DE3318601A1 - Combined gas turbine-steam turbine plant and/or combined gas turbine steam generator plant - Google Patents
Combined gas turbine-steam turbine plant and/or combined gas turbine steam generator plantInfo
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Abstract
Description
Kombinierte Gasturbinen-Damfturbinenanlyg Combined gas turbine-steam turbine analysis
bzw. kombinierte Gasturbinen-iferzeeranlage Es wurde bereits in der Stammanmeldung (Fig. 3) eine kohlegefeuerte kombinierte Gasturbinen-Dampfturbinenanlage mit einem aus zwei eingehäusigen Gasturbinen und einem Elektrogenerator bestehenden Gasturbinenaggregat vorgeschlagen, bei dem die Verbrennungsluft vor ihrem Eintritt in den ND-Verdichter des Gasturbinenaggregates durch eine hydraulisch gekoppelte Luftvorwärmanlage vorgewärmt wird. (Anspruch 15, 16, 17). Dabei entnimmt diese hydraulisch gekoppelte Luftvorwärmanlage die Wärme den Abgasen des Dampferzeugers. or combined gas turbine-iferzeeranlage It was already in the Parent application (Fig. 3) a coal-fired combined gas turbine-steam turbine plant with one consisting of two single-casing gas turbines and an electric generator Gas turbine unit proposed in which the combustion air before its entry in the LP compressor of the gas turbine unit through a hydraulically coupled Air preheating system is preheated. (Claim 15, 16, 17). This removes it hydraulically Coupled air preheating system heats the exhaust gases from the steam generator.
Die vorliegende Zusatzanmeldung betrifft nun die breitgefächerte Anwendung dieses Prinzips der Luftvorwärmung bei kombinierten Gasturbinen-Dampfturbinenanlagen, sowie eine Reihe weiterer Verbesserungen bei der Realisierung desselben. The present additional application now relates to the broader one Application of this principle of air preheating in combined gas turbine-steam turbine systems, as well as a number of other improvements in the implementation of the same.
Grundsätzlich ist es seit längerer Zeit bekannt, daß der Wirkungsgrad bestehender Dampfkraftanlagen durch die nachträgliche Anbringung eines Gasturbinensatzes verbessert werden kann, wobei die Abgase dieses Gasturbinensatz im nachgeschalteten Dampferzeuger als Sauerstoffträger für die Verbrennung der dort zugeführten Brennstoffmenge dienen. (Kombinationsanlage mit dem Gasturbinensatz nachgeschaltetem, mit atmosphärischer Verbrennung betriebenem Dampferzeuger). In principle, it has been known for a long time that the efficiency existing steam power plants by retrofitting a gas turbine set can be improved, the exhaust gases of this gas turbine set in the downstream Steam generator as an oxygen carrier for the combustion of the amount of fuel supplied there to serve. (Combination system with the gas turbine set downstream, with atmospheric Combustion operated steam generator).
Diese Nachrüstung bestehender Dampfkraftanlagen mit Gasturbinensätzen wurde bisher aber sehr selten durchgeführt, weil auch am Dampferzeuger selbst und in der Schaltung des Dampf/Speisewasserkreislaufes beachtliche änderungen notwendig waren. This retrofitting of existing steam power plants with gas turbine sets but has been carried out very rarely so far, because also on the steam generator itself and Considerable changes are necessary in the circuit of the steam / feed water circuit was.
So mußte die Verbrennungsluftvorwärmung durch die Rauchgase des Dampferzeugers entfallen, weil die Gasturbine nur kalte (= nicht vorgewärmte) Verbrennungsluft ansaugen konnte. Um nun am Dampferzeuger noch einigermaßen akzeptable Abgastemperaturen (meist 180 OC) zu erhalten, mußte die Speisewasservorwärmung durch Entnahmedampf aus der Dampfturbine reduziert werden, wodurch der Wirkungsgrad der eigentlichen Dampfkraftanlage abnahm. The combustion air had to be preheated using the flue gases from the steam generator omitted because the gas turbine only uses cold (= not preheated) combustion air could suck. In order to now still reasonably acceptable exhaust gas temperatures at the steam generator (mostly 180 OC), the feed water had to be preheated by extraction steam from the steam turbine can be reduced, increasing the efficiency of the actual Steam power plant decreased.
Schließlich mußte auch ein zusätzlicher, größerer Speisewasservorwärmer dem Dampferzeuger rauchgasseitig nachgeschaltet werden.Finally, an additional, larger feed water preheater had to be installed downstream of the steam generator on the flue gas side.
Zur Vermeidung dieser nachteiligen änderungen wird eine kombinierte Gasturbinen-Dampfturbinenanlage bzw. eine kombinierte Gasturbinen-Dampferzeugeranlage vorgeschlagen, die erfindengsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß ihrem Dampferzeuger bzw. ihren Dampferzeugern (je) wenigstens eine Hochtemperatur-Gasturbine zugeordnet ist, die im Strömungspfad der Verbrennungsluft zwischen dem(n) Verbrennungsluftvorwärmer(n) und den Brennern des Dampferzeugers angeordnet ist. To avoid these disadvantageous changes, a combined Gas turbine-steam turbine system or a combined gas turbine-steam generator system proposed, which is according to the invention characterized in that its steam generator or their steam generators (each) assigned at least one high-temperature gas turbine in the flow path of the combustion air between the combustion air preheater (s) and the burners of the steam generator is arranged.
Dabei beträgt die Eintrittstemperatur des Arbeitsmediums in die Gasturbine zwischen 900 und 1200 OC. The inlet temperature of the working medium in the gas turbine is between 900 and 1200 OC.
Diese hohe Eintrittstemperatur des Arbeitsmediums in die Gasturbine erlaubt es, daß der Verdichter derselben auch vorgewarmte Verbrennungsluft ansaugt und die Gasturbine trotzdem noch mechanische Energie im Überschuß abgibt. This high inlet temperature of the working medium in the gas turbine allows the compressor to also draw in preheated combustion air and the gas turbine still delivers mechanical energy in excess.
Die Beibehaltung der Verbrennungsluftvorwärmung am Dampferzeuger erlaubt es, durch eine tiefe Abgastemperatur (z.B. 120 OC) nach wie vor einen hohen Dampferzeugerwirkungsgrad zu erreichen. Maintaining the combustion air preheating on the steam generator allows a high exhaust gas temperature (e.g. 120 OC) to remain high To achieve steam generator efficiency.
Weiters kann die Speisewasservorwärmung durch Entnahmedampf aus der Dampfturbine beibehalten werden, was den ursprünglichen Wirkungsgrad der eigentlichen Dampfkraftanlage auch nach dem Umbau in eine kombinierte Gasturbinen-Dampfturbinenanlage wieder erreichen läßt. Furthermore, the feed water can be preheated by extraction steam from the Steam turbine is retained, which is the original efficiency of the actual Steam power plant also after the conversion into a combined gas turbine-steam turbine plant can be reached again.
Dabei erfolgt die Vorwärmung der Verbrennungsluft in an sich bekannter Weise durch die Abgase des Dampferzeugers oder durch Entnahmedampf aus der Dampfturbine oder durch heißes Speisewasser. The combustion air is preheated in a manner known per se By way of example, through the exhaust gases from the steam generator or through extraction steam from the steam turbine or with hot feed water.
Diese neue Art der Schaltung hat auch den weiteren Vorteil, daß bei Ausfall der Gasturbine die Dampfkraftanlage noch mit ihrem ursprünglichen hohen Wirkungsgrad betrieben werden kann. This new type of circuit also has the further advantage that with Failure of the gas turbine still keeps the steam power plant at its original high level Efficiency can be operated.
Nach einem anderen, wesentlichen Merkmal der Erfindung ist in der kombinierten Gasturbinen-Dampfturbinenanlage bzw. in der kombinierten Gasturbinen-Dampferzeugeranlage zur weiteren Steigerung des Wirkungsgrades ihrem(n) Dampferzeuger(n) (je) wenigstens ein Hochtemperatur-Gasturbinenaggregat mit Zwischenüberhitzung nach der deutschen Patentanmeldung P 33 16 070.8 zugeordnet, das im Strömungspfad der Verbrennungsluft zwischen dem(n) Verbrennungsluft-Vorwärmer(n) und den Brennern des Dampferzeugers angeordnet ist. According to another essential feature of the invention is in the combined gas turbine-steam turbine system or in the combined gas turbine-steam generator system to further increase the efficiency of your steam generator (s) (each) at least a high-temperature gas turbine unit with reheating according to the German one Patent application P 33 16 070.8 assigned, which is in the flow path of the combustion air between the combustion air preheater (s) and the burners of the steam generator is arranged.
