DE1626152A1 - Gasturbinenanlage mit einer Dampfturbine,die zum Anfahren der Gasturbine dient - Google Patents

Gasturbinenanlage mit einer Dampfturbine,die zum Anfahren der Gasturbine dient

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DE1626152A1
DE1626152A1 DE19671626152 DE1626152A DE1626152A1 DE 1626152 A1 DE1626152 A1 DE 1626152A1 DE 19671626152 DE19671626152 DE 19671626152 DE 1626152 A DE1626152 A DE 1626152A DE 1626152 A1 DE1626152 A1 DE 1626152A1
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DE19671626152
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Adolf Frankel
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D19/00—Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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    • F01K3/08—Use of accumulators and the plant being specially adapted for a specific use

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

DL-lBff. Wilhelm Reiciiel Fiankfuii/Mcdn-i 5293
Associated Electrical Industries ltd., Lomdon S.W.1/England
Gasturbinenanlage mit einer Dampfturbine, die zum Anfahren der Gasturbine dient
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbinenanlage mit einer Dampfturbine, die mit der Gasturbine gekuppelt ist und von einem Abhitzekessel mit Dampf versorgt wird. Der Abhitzekessel verwertet die Abfuhrwärmemenge des aus der Gasturbine strömenden Gases oder Kühlmittels.
Zum Anfahren einer herkömmlichen Gasturbinenanlage mit einem an die Gasturbine angekuppelten Luftkompressor wird
vorzugsweise ein Elektromotor bringt die Gasturbine und den
)enutzt« Der Elektromotor luftkompressor auf die Anfahr-
drehzahl. Von dieser Drehzahl an kann der Luftkompressor die Verbrennung in der Gasturbine aufrechterhalten, und die Turbine ist in der Lage, sich selbst zu beschleunigen.
Eine Kraftmaschinenanlage mit einer Gasturbine und mit einer an die Gasturbine angekuppelten Dampfturbine, die von einem. Abhitzekessel mit Dampf versorgt wird, der im allgemeinen die Abfuhrwärme der Gasturbine verwertet, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage einen Dampf·* speicher enthält, dessen Dampf zum Anfahren der Gasturbine der Dampfturbine zugeführt wird, j
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Die Dampfversorgungseinrichtung für die Dampfturbine enthält vorzugsweise einen thermisch isolierten Druckkessel, beispielsweise einen Dampfkessel, der die Dampfturbine zum Anfahren der Gasturbine mit Dampf versorgt. Es kann aber auch ein Dampfspeicher oder ein Hochdruck- und Hochtemperaturwasserspeicher sein, der in der Lage ist, Dampf freizugeben· Dabei kann man den Dampf dem Abhitzkessel entweder in Reihe mit dem Dampfstrom vom Abhitzekessel zur Dampfturbine entnehmen oder von diesem Dampfstrom abzweigen.
Die Dampfversorgungseinrichtung kann auch einen elektrischen Heizer enthalten, der in einem Dampfspeicher angeordnet ist. Ss können aber auch mehrere kleine Schnelldaupfkessel (lash type boiler) vorhanden sein, die elektrisch oder anderweitig geheizt werden· Ein elektrisches Heizerelement kann dabei derart betrieben werden, daß es nur außerhalb der Spitzenverbrauchszeiten eingeschaltet wird und jeweils nur die Wärmeverluste des D,ampfspeichere oder DampfbehälterseBÄgHeicht, nachdem der Dampfbehälter mit Dampf angefüllt ist, um nach einer Betriebsunterbrechung der Anlage genügend Dampf zum Anfahren bereitzuhalten· - I
Die zum schnellen Anfahren dienenden kleinen Dampfbehälter können derart langeordnet werden, daß sie den Dampf direkt den Dichtungskammera der Dampfturbine und den luftejektoren zur Evakuierung des Dampfturbinenkondensatore zuführen«
Palls die Iiuf te Rektoren zur Evakuierung des Dampfturbinenkondensators nicht direkt von den zum schnellen Anfahren dienenden Kleinbehältern versorgt werden, kann man einen oder mehrere LüfteRektoren mit großer Kapazität vorsehen. Diese LüfteRektoren werden torn Dampfkessel mit Dampf/ versorgt« Wenn der Dampf unmittelbar zur Verfügung steht, dann sind die großen
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Luftejektoren in der Lage, den Kondensator sehr schnell zu evakuieren, wobei der gesamte Dampfverbrauch, der für diese Evakuierung benötigt wird, nicht höher ist als bei einem langsameren Evakuierungsvorgang.
Zur weiteren Ausbildung der Erfindung kann der Abhitzekessel mit einen Vorerhitser ausgerüstet sein, der die Wärme des Dampfes, der unmittelbar nach dem Anfahren der Gasturbine im Dampfkessel geblieben ist, zur Vorerhitzung des Wassers im Abhitzekessel benutzt*
Um die verschiedenartigen Gasturbinenanlagen besser -betreiben zu können, kann man zwischen der Gasturbine und der Dampfturbine eine Kupplung vorsehen, so daß vor einer Betriebsunterbrechung der Anlage die Dampfturbine von der Gasturbine abgekuppelt werden kann· Der Dampfbehälter kann daher vollkommen aufgefüllt werden, so daß ein nachfolgender Anfahrvorgang vorgenommen werden kann.
Zwei Ausführungsformell der Erfindung sollen an Hand von Figuren beschrieben werden· Ähnliche Teile sind dabei mit denselben Be nugs zeichen versehen.
Pig. 1 zeigt-schematisch eine Gasturbinenanlage, bei der ein Schnelldampfkessel (flash type boiler) benutzt wird, um den Dampf direkt den Lüfte Rektoren und Dichtungskainmem der Dampfturbine zuzuleiten. Ein Abhitzekessel mit einem Yorerhitzer ist dabei mit einem Dampfspeicher in der Dampfversorgungseinrichtung an die Dampfturbine angeschlossen.
Pig* 2 zeigt schematised eine abgeänderte Ausführungsform der in Pig· 1 dargestellten Anlage.
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Zur besseren. Übersicht sind die Gas- und Dampfströme in den beschriebenen Gasturbinenanlagen durch Pfeile dargestellt und die Ventile zur Staierung der Gas- und Dampfströ'me wurden weggelassen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist eine Gasturbine. 1 über eine Welle mit einer Dampfturbine 2 gekuppelt. Die Dampfturbine 2 enthält Lüfte 3 ek tor en 2A und Dichtungskaramern 2B. Dampfversorgungseinrichtungen 5 enthalten einen Dampfspeicherkessel 3Af der direkt über geeignete Steuereinrichtungen mit dem Expansionskessel der Dampfturbine 2 verbunden ist. Ein Schnelldampfkessel (flash type boiler) 5B der Dampfversorgungseinrichtung kann durch geeignete Mittel erhitzt v/erden und ist direkt mit den Luftejektoren 2A und den Mchtungskamnern 2B verbunden· Alle Rohr- oder K-anal verulk- · düngen sind durch die Pfeile angedeutet. Die aus der Gasturbine ausströmenden Gase werden einem Abhitzekessel 4 zugeführt, um Dampf zu -erzeugen, der zum Kessel 3A geleitet wird. Der Abhitzekessel enthält einen Vorerhitzer 4A, dem unmittelbar nach einem Anfahrvorgang der im Kessel 3A verbliebene Dampf zugeleitet wird, um in oder für den Abhitzekessel 4 Wasser vorzuerhitzen. Die in Pig. 2 gezeigte Anordnung ist derjenigen von Pig· 1 ähnlich, weist jedoch die folgenden Unterschiede auf:
a) Die Dampfversorgungseinrichtung enthält ein elektrisches Heizelement, das in dem Dampfcpeicherkessel 3A anstatt in dem Schnelldampfkessel 3B angeordnet ist (und in der Figur schematisch als eingetauchter VYiderstandserhitzer bei 30 gezeigt ist).
b) Die Luftejektoren 2A werden von dem Dsmpfepeicnerkessel versorgt und sind viel größer als diejenigen von Pig· I1 so daB sie ein schnelleres Anfahren ermöglichen.
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c) Die Dichtungskammern (nicht gezeigt) werden von dem Dampfkessel 3A mit Dampf versorgt»
d) Der Abhitzekessel 4 entlädt sich direkt in die Expansionskammer der Dampfturbine 2.
Weitere Abänderungen können vorgenommen werden« Der Abhitzekessel 4 kann beispielsweise selbst einen Dampfspeicher mit einer zum Anfahren hinreichenden Dampfkapazität darstellen, und zwar unter der Toraussetzung, daß der Gasstrom von seinem Eingang abgesperrt ist, und aufgrund von weiteren Steuervorgängen.
Die Welle, die die Gasturbine 1 mit der Dampfturbine 2 verbindet, kann beispielsweise durch eine Kupplung ausgekuppelt werden, wenn die Anlage stillgelegt werden soll, so daß die Dampfturbine angehalten und Dampf aufgespeichert werden kann, der zum Wie der anfahr en benutzt wiijd. Ferner braucht die Dampfturbine nicht mit derselben Welle jverbunden sein wie die Gasturbine. Jhre Kraftwellen können gjjelirennt benutzt werden oder indirekt miteinander verbunden sein, beispielsweise dureh ein Getriebe oder dadurch, daß die Dampfturbine eine Kompressorstufe der Gasturbine antreibt, und zwar unter der Voreuasetzung, daß eine Einrichtung vorgesehen iet, mit der die Dampfturbine die Gasturbine zum Anfaheh antreiben kann«
In einem weiteren Auaführungsbeispiel kann die Dampfturbine einen Generator antreiben; der dann einen elektrischen Anfahrmotor mit Strom versorgt. Es kann auch irgendeine andere elektrische Kupplungsvorrichtung Verwendet werden.
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Claims (5)

Patentansprüche
1. Gasturbinenanlage mit einer Gasturbine und einer mit
der Gasturbine gekuppelten Dampfturbine, die von einem Abhitzekessel mit Dampf versorgt wird, der die Abfuhrwärme der Gasturbine verwertet, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage einen Dampfspeicher (3) enthält, der zum Anfahren der Gasturbine (1) Dampf an die Dampfturbine (2) abführt.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Dampfspeicher einen vom Abhitzekessel (4) getrennten, thermisch isolierten Druckkessel (3) enthält, dessen DampfSpeicherkapazität zum Anfahren der Gasturbine ausreicht.
3· Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die gespeicherte Dampfmenge zum Wiederanfahren der Ga^turbAe durch Ausnutzung der Abfuhrwärme erzeugt wird» j
4# Anlage naclj^ einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn ζ eich η e t , daß zusätzlich zum Abhitzekessel (4) eine Heizvorrichtung für die gespeicherte Dampfmenge vorgesehen ist.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Vorrichtung (3G) zum Heizen der Speicherdampf menge vorgesehen ist«
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6» Anlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, ausgenommen Anspruch 3f dadurch gekennzeichnet , daß ein weiterer Kessel mit eigenen Heizvorrichtungen vorgesehen ist, der die gesamte oder einen Teil der zum Anfahren notwendigen Dampfmenge liefert.
7· Anlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Dampfmenge nicht nur zum Anfahren der Dampfturbine dient, sondern auch zur Druckerzeugung in den Dichtungskammern der Dampfturbine benutzt wird.
8» Anlage nach einem oder mehreren der vorstehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Dampfmenge nicht nur zum Anfahren der Dampfturbine, sondern auch zum Evakuieren des Dampfturbinenkondensators dient.
9· Anlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Dampfmenge zum Vorheizen des dem Abhitzekessel eugeführten Wassere benutzt wird.
10· Anspruoh nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, da du roh gekennzeichnet, daß die Kraft übertragende Welle der Dampfturbine von der Gasturbine abgekuppelt werden kann, um bei einer Betriebsunterbrechung zum nachfolgenden Wiederanfahren Dampf zu speichern»
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DE19671626152 1966-09-29 1967-09-26 Gasturbinenanlage mit einer Dampfturbine,die zum Anfahren der Gasturbine dient Pending DE1626152A1 (de)

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EP0439754B1 (de) * 1990-01-31 1995-07-26 Asea Brown Boveri Ag Verfahren zum Anfahren einer Kombianlage
DE19518093A1 (de) * 1995-05-17 1996-11-21 Abb Patent Gmbh Verfahren und Anordnung zum Anfahren einer Gasturbine
EP1992794A1 (de) * 2007-03-06 2008-11-19 Siemens Aktiengesellschaft Kombi-Kraftwerksanlage und Verfahren zum Betriebsstart einer Kombi-Kraftwerksanlage

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Publication number Publication date
NL6712824A (de) 1968-04-01
CH482100A (de) 1969-11-30
GB1173923A (en) 1969-12-10

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