the increased flue gas mass flow in addition a higher waste heat potential for use in the pressure storage process is available. The fluid supplied to the gas turbine group is advantageously removed within the heat transfer apparatus, downstream of the heat transfer apparatus, or in a partially relaxed manner during the expansion process of the pressure storage process. It is advantageous if the removal point is arranged such that the removal temperature corresponds at least approximately to the temperature at the compressor outlet of the gas turbine group; This avoids excessive mixing losses. It is also advantageous if the withdrawal pressure at least approximately corresponds to the compressor discharge pressure and is slightly higher; this avoids unnecessarily high throttling losses.
In einer weiteren Betriebsweise der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage wird die Speicherfluidtemperatur am Austritt aus dem Wärmeübertragungsapparat gemessen. Diese Temperatur kann als Regelgrösse entweder für den dem Druckspeicher entnommenen Massenstrom oder für die Zusatzfeuerungsleistung herangezogen werden. Komplementär dazu wird in einer Verfahrensvariante die Leistung des Generators des Druckspeicherprozesses als Regelgrösse für die Leistung der Zusatzfeuerung oder für den Fluidmassenstrom verwendet werden.In Another mode of operation of the inventive power plant is the storage fluid temperature at the exit from the heat transfer apparatus measured. This temperature can be used as a controlled variable either for the Accumulator taken mass flow or for the additional firing capacity be used. Complementary In addition, in one process variant, the power of the generator the pressure storage process as a controlled variable for the performance of the additional firing or for the fluid mass flow can be used.
Die Messung und Überwachung dieser Fluidtemperatur ist unabhängig von der beschriebenen Betriebsweise auch von Vorteil, um beim Überschreiten einer maximal zulässigen Temperatur Schutzeingriffe auszulösen.The Measurement and monitoring this fluid temperature is independent from the described mode of operation also to advantage when crossing a maximum allowable Temperature triggering protective interventions.
Die Ladeverdichter zur Aufladung des Druckluftspeichers sind bevorzugt entweder unabhängig von den Krafterzeugungskomponenten mit eigenen Antriebsmotoren angeordnet, was eine maximal flexible Betriebsweise erlaubt. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Ladeverdichter mit dem Wellenstrang der Gasturbogruppe koppelbar. Dazu ist in einer ersten Ausführungsform ein Generator fest mit der Gasturbogruppe gekoppelt. Der Generator weist ein zweites Wellenende auf, welches auf die Verdichter zur Aufladung des Druckluftspeichers aufschaltbar ist. Die Wellenleistung der Gasturbogruppe kann durch eine Verstellung der Erregung des Generators und des Betriebspunktes des Ladeverdichters variabel zwischen diesen beiden Leistungsverbrauchern aufgeteilt werden. Dabei kann auch die Phase des Generators im Sinne einer Blindleistungsregelung sehr flexibel verändert werden. In einer weiteren Ausführungsform ist der Generator derart ausgeführt, dass er auch elektromotorisch betreibbar ist. In einer dritten Ausführungsform ist zwischen dem Generator und der Gasturbogruppe eine schaltbare Kupplung angeordnet, derart, dass der Generator zum alleinigen Antrieb der Ladeverdichter motorisch betrieben werden kann, während die Gasturbogruppe steht.The Charge compressor for charging the compressed air reservoir are preferred either independently of arranged the power generating components with their own drive motors, which allows a maximum flexibility of operation. In another preferred embodiment are the superchargers with the shaft train of the gas turbine group coupled. For this purpose, a generator is fixed in a first embodiment coupled with the gas turbine group. The generator has a second one Shaft end, which aufschaltbar on the compressors for charging the compressed air reservoir is. The shaft power of the gas turbine group can be adjusted by an adjustment the excitation of the generator and the operating point of the supercharger variably divided between these two power consumers become. In this case, the phase of the generator in the sense of a Reactive power control can be changed very flexible. In another embodiment is the generator designed in such a way that he is also operated by electric motor. In a third embodiment is a switchable coupling between the generator and the gas turbine group arranged such that the generator for the sole drive of Charge compressor can be operated by motor while the Gas turbine group stands.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im Strömungsweg des Speicherfluides eine zusätzliche Wärmezuführeinrichtung angeordnet. Diese kann stromab des Wärmeübertragungsapparates und stromauf der Entspannungskraftmaschine angeordnet sein, stromauf des Wärmeübertragungsapparates, oder in einer den Wärmeübertragungsapparat umgehenden Nebenschlussleitung. Die erstgenannte Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Speicherfluid-Wärmezuführeinrichtung auch im nominellen Betrieb der Kraftwerksanlage nutzbar ist, um die Eintrittstemperatur der Speicherfluid-Entspannungskraftmaschine über den in dem Wärmeübertragungsapparat erzielbare Mass anzuheben. Damit ist zum Beispiel ein Betriebskonzept möglich, bei dem auf die oben beschriebene Weise die Wärmezufuhr zum Rauchgas und der Speicherfluid-Massenstrom mit der Katalysator-Eintrittstemperatur und der Abgastemperatur stromab des Wärmeübertragungsapparates als Regelgrössen gesteuert werden; das heisst, es wird ein katalysator- und abgaswärmeoptimiertes Betriebskonzept realisiert. Unabhängig davon kann über die zusätzliche Wärmezufuhr zum Speicherfluid stromab des Wärmeübertragungsapparates, welche einen zusätzlichen Freiheitsgrad der Prozessregelung darstellt, die Eintrittstemperatur der Speicherfluid-Entspannungskraftmaschine optimiert werden.In a further embodiment The invention is in the flow path of the storage fluid an additional heat supply arranged. This can be downstream of the heat transfer apparatus and upstream the decompression engine be arranged upstream of the heat transfer apparatus, or in a heat transfer apparatus immediate bypass line. The former embodiment has the advantage that the storage fluid heat supply device in the nominal Operation of the power plant is usable to the inlet temperature the storage fluid relaxation engine over in the heat transfer apparatus to increase the achievable mass. This is, for example, an operational concept possible, in the manner described above, the heat input to the flue gas and the storage fluid mass flow with the catalyst inlet temperature and the exhaust gas temperature downstream of the heat transfer apparatus controlled as controlled variables become; that is, it will be a catalyst and exhaust heat optimized Operating concept realized. Regardless of that can be about the additional heat to the storage fluid downstream of the heat transfer apparatus, which an additional Degree of freedom of process control represents the inlet temperature the storage fluid relaxation engine can be optimized.
