DE1465803B2 - SofortbereitSchaftsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sofortbereitschaftsanlage für ein elektrisches Leitungsnetz, bei der bei Ausbleiben der Netzspannung oder unzulässig starkem Absinken derselben die Speisung der Verbraucher von einem aus einer Brennkraftmaschine und einem Stromerzeuger bestehenden Aggregat übernommen wird, wobei dieser Stromerzeuger auch bei Netzbetrieb vom Netz aus auf seiner Betriebsdrehzahl gehalten wird und wobei eine energiespeichernde Einrichtung, z. B. eine Schwungscheibe, zur Dekkung der Antriebsleistung des Stromerzeugers vom Zeitpunkt des Netzausfalles bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Brennkraftmaschine bereit ist, diese Leistung zu übernehmen, vorgesehen ist.

Es ist eine Sofortbereitschaftsanlage bekannt (Elektro-Anzeiger, Essen, 17. August 1960, S. 345), die nur dann Nutzleistung an die Verbraucher liefert, wenn das Netz ausgefallen ist. Bei Netzbetrieb liefert sie Blindlast. Ferner unterscheidet sie sich von einer Sofortbereitschaftsanlage der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß die Erzeugung des gasförmigen Mediums zum Antrieb der Turbine nicht dem Aggregat zugeordnet ist, sondern einem besonders angeordneten, üblichen Dampfkessel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Aggregat gespeicherte Energie lediglich zur Deckung des Verbraucherbedarfs bei Netzausfall bis zur Leistungsübernahme durch die Brennkraftmaschine vorzusehen, dabei störanfällige Teile, wie Schaltkupplungen, zu vermeiden und mit einer möglichst kleinen Kapazität der Energiespeichereinrichtung auszukom- _ men. Außerdem soll die Brennkraftmaschine so ausgebildet sein, daß sie bei Netzbetrieb noch für einen anderen Zweck, z. B. Drucklufterzeugung, verwendbar ist. Diese Aufgabe wird bei einer Sofortbereitschaftsanlage der eingangs beschriebenen Art gelöst durch die Verwendung einer Mehrwellengasturbine als Brennkraftmaschine mit einer stets mit dem Stromerzeuger gekuppelten Arbeitsturbine und einem bei Netzausfall hochfahrbaren, nur strömungsmäßig mit der Arbeitsturbine verbundenen Gaserzeugerteil sowie durch einen zusätzlichen, vom Energieinhalt des Aggregates unabhängigen Energiespeicher für das Anwerfen des Gaserzeugerteiles.

Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Sofortbereitschaftsanlage ist darin zu sehen, daß eine Schaltkupplung zwischen Antriebsmaschine und Stromerzeuger entfällt, da ja bei der Mehrwellengasturbine die Arbeitsturbine nur strömungsmäßig mit dem aus dem Verdichter, der Verdichterantriebsturbine und der Brennkammer bestehenden Gaserzeuger gekuppelt ist. Lediglich das Laufrad der Arbeitsturbine läuft ständig mit dem Stromerzeuger um, wobei ihre Lüfterleistung zwar an sich als Verlustleistung zu gelten hat, auf der anderen Seite jedoch strömungsmäßig das Hochfahren des Gaserzeugers bei Übergang von Netzbetrieb auf Reservebetrieb begünstigt. Findet die erfindungsgemäße Sofortbereitschaftsanlage, wie dies häufig bei größeren Anlagen der Fall ist, dort Aufstellung, wo Druckluft für irgendwelche Zwecke gebraucht wird, so kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die leer mitlaufende Arbeitsturbine zur Lieferung von Druckluft und damit zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Gesamtanlage mit herangezogen werden.

Die energiespeichernde Einrichtung kann im Rahmen der Erfindung jeden an sich geeigneten Aufbau aufweisen. So könnte beispielsweise der Stromerzeuger fest mit dem bei Übergang von Netzbetrieb auf Reservebetrieb schlagartig beaufschlagten Laufrad einer Wasserturbine oder mit einem aktiven Impulsrad gekuppelt werden. Des weiteren kann auch, wie an sich bei kleinen und mittleren Sofortbereitschaftsanlagen bekannt, eine energiespeichernde Schwungscheibe vorgesehen werden, die auch bei größeren Anlagen noch verhältnismäßig kleine Abmessungen erhält, weil sie beim Übergang auf Reservebetrieb vorübergehend lediglich Energie zur Deckung der Antriebsleistung des Stromerzeugers herzugeben braucht. Eine Energieentnahme zum Anwerfen der Antriebsmaschine, wie dies beispielsweise bei Anlagen mit Brennkrafthubkolbenmaschinen als Antriebsmaschine die Regel ist, entfällt. Zur Kleinhaltung der Kapazität der energiespeichernden Einrichtung wird der Gaserzeugerteil zweckmäßig so schnell wie möglich hochgefahren, etwa durch Aufgabe von Preßluft oder Heißgas auf das Laufrad der Verdichterantriebsturbine.

Die erfindungsgemäße Sofortbereitschaftsanlage ist in ihrer Verwendung nicht auf die Erzeugung von elektrischem Strom beschränkt, sondern kann sinngemäß mit gleichgutem Erfolg auch für andere Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise für die Drucklufterzeugung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Die abgebildete Sofortbereitschaftsanlage besteht aus einem Drehstromerzeuger 1, einer mit diesem fest gekuppelten Schwungscheibe 2 und der mit beiden Teilen fest gekuppelten Arbeitsturbine 3 einer Zweiwellen-Gasturbine. Der Gaserzeuger besteht im wesentlichen aus einem Verdichter 4, einer Brennkammer 5 und einer Verdichterantriebsturbine 6.

Die Wirkungsweise ist folgende: Bei Netzbetrieb läuft der Stromerzeuger 1 als Motor mit seiner Betriebsdrehzahl um und hält sowohl die Schwungscheibe 2 als auch das Laufrad der Arbeitsturbine 3 auf dieser Drehzahl. Der mit der Arbeitsturbine 3 nur strömungsmäßig verbundene Gaserzeuger 4, 5, 6 steht vorläufig. Nach Ausbleiben der Netzspannung übernimmt der Stromerzeuger 1 die Netzspeisung unter Ausnutzung der in der Schwungscheibe 2 bei Netzbetrieb gespeicherten Energie. Gleichzeitig läuft der Gaserzeuger 4, 5, 6 der Gasturbine an und beschickt nach einer gewissen Zeit die Arbeitsturbine 3 mit soviel Arbeitsgas, wie zur Deckung der vom Stromerzeuger 1 benötigten Antriebsleistung erforderlich ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Sofortbereitschaftsanlage für ein elektrisches Leistungsnetz, bei der bei Ausbleiben der Netzspannung oder unzulässig starkem Absinken derselben die Speisung der Verbraucher von einem aus einer Brennkraftmaschine und einem Stromerzeuger bestehenden Aggregat übernommen wird, wobei dieser Stromerzeuger auch bei Netzbetrieb vom Netz aus auf seiner Betriebsdrehzahl gehalten wird und wobei eine energiespeichemde Einrichtung, z. B. eine Schwungscheibe, zur Deckung der Antriebsleistung des Stromerzeugers vom Zeitpunkt des Netzausfalles bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Brennkraftmaschine bereit ist, diese Leistung zu übernehmen, vorgesehen ist, gekennzeichnet

durch die Verwendung einer Mehrwellengasturbine als Brennkraftmaschine mit einer stets mit dem Stromerzeuger (1.) gekuppelten Arbeitsturbine (3) und einem bei Netzausfall hochfahrbaren, nur strömungsmäßig mit der Arbeitsturbine (3) verbundenen Gaserzeugerteil (4, 5, 6) sowie durch einen zusätzlichen vom Energieinhalt des Aggregates unabhängigen Energiespeicher für das Anwerfen des Gaserzeugerteiles (4, 5, 6).

2. Sofortbereitschaftsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leer mitlaufende Arbeitsturbine (3) zur Lieferung von Druckluft heranziehbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen