DE102009003486A1

DE102009003486A1 - Energieerzeugungssystem mit einer Abgastemperaturabsenkvorrichtung und System zur Steuerung einer Temperatur von Abgasen

Info

Publication number: DE102009003486A1
Application number: DE102009003486A
Authority: DE
Inventors: Joell Randolph Ii Hibshman; Gordon R. Smith
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2009-08-27
Also published as: CH698567A2; US20090205310A1; JP2009197800A; CN101514818A

Abstract

Es wird eine Abgastemperaturabsenkvorrichtung (14) gemäß einer exemplarischen Ausführungsform bereitgestellt. Die Abgastemperaturabsenkvorrichtung (14) enthält einen Kanal (20) in Fluidverbindung mit einer Gasturbine (12). Der Kanal (20) ist für die Aufnahme von Abgasen aus der Gasturbine (12) eingerichtet und hat eine oder mehrere sich dadurch hindurch erstreckende Öffnungen (22). Die Abgastemperaturabsenkvorrichtung (14) enthält ferner eine oder mehrere Zerstäubungsdüsen (24), die sich durch die Öffnungen (22) des Kanals (20) hindurch erstrecken. Die Zerstäuberdüse (24) ist dafür eingerichtet, eine Flüssigkeit durch die Öffnung (22) in den Kanal (20) einzuspritzen, sodass die Flüssigkeit verdampft und eine Temperatur und eine Sauerstoffkonzentration der Abgase in dem Kanal absenkt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Energieerzeugungsanlagen können Wärmerückgewinnungs-Dampfgeneratoren ("HRSGs") enthalten, die während des Herunterfahrens der Gasturbine Blasen von entflammbarem Gas aus der Gasturbine ansammeln. Eine Entleerung bzw. Spülung des HRSG von derartigen entflammbaren Gasen ist erforderlich, um eine Selbstentzündung der entflammbaren Gase in dem HRSG während eines anschließenden Hochfahrens der Gasturbine zu verhindern, wenn der HRSG Hochtemperaturabgase aus der Gasturbine aufnehmen kann. In einem HRSG betreibt ein Startermotor eine Gasturbine als ein Gebläse zur Belüftung des HRSG mit Umgebungsluft, um die entflammbaren Gase auszuspülen, bevor die Gasturbine mit der Verbrennung von Brennstoff zur Erzeugung von Elektrizität beginnt. Ein Nachteil bei diesem Lösungsansatz besteht darin, dass der Spülvorgang eine relativ lange Zeit bis zum Abschluss erfordert, was die Erzeugung von verkaufbarer Energie verzögert. Auch verbraucht der Startermotor während des Spülvorgangs eine erhebliche Menge elektrischen Stroms.
Demzufolge haben die Erfinder hierin einen Bedarf für eine Abgastemperaturabsenkvorrichtung erkannt, die eine Temperatur und eine Sauerstoffkonzentration des von einem HRSG-System aus einer Gasturbine erhaltenen Abgases absenken kann. Der abgekühlte Abgasstrom kann dazu genutzt werden, um eine gleichzeitige HRSG-Spülung und Gasturbinenzündung zu bewirken.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird eine Abgastemperaturabsenkvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform geschaffen. Die Abgastemperaturabsenkvorrichtung enthält einen Kanal in Fluidverbindung mit einer Gasturbine. Der Kanal ist für die Aufnahme von Abgasen aus der Gasturbine eingerichtet. Der Kanal hat wenigstens eine sich durch ihn hindurch erstreckende Öffnung. Die Abgastemperaturabsenkvorrichtung enthält ferner wenigstens eine Zerstäubungsdüse, die sich durch die wenigstens eine Öffnung des Kanals hindurch erstreckt und dafür eingerichtet ist, eine Flüssigkeit durch die wenigstens eine Öffnung in den Kanal einzuspritzen, so dass die Flüssigkeit verdampft und eine Temperatur und eine Sauerstoffkonzentration der Abgase in dem Kanal absenkt.
Es wird ein System zur Steuerung einer Temperatur und einer Sauerstoffkonzentration von durch eine Gasturbine erzeugten Abgasen gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform geschaffen. Das System enthält eine Fluidleitung, die dafür eingerichtet ist, eine Flüssigkeit durch sie hindurch zu leiten. Das System enthält ferner ein mit der Fluidleitung gekoppeltes Absperrventil, wobei das Absperrventil dafür eingerichtet ist, sich zwischen offenen und geschlossenen Betriebspositionen zu bewegen. Die Flüssigkeit wird durch die Fluidleitung geleitet, wenn das Absperrventil in die offene Betriebsposition gebracht ist. Das Absperrventil blockiert die Flüssigkeitsleitung, wenn das Absperrventil in die geschlossene Betriebsposition gebracht ist. Das System enthält ferner eine mit dem Absperrventil gekoppelte Betätigungseinrichtung. Die Betätigungseinrichtung ist für die Bewegung des Absperrventils zwischen den offenen und geschlossenen Betriebspositionen in Reaktion auf erste bzw. zweite Betätigungssignale eingerichtet. Das System enthält ferner eine Abgastemperaturab senkvorrichtung mit wenigstens einer Zerstäubungsdüse und einem Kanal. Der Kanal steht mit der Gasturbine in Fluidverbindung. Der Kanal ist für die Aufnahme der Abgase aus der Gasturbine eingerichtet. Der Kanal hat wenigstens eine sich durch ihn hindurch erstreckende Öffnung. Wenigstens eine Zerstäubungsdüse erstreckt sich durch die wenigstens eine Öffnung des Kanals hindurch und ist dafür eingerichtet, eine Flüssigkeit durch die wenigstens eine Öffnung in den Kanal einzuspritzen, sodass die Flüssigkeit verdampft und eine Temperatur und eine Sauerstoffkonzentration der Abgase in dem Kanal absenkt. Das System enthält ferner einen mit einem Verdichterabschnitt der Gasturbine gekoppelten Drehzahlsensor. Der Drehzahlsensor ist dafür eingerichtet, ein eine Drehzahl der Gasturbine anzeigendes Drehzahlsignal zu erzeugen. Das System enthält ferner eine Steuerung, die dafür eingerichtet ist, das Drehzahlsignal aus dem Drehzahlsensor aufzunehmen und einen Drehzahlwert auf der Basis des Drehzahlsignals zu bestimmen. Die Steuerung ist ferner dafür eingerichtet, ein erstes Betätigungssignal zu erzeugen, um die Betätigungseinrichtung zu veranlassen, das Absperrventil in die offene Position zu bewegen, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Drehzahlwert größer oder gleich einem Drehzahlschwellenwert ist.
Es wird ein Energieerzeugungssystem gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform geschaffen. Das Energieerzeugungssystem enthält eine Gasturbine, die so eingerichtet ist, dass sie Abgase erzeugt. Das Energieerzeugungssystem enthält ferner eine Abgastemperaturabsenkvorrichtung mit einem Kanal und wenigstens einer Zerstäubungsdüse. Das System enthält ferner eine Abgastemperaturabsenkvorrichtung mit einem Kanal und wenigstens einer Zerstäubungsdüse und einem Kanal. Der Kanal steht mit der Gasturbine in Fluidverbindung. Der Kanal ist für die Aufnahme der Abgase aus der Gasturbine eingerichtet. Der Kanal hat wenigstens eine sich durch ihn hindurch erstreckende Öffnung. Die wenigstens eine Zerstäubungsdüse erstreckt sich durch in wenigstens eine Öffnung des Kanals hinein und ist dafür eingerichtet, eine Flüssigkeit durch die wenigstens eine Öffnung in den Kanal einzuspritzen, so dass die Flüssigkeit verdampft und die Temperatur und die Sauerstoffkonzentration der Abgase in dem Kanal abgesenkt werden. Das Energieerzeugungssystem enthält ferner einen Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator in Fluidverbindung mit dem Kanal der Abgastemperaturabsenkvorrichtung. Der Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator ist dafür eingerichtet, die Abgase aus dem Kanal der Abgastemperaturabsenkvorrichtung aufzunehmen. Das Energieerzeugungssystem enthält ferner einen Abgaskamin in Fluidverbindung mit dem Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator. Der Abgaskamin ist dafür eingerichtet, die Abgase aus dem Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator in die Atmosphäre zu leiten.
Es wird eine Abgastemperaturabsenkvorrichtung gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform geschaffen. Die Abgastemperaturabsenkvorrichtung enthält einen Kanal, der für die Aufnahme von Abgasen aus der Gasturbine eingerichtet ist. Der Kanal hat wenigstens eine sich durch ihn hindurch erstreckende Öffnung. Die Abgastemperaturabsenkvorrichtung enthält ferner wenigstens eine Zerstäubungsdüse, die sich durch in wenigstens eine Öffnung des Kanals hinein erstreckt und dafür eingerichtet ist, Wasser durch die wenigstens eine Öffnung in den Kanal einzuspritzen, so dass das Wasser verdampft und die Temperatur und die Sauerstoffkonzentration der Abgase in dem Kanal abgesenkt werden.
Ein System zur Steuerung einer Temperatur und einer Sauerstoffkonzentration von Abgasen wird gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform geschaffen. Das System enthält eine Fluidleitung, die dafür eingerichtet ist, Wasser hindurch zu leiten. Das System enthält ferner ein mit der Fluidleitung ge koppeltes Absperrventil. Das Absperrventil ist ferner dafür eingerichtet, sich zwischen offenen und geschlossenen Betriebspositionen zu bewegen. Das Wasser wird durch die Fluidleitung geleitet, wenn das Absperrventil in die offene Betriebsposition gebracht ist. Das Absperrventil blockiert die Fluidleitung, wenn das Absperrventil in die geschlossene Betriebsposition gebracht ist. Das System enthält ferner eine mit dem Absperrventil gekoppelte Betätigungseinrichtung. Die Betätigungseinrichtung ist dafür eingerichtet, das Absperrventil zwischen den offenen und geschlossenen Betriebspositionen in Reaktion auf erste bzw. zweite Betätigungssignale zu bewegen. Das System enthält ferner eine Abgastemperaturabsenkvorrichtung mit wenigstens einer Zerstäubungsdüse und einem Kanal. Der Kanal ist für die Aufnahme der Abgase eingerichtet. Der Kanal weist wenigstens eine sich hindurch erstreckende Öffnung auf. Die wenigstens eine Zerstäubungsdüse erstreckt sich durch die wenigstens eine Öffnung des Kanals und ist für die Einspritzung des Wassers durch die wenigstens eine Öffnung in den Kanal eingerichtet, so dass das Wasser in dem Kanal verdampft und die Temperatur und die Sauerstoffkonzentration der Abgase in dem Kanal absenkt. Das System enthält ferner eine Steuerung, die für die Erzeugung der ersten und zweiten Betätigungssignale eingerichtet ist, um die Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Absperrventils zwischen den offenen bzw. geschlossenen Betriebspositionen zu veranlassen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Energieerzeugungssystems mit einer Abgastemperaturabsenkvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
2 und 3 sind ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Temperatur und der Sauerstoffkonzentration von Ab gasen aus einer Gasturbine unter Anwendung der Abgastemperaturabsenkvorrichtung nach 1 auf der Basis der Drehzahl des Verdichterabschnittes der Gasturbine gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
4 ist eine schematische Darstellung eines Energieerzeugungssystems mit einer Abgastemperaturabsenkvorrichtung gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform;
5 und 6 sind ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Temperatur und der Sauerstoffkonzentration von Abgasen aus einer Gasturbine unter Anwendung der Abgastemperaturabsenkvorrichtung nach 4 auf der Basis Temperatur von Abgasen und der Drehzahl eines Verdichterabschnittes der Gasturbine gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform; und
7 und 8 sind ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Temperatur und der Sauerstoffkonzentration von Abgasen aus einer Gasturbine unter Anwendung der Abgastemperaturabsenkvorrichtung nach 4 auf der Basis der Abgastemperatur und der Drehzahl eines Verdichterabschnittes der Gasturbine gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform;
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Exemplarische Ausführungsformen sind auf eine Abgastemperaturabsenkvorrichtung zum Steuern einer Temperatur von Abgasen ausgerichtet, die durch einen HRSG einer Kombinationszyklus-Energieerzeugungsanlage (CCPP) geleitet werden. Es ist daran gedacht, dass die Abgastemperaturabsenkvorrichtung zur Steuerung einer Temperatur von Abgasen genutzt werden kann, die durch irgendeinen geeigneten Abschnitt eines Abgaszuges von verschiedenen Energieerzeugungssystemen geleitet werden.
Ferner ist in diesen Ausführungsformen die Abgastemperaturabsenkvorrichtung eine Komponente eines Systems zum gleichzeitigen Spülen eines HRSG und Zünden einer Gasturbinenbrennkammer auf der Basis einer Reihe von Eingangsgrößen, die die Temperatur der Abgase, den Lastbedarf, die Drehzahl des Verdichterabschnittes der Gasturbine und eine Kombination davon umfassen. Es ist daran gedacht, dass die Abgastemperaturabsenkvorrichtung in eine Vielfalt von offenen Regelkreissystemen, geschlossenen Regelkreissystemen und Kombinationen davon unter Anwendung verschiedener Eingangsgrößen integriert werden kann.
Gemäß 1 wird ein Energieerzeugungssystem in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform geschaffen. Das Energieerzeugungssystem 10 ist eine CCPP mit einer Gasturbine 12, einer Abgastemperaturabsenkvorrichtung 14, einem HRSG 16 und einem Abgaskamin 18.
Die Gasturbine 12 ist dafür eingerichtet, ein Gemisch aus verdichteter Luft und Brennstoff zur Erzeugung von Elektrizität zu verbrennen. Ein Nebenprodukt der Verbrennung der verdichteten Luft und des Brennstoffs sind Abgase. Die Abgase aus der Gasturbine 12 werden durch einen Kanal 20 zu dem HRSG 16 geleitet.
Die Abgastemperaturabsenkvorrichtung 14 enthält den in Fluidverbindung mit der Gasturbine 12 stehenden Kanal 20. Der Kanal 20 ist für die Aufnahme der Abgase aus der Gasturbine 12 eingerichtet und hat wenigstens eine sich dadurch hindurch erstreckende Öffnung 22. Die Abgastemperaturabsenkvorrichtung 14 enthält weiter wenigstens eine Zerstäubungsdüse 24, die sich durch die Öffnungen 22 des Kanals 20 erstreckt und für die Einspritzung einer Flüssigkeit durch die Öffnungen 22 in den Kanal 20 eingerichtet ist, so dass die Flüssigkeit verdampft und die Temperatur und die Sauerstoffkonzentration der Abgase in dem Kanal 20 absenkt. Ein nicht einschränkendes Beispiel für die Flüssigkeit ist Wasser, insbesondere ein Kondensatpumpenausfluß des CCPP. Die Öffnungen 22 und Düsen 24 darin befinden sich an einem Endabschnitt 26 des Kanals 20 angrenzend an die Gasturbine 12 und ausreichend auf dem Kanal 20 für eine gleichmäßige Zerstäubung und Einspritzung der Flüssigkeit in dem Kanal 20 so angeordnet, dass die Abgase gleichmäßig abgekühlt werden, um Schlieren von Hochtemperaturabgasen zu beseitigen, die dem HRSG zugeführt werden. Es ist daran gedacht, dass die Öffnungen 22 und Düsen 24 in weitere Abschnitte des Kanals 20 in eine Vielfalt geeigneter Anordnungen integriert werden können.
Der HRSG 16 steht mit dem Kanal 20 der Abgastemperaturabsenkvorrichtung 14 in Fluidverbindung. Der HRSG 16 ist für die Aufnahme von Abgasen aus dem Kanal 20 der Abgastemperaturabsenkvorrichtung 14 eingerichtet. Ferner steht der Abgaskamin 18 mit dem HRSG 16 in Fluidverbindung und ist für die Ausleitung der Abgase aus dem HRSG an die Atmosphäre eingerichtet.
Das Energieerzeugungssystem 10 enthält ferner ein System 28 zum Steuern einer Temperatur der Abgase der Gasturbine 12. Das System 28 enthält ein Reservoir 30, eine Pumpe 32, eine Fluidleitung 34, ein Absperrventil 36, eine erste Betätigungseinrichtung 38, ein Steuerventil 40, eine zweite Betätigungseinrichtung 42, einen Drehzahlsensor 44, eine Steuerung 46 und die Abgastemperaturabsenkvorrichtung 14.
Das Reservoir 30 enthält die Flüssigkeit und steht mit der Fluidleitung 34 in Fluidverbindung. Ferner steht die Fluidleitung 34 mit den Zerstäubungsdüsen 24 in Fluidverbindung, sodass das Reservoir 30 dafür eingerichtet ist, die Flüssigkeit durch die Fluidleitung 34 und die Zerstäubungsdüsen 24 in den Kanal 20 zu liefern.
Die Pumpe 32 ist mit der Fluidleitung 34 gekoppelt und dafür eingerichtet, Flüssigkeit durch diese zu pumpen. Es ist daran gedacht, dass die Pumpe 32 stattdessen aus dem Energieerzeugungssystem 10 beispielsweise weggelassen werden kann, wenn das Reservoir 30 ein Wasserturm oder ein anderer geeigneter Fluidzuführungsmechanismus ist.
Das Absperrventil 36 ist mit der Fluidleitung 34 gekoppelt und dafür eingerichtet, sich zwischen offenen und geschlossenen Betriebspositionen wie ein Ein/Aus-Ventil zu bewegen. Die Flüssigkeit wird aus dem Reservoir 30 durch die Fluidleitung 34 und die Zerstäubungsdüsen 24 in den Kanal 20 geleitet, wenn das Absperrventil 36 in die offene Betriebsposition gebracht ist. Das Absperrventil 36 blockiert die Fluidleitung 34, wenn das Absperrventil 36 in die geschlossene Betriebsposition gebracht ist.
Die erste Betätigungseinrichtung 38 ist mit dem Absperrventil 36 gekoppelt und ist dafür eingerichtet, das Absperrventils 36 zwischen den offenen und geschlossenen Betriebspositionen in Reaktion auf erste bzw. zweite Betätigungssignale zu bewegen, die, wie nachstehend im Detail diskutiert, aus der Steuerung 46 erhalten werden.
Das Steuerventil 40 ist mit einem Abschnitt der Fluidleitung 34 zwischen dem Absperrventil 36 und den Zerstäubungsdüsen 24 gekoppelt. Das Steuerventil 40 ist für eine Bewegung zwischen mehreren Zwischenbetriebspositionen eingerichtet, sodass die Flüssigkeit in der Fluidleitung 34 wenigstens einen Teil einer Strömungsrate durch das Absperrventil 36 hat, wenn das Absperrventil 36 in eine offene Betriebsposition gebracht ist.
Die zweite Betätigungseinrichtung 42 ist mit dem Steuerventil 40 gekoppelt und dafür eingerichtet, das Steuerventil 40 zwischen den mehreren Zwischenbetriebspositionen in Reaktion auf mehrere Steuerventil-Betätigungssignale zu bewegen, die jeweils wie nachstehend detailliert diskutiert, aus der Steuerung 46 empfangen werden.
Der Drehzahlsensor 44 ist funktionell mit einem Verdichterabschnitt 47 der Gasturbine 12 gekoppelt. Der Drehzahlsensor 44 ist für die Erzeugung eines eine Drehzahl des Verdichterabschnittes 47 anzeigenden Drehzahlsignals eingerichtet.
Die Steuerung 46 ist für den Empfang des Drehzahlsignals aus dem Drehzahlsensor 44 und die Bestimmung eines Drehzahlwertes auf der Basis des Drehzahlsignals eingerichtet. Die Steuerung 46 ist ferner für die Erzeugung eines ersten Betätigungssignals eingerichtet, um die erste Betätigungseinrichtung 38 zu veranlassen, das Absperrventils 36 in die offene Betriebsposition zu bewegen, wenn die Steuerung 46 ermittelt, dass der Drehzahlwert gleich oder größer als ein Drehzahlschwellenwert ist. Ein nicht einschränkendes Beispiel des Drehzahlschwellenwertes ist gleich einer minimalen Drehzahl zur Zündung eines Brennkammerabschnittes 50 der Gasturbine 12, was angenähert 15 Prozent der maximalen Verdichterdrehzahl entspricht.
Das System 28 enthält ferner ein Startergeneratorsystem 52 mit einem mit der Gasturbine 12 gekoppelten Startermotor 54. Das Startergeneratorsystem 52 ist dafür eingerichtet, den Verdichterabschnitt 47 zu drehen und die Gasturbine 12 in Reaktion auf ein durch die Steuerung 46 erzeugtes Startbetätigungssignal zu starten. Insbesondere ist der Startermotor 54 dafür eingerichtet, Elektrizität zur Erhöhung der Drehzahl des Verdichterabschnittes 47 der Gasturbine 12 auf eine Zünd-Schwel lenwertdrehzahl zu erhöhen, bei der der Brennkammerabschnitt 50 gezündet werden kann. Demzufolge ermöglicht das Startergeneratorsystem 52 der Gasturbine 12 wie ein Gebläse zu funktionieren, um Umgebungsluft durch den HRSG 16 und den Abgaskamin 18 zu leiten. Die Steuerung 46 ist ferner dafür eingerichtet, eine erste Abwärtszählsequenz zu initiieren, nachdem die Steuerung 46 das erste Betätigungssignal erzeugt. Demzufolge führt während der ersten Abwärtszählsequenz ein Gemisch aus Umgebungsluft und der Flüssigkeit durch die Gasturbine 12, den HRSG 16 und den Abgaskamin 18. Ein nicht einschränkendes Beispiel der ersten Abwärtszählsequenz hat eine Zeitdauer in einem Bereich zwischen 30 Sekunden und 60 Sekunden.
Das System 28 enthält ferner einen Brennstoffzuführungsmechanismus 56, der dafür eingerichtet ist, in Reaktion auf ein durch die Steuerung 46 erzeugtes Brennstoffzuführungssignal der Gasturbine 12 eine vorbestimmte Brennstoffströmungsrate zu liefern, wenn die erste Abwärtszählsequenz abgelaufen ist.
Die Steuerung 46 ist ferner dafür eingerichtet, eine zweite Abwärtszählsequenz zu initiieren, nachdem die Steuerung 46 ermittelt, dass die erste Abwärtszählsequenz abgelaufen ist und nachdem die Steuerung 46 das Brennstoffzuführungssignal erzeugt hat. Während der zweiten Abwärtszählsequenz ist die Steuerung 46 ferner dafür eingerichtet, mehrere Steuerventil-Betätigungssignale zu erzeugen, um die zweite Betätigungseinrichtung 42 zu veranlassen, das Steuerventil 40 zwischen mehreren Zwischenbetriebspositionen so zu bewegen, dass die Flüssigkeit durch die Zerstäubungsdüsen 24 in den Kanal 20 mit einer Strömungsrate strömt, die wenigstens einem Teil einer maximalen Strömungsrate durch das Absperrventil 36 in der vollständig offenen Betriebsposition entspricht. Die Steuerung 46 erzeugt die mehreren Steuerventil-Betätigungssignale auf der Basis des Drehzahlsignals, eines Lastbedarfssignals oder ir gendeiner Kombination davon, wie es nachstehend detailliert diskutiert wird. Demzufolge arbeitet die Gasturbine 12 in einem gezündeten Zustand und leitet einen Strom von abgekühlten Abgasen durch den HRSG 16 und den Abgaskamin 18 während der zweiten Abwärtszählsequenz. Ein nicht einschränkendes Beispiel der zweiten Abwärtszählsequenz hat eine Zeitdauer von 5 Minuten.
Die Steuerung 46 ist ferner für die Erzeugung des zweiten Betätigungssignals eingerichtet, um die erste Betätigungseinrichtung 38 zu veranlassen, das Absperrventil in die geschlossene Betriebsposition zu bewegen, wenn die Steuerung 46 ermittelt, dass die zweite Abwärtszählsequenz abgelaufen ist. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist das System 28 dafür eingerichtet, einen Strom von Abgasen durch den HRSG zu liefern, der gleich einem Produkt eines Volumens des HRSG 16 und einen Faktor von wenigstens 5 ist.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 wird nun ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Temperatur von Abgasen unter Verwendung der Abgastemperaturabsenkvorrichtung von 1 auf der Basis einer Drehzahl des Verdichterabschnittes 47 der Gasturbine 12 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform beschrieben.
Bei dem Schritt 100 liefert der Startermotor 54 des Startergeneratorsystems 52 ein Drehmoment an den Verdichterabschnitt 47 der Gasturbine 12, um den Verdichterabschnitt 47 zu drehen und Umgebungsluft durch den HRSG 16 zu leiten.
Anschließend erzeugt der Drehzahlsensor 44 bei dem Schritt 102 ein eine Drehzahl des Verdichterabschnittes 47 anzeigendes Drehzahlsignal. Die Steuerung 46 ist dafür eingerichtet, das Drehzahlsignal aus dem Drehzahlsensor 44 zu empfangen und ei nen Drehzahlwert auf der Basis des Drehzahlsignals zu ermitteln.
Anschließend ermittelt die Steuerung 46 bei dem Schritt 104, ob der Drehzahlwert größer als oder gleich einem Drehzahlschwellenwert ist. Ein nicht einschränkendes Beispiel des Drehzahlschwellenwertes ist gleich einer minimalen Drehzahl für die Zündung eines Brennkammerabschnittes 50 der Gasturbine 12, die angenähert 15 Prozent der maximalen Verdichterabschnittdrehzahl entspricht. Wenn der Wert des Schrittes 104 gleich "Nein" ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt 102 zurück. Wenn jedoch der Wert des Schrittes 104 gleich "Ja" ist, geht dann das Verfahren zu dem Schritt 106 über.
Bei dem Schritt 106 erzeugt die Steuerung 46 das erste Betätigungssignal, um die erste Betätigungseinrichtung 38 zu veranlassen, das Absperrventil 36 in eine offene Betriebsposition zu bewegen.
Anschließend erzeugt die Steuerung 46 bei dem Schritt 108 ein Steuerventil-Betätigungssignal, um die zweite Betätigungseinrichtung 42 zu veranlassen, das Steuerventil 40 in eine vorbestimmte Zwischenbetriebsposition dergestalt zu bewegen, dass die Flüssigkeit durch die Zerstäubungsdüsen 24 in den Kanal 20 mit einer vorbestimmten Strömungsrate geleitet wird. Ein nicht einschränkendes Beispiel der vorbestimmten Zwischenbetriebsposition ist eine vollständig offene Position.
Anschließend initiiert die Steuerung 46 bei dem Schritt 110 eine erste Abwärtszählsequenz mit einer Zeit T1. Ein nicht einschränkendes Beispiel von T1 liegt in dem Bereich zwischen etwa 30 und etwa 60 Sekunden.
Anschließend ermittelt die Steuerung 46 bei dem Schritt 112, ob T1 gleich 0 ist. Wenn der Wert des Schrittes 112 gleich "Nein" ist, wiederholt das Verfahren den Schritt 112. Demzufolge wird ein Gemisch aus Umgebungsluft und der Flüssigkeit weiter in den Kanal 20 mit der vorbestimmten Strömungsrate und durch den HRSG 16 während der ersten Abwärtszählsequenz von T1 geleitet.
Wenn jedoch der Wert des Schrittes 112 gleich "Ja" ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 114 über.
Bei dem Schritt 114 initiiert die Steuerung 46 eine zweite Abwärtszählsequenz mit der Zeit T2. Ein nicht einschränkendes Beispiel von T2 ist etwa 5 Minuten, welche einen Luftmassenstrom durch den HRSG 16 gleich einem Produkt eines Volumens des HRSG 16 und eines Faktors von wenigstens 5 ermöglichen kann.
Anschließend liefert der Brennstoffzuführungsmechanismus 56 bei dem Schritt 116 eine vorbestimmte Brennstoffströmungsrate an den Brennkammerabschnitt 50 der Gasturbine 12 und der Brennkammerabschnitt 50 zündet das Brennstoff/Luft-Gemisch.
Anschließend erzeugt der Drehzahlsensor 44 bei dem Schritt 118 ein weiteres Drehzahlsignal, das eine Drehzahl des Verdichterabschnittes 47 anzeigt, und die Steuerung 46 ermittelt einen Drehzahlwert auf der Basis des aus dem Drehzahlsensor 44 empfangenen Drehzahlsignals.
Anschließend erzeugt die Steuerung 46 bei dem Schritt 120 ein weiteres Steuerventil-Betätigungssignal, um die zweite Betätigungseinrichtung 42 zu veranlassen, das Steuerventil 40 in eine weitere Zwischenbetriebsposition auf der Basis des Drehzahlwertes zu bewegen. Demzufolge wird die Flüssigkeit durch die Zerstäubungsdüsen 24 mit einer Strömungsrate in den Kanal 20 geleitet, die eine Funktion des Drehzahlwertes ist und wenigstens gleich einem Teil der maximalen Strömungsrate durch das Absperrventil 36 ist, wenn sich das Absperrventil 36 in der vollständig offenen Betriebsposition befindet.
Anschließend ermittelt die Steuerung 46 bei dem Schritt 122, ob T2 gleich 0 ist. Wenn der Wert des Schrittes 122 gleich "Nein" ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt 116 zurück und das System fährt mit der Abkühlung der Abgase auf der Basis des Drehzahlwertes fort. Wenn jedoch der Wert des Schrittes 122 gleich "Ja" ist, geht dann das Verfahren zu dem Schritt 124 über.
Bei dem Schritt 124 erzeugt die Steuerung ein zweites Betätigungssignal, um die erste Betätigungseinrichtung 38 zu veranlassen, das Absperrventil 36 in die geschlossene Betriebsposition zu bewegen.
Gemäß 4 wird ein Energieerzeugungssystem 210 in Übereinstimmung mit einer weiteren exemplarischen Ausführungsform bereitgestellt. Das Energieerzeugungssystem 210 hat eine Abgastemperaturabsenkvorrichtung 214 und ein System 228 zum Steuern einer Temperatur der Abgase, das im Wesentlichen ähnlich dem Energieerzeugungssystem 10 von 1 ist, indem es die Abgastemperaturabsenkvorrichtung 14 und das System 28 zur Steuerung einer Temperatur von Abgasen hat. Jedoch enthält das System 228 ferner einen in dem Kanal 220 angeordneten Temperatursensor 258 zum Erzeugen eines eine Temperatur der Abgase anzeigenden Temperatursignals, die von der Abgastemperaturabsenkvorrichtung 214 dem HRSG 218 zugeführt werden. Zusätzlich ist während einer zweiten Herunterzählsequenz die Steuerung 246 dafür eingerichtet, mehrere Steuerventil-Betätigungssignale auf der Basis des Temperatursignals zu erzeugen. Insbe sondere ist die Steuerung 246 dafür eingerichtet, weiterhin das Steuerventil 240 zu öffnen, wenn die Steuerung 246 ermittelt, dass die Temperatur der Abgase auf der Basis des Temperatursignals größer als ein Temperaturschwellenwert ist. Ein nicht einschränkendes Beispiel des Temperaturschwellenwertes ist kleiner als oder gleich einer Differenz zwischen (i) einer Selbstentzündungstemperatur des von der Gasturbine 12 gelieferten Kraftstoff/Luft-Gemisches und (ii) 56°C.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 wird nun ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Temperatur von Abgasen unter Verwendung der Abgastemperaturabsenkvorrichtung 214 von 4 auf der Basis sowohl einer Drehzahl des Verdichterabschnittes 247 der Gasturbine 212 als auch einer Temperatur der Abgase gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beschrieben.
Bei dem Schritt 300 liefert ein Startermotor 254 des Startergeneratorsystems 252 ein Drehmoment an den Verdichterabschnitt 247 der Gasturbine 212, um den Verdichterabschnitt 247 zu drehen und Umgebungsluft durch den HRSG 216 zu leiten.
Anschließend erzeugt ein Drehzahlsensor 244 bei dem Schritt 302 ein eine Drehzahl des Verdichterabschnittes 247 anzeigendes Drehzahlsignal. Die Steuerung 246 ist dafür eingerichtet, das Drehzahlsignal aus dem Drehzahlsensor 244 zu empfangen und einen Drehzahlwert auf der Basis des Drehzahlsignals zu ermitteln.
Anschließend ermittelt eine Steuerung 246 bei dem Schritt 304, ob der Drehzahlwert größer als oder gleich einem Drehzahlschwellenwert ist. Ein nicht einschränkendes Beispiel des Drehzahlschwellenwertes ist gleich einer minimalen Drehzahl für die Zündung eines Brennkammerabschnittes 50 der Gasturbine 12, die angenähert 15 Prozent der maximalen Verdichterabschnittdrehzahl entspricht. Wenn der Wert des Schrittes 304 gleich "Nein" ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt 302 zurück. Wenn jedoch der Wert des Schrittes 304 gleich "Ja" ist, geht dann das Verfahren zu dem Schritt 306 über.
Bei dem Schritt 306 erzeugt die Steuerung 246 das erste Betätigungssignal, um die erste Betätigungseinrichtung 238 zu veranlassen, das Absperrventil 236 in eine offene Betriebsposition zu bewegen.
Anschließend erzeugt die Steuerung 246 bei dem Schritt 308 ein Steuerventil-Betätigungssignal, um die zweite Betätigungseinrichtung 242 zu veranlassen, ein Steuerventil 240 in eine vorbestimmte Zwischenbetriebsposition dergestalt zu bewegen, dass die Flüssigkeit durch Zerstäubungsdüsen 224 in den Kanal 220 mit einer vorbestimmten Strömungsrate geleitet wird. Ein nicht einschränkendes Beispiel der vorbestimmten Zwischenbetriebsposition ist eine vollständig offene Position.
Anschließend initiiert die Steuerung 246 bei dem Schritt 310 eine erste Abwärtszählsequenz mit einer Zeit T1. Ein nicht einschränkendes Beispiel von T1 liegt in dem Bereich zwischen etwa 30 und etwa 60 Sekunden.
Anschließend ermittelt die Steuerung 246 bei dem Schritt 312, ob T1 gleich 0 ist. Wenn der Wert des Schrittes 312 gleich "Nein" ist, wiederholt das Verfahren den Schritt 312. Demzufolge wird ein Gemisch aus Umgebungsluft und der Flüssigkeit weiter in den Kanal 220 mit der vorbestimmten Strömungsrate und durch den HRSG 216 während der ersten Abwärtszählsequenz von T1 geleitet.
Wenn jedoch der Wert des Schrittes 312 gleich "Ja" ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 314 über.
Bei dem Schritt 314 initiiert die Steuerung 246 eine zweite Abwärtszählsequenz mit der Zeit T2. Ein nicht einschränkendes Beispiel von T2 ist etwa 5 Minuten, die einen Luftmassenstrom durch den HRSG 16 gleich einem Produkt eines Volumens des HRSG 216 und eines Faktors von wenigstens 5 ermöglichen kann.
Anschließend liefert ein Brennstoffzuführungsmechanismus 256 bei dem Schritt 316 eine vorbestimmte Brennstoffströmungsrate an den Brennkammerabschnitt 250 der Gasturbine 212 und der Brennkammerabschnitt 250 zündet das Brennstoff/Luft-Gemisch.
Anschließend erzeugt der Temperatursensor 258 bei dem Schritt 318 ein Temperatursignal, das eine Temperatur der Abgase in dem Kanal 280 anzeigt, und die Steuerung 246 ermittelt einen Temperaturwert auf der Basis des aus dem Temperatursensor 258 empfangenen Temperatursignals.
Anschließend erzeugt die Steuerung 246 bei dem Schritt 320 ein weiteres Steuerventil-Betätigungssignal, um die zweite Betätigungseinrichtung 242 zu veranlassen, ein Steuerventil 240 in eine weitere Zwischenbetriebsposition auf der Basis des Temperaturwertes zu bewegen. Demzufolge wird die Flüssigkeit durch die Zerstäubungsdüsen 224 in den Kanal 220 mit einer Strömungsrate geleitet, die eine Funktion des Temperaturwertes ist und wenigstens gleich einem Teil der maximalen Strömungsrate durch das Absperrventil 236 ist, wenn sich das Absperrventil 236 in der vollständig offenen Betriebsposition befindet.
Anschließend ermittelt die Steuerung 246 bei dem Schritt 322, ob T2 gleich 0 ist. Wenn der Wert des Schrittes 322 gleich "Nein" ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt 316 zurück. Wenn jedoch der Wert des Schrittes 322 gleich "Ja" ist, geht dann das Verfahren zu dem Schritt 324 über.
Bei dem Schritt 324 erzeugt die Steuerung 246 ein zweites Betätigungssignal, um die erste Betätigungseinrichtung 38 zu veranlassen, das Absperrventil 336 in die geschlossene Betriebsposition zu bewegen.
Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 wird nun ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Temperatur von Abgasen unter Verwendung der Abgastemperaturabsenkvorrichtung 214 von 4 auf der Basis sowohl einer Drehzahl des Verdichterabschnittes 247 der Gasturbine 212 als auch einer Temperatur der Abgase gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beschrieben.
Bei dem Schritt 400 liefert ein Startermotor 254 des Startergeneratorsystems 252 ein Drehmoment an den Verdichterabschnitt 247 der Gasturbine 212, um den Verdichterabschnitt 247 zu drehen und Umgebungsluft durch den HRSG 216 zu leiten.
Anschließend erzeugt der Drehzahlsensor 244 bei dem Schritt 402 ein eine Drehzahl des Verdichterabschnittes 247 anzeigendes Drehzahlsignal. Die Steuerung 246 ist dafür eingerichtet, das Drehzahlsignal aus dem Drehzahlsensor 244 zu empfangen und einen Drehzahlwert auf der Basis des Drehzahlsignals zu ermitteln.
Anschließend ermittelt die Steuerung 246 bei dem Schritt 404, ob der Drehzahlwert größer als oder gleich einem Drehzahlschwellenwert ist. Ein nicht einschränkendes Beispiel des Drehzahlschwellenwertes ist gleich einer minimalen Drehzahl für die Zündung eines Brennkammerabschnittes 50 der Gasturbine 12, die angenähert 15 Prozent der maximalen Verdichterabschnittdrehzahl entspricht. Wenn der Wert des Schrittes 404 gleich "Nein" ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt 402 zurück. Wenn jedoch der Wert des Schrittes 404 gleich "Ja" ist, geht dann das Verfahren zu dem Schritt 406 über.
Bei dem Schritt 406 erzeugt die Steuerung 246 das erste Betätigungssignal, um die erste Betätigungseinrichtung 238 zu veranlassen, das Absperrventil 236 in eine offene Betriebsposition zu bewegen.
Anschließend erzeugt die Steuerung 246 bei dem Schritt 408 ein Steuerventil-Betätigungssignal, um die zweite Betätigungseinrichtung 242 zu veranlassen, das Steuerventil 240 in eine vorbestimmte Zwischenbetriebsposition dergestalt zu bewegen, dass die Flüssigkeit durch Zerstäubungsdüsen 224 in den Kanal 220 mit einer vorbestimmten Strömungsrate geleitet wird. Ein nicht einschränkendes Beispiel der vorbestimmten Zwischenbetriebsposition ist eine vollständig offene Position.
Anschließend initiiert die Steuerung 246 bei dem Schritt 410 eine erste Abwärtszählsequenz mit einer Zeit T1. Ein nicht einschränkendes Beispiel von T1 liegt in dem Bereich zwischen etwa 30 und etwa 60 Sekunden.
Anschließend ermittelt die Steuerung bei dem Schritt 412, ob T1 gleich 0 ist. Wenn der Wert des Schrittes 412 gleich "Nein" ist, wiederholt das Verfahren den Schritt 412. Demzufolge wird ein Gemisch aus Umgebungsluft und der Flüssigkeit weiter in den Kanal 220 mit der vorbestimmten Strömungsrate und durch den HRSG 216 während der ersten Abwärtszählsequenz von T1 geleitet.
Wenn jedoch der Wert des Schrittes 412 gleich "Ja" ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 414 über.
Bei dem Schritt 414 initiiert die Steuerung 246 eine zweite Abwärtszählsequenz mit der Zeit T2. Ein nicht einschränkendes Beispiel von T2 ist etwa 5 Minuten, welche einen Luftmassenstrom durch den HRSG 16 gleich einem Produkt eines Volumens des HRSG 216 und eines Faktors von wenigstens 5 ermöglichen kann.
Anschließend liefert ein Brennstoffzuführungsmechanismus 256 bei dem Schritt 416 eine vorbestimmte Brennstoffströmungsrate an den Brennkammerabschnitt 250 der Gasturbine 212 und der Brennkammerabschnitt 250 zündet das Brennstoff/Luft-Gemisch.
Anschließend erzeugt der Drehzahlsensor 244 bei dem Schritt 418 ein weiteres Drehzahlsignal des Verdichterabschnittes, das eine Drehzahl des Verdichterabschnittes 247 anzeigt, und die Steuerung 246 ermittelt einen Drehzahlwert auf der Basis des aus dem Drehzahlsensor 244 empfangenen Drehzahlsignals.
Anschließend erzeugt die Steuerung 246 bei dem Schritt 420 ein weiteres Steuerventil-Betätigungssignal, um die zweite Betätigungseinrichtung 242 zu veranlassen, das Steuerventil 240 in eine weitere Zwischenbetriebsposition auf der Basis des Drehzahlwertes zu bewegen. Demzufolge wird die Flüssigkeit durch die Zerstäubungsdüsen 224 in den Kanal 220 mit einer Strömungsrate geleitet, die eine Funktion des Drehzahlwertes ist und wenigstens gleich einem Teil der maximalen Strömungsrate durch das Absperrventil 236 ist, wenn sich das Absperr ventil 236 in der vollständig offenen Betriebsposition befindet.
Anschließend erzeugt der Temperatursensor 258 bei dem Schritt 422 ein Temperatursignal, das einen Temperaturwert T der aus der Gasturbine 212 durch den Kanal 220 und dem HRSG 216 geleiteten Abgase anzeigt.
Wenn der Wert des Schrittes gleich "Nein" ist, geht dann das Verfahren zu dem Schritt 428 über.
Bei dem Schritt 428 ermittelt die Steuerung, ob T2 gleich 0 ist. Wenn der Wert des Schrittes 438 gleich "Nein" ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt 418 zurück. Wenn jedoch der Wert des Schrittes 428 gleich "Ja" ist, geht dann das Verfahren zu dem Schritt 430 über.
Bei dem Schritt 430 erzeugt die Steuerung 246 das zweite Betätigungssignal, um die erste Betätigungseinrichtung 38 zu veranlassen, das Absperrventil in die geschlossene Betriebsposition zu bewegen.
Das Energieerzeugungssystem, die Abgastemperaturabsenkvorrichtung und das System zur Steuerung einer Temperatur von Abgasen stellen einen erheblichen Vorteil gegenüber anderen Systemen dar. Insbesondere stellen das Energieerzeugungssystem und die Abgastemperaturabsenkvorrichtung einen technischen Effekt einer Einspritzung einer Flüssigkeit in die Abgase aus einer Turbine bereit, um eine Temperatur der Abgase abzusenken.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine exemplarische Ausführungsform beschrieben wurde, können verschiedene Änderungen ausgeführt oder äquivalente Elemente können Elemen te davon ohne Abweichung von dem Schutzumfang der Erfindung ersetzen. Zusätzlich können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine spezielle Situation oder ein Material an die Lehren der Erfindung ohne Abweichung von deren wesentlichem Schutzumfang auszuführen. Daher ist es beabsichtigt, dass diese Erfindung nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt ist, die als die zur Ausführung dieser Erfindung als beste Ausführungsart betrachtete offenbart ist, sondern dass die Erfindung alle in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallenden Ausführungsformen umfasst.
Es wird eine Abgastemperaturabsenkvorrichtung 14 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform bereitgestellt. Die Abgastemperaturabsenkvorrichtung 14 enthält einen Kanal 20 in Fluidverbindung mit einer Gasturbine 12. Der Kanal 20 ist für die Aufnahme von Abgasen aus der Gasturbine 12 eingerichtet und hat eine oder mehrere sich dadurch hindurch erstreckende Öffnungen 22. Die Abgastemperaturabsenkvorrichtung 14 enthält ferner eine oder mehrere Zerstäubungsdüsen 24, die sich durch die Öffnungen 22 des Kanals 20 hindurch erstrecken. Die Zerstäubungsdüse 24 ist dafür eingerichtet, eine Flüssigkeit durch die Öffnung 22 in den Kanal 20 einzuspritzen, sodass die Flüssigkeit verdampft und eine Temperatur und eine Sauerstoffkonzentration der Abgase in dem Kanal absenkt.

100: Dampfturbinenmaschine
102: Hochdruck-(HP)-Bereich
104: Zwischendruck-(IP)-Bereich
106: Ummantelungen
108: Untere Halbbereiche
110: Halbbereiche
112: Ummantelungen
114: Untere Halbbereiche
116: Halbbereiche
118: Mittenbereich
120: Hochdruckdampfeinlass
122: Zwischendruckdampfeinlass
134: Ringförmiger Bereichsteiler
136: Hochdruckeinlassdüse
138: Zwischendruckeinlassdüse
140: Rotorwelle
142: Kanal
144: Hochtemperaturdampf
146: Zwischenerhitzerdampf
200: Erste Turbinenstufe
202: Laufschaufel
204: Zwischentrennwand
206: Rotorrad
208: Reihe
210: Reihe
212: Schaufelblatt
214: Hauptströmungspfad
216: Radraum
218: Stromaufwärts befindliche Oberfläche
220: Stromabwärts befindliche Oberfläche
222: Laufschaufelspitzendichtung
224: Laufschaufelspitze
226: Innerer Ring
228: Äußerer Ring
230: Äußeres Ende
232: Inneres Ende
234: Rotordichtung
236: Kühlfluid
238: Raddichtung
240: Stromaufwärts befindlicher Radvorsprung
242: Innerer Sammelraum
244: Auslässe
246: Ringförmiger Schlitz
248: Äußere Oberfläche
250: Auslassmittellinie
252: Dampfdichtung
254: Schnittstelle
256: Raddichtung
258: Stromabwärts befindliche Oberfläche
260: Laufschaufeldichtung
262: Äußerer Sammelraum
264: Kühlfluiddurchlässe
266: Ringförmiger Schlitz
268: Äußere Oberfläche
270: Erster Abschnitt des äußeren Rings
272: Kanal
274: Zweiter Abschnitt
276: Innere Oberfläche des äußeren Rings
278: Durchgangsmittellinie des äußeren Rings
280: Schaufelblattdurchgänge
282: Durchgangsmittellinie
284: Breitester Abschnitt
286: Einlass
288: Auslässe des äußeren Rings
290: Auslass

Claims

Abgastemperaturabsenkvorrichtung, aufweisend: einen Kanal (20) in Fluidverbindung mit einer Gasturbine (12), wobei der Kanal (20) dafür eingerichtet ist, Abgase aus der Gasturbine (12) aufzunehmen, wobei der Kanal (20) wenigstens eine sich dadurch hindurch erstreckende Öffnung (22) hat; und wenigstens eine Zerstäubungsdüse (24), die sich durch die wenigstens eine Öffnung (22) des Kanals (20) erstreckt und dafür eingerichtet ist, eine Flüssigkeit durch die wenigstens eine Öffnung (22) in den Kanal (20) einzuspritzen, sodass die Flüssigkeit verdampft und eine Temperatur und eine Sauerstoffkonzentration der Abgase in dem Kanal (20) absenkt.
Abgastemperaturabsenkvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner eine Fluidleitung (34) und ein Absperrventil (36) aufweist, wobei die Fluidleitung (34) mit der wenigstens einen Zerstäubungsdüse (24) in Fluidverbindung zur Zuführung der Flüssigkeit zu der wenigstens einen Zerstäubungsdüse (24) steht, wobei das Absperrventil (36) dafür eingerichtet ist, sich zwischen offenen und geschlossenen Betriebspositionen zu bewegen, wobei die Flüssigkeit durch die Fluidleitung (34) und die wenigstens eine Zerstäubungsdüse (24) in den Kanal (20) strömt, wenn das Absperrventil (36) in die offene Betriebsposition gebracht ist, während das Absperrventil (36) die Fluidleitung blockiert, wenn das Absperrventil (36) in die geschlossene Betriebsposition gebracht ist.
Abgastemperaturabsenkvorrichtung nach Anspruch 2, welche ferner eine mit dem Absperrventil (36) gekoppelte Betä tigungseinrichtung (38) aufweist, wobei die Betätigungseinrichtung (38) dafür eingerichtet ist, das Absperrventil (36) zwischen den offenen und geschlossenen Betriebspositionen zu bewegen.
Abgastemperaturabsenkvorrichtung nach Anspruch 2, welche ferner ein mit einem Abschnitt der Fluidleitung (34) zwischen dem Absperrventil (36) und der wenigstens einen Zerstäubungsdüse (24) gekoppeltes Steuerventil (40) aufweist, wobei das Steuerventil (40) dafür eingerichtet ist, sich zwischen mehreren Zwischenbetriebspositionen zu bewegen, sodass die Flüssigkeit in der Fluidleitung (34) wenigstens einen Teil einer Strömungsrate durch das Absperrventil (36) hat, wenn das Absperrventil (36) in die offene Betriebsposition gebracht ist.
Abgastemperaturabsenkvorrichtung nach Anspruch 4, welche ferner eine mit dem Steuerventil (40) gekoppelte Betätigungseinrichtung (42) aufweist, wobei die Betätigungseinrichtung (42) dafür eingerichtet ist, das Steuerventil (40) zwischen den mehreren Zwischenbetriebspositionen zu bewegen.
Abgastemperaturabsenkvorrichtung nach Anspruch 2, welche ferner eine mit der Fluidleitung (34) gekoppelte Pumpenvorrichtung (32) aufweist, wobei die Pumpenvorrichtung (32) dafür eingerichtet ist, die Flüssigkeit durch die Fluidleitung (34) zu der wenigstens einen Zerstäubungsdüse (22) und in den Kanal (20) zu pumpen.
Abgastemperaturabsenkvorrichtung nach Anspruch 2, welche ferner ein Reservoir (30) aufweist, das die Flüssigkeit enthält und mit der Fluidleitung (34) in Verbindung steht, wobei das Reservoir (30) dafür eingerichtet ist, die Flüssigkeit durch die Fluidleitung (34) und die wenigstens eine Zerstäubungsdüse (24) in den Kanal (20) zu liefern.
System zum Steuern einer Temperatur und einer Sauerstoffkonzentration von Abgasen, die durch eine Gasturbine (12) erzeugt werden, aufweisend: eine Fluidleitung (34), die dafür eingerichtet ist, eine Flüssigkeit dadurch zu leiten; ein mit der Fluidleitung (34) gekoppeltes Absperrventil (36), wobei das Absperrventil (36) dafür eingerichtet ist, sich zwischen offenen und geschlossen Betriebspositionen zu bewegen, wobei die Flüssigkeit durch die Fluidleitung (34) geleitet wird, wenn das Absperrventil (36) in die offene Betriebsposition gebracht ist, während das Absperrventil (36) die Fluidleitung (34) blockiert, wenn das Absperrventil (36) in die geschlossene Betriebsposition gebracht ist; eine mit dem Absperrventil (36) gekoppelte Betätigungseinrichtung (38), wobei die Betätigungseinrichtung (38) dafür eingerichtet ist, das Absperrventil (36) zwischen den offenen und geschlossenen Betriebspositionen in Reaktion auf die ersten bzw. zweiten Betätigungssignale zu bewegen; eine wenigstens eine Zerstäubungsdüse (24) und einen Kanal (20) enthaltende Abgastemperaturabsenkvorrichtung (14), wobei der Kanal (20) mit der Gasturbine (12) in Fluidverbindung steht, der Kanal (20) dafür eingerichtet ist, die Abgase aus der Gasturbine (12) aufzunehmen, der Kanal (20) wenigstens eine sich dadurch hindurch erstreckende Öffnung (22) hat, die wenigstens eine Zerstäubungsdüse (24) sich durch die wenigstens eine Öffnung (22) des Kanals (20) erstreckt und dafür eingerichtet ist, die Flüssigkeit durch die wenigstens eine Öffnung (22) in den Kanal (20) einzuspritzen, sodass die Flüssigkeit in dem Kanal (20) verdampft und eine Temperatur und eine Sauerstoffkonzentration der Abgase in dem Kanal (20) absenkt; einen mit einem Verdichterabschnitt (47) der Gasturbine (12) gekoppelten Drehzahlsensor (44), wobei der Drehzahlsensor (44) dafür eingerichtet ist, ein Drehzahlsignal zu erzeugen, das eine Drehzahl der Gasturbine (12) anzeigt; und eine Steuerung (46), die dafür eingerichtet ist, das Drehzahlsignal aus dem Drehzahlsensor (44) aufzunehmen und einen Drehzahlwert auf der Basis des Drehzahlsignals zu ermitteln, wobei die Steuerung (46) ferner dafür eingerichtet ist, das erste Betätigungssignal zu erzeugen, um die Betätigungseinrichtung (38) zu veranlassen, das Absperrventil (36) in die offene Betriebsposition zu bewegen, wenn die Steuerung (46) ermittelt, dass der Drehzahlwert größer als oder gleich einem Drehzahlschwellenwert ist.
System nach Anspruch 8, welches ferner ein Startergeneratorsystem (52) aufweist, das mit der Gasturbine (12) gekoppelt und so eingerichtet ist, dass es die Gasturbine (12) betreibt, wobei die Steuerung (46) ferner dafür eingerichtet ist, eine erste Abwärtszählsequenz zu initiieren, nachdem die Steuerung (46) das erste Betätigungssignal erzeugt, und die Steuerung (46) ferner dafür eingerichtet ist, ein Startsignal zu erzeugen, um das Startergeneratorsystem (52) zu veranlassen, die Gasturbine (12) während der ersten Abwärtszählsequenz zu betreiben.
System nach Anspruch 9, welches ferner ein Brennstoffzuführungssystem (56) aufweist, das mit der Gasturbine (12) zur Zuführung von Brennstoff zu der Gasturbine (12) ge koppelt ist, wobei die Steuerung (46) ferner dafür eingerichtet ist, eine zweite Abwärtszählsequenz zu initiieren, nachdem die erste Abwärtszählsequenz abgelaufen ist, und ein Brennstoffbetätigungssignal zu erzeugen, um das Brennstoffzuführungssystem (56) zu veranlassen, Brennstoff an die Gasturbine (12) zur Zündung darin während der zweiten Abwärtszählsequenz zu liefern.