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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Gasturbinen, und die Erfindung betrifft
insbesondere die Verwendung von Kesselspeisewasser zur Ansauglufttemperaturregelung
in Gasturbinen.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Es
ist allgemein bekannt, dass beim Gasturbinenbetrieb die Turbinenleistung
proportional zum Anstieg der Umgebungslufttemperatur abnimmt. Allerdings
verzeichnen Gasturbinenbetreiber häufig einen Bedarf zur Erzeugung
von Spitzenleistung bei erhöhten
Umgebungstemperaturen (z. B. aufgrund des hohen Stromverbrauchs
von Klimaanlagen in Großstädten). Es
ist wirtschaftlich und vorteilhaft, in diesen Phasen des Spitzenenergiebedarfs
zusätzliche
Leistung mit Hilfssystemen zu erzeugen. Ein Hilfssystem zur Erhöhung der
Leistungseinspeisung ist ein Sprüh-
oder Vernebelungssystem am Einlass, das einen Wassersprühstrahl
direkt in den Ansaugkanal lenkt, so dass durch einen Verdampfungsprozess
die Temperatur der zur Gasturbine geführten Luft gesenkt und dadurch
die Leistung erhöht
wird.
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Sprühsysteme
am Verdichtereinlass versuchen im Allgemeinen, den in den Ansaugkanal
gelenkten Wassersprühstrahl
auf das Verdampfungspotenzial der zur Gasturbine strömenden Luft
abzustimmen. Da die Umgebungstemperaturbedingungen variabel sind,
sind ein variabler Wassersprühstrahl
und eine deutliche Drosselung des Wassersprühstrahls erforderlich. Bei
existierenden Sprühsystemen
kommen mehrere Gitter zum Einsatz, die jeweils eine beträchtliche
Anzahl von Düsen
zum Sprühen
des Wassers in den Ansaugkanal aufweisen. Wenn jedoch die Wasserzufuhr
gedrosselt wird, ist das Sprühmuster
im Ansaugkanal wesentlich uneinheitlicher, was eine geringere Verdampfung
und ein stärkeres
Mitschleppen von Wasser zur Folge hat. Das Mitschleppen von Wasser
(d. h. großer
Wassertropfen) in den Verdichter kann potenziell zur Erodierung der
ersten Verdichterstufe führen.
Außerdem
wird der Luftstrom von den Düsen
und Hilfsrohren im Ansaugkanal unterbrochen, was eine verminderte
Verdampfung zur Folge hat. Diese Unterbrechungen führen unvorteilhafterweise
häufig
zur Bildung von Verwirbelungen im Strom stromabwärts der Verteilerrohre. Infolgedessen bestand
ein Bedarf an einem Sprühsystem,
das unterhalb des Vollastbetriebs einen im Wesentlichen gleichmäßigen Wassersprühstrahl
bei minimaler Strömungsbehinderung
und Verwirbelungserzeugung in den Gasturbinenverdichter leitet.
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Ein
Versuch, diesen Bedarf zu decken, ist in der US-Patentanmeldung Nr. 2005/0102995 mit
dem Titel "Spray
nozzle grid configuration for gas turbine inlet misting system" beschrieben, die
am 19. Mai 2005 veröffentlicht
wurde. Diese Anmeldung beschreibt einen Vernebler, der mehrere sich
zwischen gegenüberliegenden Seiten
eines Strömungskanals
erstreckende Verteilerrohre aufweist. Jeder Verteiler trägt mehrere
Düsen an Positionen,
die über
die Länge
des Verteilers seitlich zueinander beabstandet sind. Die Verteiler
sind hintereinander in Richtung des Luftstroms im Strömungskanal
angeordnet, und die Rohre zur Verbindung der mittleren und stromaufwärtigen Verteiler
umgehen die stromabwärtigen
Verteiler, damit die Düsen
in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die senkrecht zur Richtung
des Luftstroms im Strömungskanal
liegt. Diese Anordnung ermöglicht
einen gleichmäßigen Sprühstrahl
und somit eine gleichmäßige Befeuchtung
der Luft am Einlass des Verdichters. Obwohl die Darlegungen in dieser
Anmeldung viele Vorteile beschreiben, bleiben bestimmte Nachteile
des Stands der Technik erhalten. Beispielsweise ist der Einsatz
eines separaten Hochdruckpumpensystems kostspielig und in einigen
Ausführungsformen
unzuverlässig.
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Benötigt werden
Verfahren und eine Vorrichtung zur Bereitstellung kosteneffizienter
und zuverlässiger Quellen
für Hochdruckwasser,
wie z. B. die hier beschriebenen, zur Einspeisung in eine Gasturbine.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In
einer Ausführungsform
wird eine Vorrichtung zum Zuführen
von Wasser zu einem Sprühsystem
für einen
Einlass einer Gasturbine beschrieben, wobei die Vorrichtung Folgendes
aufweist: eine Umleitung erwärmten
Speisewassers aus einem Kreislauf zu einer Pumpe, wobei die Pumpe
dem Sprühsystem
Hochdruck-Speisewasser
zuführt.
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Außerdem wird
eine Ausführungsform
eines Kraftwerks mit kombiniertem Kreislauf beschrieben, die Folgendes
aufweist: einen Kreislauf zum Erwärmen von Speisewasser durch
die Übertragung
von Wärme
aus den Abgasen einer Gasturbine, eine Umleitung des erwärmten Speisewassers
aus dem Kreislauf und eine Pumpe zur Aufnahme des erwärmten Speisewassers
und zum Zuführen
von Hochdruck-Speisewasser zu einem Sprühsystem, um am Einlass der
Gasturbine einen Sprühnebel
zu erzeugen.
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Ferner
wird eine Ausführungsform
eines Verfahrens zum Zuführen
von Wasser zu einem Sprühsystem einer
Gasturbine beschrieben, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Umleiten
von Speisewasser zu einer Pumpe; Beaufschlagen des Speisewassers
mit Druck; und Zuführen
von Hochdruck-Speisewasser zu dem Sprühsystem.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 stellt
Aspekte eines Kraftwerks mit kombiniertem Kreislauf dar;
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2 stellt
Aspekte eines dem Stand der Technik entsprechenden Verneblers dar,
der in einem Luftansaugkanal zu einem Verdichter einer Turbine angeordnet
ist;
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3 und 4 stellen
Aspekte der Vernebleranordnung aus 2 dar;
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5 ist
ein schematisches Diagramm, das Aspekte einer Temperaturregelungsvorrichtung
gemäß den Darlegungen
in dieser Anmeldung darstellt; und
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6 ist
ein schematisches Diagramm, das Aspekte einer Druckzuführung für die Vorrichtung
aus 5 darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Beschrieben
werden Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen von Hochdruckwasser zu
einer Gasturbine eines Kraftwerks mit kombiniertem Kreislauf. Die
Darlegungen in dieser Anmeldung ersetzen dem Stand der Technik entsprechende
Pumpen-Skids (Pumpeneinheit) und die dazugehörigen Komponenten. Die Beseitigung
des Pumpen-Skids ermöglicht
eine Verbesserung der Systemzuverlässigkeit und Betriebsmerkmale.
Zur Veranschaulichung werden nachfolgend Aspekte eines Kraftwerks
mit kombiniertem Kreislauf und eines dem Stand der Technik entsprechenden
Sprühsystems
für eine
Gasturbine erörtert.
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1 zeigt
exemplarische Aspekte eines dem Stand der Technik entsprechenden
Kraftwerks 1001 mit kombiniertem Kreislauf. Das Kraftwerk 1001 enthält eine
Gasturbine 140, zwei Generatoren 160, eine Dampfturbine 130,
einen Kondensator 150, eine Speisewasserpumpe 170 und
einen Dampferzeuger 180. Während des Betriebs wird die
Gasturbine 140 als Direktantrieb für einen der Generatoren 160 verwendet.
Außerdem erwärmt Abgas
aus der Gasturbine 140 Speisewasser und erzeugt Heißdampf.
Der Heißdampf
wird zur Dampfturbine 130 geleitet, um einen der Generatoren 160 anzutreiben.
Der zur Dampfturbine geschickte Heißdampf weist in der Regel hohen
Druck und eine hohe Temperatur auf. Beispielsweise liegt bei einigen
Ausführungsformen
der Druck des Speisewassers zwischen ca. 2.600 psig (179 bar) und
ca. 2.800 psig (193 bar), während
die Temperatur des Speisewassers zwischen ca. 300°F (149°C) und ca.
320°F (160°C) beträgt.
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Es
lässt sich
feststellen, dass das Kraftwerk 1001 mit kombiniertem Kreislauf
Strom erzeugt, indem ein erster Generator 160 mit mechanischer
Energie aus der Gasturbine 140 gedreht wird und indem ein
zweiter Generator 160 mit mechanischer Energie gedreht
wird, die aus einer Dampfturbine 130 gewonnen wird.
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In 2 ist
eine exemplarische Ausführungsform
eines dem Stand der Technik entsprechenden Sprühsystems 99 dargestellt.
Das dem Stand der Technik entsprechende System 99 ist im
Allgemeinen in die Gasturbine 140 integriert. In diesem
Beispiel weist das System 99 einen Ansaugkanal 10 zum
Zuführen
von Umgebungsluft zu dem Einlass eines Verdichters 12 auf,
der von einer Turbine 14 angetrieben wird. Wie eingangs
erwähnt,
nimmt die Gasturbinenleistung proportional zum Anstieg der Umgebungslufttemperatur
ab, und dementsprechend ist eine allgemein mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichnete
Vernebelungsvorrichtung im Ansaugkanal 10 angeordnet, um
ein auf einem direkten Wassersprühstrahl
basierendes Verdampfungskühlsystem
zu schaffen und dadurch die Leistung der Gasturbine 140 zu
erhöhen.
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In
den 3 und 4 weist die dem Stand der Technik
entsprechende Vernebelungsvorrichtung eine Düsenanordnung auf, um zur Verdampfung
und zur Befeuchtung der Luft am Einlass des Verdichters 12 Wasser
in den Strömungskanal 10 zu
sprühen.
Wie in 4 dargestellt, leiten eine Reihe von Verteilern 30, 32,
und 34 entlang einer oder beiden Seiten des Strömungskanals
Wasser in eine Reihe von Verteilern 36, 38 und 40,
die von den Verteilern abzweigen und sich im Allgemeinen seitlich
zwischen sich gegenüberliegenden Seitenwänden des
Strömungskanals
erstrecken. Folglich erstreckt sich, wie dargestellt, ein erster
Satz seitlich abzweigender, in Vertikalrichtung voneinander beabstandeter
Verteiler 36 zwischen sich gegenüberliegenden Wänden des
Strömungskanals
an einer stromabwärtigen
Seite des Verneblers. Die seitlich abzweigenden Verteiler 38 eines
zweiten Satzes sind in Vertikalrichtung voneinander beabstandet
und erstrecken sich gleichermaßen
zwischen sich gegenüberliegenden
Seiten des Strömungskanals.
Der zweite Satz Verteiler 38 ist zwischen den stromabwärtigen Verteilern 36 und
einem dritten Satz stromaufwärtiger
Verteiler 40 angeordnet. Die stromaufwärtigen Verteiler 40 zweigen
seitlich ab und sind in Vertikalrichtung zwischen sich gegenüberliegenden
Seiten des Strömungskanals
voneinander beabstandet. Die Richtung des Luftstroms durch den Strömungskanal
wird von dem mit dem Bezugszeichen 41 gekennzeichneten
Pfeil angezeigt.
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Jeder
der Verteiler 36, 38, 40 weist mehrere
Düsen auf.
Beispielsweise tragen die ersten oder stromabwärtigen Verteiler 36 jeweils
mehrere Düsen 42,
die sich von dem Verteiler parallel zur Richtung des Luftstroms
in eine stromabwärtige
Richtung erstrecken. Gleichermaßen
trägt jeder
der mittleren oder zweiten Verteiler 38 mehrere Düsen 44 an
seitlich voneinander beabstandeten Positionen, und diese Düsen 44 erstrecken sich
gleichermaßen
von dem Verteiler in eine stromabwärtige Richtung und in die Richtung
des Luftstroms. Die stromaufwärtigen
oder dritten Verteiler 40 tragen gleichermaßen mehrere
Düsen 46 an
seitlich voneinander beabstandeten Positionen, und diese Düsen 46 erstrecken
sich stromabwärts
in die Richtung des Luftstroms. Die Düsen 42, 44 und 46 bilden
folglich entsprechende erste, zweite bzw. dritte Sätze aus
mehreren Düsen, die
sich von entsprechenden Verteilern 36, 38 und 40 in
stromabwärtiger
Richtung erstrecken. Wie in 3 dargestellt,
enden die Düsen 42, 44 und 46 im
Wesentlichen in einer mit dem Bezugszeichen 48 gekennzeichneten
gemeinsamen Ebene, die sich quer durch den Strömungskanal und im Allgemeinen
senkrecht zur Richtung des Luftstroms durch den Strömungskanal 10 erstreckt.
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Wie
in den 3 und 4 dargestellt, werden die Düsen 44 von
Rohren 50 der entsprechenden Verteiler 38 getragen,
wobei diese Rohre 50 von den stromabwärtigen Verteilern 36 in
Vertikalrichtung abgesetzt sind. Gleichermaßen werden die Düsen 46 der
stromaufwärtigen
Verteiler 34 von Rohren 52 getragen, die sich entlang
der sich in Vertikalrichtung gegenüberliegenden Seiten der mittleren
und stromabwärtigen
Verteiler 38 bzw. 36 erstrecken, sodass die Düsen 42, 44 und 46 in
der gemeinsamen Ebene 40 liegen. Es ist nachvollziehbar,
dass die Düsen 42, 44 und 46 eine
Sprühwolke
aufweisen (z. B. eine konische Wolke). Angesichts der beschriebenen
Düsenanordnung
ist es auch nachvollziehbar, dass die Sprühwolken einander nicht stören und weder
von benachbarten Düsen
noch von den Verteilern gestört
werden.
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Aus
einer näheren
Betrachtung der 3 und 4 geht hervor,
dass die Düsen 42, 44 und 46 vorzugsweise
in Gruppen von jeweils drei Düsen
angeordnet sind, wobei die Gruppen entlang dem Strömungskanal 10 zwischen
dessen sich gegenüberliegenden
Seitenwänden
voneinander beabstandet sind. Die Düsen 42 und 44 sind
in gleichen Abständen
von der mittleren Düse 46 jeder
Gruppe angeordnet. Gruppen 60 aus jeweils drei Düsen sind
seitlich in Richtung der Verteiler wenigstens mit dem Abstand von
Mittellinie zu Mittellinie der Gruppen und vorzugsweise mit dem
vierfachen Abstand zwischen seitlich benachbarten Düsen jeder Gruppe
voneinander angeordnet. Dies bedeutet, wie in 3 dargestellt,
dass entlang der Verteiler der Abstand zwischen den mittleren Düsen 46 benachbarter
Gruppen wenigstens dem vierfachen Abstand entlang der Verteiler
zwischen den Düsen 42, 46 oder 44 jeder
Gruppe entspricht. Die Gruppen 60 der Düsen 42, 44 und 46 sind
zudem vorzugsweise vertikal fluchtend zueinander ausgerichtet, obwohl
solche vertikal beabstandeten Düsengruppen
seitlich versetzt angeordnet sein können. Auf diese Weise sind
die Düsengruppen
relativ zueinander beabstandet, um eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung
von Wasser in dem Luftansaugkanal zu ermöglichen, ohne dass sich Verwirbelungen
infolge einer negativen Beeinflussung zwischen den Düsensprühwolken
und benachbarten Düsen
oder den Verteilern bilden.
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Wie
in 2 zu sehen, ist die Sprühvorrichtung 20 in
der Regel in dem Teil des Einlassgehäuses untergebracht, der dem
Bereich mit dem gleichmäßigsten
Luftstrom innerhalb des Strömungskanals 10 entspricht.
Es wurde festgestellt, dass durch das Verlängern des Ansaugkanals zwischen
dem Schalldämpfer 61 und
dem 90°-Bogen 62 oder
Fallrohr zur Turbine eine im Wesentlichen gleichmäßige Strömung erreicht
werden kann. Durch das Positionieren der Sprühvorrichtung in dem Bereich
gleichmäßiger Strömung wird
gleichermaßen
eine gleichmäßige Befeuchtung
des Stroms erzielt. Es ist außerdem
nachvollziehbar, dass in einer Sprühvorrichtung die Anzahl der
Düsen pro
einzelnem Gitter beispielsweise neunhundert oder mehr betragen kann.
Außerdem
können
die Düsen
einem Drallerzeugungstyp entsprechen, bei dem die Düsensprühwolke nicht
nur eine konische Form aufweist, sondern auch um eine allgemein
parallel zur Strömungsrichtung
im Strömungskanal
verlaufende Achse wirbelt.
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Das
unter Bezugnahme auf 2 bis 4 beschriebene,
dem Stand der Technik entsprechende System 99 wurde ursprünglich als
eine Alternative zu einem Medien-basierten Verdunstungskühler entwickelt und
bietet bestimmte Vorteile gegenüber
Medien-basierten Verdunstungskühlern.
Während
des Betriebs leitet das dem Stand der Technik entsprechende System
entmineralisiertes Wasser zu einem Sprühverteiler, der im Ansaugkanal
unmittelbar stromabwärts
der Einlass-Wärmerohre
angeordnet ist. Die Funktion des dem Stand der Technik entsprechenden
Sys tems 99 besteht darin, die Einlass-Trockentemperatur
der in den Gasturbinenverdichter strömenden Luft durch die Verdampfung
feiner Wassertröpfchen
zu senken. Die resultierende Erhöhung
der Luftdichte und die Erhöhung
des Luftmassenstroms zur Gasturbine 140 hat eine höhere Nutzleistung der
Gasturbine 140 zur Folge. Das dem Stand der Technik entsprechende
System 99 plant den Wasserstrom zum Sprühverteiler als eine Funktion
von Verdichterluftstrom, Umgebungsluft-Trockentemperatur, relativer Umgebungsluftfeuchte
und der gewünschten
Annäherung
an den Sättigungszustand.
Die verschiedenen Ausführungsformen
des dem Stand der Technik entsprechenden Systems 99 enthalten
bestimmte beachtenswerte Komponenten. Zu diesen Komponenten zählen ein
Hochdruckpumpen-Skid mit Hochdruckwasserpumpen, Filtern, Absperrarmaturen
und Durchflussmessern; mehrere im Innern des Ansaugkanals montierte
Sprühdüsenanordnungen;
ein Wasserversorgungssystem, bei dem es sich um einen Satz Verbindungsrohre
zwischen dem Pumpen-Skid und den Sprühdüsenanordnungen handelt; Vorrichtungen
für einen
Vernebler mit einem Ansaugkanalabschnitt stromabwärts eines
Schalldämpferabschnitts,
einem Zugang, Öffnungen
usw.; mehrere Rinnen und ein Ansaugkammer-Doppelboden; eine Wetterstation; verschiedene
Steuerungen; und ein Entwässerungssystem.
Es sollte nachvollziehbar sein, dass die erwähnten Komponenten bloß zur Veranschaulichung
der in einer Gasturbine 140 enthaltenen Komponenten dienen
und dass diese Komponentenliste keinen Anspruch auf Vollständigkeit
erhebt. Die hier dargelegte Erfindung macht durch die Verwendung
von Hochdruck-Kesselspeisewasser den Einsatz eines Pumpen-Skids überflüssig.
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Das
dem Stand der Technik entsprechende Pumpen-Skid enthält in der
Regel vier Hochdruck-Verdrängerpumpen,
deren Motoren eine gleich bleibende Drehzahl aufweisen. Das Pumpen-Skid
ist für
gewöhnlich
als Stand-alone-Komplettsystem mit automatischer Start-, Stopp-
und Alarmfunktion ausgeführt.
Das dem Stand der Technik entsprechende Pumpen-Skid nimmt für gewöhnlich entmineralisiertes
Wasser aus einer Wasseraufbereitungsan lage auf und liefert gefiltertes
Hochdruckwasser mit dem erforderlichen Durchsatz, um den jeweiligen
Einlasskühlungsbedarf
in jedem vorgesehenen Betriebszustand zu decken.
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Die
Verwendung des Hochdruck-Kesselspeisewassers macht den Einsatz des
Pumpen-Skids überflüssig. Die
Beseitigung des Pumpen-Skids ermöglicht
die Verbesserung von Systemzuverlässigkeit und -betrieb.
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5 zeigt
ein schematisches Diagramm eines exemplarischen Speisewassertemperatur-Dämpfungssystems 1000 gemäß den hier
erfolgten Darlegungen. In dem Speisewassertemperatur-Dämpfungssystem 1000 kommen
die Gasturbine 140 und die Kesselspeisewasserpumpe 170 zum
Einsatz. Dies bedeutet, dass ein Teil des durch Abgas der Gasturbine 140 erwärmten Speisewassers
von der Speisewasserpumpe 170 umgeleitet und mit Druck
beaufschlagt wird. Die Kesselspeisewasserpumpe 170 leitet
demnach Hochdruck-Kesselspeisewasser
zu Sprühventilen 64 und
zu den Sprühverteilern 38,
damit es von den Düsen 42, 44, 46 verteilt
wird.
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Verschiedene
Pumpen-Skid-Ausführungen
wurden in dem Bestreben bereitgestellt, von den Kolbenpumpen ausgehende
Druckpulsationen zu dämpfen,
das Systemausfälle
verursachende Abschuppen von Pumpendichtungen (normaler Verschleiß) einzudämmen (z.
B. durch zusätzliche
Filtrierung), und durch den Umbau oder die veränderte Anordnung von Pumpenteilen
für die
Zirkulation eine höhere
Systemzuverlässigkeit
und weniger Systemwartung zu erreichen. Diese Bemühungen reichen
dennoch nicht aus, um das von Betreibern von Temperaturdämpfungssystemen
gewünschte
Ergebnis zu erzielen.
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Das
Speisewasser-Temperaturdämpfungssystem 1000 macht
den Einsatz eines separaten Hochdruckpumpensystems überflüssig. Ein
zusätzlicher
Vorteil des Speisewasser-Temperaturdämpfungssystems 1000 ist
die Verwendung von heißem
Wasser, das für
eine verbesserte Vernebelung am Einlass sorgt.
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Dies
bedeutet, dass durch das Zuführen
von Wasser, das einen hohen Druck und eine hohe Temperatur (z. B.
mit einem Druck zwischen ca. 800 psig (55 bar) und ca. 3.000 psig
(207 bar) und häufiger
zwischen ca. 2.600 psig (179 bar) und ca. 2.800 psig (193 bar) und
einer Temperatur zwischen ca. 240°F
(116°C)
und ca. 320°F
(160°C)
und häufiger
zwischen ca. 300°F
(149°C)
und ca. 320°F
(160°C))
aufweist, das Wasser schnell (als Dampf) dispergiert, wenn es von
den Düsen 42, 44, 46 versprüht wird.
Daher können
die Düsen 42, 44, 46 Konstruktionselemente
zur Verbesserung der Verteilung des Hochdruck-Speisewassers enthalten.
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Durch
die Beseitigung des separaten Pumpensystems werden Wartungs- und
Betriebskosten gesenkt. Ferner wird die Hochdruck-Kesselspeisewasserpumpe 101 während des
Betriebs des Speisewasser-Temperaturdämpfungssystems 1000 keiner
zusätzlichen
Last ausgesetzt. Daher können
im Vergleich zu Ausführungen,
die dem Stand der Technik entsprechen, erhebliche Kosteneinsparungen
realisiert werden.
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In 6 ist
ein schematisches Diagramm einer exemplarischen Ausführungsform
dargestellt. In diesem Beispiel weist das Speisewasser-Temperaturdämpfungssystem 1000 folgende
Modifikationen gegenüber dem
Stand der Technik auf: die Integration eines Inline-Filters; die
Integration verschiedener Absperrarmaturen; eine überarbeitete
Steuerungslogik für
den Systemstart und das Entwässern;
eine Aktualisierung des Entwässerungssystems;
und der Ersatz der Gitter-Düsenanordnungen
durch Düsen,
die keine Filter enthalten. Verschiedene Verteiler sind enthalten,
und einige davon können
umgebaut sein. Beispielsweise kann das Speisewasser-Temperaturdämpfungssystem 1000 dem
Stand der Technik entsprechende Systeme enthalten, die z. B. als
Backup-System oder
zur Strömungsverstärkung dienen.
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In
einigen Ausführungsformen
wird das Hochdruck-Speisewasser nur zugeführt, wenn die Gasturbine 140 vollständig betriebsbereit
ist (d. h., wenn der Druck zwischen ca. 2.600 psig (179 bar) und
ca. 2.800 psig (193 bar) und die Temperatur zwischen ca. 300°F (149°C) und ca.
320°F (160°C) beträgt. Es wird
jedoch anerkannt, dass eventuell die Zuführung von Speisewasser mit
niedrigerem Druck oder niedrigerer Temperatur erwünscht ist,
wie z. B. beim Hochfahren der Leistung in dem Kraftwerk 1001 mit
kombiniertem Kreislauf oder im Niedriglastbetrieb. Eine solche Zuführung ist
Teil der hier erfolgten Darlegungen.
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In
einigen Ausführungsformen,
entnimmt das Speisewasser-Temperaturdämpfungssystem 1000 dem Speisewasserstrom
ca. 70 gpm (0,265 m3/min). In einem typischen
Kraftwerk mit kombiniertem Kreislauf übersteigt der Strom 2.000 gpm
(7,57 m3). Daher wird in einigen Ausführungsformen
kein Zusatzwasser benötigt. Dies
bedeutet, dass die Umleitung eines Teils des Speisewassers keinen
markanten Verlust an Speisewasser für das Kraftwerk 1001 mit
kombiniertem Kreislauf darstellt und dass vorhandene Zusatzwassersysteme 1001 den
Verbrauch adäquat
kompensieren. In einige anderen Ausführungsformen wird die Umleitung
des Hochdruck-Speisewassers überwacht
und in eine Zuführung
von Zusatzwasser einbezogen. Dies bedeutet, dass eine Vorrichtung,
die wenigstens zum Überwachen
eines Speisewasservolumens in der Umleitung oder zum Bereitstellen
zusätzlichen
Zusatzwassers dient, eingeschlossen werden kann.
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Für den Fachmann
ist es ersichtlich, dass das Speisewasser-Temperaturdämpfungssystem 1000 in eine
Vielzahl von Ausführungsformen
einer Vorrichtung integriert werden kann, die für die Einleitung befeuchteter
Luft in einen Einlass eines Verdichters geeignet sind. Daher dienen
die Sprühdüsenkonfiguration
und andere hier vorgestellte Aspekte einzig zur Veranschaulichung
von Techniken zur Nutzung des Speisewasser-Temperaturdämpfungssystems 1000.
Die Sprühdüsenkonfiguration
und andere vorgestellte Aspekte dienen einzig zur Veranschaulichung
und schränken
die Erfindung nicht ein.
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Da
die Erfindung unter Bezugnahme auf eine exemplarische Ausführungsform
beschrieben wurde, ist für
den Fachmann nachvollziehbar, dass diverse Änderungen vorgenommen werden
können
und Elemente durch Äquivalente
ersetzt werden können,
ohne dass der Geltungsbereich der Erfindung verlassen wird. Zusätzlich können viele
Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder
ein bestimmtes Material an die Darlegungen der Erfindung anzupassen,
ohne dass deren Kerngeltungsbereich verlassen wird. Daher soll die
Erfindung nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt sein,
die als beste Form für
die Ausführung
der Erfindung erachtet und dargelegt wird, sondern alle Ausführungsformen
enthalten, die im Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche liegen.
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Eine
Vorrichtung zum Zuführen
von Wasser zu einem Sprühsystem
für einen
Einlass einer Gasturbine enthält
eine Umleitung erwärmten
Speisewassers aus einem Kreislauf zu einer Pumpe, wobei die Pumpe
dem Sprühsystem
Hochdruck-Speisewasser zuführt.
Ein Kraftwerk mit kombiniertem Kreislauf und ein Verfahren zum Zuführen von
Wasser werden bereitgestellt. Bezugszeichenliste
| 1001 | Kraftwerk
mit kombiniertem Kreislauf |
| 140 | Gasturbine |
| 160 | Generatoren |
| 130 | Dampfturbine |
| 150 | Kondensator |
| 170 | Speisewasserpumpe |
| 180 | Dampferzeuger |
| 99 | System
nach dem Stand der Technik |
| 10 | Ansaugkanal |
| 12 | Verdichter |
| 14 | Turbine |
| 20 | Vernebelungsvorrichtung |
| 30, 32 and 34 | Sammelrohre |
| 36, 38 and 40 | Verteiler |
| 41 | Pfeil |
| 42, 44 and 46 | Düsen |
| 48 | Gemeinsame
Ebene |
| 50, 52 | Rohre |
| 60 | Gruppen |
| 61 | Schalldämpfer |
| 62 | 90°-Bogen |
| 1000 | Dämpfungssystem |
| 64 | Sprühventile |
| 101 | Kesselspeisewasserpumpe |
| 110 | Kreislauf |