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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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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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Beschreibung des Stands der Technik
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JP 2003 -
206 750 A offenbart ein Kraftwerk, das Wassersprühsystem am Lufteinlass eines Verdichters aufweist. Das Wassersprühsystem kann mit reinem Wasser gemäßigter Temperatur beaufschlagt werden. Zudem sei ein Verfahren möglich, das Wasser hoher Temperatur und hohen Drucks abgezweigt von einem Hochdruckwassererhitzer bereitstellt.
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US 2004 / 0 060 277 A1 zeigt ein Kraftwerk mit einer Gasturbine, wobei an den Eingang des Verdichters der Gasturbine eine Luftzuleitung angeschlossen ist, wobei in der Luftzuleitung eine Vorrichtung zum Sprühen von Wasser in die Luft angeordnet ist. Die Vorrichtung wird mittels einer Pumpe mit Wasser beaufschlagt.
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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 2005 / 0 102 995 A1 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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Figurenliste
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- 1 stellt Aspekte eines Kraftwerks mit kombiniertem Kreislauf dar;
- 2 stellt Aspekte eines dem Stand der Technik entsprechenden Verneblers dar, der in einem Luftansaugkanal zu einem Verdichter einer Turbine angeordnet ist;
- 3 und 4 stellen Aspekte der Vernebleranordnung aus 2 dar;
- 5 ist ein schematisches Diagramm, das Aspekte einer Temperaturregelungsvorrichtung gemäß den Darlegungen in dieser Anmeldung darstellt; und
- 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 Ansaugkanal 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 Ansaugkanal 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 Ansaugkanal 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 Vernebelungsvorrichtung 20 in der Regel in dem Teil des Einlassgehäuses untergebracht, der dem Bereich mit dem gleichmäßigsten Luftstrom innerhalb des Ansaugkanals 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 Systems 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 Wasseraufbereitungsanlage 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 Speisewasserpumpe 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 Speisewasserpumpe 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 Speisewassertemperatur-Dämpfungssystem 1000 macht den Einsatz eines separaten Hochdruckpumpensystems überflüssig. Ein zusätzlicher Vorteil des Speisewassertemperatur-Dämpfungssystems 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 Speisewassertemperatur-Dämpfungssystems 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 Speisewassertemperatur-Dämpfungssystem 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 Speisewassertemperatur-Dämpfungssystem 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 Speisewassertemperatur-Dämpfungssystem 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 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 Speisewassertemperatur-Dämpfungssystem 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 Speisewassertemperatur-Dämpfungssystems 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.
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Bezugszeichenliste
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- 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
