DE19732091A1 - Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine, Gasturbine und Leistungserzeugungseinrichtung - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine, Gasturbine und Leistungserzeugungseinrichtung

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DE19732091A1
DE19732091A1 DE19732091A DE19732091A DE19732091A1 DE 19732091 A1 DE19732091 A1 DE 19732091A1 DE 19732091 A DE19732091 A DE 19732091A DE 19732091 A DE19732091 A DE 19732091A DE 19732091 A1 DE19732091 A1 DE 19732091A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasturbine und Verfahren für den Betrieb der Gasturbine mit verbesserter Ausgangsleistung und NOx-Steuerung. Die vorliegende Erfindung betrifft auch Vorrichtungen und Verfahren für den Betrieb ei­ nes Generators in Verbindung mit der Gasturbine, wobei der Generator in Verbindung mit der Leistungssteigerung der Gasturbine und der NOx-Steuerung eine höhere Nennleistung aufweist.
Bei dem Betrieb von Gasturbinen wurden bisher herkömm­ liche Vorrichtungen und Verfahren eingesetzt, um die Tempe­ ratur der Umgebungsluft am Gasturbineneinlaß, d. h. am Verdichtereinlaß zu verringern, um eine zusätzliche Ausgangs­ leistung zu erzielen, insbesondere bei einem Betrieb in war­ mer Umgebung. Mit steigender Lufttemperatur sinkt die Dichte der Luft und demzufolge sinkt auch bei Vollastbetrieb die Ausgangsleistung der Gasturbine. Demzufolge wurde eine Anzahl verschiedener Verfahren zum schnellen Abkühlen der Einlaßluft in den Verdichter zwecks Absenkung ihrer Temperatur und Erhö­ hung ihrer Dichte angewendet, um einen erhöhten Massenstrom und somit auch eine höhere Ausgangsleistung zu erzielen. Es wurden beispielsweise Verdampfungssysteme, wie z. B. Wasserab­ schreckung, zum schnellen Abkühlen der Einlaßluft verwendet. Es wurden auch Kühlsysteme zum Erreichen dieses Ziels einge­ setzt.
Ferner ist bekannt, daß die NOx-Bildung mit steigender Flammentemperatur und mit steigender Verweilzeit in der Brennkammer zunimmt. Es wurden verschiedene Systeme zum Redu­ zieren der NOx-Bildung und der sich daraus ergebenden Emis­ sionen entwickelt. Es wurde beispielsweise Wasser oder Dampf in die Brennkammer-Reaktionszone eingespritzt, um die Flam­ mentemperatur zu senken. Es ist jedoch wichtig, daß die An­ strengungen zur Steigerung der Turbinenausgangsleistung nicht zu einer erhöhten NOx-Erzeugung führen. Die vorliegende Er­ findung steigert die Turbinenausgangsleistung, ohne die NOx- Bildung zu erhöhen, und senkt in einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform die NOx-Bildung gleichzeitig mit einer gesteigerten Ausgangsleistung.
Ferner treibt in typischen landgestützten Gasturbinen­ anwendungen die Turbine einen Generator an. Bei gesteigerter Ausgangsleistung der Turbine besteht die Notwendigkeit, die erhöhte Ausgangsleistung der Turbine durch eine erhöhte Kapa­ zität bzw. Nennleistung des Generators auszugleichen, so daß der Generator eine solche Leistung aufnehmen kann. Während kleinere Leistungssteigerungen üblicherweise von einem Gene­ rator aufgenommen werden können, erfordern erhebliche Steige­ rungen der in einen Generator eingegebenen Leistung eine er­ hebliche Investition zur Steigerung der Generatornennlei­ stung. Die vorliegende Erfindung steigert jedoch die Generatornennleistung, so daß er die gesteigerte Ausgangslei­ stung von der ihm zugeordneten Gasturbine aufnehmen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein neues und verbessertes Gasturbinensystem und Betriebsverfahren dafür geschaffen, welche für eine deutliche Steigerung der Gastur­ binenausgangsleistung, eine Reduzierung der NOx-Bildung und - Emissionen und eine Rückgewinnung von Niedertemperatur-Ab­ wärme in dem Gasturbinenzyklus sorgen. Zusätzlich wird die Generatornennleistung des von der Gasturbine angetriebenen Generators deutlich gesteigert und an die gesteigerte Aus­ gangsleistung der Turbine angeglichen. Um das Vorgenannte zu erreichen, wird flüssiger Stickstoff bereitgestellt, um die Temperatur der durch den Verdichter strömenden Luft zu senken und somit eine gesteigerte Turbinenausgangsleistung zu erzie­ len. Insbesondere strömt in einer bevorzugten Ausführungsform flüssiger Stickstoff durch am Einlaß des Verdichters angeord­ nete Kühlschlangen, wobei die Temperatur von in den Verdich­ ter eingelassener Umgebungsluft gesenkt, d. h. schnell abge­ kühlt wird, mit der Folge einer Steigerung der Turbinenaus­ gangsleistung.
Ferner wird erfindungsgemäß der in den Kühlschlangen von seiner flüssigen in seine gasförmige Form expandierte Stick­ stoff vorteilhafterweise der Brennkammer zum Reduzieren der NOx-Bildung zugeführt und/oder dem Turbinenabschnitt zuge­ führt, wodurch in beiden Fällen der Massenstrom zur weiteren Steigerung der Turbinenausgangsleistung durch den Turbinenab­ schnitt erhöht wird. Anders gesagt, der flüssige Stickstoff wird erwärmt und gleichzeitig mit der Kühlung der in den Ver­ dichter eingelassenen Luft in seiner Form in Gas umgewandelt. Der gasförmige Stickstoff wird dann die Brennkammer einge­ spritzt, um die Bildung von NOx zu reduzieren, oder der gas­ förmige Stickstoff wird in den Turbinenabschnitt der Gastur­ bine zur Leistungssteigerung oder in beide Einrichtungen ein­ gespritzt. Somit wird in allen Ausführungsbeispielen der vor­ liegenden Erfindung die Einlaßtemperatur der Umgebungsluft mit der Folge eines entsprechenden Anstiegs der Ausgangslei­ stung abgesenkt. In einer Ausführungsform wird die Massen­ stromrate durch das Triebwerk durch zusätzliches Zuführen von gasförmigem Stickstoff direkt zu dem Turbinenabschnitt ge­ steigert, was in Verbindung mit der durch die Absenkung der Einlaßlufttemperatur erzeugten Ausgangsleistungssteigerung eine erhebliche Steigerung der Gesamtausgangsleistung der Turbine bewirkt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die durch das Absenken der Einlaßtemperatur erzielte gestei­ gerte Ausgangsleistung mit einer Senkung der NOx-Bildung in der Brennkammer und einem entsprechenden Anstieg des Massen­ stroms durch den Turbinenabschnitt kombiniert, um die Aus­ gangsleistung zu verbessern. Ferner kann noch der gasförmige Stickstoff zwischen der Brennkammer und dem Turbinenabschnitt aufgeteilt werden, um sowohl die NOx-Bildung zu reduzieren als auch die Leistung zusammen mit der durch die Absenkung der Einlaßtemperatur erzielten höheren Ausgangsleistung zu steigern. Zusätzlich kann der gasförmige Stickstoff unter Nutzung von Abwärme aus der Turbine oder von Hilfswärme vor der Einspritzung in die Brennkammer oder in den Turbinenab­ schnitt oder in beide Einrichtungen zur Verbesserung der Tur­ binenleistung erwärmt werden.