Die Speicherfluid-Wärmezuführeinrichtung kann als unmittelbar in den Strömungsweg integrierte Feuerungseinrichtung ausgeführt sein, oder als Wärmetauscher mit einer äusseren Feuerung. Die erste Bauart hat den Vorteil, billiger zu sein, und im Allgemeinen mit geringeren Druckverlusten behaftet zu sein als ein im Strömungsweg angeordneter Wärmetauscher einer externen Feuerung. Eine externe Feuerung hat demgegenüber den Vorteil, dass das Speicherfluid nicht mit Rauchgaskomponenten kontaminiert wird. Dies hat dann erhebliche Vorteile, wenn beispielsweise eine handelübliche Dampfturbine als Speicherfluid-Entspannungskraftmaschine Anwendung findet, welche nicht für die Beaufschlagung mit aggressiven heissen Rauchgasen vorgesehen ist. Wenn die Kraftwerksanlage häufig mit zusätzlicher Wärmezufuhr zum Speichermedium betrieben werden soll, und die erheblichen Investitionskosten einer rauchgasbeständigen Speicherfluid-Entspannungskraftmaschine vermieden werden sollen, ist die indirekte Wärmezufuhr zu bevorzugen. Hier muss allerdings für eine effiziente Ausnutzung der zur Verfügung gestellten Wärme Sorge getragen werden.The Storage fluid heat supply device can as directly into the flow path be implemented integrated firing device, or as a heat exchanger with an outside Firing. The first type has the advantage of being cheaper, and generally associated with lower pressure drops than one in the flow path arranged heat exchanger an external furnace. An external firing has the opposite Advantage that the storage fluid does not contaminate with flue gas components becomes. This has considerable advantages, for example, if one commercial Steam turbine as a storage fluid expansion engine application which is not for the application of aggressive hot flue gases provided is. If the power plant often with additional heat to be operated to the storage medium, and the considerable investment costs a smoke-gas resistant Storage fluid decompression engine to be avoided is the indirect heat supply to prefer. Here, however, must be for efficient use the available put heat Care should be taken.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description the drawing
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung illustrierten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Für das Verständnis der Erfindung nicht unmittelbar notwendige Elemente sind weggelassen. Die Ausführungsbeispiele sind rein instruktiv zu verstehen, und sollen nicht zu einer Einschränkung der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung herangezogen werden.The Invention will be illustrated below with reference to the drawing Embodiments explained in more detail. For the understanding of Invention not immediately necessary elements are omitted. The embodiments are purely instructive to understand, and are not intended to be limiting in the claims marked invention be used.
Weg zur Ausführung der ErfindungWay to execute the invention
Eine
erste Ausführungsform
der Erfindung ist in
Ebenso
ist für
den Fachmann im Lichte dieser Ausführungen eine Regelung auch
ohne explizite Darstellung ohne Weiteres nachvollziehbar, bei der die
Eintrittstemperatur der Speicherfluid-Entspannungsturbine
Gemäss einer
zweiten Ausführungsform,
die in
Die
gemäss
Eine
Ausführungsform,
bei der die Überströmleitung
im Wärmeübertragungsapparat
abzweigt, ist in
Die folgenden Figuren illustrieren Betriebsweisen der erfindungsgemässen Kraftwerksanlage, bei denen im Interesse einer thermodynamischen Optimierung des auf eine explizite Regelung der Leistungsabgabe der Druckspeicheranlage verzichtet wird. Die Leistungsabgabe der Druckspeicheranlage stellt sich dann in Folge der thermodynamischen Parameter ein.The following figures illustrate modes of operation of the power plant according to the invention, in which, in the interest of a thermodynamic optimization of the power plant for an explicit regulation Power output of the pressure accumulator system is omitted. The power output of the accumulator then adjusts itself as a result of the thermodynamic parameters.
In
der Ausführungsform
gemäss
Gemäss dem in
Gemäss
Bei
der Ausführungsform
gemäss
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele vermitteln dem Fachmann einen instruktiven Einblick in die Vielfalt der im Rahmen der Erfindung möglichen Ausgestaltungen und Betriebsmodi einer Kraftwerksanlage der eingangs genannten Art, wobei die dargestellten Ausführungsbeispiele nicht erschöpfend sein sollen und können. Insbesondere können Ausgestaltungsmerkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele nahezu beliebig untereinander kombiniert werden. Die unterschiedlichen beschriebenen Regelungsmechanismen können in einer einzigen Anlage miteinander kombiniert werden, und es kann zwischen den unterschiedlichen Betriebs- und Regelungsmodi gewechselt werden, auch während des Betriebes.The preceding embodiments give the expert an instructive insight into the variety the possible embodiments within the scope of the invention and operating modes of a power plant of the type mentioned, the illustrated embodiments not exhaustive should and can be. In particular, you can Design features of the described embodiments almost arbitrary be combined with each other. The different ones described Regulatory mechanisms can be combined in a single plant, and it can Switched between the different operating and control modes be, even while of the operation.
Die Ausführungsbeispiele und beschriebenen Regelungsvarianten zeigen eindrucksvoll auf, welche Möglichkeiten sich durch die erfindungsgemässe Anordnung einer Wärmezuführeinrichtung, insbesondere einer Zusatzfeuerungseinrichtung, stromab der Gasturbogruppe ergeben, durch welche der Betrieb der nachgeordneten Druckspeicheranlage vom Betrieb der Gasturbogruppe weitgehend entkoppelt werden kann.The embodiments and described control variants show impressively on which options by the inventive Arrangement of a heat supply device, in particular an additional firing device, downstream of the gas turbine group, by which the operation of the downstream pressure accumulator system can be largely decoupled from the operation of the gas turbine group.
- 11
- GasturbogruppeGas turbine group
- 22
- DruckspeicheranlagePressure storage plant
- 33
- Ladeeinrichtung für Druckspeicherloader for pressure accumulator
- 44
- Wärmezuführeinrichtung, Nachfeuerungseinrichtungheat supply, Nachfeuerungseinrichtung
- 55
- Brennstoffmengen-StellorganFuel-volume control member
- 66
- Brennstoffmengen-StellorganFuel-volume control member
- 77
- Absperr- und/oder DrosselorganShut-off and / or throttle body
- 88th
- Temperaturmessstelle, für AbgastemperaturTemperature measuring point, for exhaust gas temperature
- 99
- Temperaturmessstelle, für Speicherfluidtemperatur stromabTemperature measuring point, for storage fluid temperature downstream
- des Erhitzers und/oder am Eintritt in dieof Erhitzers and / or at the entrance to the
- Speicherfluid-EntspannungskraftmaschineAccumulator fluid expansion engine
- 1010
- Temperaturmessstelle, für Rauchgastemperatur stromauf einesTemperature measuring point, for flue gas temperature upstream of one
- Katalysators oder Katalysatortemperaturcatalyst or catalyst temperature
- 1111
- Kupplungclutch
- 1212
- Kupplungclutch
- 1313
- Überströmleitungoverflow
- 1414
- Absperr- und/oder DrosselorganShut-off and / or throttle body
- 1515
- Speicherfluid-Zusatzerwärmungsvorrichtung, WärmetauscherStorage fluid additive heating device, heat exchangers
- 1616
- externe Feuerungexternal heating
- 1717
- Brennstoffmengen-StellorganFuel-volume control member
- 1818
- NebenschlussleitungShunt line
- 1919
- Wegeventilway valve
- 101101
- Verdichtercompressor
- 102102
- Brennkammercombustion chamber
- 103103
- Turbineturbine
- 104104
- elektrische Maschine, Motor/Generator-Einheit, Generatorelectrical Machine, motor / generator unit, generator
- 201201
- Speichervolumenstorage volume
- 202202
- WärmeübertragungsapparatThe heat transfer apparatus
- 203203
- Speicherfluid-Entspannungskraftmaschine,Accumulator fluid expansion engine,
- Speicherfluid-EntspannungsturbineAccumulator fluid expansion turbine
- 204204
- Generatorgenerator
- 205205
- Katalysatorcatalyst
- 301301
- Verdichtercompressor
- 302302
- Kühler und EntfeuchterCooler and dehumidifiers
- 303303
- Verdichtercompressor
- 304304
- Kühler und EntfeuchterCooler and dehumidifiers
- 305305
- Antriebsmotordrive motor
- 306306
- Rückschlagorganreturn unit
- P1 P 1
- Generatorleistung der Gasturbogruppegenerator power the gas turbine group
- P2 P 2
- Generatorleistung der Druckspeicheranlagegenerator power the accumulator system
Claims (18)
Applications Claiming Priority (4)
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EP031032980 | 2003-09-04 | ||
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |