DE2920069C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gasturbinen-Kraftwerksanlage nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine wesentliche Schwierigkeit bei der Steuerung derartiger
Anlagen liegt in den großen Mengen an Luft und Brennstoff
sowie daraus resultierdem Abgas, die kontrolliert werden müs
sen. Daraus resultiert eine erhebliche Trägheit des Systems,
die sich insbesondere beim Hochfahren der Anlage negativ aus
wirkt und zu entsprechend langen Anfahrzeiten führt.
Dies gilt insbesondere für eine bekannte Anlage der eingangs
genannten Art (US-PS 37 91 137), bei der die freie Wellenlei
stungsturbine in einem geschlossenem Heliumkreis arbeitet. Das
Helium wird durch den in der Wirbelschichtfeuerung angeordne
ten Wärmetauscher geführt und erhält dort diejenige Energie,
die zum Betrieb des geschlossenen Heliumkreises sowie zum
Antrieb der Wellenleistungsturbine erforderlich ist. Beim
Anfahren wird die im Verdichter erzeugte Druckluft durch die
Heizvorrichtung hindurch in die Wirbelschichtfeuerung einge
leitet. Die aus letzterer austretenden Gase gelangen in die
Brennkammer und von dort in die den Verdichter antreibende
Turbine. Dabei kann ein Teil der im Verdichter erzeugten
Druckluft abgezweigt und dem in der Brennkammer erhitzten Gas
vor der Turbine beigemischt werden. In jedem Falle wird wäh
rend des Anfahrens das System in seiner Gesamtheit gleichzei
tig hochgefahren, wofür ein beträchtlicher Zeitaufwand erfor
derlich ist.
Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine
Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die in deutlich
verkürzter Zeit bis zu ihrem stationären Zustand hochgefahren
werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Anlage
die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1
auf.
Danach liegt die Wellenleistungsturbine nicht mehr in einem
gesonderten Kreis, sondern wird mit dem Abgas der Turbine
beaufschlagt (was an sich aus der DE-OS 25 46 469 bekannt ist,
allerdings im Zusammenhang mit einer Anlage, deren Steuerung
über die Brennstoffzufuhr erfolgt). Die erfindungsemäße Anlage
wird also von den Aggregaten (Verdichter, Turbine, Wärmetau
scher, Kühler etc.) des gesonderten geschlossenen Kreises
entlastet. Der Wärmetauscher wird mit einem Teil der vom Ver
dichter gelieferten Druckluft beaufschlagt und leitet die
erwärmte Luft der Turbine zu. Die Heizvorrichtung stellt kei
nen Bestandteil der vom Verdichter zur Wirbelschichtfeuerung
führenden ersten Leitung dar, sondern liegt in einem Bypass
parallel zu dieser Leitung, so daß eine entsprechende Strö
mungsaufteilung möglich ist. Auch die Brennkammer ist nicht in
Reihe, sondern parallel geschaltet, so daß auch hier eine
Strömungsaufteilung möglich ist. Im übrigen lassen sich Heiz
vorrichtung und Brennkammer nicht nur ihrer Funktion nach
abschalten, sondern strömungstechnisch umgehen. Letzteres gilt
auch für die Wellenleistungsturbine.
Während des Hochfahrens der Anlage werden anfänglich der Ver
dichter, die Brennkammer und die Turbine nach Art eines norma
len Gasturbinentriebwerks gestartet und betrieben, und zwar
so lange, bis ein stationärer Selbstlauf erreicht ist. Sodann
wird ein Teil der vom Verdichter gelieferten Druckluft abge
zweigt, in der Heizvorrichtung erwärmt und in die Wirbel
schichtfeuerung eingeleitet. Letztere heizt sich dabei so weit
auf, daß sich eine selbständige Verbrennung einstellt. Sobald
die Temperatur in der Wirbelschichtfeuerung entsprechend ange
stiegen ist, vorzugsweise auf 750-800°C, wird der in der Wir
belschicht angeordnete Wärmetauscher in Betrieb genommen,
indem ein Teil der vom Verdichter gelieferten Druckluft durch
den Wärmetauscher hindurchgefördert wird. Der Verbrennungsvor
gang in der Wirbelschichtfeuerung läßt sich somit zusätzlich
steuern. Allerdings wird die Temperatur in der Wirbelschicht
feuerung weiter gesteigert, und zwar vorzugsweise auf
850-925°C. Nun bedarf es der Brennkammer und der Heizvorrich
tung nicht mehr. Eine weitere Steuerungsmöglichkeit wird da
durch erzielt, daß ein Teil der vom Verdichter gelieferten
Druckluft vor dem Wärmetauscher abgezweigt und der Turbine
zugeleitet wird. Der Sollzustand der Anlage ist erreicht, und
die bis dahin umgangene Wellenleistungsturbine kann nunmehr
ohne negative Beeinflussung des thermodynamischen Gleichge
wichts der Anlage zugeschaltet werden, und zwar vorzugsweise
unter Zuhilfenahme eines in der Leitung zwischen der Turbine
und der freien Wellenleistungsturbine angeordneten Ventils,
welches den Durchfluß in umgekehrtem Mengenverhältnis zur
Umgehungsleitung steuert und im übrigen auch als Schnellschluß
beim Lastabwurf betätigbar ist.
Das stufenweise Hochfahren der Anlage bringt eine beträchtli
che Zeitverkürzung für den Anfahrvorgang mit sich. Dabei hat
es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Steue
rung so zu wählen, daß die Geschwindigkeit der der Wirbel
schichtfeuerung zugeführten Druckluft auf einem konstanten
vorgegebenen Wert gehalten wird. Das Verhältnis dieses Druck
luftanteils zu dem dem Wärmetauscher zugeführten Anteil be
trägt vorzugsweise 1 : 2. Das erfindungsgemäße Steuersystem
arbeitet mit Ventilen, die in den kühleren Bereichen liegen.
Spezialarmaturen sind also nicht erforderlich. Schließlich sei
erwähnt, daß der Übergang zwischen den Steuerungsphasen stu
fenlos erfolgen kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert, in der das erfindungsgemäße Steuersystem schema
tisch gezeigt ist.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Gastur
binen-Kraftwerksanlage mit einer druckaufgeladenen Wirbel
schichtfeuerung 12 und einem zugeordneten Steuersystem.
Die Wirbelschichtfeuerung 12 ist über eine Versorgungseinrich
tung, z.B. Leitungen 14 und 16 mit einer Quelle von pulverför
migem festen Brennstoff 18 und Schwefeldioxyd-absorbierendem
Material 20, z.B. Kohle bzw. zerkleinertem Dolomit, verbunden.
Die Verbrennungsgase, welche durch Verbrennung des Brennstoffs
in der Feuerung 12 erzeugt werden, werden aus letzterer über
eine Leitung 22 zu Separatoren 24 und 26, z.B. Zyklonenab
scheidern für zweistufige Trennung, und über eine Leitung 28
zu einer Turbine 30 einer Gasturbinenmaschine 32 geleitet. Die
Feuerung 12 ist mit einem Luft-Kühlsystem zur Steuerung der
Reaktionstemperatur in ihrem Fließbett 34 auf einen Bereich
zwischen etwa 700 und 925°C versehen.
Das Luft-Kühlsystem weist einen Wärmetauscher 36 eines geeig
neten Typs im Fließbett 34 auf, der über Leitungen 38 und 40
zur Aufnahme von Druckluft mit einem Verdichter 42 verbunden
ist. Der Wärmetauscher 36 ist außerdem über eine Leitung 44
mit der Leitung 28 derart verbunden, daß erhitzte komprimierte
Luft mit den durch die Leitung 28 strömenden gereinigten Ver
brennungsgasen aus der Feuerung 12 gemischt werden.
Die Feuerung 12 ist über die Leitung 38 mit dem Verdichter 42
verbunden, um einen Teil der von diesem abgegebenen Druckluft
aufzunehmen. Diese in die Feuerung 12 eingeführte Druckluft
wird durch geeignete Verteilungsmittel, z.B. eine Verteiler
siebplatte 46 in das Fließbett 34 verteilt. Die Druckluft
dient zum Aufrechterhalten des Brennstoffs und anderen Tei
lchenmaterials, z.B. Dolomit, in einem suspendierten Wirbel
stromzustand und zur Sauerstoffzufuhr für die Unterstützung
der Verbrennung des Brennstoffs.
Der Verdichter 42 wird von der Turbine 30 der Gasturbinenma
schine 32 angetrieben und kann Bestandteil der Gasturbinenan
lage oder als getrennte Einheit, getrieben von der Turbine 30,
angeordnet sein. Eine Brennkammer 48 kann ebenfalls als inte
graler Bestandteil oder getrennt von der Gasturbinenanlage
vorgesehen sein. Die Brennkammer erhält Druckluft vom Verdich
ter 42 über eine Leitung 50 und Brennstoff von einer geeigne
ten Quelle zur Erzeugung von Brenngasen, die über eine Leitung
52 dem Gas in der Leitung 28 beigemischt werden. Komprimierte
Luft strömt, gesteuert durch ein Ventil 51, durch die Leitung
52. Das Verbrennungsgas aus der Brennkammer 48 dient allein
oder zusammen mit dem Verbrennungsgas aus der Leitung 28 und
erhitzter Druckluft zum Antreiben der Turbine 30.
Das Abgas aus der Turbine 30 wird über eine Leitung 54 einer
freien Wellenleistungsturbine (free power turbine) 56 zuge
führt. Letztere treibt eine Last, z.B. einen elektrischen
Generator 58. Das Abgas aus der Wellenleistungsturbine 56 wird
über eine Leitung 60 einem Dampf- und Energieerzeugungssystem
61 zugeführt.
Das Dampf- und Energieerzeugungssystem 61 weist einen Abgas
kessel 62 auf, der Abgas aus der Wellenleistungsturbine 56
aufnimmt und im Wärmetausch Wasser aus einer Speiseleitung 64
in Dampf umwandelt. Eine Dampfturbine 66 treibt einen elek
trischen Generator 68 und nimmt über eine Leitung 70 Dampf
auf. Der abströmende Dampf aus der Dampfturbine 66 wird zu
einem Dampfkondensator 72 geleitet, in welchem er wieder in
Wasser umgewandelt wird, das über eine Leitung 74 zum Abgas
kessel 62 rezirkuliert wird. Das Wasser aus dem Kondensator 72
und aufbereitetes Wasser werden zu einem Speisewassererhitzer
76 und von dort über die Speiseleitung 64 zum Abgaskessel 62
geleitet.
Das erfindungsgemäße Steuersystem weist einige ventilgesteuer
te Bypassleitungen auf, welche die Anlage in Betrieb setzen
und eine rasche Anpassung der Wellenleistungsturbine 56 an
Änderungen des Lastbedarfs am elektrischen Generator 58 ermög
lichen sowie die Wellenleistungsturbine 56 gegen Überdrehzahl
bei plötzlichem Lastabwurf am elektrischen Generator 58 schüt
zen.
Das Steuersystem weist im einzelnen eine Bypassleitung 78 auf,
welche die Druckluft zum Wärmetauscher 36 führende Leitung 40
mit der Leitung 44 verbindet, um dadurch einen Beiweg um den
Wärmetauscher 36 zu schaffen. Ein Ventil 80 ist in der Bypass
leitung 78 angeordnet und steuert den Durchfluß durch diese
Leitung, während ein Ventil 82, das in der Leitung 40 angeord
net ist, den Druckluftstrom durch diese Leitung steuert. Die
Ventile 80 und 82 sind derart einstellbar, daß sie die Druck
luft vollständig um den Wärmetauscher 36 herumführen können,
wie dies während eines Teils der Anlaßperiode der Fall ist,
oder die Strömungen entsprechend der Temperatur des Fließbetts
34 zur Aufrechterhaltung der Bettemperatur innerhalb des ge
wünschten Temperaturbereichs zwischen 700 und 925°C während
des Betriebs ändern. Die Ventile 80 und 82 dienen auch gemein
sam zur Aufrechterhaltung der Strömungsgeschwindigkeit des
Wirbelluftstroms im Fließbett 34 auf einem konstanten Istwert.
Diese zuletzt genannte Funktion wird dadurch erfüllt, daß die
Luft-Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung 40 abströmseitg
vom Ventil 82, z.B. bei 35, gemessen wird und dieser Meßwert
mit der Luftgeschwindigkeit im Fließbett in Beziehung gesetzt
wird, indem die Temperatur und der Druck im Fließbett als
Funktion der Geschwindigkeit gemessen werden.
Eine zweite Bypassleitung 84 im Druckluftsystem dient zur
Umleitungg der Druckluft, die von dem Verdichter 42 in die
Leitung 28 abgegeben wird. Eine geeigente Heizvorrichtung 86
ist in der Bypassleitung 84 angeordnet und erhitzt die kompri
mierte Luft vor deren Zuführung zur Wirbelschichtfeuerung 12.
Die Heizvorrichtung 86 kann beliebiger Bauart zur Erhitzung
von Druckluft sein und kann beispielsweise als Brennstoff-Ver
brennungsvorrichtung ausgebildet sein. Zur Steuerung der
Druckluftströmung durch die Bypassleitung 84 und die Leitung
38 sind Ventile 88 und 90 in den zugehörigen Leitungen 84 bzw.
38 vorgesehen.
Eine andere Bypassleitung 92 ist an einem Ende mit der Leitung
54 und am entgegengesetzten Ende mit der Abgasleitung 60 ver
bunden und bildet für die Abgase aus der Turbine 30 eine Umge
hung um die Wellenleistungsturbine 56. Ein Ventil 94, das in
Abhängigkeit von einem Drehzahlschalter oder einer anderen
geeigneten Last-Meßvorrichtung 96 wirksam ist, ist zur Steue
rung des Durchflusses im der Bypassleitung 92 angeordnet. Bei
Betrieb unter im wesentlichen konstanter Last an der Wellen
leistungsturbine 56 befindet sich das Ventil 94 in der
Schließstellung. Im Anlaufbetrieb der Anlage 10 ist das Ventil
94 dagegen vollständig offen. Ferner dient das Ventil 94 zur
Anpassung des von der Wellenleistungsturbine 56 entwickelten
Drehmoments an wesentliche Änderungen der Lastanforderungen am
Generator 58. Im Falle eines plötzlichen Lastabfalls öffnet
das Ventil 94, um das Druckgefälle an der Wellenleistungstur
bine 56 im wesentlichen auf 0 zu bringen und dadurch zu ver
hindern, daß letztere überdreht und dadurch beschädigt werden
kann. Diese Bypassleitung 92 und das Ventil 94 ergeben eine
rasche und genaue Steuerung der Wellenleistungsturbinen-Aus
gangsleistung ohne Störung des thermodynamischen Gleichge
wichts der Anlage 12. Zum weiteren Schutz der freien Wellen
leistungsturbine 56 ist vorzugsweise ein Ventil 98 in der
Leitung 54 eingebaut.
Das Ventil 98 ist normalerweise geöffnet und dient zum Sperren
des Gasstroms zur Wellenleistungsturbine 56, sofern an dieser
ein plötzlicher Lastabfall auftritt. Ein solcher plötzlicher
Lastbedarfsverlust kann dann entstehen, wenn eine elektrische
Störung im Generator 58, eine Schaltungsunterbrechung oder
eine Kupplungsunterbrechung zwischen der Wellenleistungstur
bine 56 und dem Generator 58 auftritt, der von ersterer ge
trieben ist. Dieses Ventil 98 kann beliebig ausgebildet sein;
so beispielsweise als Gruppe von ungekrümmten Schaufeln oder
Lamellen im Leitapparat der Wellenleistungsturbine, die bei
einer normalerweise offenen Position in Richtung der Gasströ
mung ausgerichtet sind und durch ein geeignetes Hebelsystem
und eine Ringanordnung so weit gedreht werden, daß sie eine im
wesentlichen rechtwinklige Orientierung bezüglich der Richtung
des Gasstroms erhalten und eine völlig geschlossene Stellung
einnehmen; ferner kann eine Gruppe von Iris- oder Guillotine
-Platten derart angeordnet und betätigt werden, daß sie ein
Ringventil bilden; oder es können bei neueren Wellenleistungs
turbinen die Statorschaufeln der ersten Stufe drehbar gemacht
und in eine Schließstellung gedreht werden, um den Abgasstrom
zu sperren.
Die Anordnung des Ventils 98 im Steuersystem und das Zusammen
wirken mit dem Ventil 94 in der Bypassleitung 92 sind von
Vorteil, denn es wurde gefunden, daß in einigen Situationen
nicht genügend Abgas über die Leitung 92 umgeleitet werden
kann, um die Energieabgabe der Wellenleistungsturbine 56 auf 0
zurückzustellen und ein Überdrehen der Wellenleistungsturbine
zu vermeiden. Das Ventil 98 ist ähnlich dem Ventil 94 so ange
schlossen, daß es auf die Last-Meßeinrichtung 96 anspricht und
schließt, wenn das Ventil 94 öffnet. Das Ventil 98 bewirkt in
seiner Schließstellung und in Verbindung mit dem geschlossenen
Ventil 94 auch, daß der Rückdruck bzw. Staudruck auf die Gas
turbinenmaschine 32 aufrechterhalten wird, und verhindert
dadurch deren Überdrehzahl.
Der Anlauf der Anlage wird dadurch erreicht, daß zuerst die
Ventile 80, 82, 88, 90 und 98 geschlossen und die Ventile 51
und 94 geöffnet werden. Bei dieser Lage der genannten Ventile
wird der Druckluftstrom zur Wirbelschichtfeuerung 12 unter
brochen und die Bypassleitung 92 geöffnet, so daß Abgas von
der Turbine 30 nicht in die Wellenleistungsturbine 56 einströ
men kann. Bei geöffnetem Ventil 51 wird ein geeigneter Anlas
ser 100, z.B. eine Brennkraftmaschine betätigt, die den Ver
dichter 42 antreibt. Die gesamte vom Verdichter 42 erzeugte
Druckluft strömt durch die Leitung 50 in die Brennkammer 48,
wo Treibstoff injiziert und zur Erzeugung von Verbrennungsgas
gezündet wird. Dieses Verbrennungsgas wird über die Leitung 52
zur Leitung 28 und von dort zur Turbine 30 zu deren Antrieb
geleitet. Ein Rückschlagventil 102 oder eine andere Absperr
vorrichtung in der Leitung 28 verhindert, daß Verbrennungsgas
in Richtung der Feuerung 12 strömt. Das Abgas aus der Turbine
30 wird zu dem Dampf- und Energieerzeugungssystem 61 über die
Leitung 54, die Bypassleitung 92 und die Abgasleitung 60 ge
leitet. Ein Rückschlagventil 104 verhindert einen Rückstrom
von Abgas in der Abgasleitung 60. Sobald die Turbine 30 ange
trieben ist, wird der Anlasser 100 ausgeschaltet und die
Brennkammer 48 derart betätigt, daß sich die Gasturbinenma
schine aufheizt. Wenn sich die Gasturbinenmaschine 32 be
triebsmäßig stabilisiert hat, wird das Ventil 88 in der Bei
paßleitung 84 geöffent, so daß es Druckluft zur Heizvorrich
tung 86 durchläßt, wobei ein Teil der Druckluft die Verbren
nung des Brennstoffs unterstützt. Das Gemisch aus Verbren
nungsgas und erhitzter komprimierter Luft fließt über die
Leitung 38 in die Wirbelschichtfeuerung 12. Nachdem die er
hitzte Druckluft und das Verbrennungsgas in der Feuerung 12
nach Volumen und Druck ausreichen, um den Brennstoff und das
Teilchenmaterial im Fluidisierungszustand zu halten, werden
Brennstoff und Teilchenmaterial über die Leitungen 14 und 16
in die Feuerung 12 eingeleitet. Das Gemisch aus heißen Ver
brennungsgasen und komprimierter Luft liefert auch die Wärme
und den Sauerstoff zum Zünden des Brennstoffs im Fließbett 34.
Wenn die Fließbettemperatur auf einen Wert zwischen etwa 750°C
und 800°C, gemessen von einer Temperaturmeß- und Signalgabe
vorrichtung 106, angestiegen ist, wird das Ventil 82 zunehmend
geöffnet, so daß es Druckluft über die Leitung 40 in den Wär
metauscher 36 strömen läßt. Durch graduelle Erhöhung des
Druckluftstroms in und durch den Wärmetauscher 36 wird ein
übermäßiger Wärmeschock am Wärmetauscher verhindert, wenn die
relativ kalte Druckluft durch den Wärmetauscher zu strömen
beginnt. Wenn das Fließbett 34 eine Temperatur innerhalb des
Bereichs zwischen etwa 870°C und etwa 925°C erreicht hat,
öffnet das Ventil 80, so daß die den Wärmetauscher 36 durch
strömende Druckluftmenge zur Aufrechterhaltung des Fließbetts
34 bei der gewünschten Temperatur im Bereich von etwa 870°C
und etwa 925°C gesteuert werden kann, wobei der Durchfluß
durch den Wärmetauscher und die Bypassleitung 78 varriert
wird. Die Ventile 80 und 82 wirken in der Weise zusammen, daß
bei Bewegung des einen Ventils in eine Schließstellung das
andere Ventil in eine Offenstellung bewegt wird, wodurch der
Luftstrom aufgeteilt wird, damit die o.g. Fließbettemperatur
erhalten bleiben kann. Diese Ventile wirken auch im Sinne
einer Aufrechterhaltung einer konstanten Wirbelluftgeschwin
digkeit zusammen. Das im Fließbett 34 erzeugte Gas wird über
die Leitungen 22 und 28 in die Turbine 30 der Gasturbinen
maschine 32 geleitet. Das Abgas aus der Turbine 30 umgeht zu
diesem Zeitpunkt über die Bypassleitung 92 die freie Wellen
leistungsturbine 56. Wenn das Fließbett 34 eine Temperatur im
Bereich von 750 bis etwa 800°C und die Gasturbine 32 den sy
nchronisierten Freilaufpunkt erreicht hat, wird das Ventil 88
geschlossen und die Brennstoffzufuhr zur Heizvorrichtung 86
unterbrochen. Im wesentlichen gleichzeitig mit dem Schließen
des Ventils 88 wird das Ventil 90 geöffnet, so daß jetzt der
Druckluftstrom direkt zur Feuerung 12 gelangt, in der das
Fließbett sein thermodynamisches Gleichgewicht erreicht hat.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Bypassventil 94 geschlosen und
das Ventil 98 geöffnet, um das Abgas aus der Turbine 30 in die
Wellenleistungsturbine 56 zu leiten und dadurch letztere anzu
treiben. Ebenfalls zu diesem Zeitpunkt wird das Ventil 51
geschlossen und die Brenstoffzufuhr zur Heizvorrichtung 48
unterbrochen, so daß die Turbine 30 nur noch von einem Gemisch
aus Verbrennungsgas und erhitzter Druckluft, das der Turbine
über die Leitungen 28 und 44 zugeführt wird, getrieben wird.
Die Anlage 10 ist jetzt bei vollem Lastbedarf des Generators
58 in Betrieb, wobei die Ventile 94 und 98 den Durchfluß durch
die Leitung 54 und die Bypassleitung 92 ändern, um Schwankun
gen im Lastbedarf zu kompensieren, wobei sie bei plötzlichem
Lastabfall öffnen bzw. schließen, um eine Überdrehzahl an der
Wellenleistungsturbine 56 und an der Turbine 30 zu verhin
dern.
Claims (3)
1. Gasturbinen-Kraftwerksanlage mit
einem Verdichter,
einer den Verdichter antreibenden Turbine,
einer vom Verdichter gespeisten, die Turbine beaufschla genden Brennkammer,
einem mit dem Verdichter und der Turbine verbundenen Anlasser,
einer freien Wellenleistungsturbine,
einer druckaufgeladenen Wirbelschichtfeuerung für pulve risierten Brennstoff, die über eine erste Leitung an den Ver dichter und über eine zweite Leitung an die Turbine ange schlossen ist,
einem in der Wirbelschichtfeuerung angeordneten Wärmetau scher,
einer Heizvorrichtung zur Erwärmung von im Verdichter erzeugter und zur Wirbelschichtfeuerung geführter Druckluft und
einem Steuersystem zur ventilgesteuerten Verteilung der im Verdichter erzeugten Druckluft in der Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wellenleistungsturbine (56) über eine dritte Leitung (54) mit dem Abgas der Turbine (30) beaufschlagbar ist,
der Wärmetauscher (36) in einem Bypass zwischen die erste (38) und die zweite Leitung (22, 28) geschaltet ist,
die Heizvorrichtung (86) in einem Bypass parallel zur ersten Leitung (38) liegt,
die Brennkammer (48) in einem Bypass zwischen der ersten (38) und der zweiten Leitung (22, 28) liegt und
von der dritten Leitung (54) eine ventilgesteuerte vierte Leitung (92) zum Umgehen der Wellenleistungsturbine (56) ab zweigt,
wobei zum Hochfahren der Anlage folgende Phasen steuerbar sind:
einem Verdichter,
einer den Verdichter antreibenden Turbine,
einer vom Verdichter gespeisten, die Turbine beaufschla genden Brennkammer,
einem mit dem Verdichter und der Turbine verbundenen Anlasser,
einer freien Wellenleistungsturbine,
einer druckaufgeladenen Wirbelschichtfeuerung für pulve risierten Brennstoff, die über eine erste Leitung an den Ver dichter und über eine zweite Leitung an die Turbine ange schlossen ist,
einem in der Wirbelschichtfeuerung angeordneten Wärmetau scher,
einer Heizvorrichtung zur Erwärmung von im Verdichter erzeugter und zur Wirbelschichtfeuerung geführter Druckluft und
einem Steuersystem zur ventilgesteuerten Verteilung der im Verdichter erzeugten Druckluft in der Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wellenleistungsturbine (56) über eine dritte Leitung (54) mit dem Abgas der Turbine (30) beaufschlagbar ist,
der Wärmetauscher (36) in einem Bypass zwischen die erste (38) und die zweite Leitung (22, 28) geschaltet ist,
die Heizvorrichtung (86) in einem Bypass parallel zur ersten Leitung (38) liegt,
die Brennkammer (48) in einem Bypass zwischen der ersten (38) und der zweiten Leitung (22, 28) liegt und
von der dritten Leitung (54) eine ventilgesteuerte vierte Leitung (92) zum Umgehen der Wellenleistungsturbine (56) ab zweigt,
wobei zum Hochfahren der Anlage folgende Phasen steuerbar sind:
- - in einer ersten Phase wird die im Verdichter (42) erzeugte Druckluft durch die Brennkammer (48) hindurch zur Turbine (30) geleitet, wobei anfänglich der Anlasser (100) betrieben wird,
- - in einer zweiten Phase wird ein Teil der vom Verdich ter (42) erzeugten Druckluft durch die Heizvorrichtung (86) hindurch in die Wirbelschichtfeuerung (12) gelei tet,
- - in einer dritten Phase wird ein Teil der vom Verdich ter (42) erzeugten Druckluft durch den Wärmetauscher (36) geleitet und
- - in einer vierten Phase werden die Brennkammer (48) und die Heizvorrichtung (86) abgeschaltet, und es wird eine Steuerung zum Einleiten eines Teils der im Verdichter (42) erzeugten Druckluft in das aus der Wirbelschichtfeu erung (12) kommende Abgas in Betrieb genommen, wobei die in den Phasen 1 bis 3 umgangene Wellenleistungsturbine (56) mit dem Abgas der Turbine (30) beaufschlagt wird.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei
Erreichen einer Temperatur in der Wirbelschichtfeuerung (12)
von 750-800°C die dritte Phase und bei 850-925°C die vierte
Phase steuerbar sind.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein
steuerbares Ventil (98) in der dritten Leitung (54).
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792920069 DE2920069A1 (de) | 1979-05-18 | 1979-05-18 | Gasturbinentriebwerk und verfahren zu dessen steuerung |
FR7912707A FR2456847B1 (fr) | 1979-05-18 | 1979-05-18 | Systeme de commande pour une centrale d'energie a turbine a gaz comportant une chambre de combustion a lit fluidise sous pression a refroidissement par air |
CH474679A CH643035A5 (en) | 1979-05-18 | 1979-05-21 | Gas turbine arrangement and method for its operation |
NL7904102A NL7904102A (nl) | 1979-05-18 | 1979-05-23 | Krachtinstallatie. |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792920069 DE2920069A1 (de) | 1979-05-18 | 1979-05-18 | Gasturbinentriebwerk und verfahren zu dessen steuerung |
FR7912707A FR2456847B1 (fr) | 1979-05-18 | 1979-05-18 | Systeme de commande pour une centrale d'energie a turbine a gaz comportant une chambre de combustion a lit fluidise sous pression a refroidissement par air |
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NL7904102A NL7904102A (nl) | 1979-05-18 | 1979-05-23 | Krachtinstallatie. |
Publications (2)
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