Es wird auch klar erkennbar sein, daß die Eingangs­ leistung in den von der Gasturbine angetriebenen Generator mit der Ausgangsleistung der Gasturbine im Gleichgewicht ste­ hen muß. Im allgemeinen folgt ein Generator dem Leistungs­ verhalten einer Turbine dahingehend, daß mit steigender Umge­ bungstemperatur die Ausgangsleistung der Gasturbine und des Generators sinkt. Umgekehrt steigt bei fallender Umge­ bungstemperatur die Ausgangsleistung der Gasturbine und des Generators an. Demzufolge kann der Generator bei fallender Umgebungstemperatur mehr Wärme absorbieren und einen höheren Eingangsleistungspegel verarbeiten und somit die Generator­ nennleistung steigern. Erfindungsgemäß wird der flüssige Stickstoff auch dem Generatorkühlsystem unter Wärmeaustausch mit diesem zugeführt, was den Generator wirksam in eine käl­ tere Betriebsumgebung versetzt. Insbesondere wird der flüs­ sige Stickstoff in unter Wärmeaustausch mit dem herkömmli­ chen Kühlmedium des Generators expandiert, so daß der Genera­ tor in einer kühleren Umgebung arbeitet. Der den Wärmetau­ scher verlassende expandierte oder gasförmige Stickstoff kann dann ähnlich wie vorstehend beschrieben verwendet werden, d. h. der Brennkammer zum Verringern der NOx-Bildung und - Emissionen oder dem Turbinenabschnitt zum Steigern der Aus­ gangsleistung oder beiden Einrichtungen zugeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für den Be­ trieb bei relativ hohen Umgebungstemperaturen nützlich, wie sie während der Sommerzeit auftritt. Bei sinkenden Tempera­ turen tritt jedoch eine Vereisung in dem Verdichtereinlaß auf, weshalb der Kühler nicht bei niedrigen Umgebungs­ temperaturen betrieben werden kann. Im Winter-Spitzenmarkt, wenn Lieferungen von flüssigem Stickstoff ohne weiteres ver­ fügbar sind, kann jedoch Wärme, beispielsweise aus einem Dampfturbinenkondensator oder irgendeiner anderen Wärmequelle zum Erwärmen des flüssigen Stickstoff und Umwandeln in seine Gasform entweder für die NOx-Verringerung in der Brennkammer oder die Massenstromerhöhung in der Turbine oder für beides genutzt werden.
Demzufolge ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Er­ findung, neue und verbesserte Vorrichtungen und Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine zu schaffen, um die Turbi­ nenausgangsleistung durch Kühlen der Verdichtereinlaßluft und Zuführen des gasförmigen Stickstoffs zu dem Turbinenabschnitt zwecks Erhöhung des Massenstroms zu verbessern, oder um eine NOx-Steuerung mittels einer Verdünnungsinjektion des gas­ förmigen Stickstoffs in die Brennkammer, oder in beide Ein­ richtungen zu erreichen. Es ist auch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Generatorausgangsleistung durch Erhöhen der Kühlkapazität des Generators zu steigern, indem flüssiger Stickstoff unter Wärmeaustausch mit dem Kühlsystem des Generators zugeführt und der sich ergebende gasförmige Stickstoff der Turbinenbrennkammer zum Verringern der NOx-Bildung oder dem Turbinenabschnitt zum Erhöhen des Massen­ stroms und somit der Ausgangsleistung oder beiden Einrich­ tungen zugeleitet wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vor­ liegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen zum Betrei­ ben einer Gasturbine mit einem Verdichterabschnitt, einer Brennkammer und einem Turbinenabschnitt mit den Schritten:
Anordnen von flüssigem Stickstoff in Wärmetauscherrelation mit durch den Verdichterabschnitt strömender Luft zum Senken der Temperatur der hindurchströmenden Luft und zum Expandie­ ren des flüssigen Stickstoffs in Gasform, und Zuführen des gasförmigen Stickstoffs zu mindestens einer Einrichtung von (i) der Brennkammer zum Reduzieren der NOx-Bildung in der Brennkammer und (ii) dem Turbinenabschnitt, um dadurch die Ausgangsleistung der Gasturbine zu erhöhen.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb ei­ nes Energieerzeugungssystems geschaffen, das einen Generator und eine Gasturbine mit einem Verdichterabschnitt, einer Brennkammer und einen mit dem Generator gekoppelten Turbi­ nenabschnitt enthält, und in welchem der Generator ein Kühl­ system besitzt, mit den Schritten: Anordnen von flüssigem Stickstoff in Wärmetauscherrelation mit dem Kühlsystem des Generators zum Kühlen des Generators und Expandieren des flüssigen Stickstoffs in Gasform, und Zuführen des gasför­ migen Stickstoffs zu mindestens einer Einrichtung von (i) der Brennkammer zum Reduzieren der NOx-Bildung in der Brennkammer und (ii) dem Turbinenabschnitt, um dadurch die Ausgangs­ leistung der Gasturbine zu erhöhen.
In noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Gasturbine mit ei­ nem Verdichterabschnitt, einer Brennkammer für die Aufnahme verdichteter Luft aus dem Verdichterabschnitt, einem Turbi­ nenabschnitt für die Aufnahme heißer Verbrennungsgase aus der Brennkammer, einer Quelle mit flüssigen Stickstoff, einem Wärmetauscher zum Aufnehmen des flüssigen Stickstoffs aus dessen Quelle und Anordnen des flüssigen Stickstoffs in Wär­ metauscherrelation mit durch den Verdichterabschnitt strömen­ der Luft, um die Temperatur der hindurchströmenden Luft abzu­ senken und den flüssigen Stickstoff in gasförmige Form zu ex­ pandieren, und einer Einrichtung geschaffen, um den gasförmi­ gen Stickstoff mindestens einer Einrichtung von (i) der Brennkammer zum Reduzieren der NOx-Bildung in der Brennkammer und (ii) dem Turbinenabschnitt zuzuführen, um dadurch die Ausgangsleistung der Gasturbine zu erhöhen.
In noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Leistungserzeu­ gungseinrichtung mit einer Gasturbine mit einem Verdichterab­ schnitt, einer Brennkammer für die Aufnahme verdichteter Luft aus dem Verdichterabschnitt und einem Turbinenabschnitt für die Aufnahme heißer Verbrennungsgase aus der Brennkammer, ei­ nem Generator mit einem Kühlsystem und gekoppelt mit dem Tur­ binenabschnitt, einer Quelle mit flüssigen Stickstoff, einem Wärmetauscher für die Aufnahme flüssigen Stickstoffs aus des­ sen Quelle und um den Stickstoff in einen Wärmeaustausch mit dem Kühlsystem des Generators zu bringen, um den Generator zu kühlen und den flüssigen Stickstoff in gasförmige Form zu ex­ pandieren, und einer Einrichtung geschaffen, um den gasförmi­ gen Stickstoff mindestens einer Einrichtung von (i) der Brennkammer zum Reduzieren der NOx-Bildung in der Brennkammer und (ii) dem Turbinenabschnitt zuführen, um dadurch die Ausgangsleistung der Gasturbine zu erhöhen.
Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeich­ nung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die einzige Fig. 1 ist eine schematische Darstellung ei­ nes Gasturbinen-Betriebssystems gemäß der vorliegenden Erfin­ dung.
Die Figur stellt schematisch eine die vorliegende Erfin­ dung verkörpernde Einwellen-Hochleistungsgasturbine 10 mit einem einfachen Zyklus dar. Die Gasturbine kann als eine an­ genommen werden, die einen mehrstufigen Axialströmungs-Ver­ dichter 12 mit einer Rotorwelle 14 aufweist. Luft tritt in den Verdichtereinlaß 16 ein, wird von dem Axialströmungs-Ver­ dichter 12 verdichtet und wird dann (schematisch durch die Leitung 19 dargestellt) an eine Brennkammer 18 abgegeben, wo Brennstoff, wie z. B. Erdgas, verbrannt wird, um hochenergeti­ sche Verbrennungsgase zu erzeugen, die (schematisch durch die Leitung 21 dargestellt) dem Turbinenabschnitt 20 zugeführt werden. Im dem Turbinenabschnitt 20 wird die Energie der hei­ ßen Gases in Arbeit umgewandelt, wovon ein Teil für den An­ trieb des Verdichters 12 über die Welle 14 verwendet wird, während der Rest als Nutzarbeit für den Antrieb einer Last, wie z. B. eines Generators 22, mittels einer Rotorwelle 24 zum Erzeugen von Elektrizität zur Verfügung steht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird flüssiger Stick­ stoff aus einer geeigneten Quelle, z. B. aus einem Tank 26, Kühlschlangen 28 zugeführt, die bevorzugt in dem oder angren­ zend an den Einlaß 16 des Verdichters 12 angeordnet sind, wo­ bei der flüssige Stickstoff über eine Pumpe 29 und eine Lei­ tung 30 zugeführt wird. Es ist klar erkennbar, daß durch die Anordnung der Schlangen 28 in dem Verdichterlufteinlaß die dem Kompressor zugeführte Luft und der flüssige Stickstoff einem gegenseitigen Wärmeaustausch unterliegen, wodurch die Einlaßluft gekühlt und der flüssige Stickstoff erwärmt wird, so daß er sich in einen gasförmigen Zustand umwandelt.
Der in gasförmigem Zustand von den Schlangen 28 abge­ gebene Stickstoff wird entweder der Brennkammer 18 oder der Turbine 20 oder beiden Einrichtungen zugeführt. Somit kann der gasförmige Stickstoff der Brennkammer 18 über Leitungen 32 und 34 zugeführt werden, um die Flammentemperatur in der Brennkammer und somit die Bildung von NOx zu reduzieren und gleichzeitig damit den Massenstrom und somit die Ausgangs­ leistung zu erhöhen. Alternativ kann der gasförmige Stick­ stoff über die Leitung 38 direkt dem Turbinenabschnitt 20 zur Erhöhung oder Steigerung des Massenstroms durch den Turbinen­ abschnitt und somit zur Erhöhung der Gasturbinenaus­ gangsleistung zugeführt werden. Es wird deutlich, daß die Zu­ führung sowohl zu der Brennkammer als auch dem Turbi­ nenabschnitt zwischen der Brennkammer und dem Turbinen­ abschnitt gesteuert oder aufgeteilt werden kann. Ferner kann der gasförmige Stickstoff in beiden Fällen mittels der zu­ sätzlichen Wärme, welche beispielsweise aus der Abwärme aus dem Gasturbinengehäuse, Abgas oder dergleichen zugeführt wird, vorgewärmt werden, um die Erwärmungsrate zu verbessern. Die zusätzliche Einrichtung zur Wärmesteigerung ist schema­ tisch bei 40 dargestellt.
Gemäß Darstellung treibt der Turbinenabschnitt 20 einen Generator 22 an. Wegen der wesentlichen Steigerung der Aus­ gangsleistung aus der Gasturbine besteht ein Merkmal der Er­ findung darin, daß der Generator 22 ebenfalls flüssigen Stickstoff unter Wärmeaustausch mit dem Kühlsystem des Gene­ rators in der Weise nutzt, daß der Generator tatsächlich bei einer kälteren Temperatur arbeitet und die gesteigerte Aus­ gangsleistung der Turbine aufnehmen kann. Dieses ermöglicht die Erhöhung der Erzeugungsnennleistung des Generators. Daher wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung flüs­ siger Stickstoff beispielsweise aus dem Tank 26 über eine Leitung 42 und eine Pumpe 44 dem Verdichter 12 unter Wärme­ austausch mit dem Kühlsystem 46 des Generators zugeführt. So­ mit wird flüssiger Stickstoff Kühlschlangen 48 unter Wärme­ austausch mit dem Generatorkühlsystem 46 zugeführt. Demzu­ folge kann die Betriebstemperatur des Generators unter seine normale Betriebstemperatur gesenkt werden, was den Generator in die Lage versetzt, die gesteigerte Ausgangsleistung aus der Gasturbine 10 aufzunehmen. Ferner wird dadurch, daß der flüssige Stickstoff in einen Wärmeaustausch mit dem Kühlsystem des Generators gebracht wird, der flüssige Stickstoff erwärmt in seinen gasförmigen Zustand umgewandelt. Der gasförmige Stickstoff wird dann entweder der Brennkammer 18 über eine Leitung 50 zum Reduzieren der NOx-Bildung in der Brennkammer oder dem Turbinenabschnitt über eine Leitung 52 zum Verbes­ sern des Massenstroms durch die Turbine, oder beiden Einrich­ tungen gleichzeitig gemäß vor stehender Beschreibung zuge­ führt. Der gasförmige Stickstoff kann auch unter Nutzung von Abwärme aus der Gasturbine, deren Abgas und dergleichen, wie schematisch bei 54 dargestellt, erwärmt werden.

Claims (18)

1. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine mit einem Verdichterabschnitt, einer Brennkammer und einem Turbinenabschnitt, enthaltend die Schritte:
Anordnen von flüssigem Stickstoff in Wärmetauscherre­ lation mit durch den Verdichterabschnitt strömender Luft zum Absenken der Temperatur der hindurchströmenden Luft und zum Expandieren des flüssigen Stickstoffs in einen gasförmigen Zustand; und
Zuführen des gasförmigen Stickstoffs zu mindestens einer Einrichtung von (i) der Brennkammer zum Reduzieren der NOx-Bildung in der Brennkammer und (ii) dem Turbinen­ abschnitt zum Erhöhen der Ausgangsleistung der Gastur­ bine.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der flüssige Stickstoff in einem Einlaß zu dem Verdichterabschnitt angeordnet wird und Einlaßluft zu dem Verdichterabschnitt schnell durch den flüssigen Stickstoff abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zusätzlich zu der Wärme, die dem Stickstoff durch den Wärmeaustausch mit der durch den Verdichterabschnitt strömenden Luft zuge­ führt wird, Wärme zugeführt wird, bevor der gasförmige Stickstoff entweder der Brennkammer oder dem Turbinenab­ schnitt zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Turbine mit einem Generator mit einem Kühlsystem verbunden ist und diesen antreibt, enthaltend die Schritte: Anordnen von flüssigem Stickstoff in einem Wärmeaustausch mit dem Kühlsystem des Generators zum Kühlen des Generators und Expandieren des flüssigen Stickstoffs in Gasform, und Zuführen des sich aus dem Wärmeaustausch mit dem Generatorkühlsystem erge­ benden gasförmigen Stickstoffs zu mindestens einer Ein­ richtung von (i) der Brennkammer zum Reduzieren der NOx-Bildung in der Brennkammer und (ii) dem Turbinenabschnitt zum Erhöhen der Ausgangsleistung der Gasturbine.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei dem Stickstoff zusätz­ lich zu der Wärme, die diesem durch den Wärmeaustausch mit dem Kühlsystem des Generator zugeführt wird, Wärme zugeführt wird, bevor der der gasförmige Stickstoff ent­ weder der Brennkammer oder dem Turbinenabschnitt zuge­ führt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der gasförmige Stick­ stoff der Brennkammer zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der gasförmige Stick­ stoff dem Turbinenabschnitt zugeführt wird.
8. Verfahren zum Betreiben einer Leistungserzeugungseinrichtung, die einen Generator und eine Gasturbine mit einem Verdichterabschnitt, einer Brennkammer und einem Turbinenabschnitt, der mit dem Generator gekoppelt ist, aufweist, wobei der Generator ein Kühlsystem enthält, enthaltend die Schritte:
Anordnen von flüssigem Stickstoff in Wärmetauscherre­ lation mit dem Kühlsystem des Generators zum Kühlen des Generators und zum Expandieren des flüssigen Stickstoffs in einen gasförmigen Zustand; und
Zuführen des gasförmigen Stickstoffs mindestens einer Einrichtung von (i) der Brennkammer zum Reduzieren der NOx-Bildung in der Brennkammer und (ii) dem Turbinen­ abschnitt, um dadurch die Ausgangsleistung der Gasturbine zu erhöhen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei dem Stickstoff zusätz­ lich zu der Wärme, die diesem durch den Wärmeaustausch mit dem Kühlsystem des Generator zugeführt wird, Wärme zugeführt wird, bevor der gasförmige Stickstoff entweder der Brennkammer oder dem Turbinenabschnitt zugeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der gasförmige Stick­ stoff der Brennkammer zugeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der gasförmige Stick­ stoff dem Turbinenabschnitt zugeführt wird.
12. Gasturbine (10) enthaltend:
einen Verdichterabschnitt (12);
eine Brennkammer (18) zum Aufnehmen der verdichteten Luft aus dem Verdichterabschnitt (12);
einen Turbinenabschnitt (20) zum Aufnehmen heißer Ver­ brennungsgase aus der Brennkammer (18);
eine Quelle (26) für flüssigen Stickstoff;
einen Wärmetauscher (28) zum Aufnehmen flüssigen Stick­ stoffs aus dessen Quelle (26) und Anordnen des flüssigen Stickstoffs in Wärmetauscherrelation mit durch den Ver­ dichterabschnitt (12) strömender Luft zum Absenken der Temperatur der hindurchströmenden Luft und zum Expandie­ ren des flüssigen Stickstoffs in einen gasförmigen Zu­ stand; und
eine Einrichtung zum Zuführen des gasförmigen Stickstoffs zu mindestens einer Einrichtung von (i) der Brennkammer zum Reduzieren der NOx-Bildung in der Brennkammer und (ii) dem Turbinenabschnitt zum Erhöhen der Ausgangs­ leistung der Gasturbine.
13. Gasturbine nach Anspruch 12, wobei der Wärmetauscher (28) in dem Einlaß (16) zu dem Verdichterabschnitt (12) angeordnet ist.
14. Gasturbine nach Anspruch 13 mit einer Wärmequelle (40) zum Zuführen von Wärme zu dem Stickstoff zusätzlich zu der Wärme, die diesem durch Wärmeaustausch mit der durch den Verdichterabschnitt strömenden Luft zugeführt wird, wobei die Wärmequelle zwischen dem Verdichtereinlaß (16) und entweder der Brennkammer (18) oder dem Turbinenab­ schnitt (20) angeordnet ist.
15. Gasturbine nach Anspruch 12, enthaltend: einen Generator (22) mit einem Kühlsystem (46), wobei der Turbinenab­ schnitt (20) mit dem Generator (22) verbunden ist, einen Wärmetauscher (48) für die Aufnahme flüssigen Stickstoffs aus dessen Quelle (26) und um den Stickstoff in einen Wärmeaustausch mit dem Kühlsystem (46) des Generators (22) zu bringen, um den Generator (22) zu kühlen und den flüssigen Stickstoff in gasförmige Form zu expandieren; und eine Einrichtung zum Zuführen des gasförmigen Stick­ stoffs aus dem Generatorkühlsystem (46) mindestens einer Einrichtung von (i) der Brennkammer zum Reduzieren der NOx-Bildung in der Brennkammer und (ii) dem Turbinenab­ schnitt, um dadurch die Ausgangsleistung der Gasturbine zu erhöhen.
16. Gasturbine nach Anspruch 15 mit einer Wärmequelle (54) zum Zuführen von Wärme zu dem Stickstoff zusätzlich zu der Wärme, die diesem durch Wärmeaustausch mit dem Gene­ ratorkühlsystem (46) zugeführt wird, wobei die Wärme­ quelle (54) zwischen dem Kühlsystem (46) und entweder der Brennkammer (18) und dem Turbinenabschnitt (20) angeord­ net ist.
17. Energieerzeugungssystem enthaltend:
eine Gasturbine (10) mit einem Verdichterabschnitt (12), einer Brennkammer (18) zum Aufnehmen verdichteter Luft aus dem Verdichterabschnitt (12) und einem Turbinen­ abschnitt (20) zum Aufnehmen heißer Verbrennungsgase aus der Brennkammer (18);
einen Generator (22) mit einem Kühlsystem (46) und ver­ bunden mit dem Turbinenabschnitt (20);
eine Quelle (26) für flüssigen Stickstoff;
einen Wärmetauscher (48) zum Aufnehmen flüssigen Stick­ stoffs aus dessen Quelle (26) und Anordnen des flüssigen Stickstoffs in Wärmetauscherrelation mit dem Kühlsystem (46) des Generators (22) zum Kühlen des Generators (22) und zum Expandieren des flüssigen Stickstoffs in einen gasförmigen Zustand; und
eine Einrichtung zum Zuführen des gasförmigen Stick­ stoffs zu mindestens einer Einrichtung von (i) der Brenn­ kammer zum Reduzieren der NOx-Bildung in der Brennkammer und (ii) dem Turbinenabschnitt, um dadurch die Ausgangs­ leistung der Gasturbine zu erhöhen.
18. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 17 mit einer Wärmequelle (54) zum Zuführen von Wärme zu dem Stickstoff zusätzlich zu der Wärme, die diesem durch Wärmeaustausch mit dem Generatorkühlsystem (46) zugeführt wird, wobei die Wärmequelle (54) zwischen dem Kühlsystem (46) und entweder der Brennkammer (18) und dem Turbinenabschnitt (20) angeordnet ist.
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