DE1053250B - Kombinierte Gas- und Dampfturbinen-anlage mit offenem Dampfkreislauf - Google Patents

Description

• Kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage mit offenem Dampfkreislauf Unter einer kombinierten Verbrennungs- und Dampfturbinenanlage versteht man bekanntlich eine gekoppelte Kraftanlage, deren Leistungsabgabe durch das Zusaminenwifrken einer Gasturbine und einer üblichen, Dampfturbine erzeugt wird.
• Bekannt sind Vorschläge, Kraftanlagen zu bauen, bei welchen die Abgaswärme der Gasturbinen zum Beheizen von Dampkesseln verwendet wird, um dann das Wärmegefälle des Dampfes in Dampfturbinen in mechanische Energie zu verwandeln.
• Weiter sind Dampfkraftanlagen bekannt, bei denen der Dampf vor Eintritt in dein Wärmeaustauscher in einem Dampfverdichter komprimiert wird.
• Bei der Erfindung wird im Gegensatz zu dem Bekannten die Abgaswärme der Gasturbinen nicht zur Erzeugung von Dampf benutzt, sonidern durch eine spezielle Koppelung von Gasturbine, Dampfverdichter und Dampfturbine aus industriell zunächst nicht nutzbarem. Abfalldampf Kraft erzeugt, wobei der Dampfverdichter nur den Abfalldampf komprimiert.
• Die kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage, in der das Arbeitsmittel des Dampfprozesses vor Eintritt in die Dampfturbine reinen von den Abgasen der Gasturbine beheizten Wärmeaustauscher und einen zwischen der Brennkammer und der Gasturbine angeordneten br-enngasbeheizten Dampfüberhitzer durchströmt, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß da: Arbeitsmittel des Dampfturbinenprozess,es zunächst nicht mehr nutzbarer Abfalldampf oder Brüdendarnpf ist, der vor Eintritt in den Wärm-eaustauscher in einem von der Gasturbinenanlage angetriebenen Dampfverdichter komprimiert wird.
• An Hand des in der Abbildung dargestellten Wärmeschaltbildes wird die Erfindung nachstehend näher erklärt.
• Der verfügbare, vorerst nicht mehr nutzbare Abfalldampf aus irgend-,velchen Prozessen, der für eine Krafterzeugung in Dampfmaschinen oder für Heizzwecke nicht mehr verwendungsfähig ist, wird von außerhalb bezogen und steht der kombinierten Gas-und Dampfturbinenanlage unter Umständen sogar kostenlos zur Verfügung.
• Der vorerst nicht mehr nutzbare Abfalldampf oder Brüdendampf tritt durch das Dampfventil L in den offenen Dampfkreislauf ein und strömt in den Dampfverdichter G, und in diesem wird der Abdampf verdichtet.
• Die Verdichtung im Dampfverdichter geht polvtropisch vonstatten. Der verdichtete Dampf durchströmt nun d-en Wärmeaustauscher E und den verbrennungsgasbeheizten Dampfüberhitzer C. Hocherhitzter Dampf strömt zur Dampfturbine, in der das erhöhte Wärmegefälle in mechanische Energie umgewandelt wird. Soll die kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlag-- außer Kraft noch Wärme abgeben, so verdichtet der Dampfverdichter den Abfalldampf auf einen höheren Enddruck, und der Dampf wird vor Eintritt in di,e Dampfturbine rückgekühlt und Heißwasser erzeugt.
• Der Kreislauf der Verbrennungsgase ist ebenfalls offen. Die V erbrenmungsluft wird. im Luftverdichter A verdichtet und, bevor sie der Gasturbine zugeführt wird, in dem abgasbeheizten Lufterhitzer F erhitzt. In der Brennkammer B vereinigen sich die brennbaren Substanzen mit der erhitzten Verbrennungsluft, und unter konstantem Druck findet die Verbrennung statt.
• Zwischen Brennkammer B und Gasturbine D liegt der verbrennungsgasbeheizte Dampfüberhitzer C. Dieser Dampfüberhitzer wurde deshalb zwischen Brennkammer und Gasturbine gelegt, um hohe Verbrennungstemperaturen in der Brennkammer zu erreichen.. Das hat den Vorteil, daß der Luftiiberschuß bei( steigenden Rrennkammertemperaturen fällt und der Luftverdichter A in Leistung und Größe kleiner ausfallen kann. Die V.°rbrenn.ungsgase geben also einien Teil ihrer Wärme an den Dampf im Überhitzer C ab, bevor sie in die Gasturbine eintreten. In der Gasturbine D wird ein Teil der Wärmemenge in mechanische Energie umgesetzt. Die Nutzleistung wird, wie schon betont, restlos an den Dampfverdichter abgegeben.
• Die Abgase durchströmen weiter den Wärineaustauscher E und, geben an den. Dampf noch einen großen Teil der noch vorhandenen Wärmemenge. Ein restlicher Teil -der Wärme kann, bevor er ins Freie strömt, zur Luftvorwärrnung F verwendet werden.
• Die kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage ist, wie die Ausführungen andeuten, ein neuer, äußerst wirtschaftlicher Wärmekraftmaschinentyp.
• Stehen aus irgendwelchen Prozessen nicht verwertbare-Abdämpfe, es können auch Dampf-Luft-Gemische sein, der kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage zur Verfügung, so kann durch den beschriebenen thermodynamischen Umwandlungsprozeß minderwertige Wärme, die für die Krafterzeugung bisher nicht nutzbar war, in hochwertige elektrische Energie umgewandelt werden.
• Rechnet man den kostenlos zur Verfügung stehenden Abfalldampf nicht, erreicht man Wirkungsgrade, auf die- reine Krafterzeugung bezogen, von nahezu 701/0.
• Die habe Wirtschaftlichkeit der kombinierten Gas-und Dampfturbinenanlage und die zusätzliche Verwertbarkeit minderwertiger Wärme zur Krafterzeugung gewinnt um so mehr an Bedeutung, als der Energiebedarf im ständigen Wachsen begriffen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage mit offenem Gas- und Dampfturbinenprozeß, wobei ;das Arbeitsmittel des Dampfturbinenprozesses vor Eintritt in die Dampfturbine einen von -den Abgasen der Gasturbine beheizten Wärmeaustaus.cher und einen zwischen der Brennkammer und der Gasturbine angeordneten, brenngasbeheizten Dampfüberhitzer durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel des Dampfturbinenprozesses industriell zunächst nicht mehr nutzbarer Abfalldampf oder Brüderdampf ist, der vor Eintritt in den Wärmeaustauscher (E) in einem von der Gasturbinenanlage angetriebenen Dampfverdichter (G) komprimiert wird. In: Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patenitschriften N r. 803 501, 706 170; schweizerische Patentschrift Nr. 314 100; »Elektrizitätswirtschaft«, 49. Jahrgang, Heft 10 (Oktober 1950), S. 307, 308.