Dieses Gasturbinenaggregat besteht aus zwei eingehäusigen Gasturbinen und einem Elektrogenerator - sowie gegebenenfalls einem Obersetzungsgetriebe - und läßt sich als gekuppeltes Ein-Wellen-Aggregat besonders leicht in und außer Betrieb setzen, was die Störanfälligkeit der Gesamtanlage stark reduziert. This gas turbine unit consists of two single-casing gas turbines and an electric generator - and possibly a reduction gear - and As a coupled single-shaft unit, it can be put in and out of operation particularly easily set, which greatly reduces the susceptibility of the entire system to failure.
Um die HD-seitige Verdichtungsendtemperatur im Hochtemperatur-Gasturbinenaggregat abzusenken, ist in Strömungspfad seines Arbeitsmediums zwischen ND-Verdichter und HD-Verdichter in an sich bekannter Weise wenigstens ein Zwischenkühler für die Verbrennungsluft angeordnet, der während des Betriebes vom Speisewasser des Dampferzeugers als wärmeaufnehmendem Medium beaufschlagt ist. Dabei beträgt während des Nennlastbetriebes die Eintrittstemperatur des Speisewassers in den Zwischenkühler mindestens 90 OC. Around the HP-side compression end temperature in the high-temperature gas turbine unit lower is in the flow path of its working medium between LP compressor and HP compressor in a manner known per se at least one intercooler for the combustion air arranged, which during operation of the feed water of the steam generator as a heat-absorbing Medium is acted upon. The inlet temperature is during the nominal load operation of the feed water in the intercooler at least 90 OC.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist jedem Verbrennungsluftvorwärmer des Dampferzeugers wenigstens ein Ansaugfilter vor- oder nachgeschaltet (das auch als Schalldämpfer ausgebildet ist) Um die Vorwärmung der Verbrennungsluft zu reduzieren (was für die Gasturbine vorteilhaft ist) kann zwischen dem Dampferzeuger und seinem(n) zugehörigen Luftvorwärmer(n) wenigstens ein zusätzlicher externer Speisewasservorwärmer angeordnet sein. According to a further feature of the invention, each is a combustion air preheater at least one suction filter upstream or downstream of the steam generator (that too designed as a silencer) To preheat the combustion air to reduce (which is advantageous for the gas turbine) can be between the steam generator and its associated air preheater (s) at least one additional external Be arranged feedwater preheater.
Erfolgt die Befeuerung der Kombinationsanlage mit Kohle, so ist jeder Hochtemperatur-Gasturbine bzw. jedem Hochtemperatur-Gasturbinenaggregat in an sich bekannter Weise wenigstens ein druckaufgeladener Verbrennungslufterhitzer zugeordnet, der während des Betriebes von den Rauchgasen seines ihm zugeordneten Dampferzeugers beheizt ist. If the combination system is fired with coal, everyone is High-temperature gas turbine or any high-temperature gas turbine unit in itself as is known, at least one pressurized combustion air heater is assigned, during operation of the flue gases of its assigned steam generator is heated.
Dabei weist dieser Verbrennungslufterhitzer bezüglich seiner Anordnung im bzw. am Dampferzeuger in vorteilhafter Weise technische Merkmal nach einem oder mehreren der Ansprüche der Stammanmeldung (P 32 03 082.7) auf. This combustion air heater has with regard to its arrangement in or on the steam generator in an advantageous manner technical feature according to one or several of the claims of the parent application (P 32 03 082.7).
Während des Betriebes wird die Verbrennungsluft von dem(n) Verdichter(n) der Hochtemperatur-Gasturbine bzw. des Hochtemperatur-Gasturbinenaggregates durch den bzw. die Verbrennungsluftvorwärmer des Dampferzeugers gesaugt. During operation, the combustion air from the compressor (s) the high-temperature gas turbine or the high-temperature gas turbine unit the combustion air preheater (s) of the steam generator is sucked in.
Bei dieser Art von Betrieb liegt die Temperatur des Verbrennungsluft am Verdichterelntritt der Gasturbine bzw. am ND-Verdichtereintritt des Gasturbinenaggregates um wenigstens 50 OC - vorzugsweise aber um 150 OC bis 250 OC - über der Luftemperas tur des Aufstellungsplatzes dieses Gerätes. In this type of operation, the temperature of the combustion air lies at the compressor inlet of the gas turbine or at the LP compressor inlet of the gas turbine unit by at least 50 ° C. - but preferably by 150 ° to 250 ° C. - above the air temperature location of this device.
In den Zeichnungen sind drei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sowie ein Temperatur-Entropie-Diagramm einer Hochtemperatur-Gasturbine und ein Temperatur-Entropie-Diagramm eines Hochtemperatur-Gasturbinenaggregates beispielhaft dargestellt. In the drawings are three embodiments of the subject invention as well as a temperature-entropy diagram of a high-temperature gas turbine and a temperature-entropy diagram of a high-temperature gas turbine unit shown as an example.
Es zeigt: Figur 1 eine kombinierte Gasturbinen-Dampfturbinenanlage mit Hochtemperatur-Gasturbine und öl/gasgefeuerten Dampferzeuger als erster Ausführungsform in schematischer Aufrißdarstellung.It shows: FIG. 1 a combined gas turbine-steam turbine system with high-temperature gas turbine and oil / gas-fired steam generator as the first embodiment in a schematic elevation view.
Figur 2 eine kombinierte Gasturbinen-Dampfturbinenanlage mit Hochtemperatur-Gasturbinenaggregat mit Zwischenüberhitzung und öl/gasgefeuerten Dampferzeuger als zweiter Ausführungsform.FIG. 2 shows a combined gas turbine / steam turbine system with a high-temperature gas turbine unit with reheating and oil / gas-fired steam generator as a second embodiment.
Figur 3 eine kombinierte Gasturbinen-Dampfturbinenanlage mit Hochtemperatur-Gasturbine und Kohlenstaubgefeuertem Dampferzeuger als dritter Ausführungsform.FIG. 3 shows a combined gas turbine / steam turbine system with a high-temperature gas turbine and the pulverized coal-fired steam generator as a third embodiment.
Figur 4 ein idealisiertes Temperatur-Entropie-Diagramm einer Hochtemperatur-Gasturbine mit Verbrennungsluftvorwärmung.FIG. 4 shows an idealized temperature-entropy diagram of a high-temperature gas turbine with combustion air preheating.
Figur 5 ein idealisiertes Temperatur-Entropie-Diagramm eines Hochtemperatur-Gasturbinenaggregates mit Verbrennungsluftvorwärmung, Zwischenkühlung und Zwischenüberhitzung.FIG. 5 shows an idealized temperature-entropy diagram of a high-temperature gas turbine unit with combustion air preheating, intermediate cooling and reheating.
Bei der in Figur 1 in schematischer Aufrißdarstellung gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Dampferzeuger 1 öl/Gasfeuerung und seine Brenner 2 sind in der Stirnwand der Brennkammer 3 angeordnet. In the first shown in Figure 1 in a schematic elevation Embodiment of the invention, the steam generator 1 has oil / gas firing and its Burners 2 are arranged in the end wall of the combustion chamber 3.
An Berührungsheizflächen besitzt der Dampferzeuger 1 den Überhitzer 4 und den internen Speisewasservorwärmer 5. The steam generator 1 has the superheater on contact heating surfaces 4 and the internal feed water preheater 5.
Zwischen dem Verbrennungsluftvorwärmer 6 (Drehluvo) und dem eigentlichen Dampferzeuger 1 ist rauchgasseitig ein zusätzlicher externer Speisewasservorwärmer 7 angeordnet, der die Austrittstemperatur der Verbrennungsluft am Verbrennungsluftvorwärmer 6 etwas reduziert. Between the combustion air preheater 6 (rotary luvo) and the actual one Steam generator 1 is an additional external feed water preheater on the flue gas side 7 arranged, the outlet temperature of the combustion air at the combustion air preheater 6 somewhat reduced.
Vom Verbrennungsluftvorwärmer 6-strömen die Rauchgase über den Abgaskanal 8 zum Kamin 9. The flue gases flow from the combustion air preheater 6 via the exhaust gas duct 8 to the chimney 9.
Die Hochtemperatur-Gasturbine 10 besteht aus dem Verdichter 10a, der eigentlichen Turbine lOb und der Gasturbinenbrennkammer 10c und treibt den Elektrogenerator 11. The high-temperature gas turbine 10 consists of the compressor 10a, the actual turbine 10b and the gas turbine combustion chamber 10c and drives the electric generator 11.
Die Verbrennungsluft tritt durch das Ansaugefilter 12 in den Verbrennungsluftvorwärmer 6 ein und gelangt von diesem über den luftseitigen Verbindungskanal 13 zur Gasturbine 10. Dabei erfolgt während des Betriebes das An- bzw. Durchsaugen der Verbrennungsluft durch den Verbrennungsluftvorwärmer 6 durch den Verdichter 10a der Gasturbine 10. The combustion air passes through the intake filter 12 into the combustion air preheater 6 and arrives therefrom via the air-side connecting duct 13 to the gas turbine 10. The combustion air is sucked in or through during operation through the combustion air preheater 6 through the compressor 10a of the gas turbine 10.
Die aus der eigentlichen Turbine lOb der Gasturbine 10 expandiert austretenden Turbinenabgase gelangen über den Turbinenabgaskanal 14 zu den Brennern 2 des Dampferzeugers 1 und liefern für den über die Brenner 2 zugeführten Brennstoffanteil den für die Verbrennung notwendigen Sauerstoff. The gas turbine 10 expands from the actual turbine 10b Exiting turbine exhaust gases reach the burners via the turbine exhaust gas duct 14 2 of the steam generator 1 and supply for the fuel portion supplied via the burner 2 the oxygen necessary for combustion.
Der im Dampferzeuger 1 produzierte Frischdampf tritt aus dem Überhitzer 4 aus und gelangt über die Frischdampfleitung 15 in die Dampfturbine 16, die den elektrischen Generator 17 antreibt. The live steam produced in the steam generator 1 emerges from the superheater 4 and arrives via the main steam line 15 in the steam turbine 16, which the electric generator 17 drives.
Der Turbinenabdampf wird im Kondensator 18 niedergeschlagen. Das Kondensat gelangt über die Kondensatpumpe 19 und die ND-Entnahmevorwärmer 20 in den Speisewasserbehälter 21. The turbine exhaust steam is precipitated in the condenser 18. That Condensate arrives in via the condensate pump 19 and the LP extraction preheater 20 the feed water tank 21.
Von diesem gelangt das Speisewasser über die Speisewasserpumpe 22 und die HD-Entnahmevorwärmer 23 sowie die Speiseleitung 24 in den zusätzlichen externen Speisewasservorwärmer 7 und den internen Speisewasservorwärmer 5 und dann in die Dampferzeugertrommel 25. From this the feed water arrives via the feed water pump 22 and the HP removal preheater 23 and the feed line 24 in the additional external ones Feed water preheater 7 and the internal feed water preheater 5 and then into the Steam generator drum 25.
Bei der Nachrüstung einer vorhandenen Dampfkraftanlage (Dampferzeuger 1, Dampfturbine 16) durch eine Hochtemperatur-Gasturbine 10 gemäß vorbeschriebener Schaltung bleibt der Wirkungsgrad der Dampfkraftanlage - d.h. des Dampferzeugers und des Dampfprozesses - erhalten. When retrofitting an existing steam power plant (steam generator 1, steam turbine 16) by a high-temperature gas turbine 10 as described above Switching remains the efficiency of the steam power plant - i.e. the steam generator and the steam process - preserved.
Die von der Hochtemperatur-Gasturbine 10 erzeugte elektrische Energie ist echte "Vorschaltenergie", die mit dem Wirkungsgrad des Dampferzeugers 1 von über 90 % erzeugt wird. The electrical energy generated by the high-temperature gas turbine 10 is real "upstream energy", which with the efficiency of the steam generator 1 of over 90% is generated.
Bei der in Figur 2 gezeigten zweiten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Dampferzeuger 1 wieder öl/Gasfeuerung und ist mit einem Hochtemperatur-Gasturbinenaggregat 26 mit Zwischenüberhitzung aus- bzw. nachgerüstet. In the second embodiment of the invention shown in FIG the steam generator 1 again has oil / gas firing and is equipped with a high-temperature gas turbine unit 26 equipped or retrofitted with reheating.
Letzteres besteht aus einem eingehäusigen ND-Gasturbinensatz 27 und einem eingehäusigen HD-Gasturbinensatz 28, die mit dem Elektrogenerator 11' mechanisch gekuppelt sind. The latter consists of a single-casing LP gas turbine set 27 and a single-casing high-pressure gas turbine set 28, which is mechanically connected to the electric generator 11 ' are coupled.
Der ND-Gasturbinensatz 27 umfaßt den ND-Verdichter 27a, die ND-Turbine 27b und die ND-Gasturbinenbrennkammer 27c. The LP gas turbine set 27 comprises the LP compressor 27a, the LP turbine 27b and the LP gas turbine combustor 27c.
Der HD-Gasturbinensatz 28 umfaßt den HD-Verdichter 28a, die HD-Turbine 28b und die HD-Gasturbinenbrennkammer 28c. The HP gas turbine set 28 comprises the HP compressor 28a, the HP turbine 28b and the HP gas turbine combustor 28c.
Verbrennungsluftseitig ist zwischen dem ND-Verdichter 27a und dem HD-Verdichter 28a ein Zwischenkühler 29 angeordnet, der während des Betriebes von einem kleinen Speisewasserteilstrom als wärmeaufnehmendem Medium beaufschlagt ist. (Die Eintrittstemperatur des Speisewassers beträgt ca. 100 OC), Während des Betriebes werden die Komponenten des Hochtemperatur-Gasturbinenaggregates 26 in nachstehender Reihenfolge vom Arbeitsmedium durchströmt: ND-Verdichter 27a, Zwischenkühler 29, HD-Verdichter 28a, HD-Brennkammer 28c, HD-Turbine 28b, ND-Brennkammer 27c, ND-Turbine 27b. On the combustion air side is between the LP compressor 27a and the HP compressor 28a, an intercooler 29 is arranged, which during operation of a small feedwater partial flow is applied as a heat-absorbing medium. (The inlet temperature of the feed water is approx. 100 OC), during operation the components of the high temperature gas turbine generator set 26 in the following Sequence of the working medium flowing through: LP compressor 27a, intercooler 29, HP compressor 28a, HP combustion chamber 28c, HP turbine 28b, LP combustion chamber 27c, LP turbine 27b.
Im übrigen entspricht das Hochtemperatur-Gasturbinenaggregat 26 in seinen technischen Merkmalen weitgehend der deutschen Patentanmeldung P 33 16 070.8. Otherwise, the high-temperature gas turbine unit corresponds to 26 in its technical features largely the German patent application P 33 16 070.8.
Die Anwendung eines solchen Hochtemperatur-Gasturbinenaggregates 26 mit Zwischenüberhitzung bringt gegenüber der ersten Ausführungsform noch eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades der Kombi-Anlage. The application of such a high-temperature gas turbine unit 26 with reheating brings another one compared to the first embodiment further increase in the efficiency of the combination system.
Die übrigen Komponenten in Figur 2 stimmen mit den Komponenten in Figur 1 überein und tragen auch übereinstimmende~Positionsnummern. The remaining components in Figure 2 agree with the components in Figure 1 match and also have matching ~ item numbers.
Bei der in Figur 3 gezeigten dritten Ausführungsform der Erfindung ist der Dampferzeuger 1 mittels Kohlenstaub befeuert. In the third embodiment of the invention shown in FIG the steam generator 1 is fired by means of coal dust.
Um den Verbrauch an flüssigem bzw. gasförmigen Brennstoff möglichst gering zu halten, ist der Hochtemperatur-Gasturbine 10 ein druckaufgeladener Verbrennungslufterhitzer 30 zugeordnet, der in einer Beikammer 31 des Dampferzeugers 1 angeordnet und von Rauchgasen desselben beheizt ist. To reduce the consumption of liquid or gaseous fuel as much as possible To keep it low, the high-temperature gas turbine 10 is a pressure-charged combustion air heater 30 assigned, which is arranged in a secondary chamber 31 of the steam generator 1 and of Flue gases of the same is heated.
Während des Betriebes wird die Rauchgasdurchströmung der Beikammer 31 durch ein drehzahlgeregeltes Rauchgasgebläse 32 aufrecht erhalten. The flue gas flows through the secondary chamber during operation 31 maintained by a speed-controlled flue gas fan 32.
Bei Ausfall der Gasturbine 10 kann die Beikammer 31 von der Brennkammer 3 des Dampferzeugers 1 mittels Rauchgasschieber abgetrennt werden. If the gas turbine 10 fails, the secondary chamber 31 can be removed from the combustion chamber 3 of the steam generator 1 are separated by means of a flue gas valve.
Da die Aufwärmung der Verbrennungsluft im Verbrennungslufterhitzer 30 nur bis auf etwa 800 OC möglich ist, muß die weitere Aufheizung des Arbeitsmediums auf 900 OC - 1200 OC in der Gasturbinenbrennkammer 10a erfolgen. Hierzu ist flüssiger oder gasförmiger Brennstoff erforderlich. Because the heating of the combustion air in the combustion air heater 30 is only possible up to about 800 OC, the further heating of the working medium must to 900 OC - 1200 OC in the gas turbine combustor 10a. This is more fluid or gaseous fuel required.
Brenngas für diesen Zweck kann gegebenenfalls durch Vergasung oder Teilvergasung von Kohle hergestellt werden. Allerdings tritt bei der Vergasung der Kohle ein erheblicher Verlust an Wärme auf und es ist daher der Anteil der vergasten Kohlemenge so niedrig wie möglich zu halten. Fuel gas for this purpose can optionally be gasified or Partial gasification of coal can be produced. However, when the gasification occurs Coal causes a significant loss of heat and it is therefore the proportion of gasified Keep the amount of coal as low as possible.
Die in Figur 3 dargestellte kohlenstaubgefeuerte Kombianlage besitzt auch ein Rauchgasfilter 33 (Elektrofilter) und ein Saugzuggebläse 34. The coal dust-fired combination system shown in Figure 3 has also a flue gas filter 33 (electrostatic precipitator) and an induced draft fan 34.
Über dies ist ein Frischluftgeläbse 35 vorgesehen, daß bei Ausfall der Gasturbine 10 die Verbrennungsluftversorgung des Dampferzeugers 1 übernimmt und eine Weiterführung des Betriebes der Dampfkraftanlage ermöglicht. About this a fresh air yellow 35 is provided that in the event of failure the gas turbine 10 takes over the supply of combustion air to the steam generator 1 and enables continued operation of the steam power plant.
Bei Kombinationsanlagen, die mit Kohle befeuert und die mit Hochtemperatur-Gasturbinenaggregaten 26 mit Zwischenüberhitzung ausgerüstet sind, können letzteren ebenfalls druckaufg*lãdene Verbrennungslufterhitzer 30 zugeordnet sein. In combination systems that are fired with coal and those with high-temperature gas turbine units 26 are equipped with reheating, the latter can also be pressurized Combustion air heater 30 be assigned.
Zweckmäßig wird man jedem Gasturbinenaggregat 26 wzenigstens einen HD-seitigen und einen ND-seitigen Verbrennungs]ufterhitzer 30 zuordnen. It is expedient for each gas turbine unit 26 to have at least one Assign a HP-side and one LP-side combustion air heater 30.
Die detaillierte Ausführung derselben kann vorteilhaft nach den technischen Kennzeichen der Stammanmeldung (P 32 03 082.7) erfolgen. The detailed execution of the same can be advantageous according to the technical Identification number of the parent registration (P 32 03 082.7).
In Figur 4 ist das idealisierte Temperatur-Entropie-Diaqramm einer Hochtemperatur-Gasturbine 10 mit einer Verdichtereintrittstemperatur von 200 OC und einer Turbineneintrittstemperatur von 1100 0C dargestellt. Strichliert ist auch ein Prozeß mit 20 OC Verdichtereintrittstemperatur eingetragen. In Figure 4, the idealized temperature-entropy diagram is one High temperature gas turbine 10 with a compressor inlet temperature of 200 OC and a turbine inlet temperature of 1100 ° C. Dashed is also entered a process with a compressor inlet temperature of 20 OC.
Die umrandeten Flächen stellen die je Kilogramm Arbeitsmedium gewonnene (theoretische) Arbeit dar. The outlined areas represent the amount of working medium obtained per kilogram of working medium (theoretical) work.
Es ist daher die Reduktion an gewonnener Arbeit zufolge Vorwärmung der Verbrennungsluft auf 200 "C ersichtlich. Diese Reduktion wird aber kompensiert durch einen höheren Wirkungsgrad der reinen Dampfkraftanlage. It is therefore the reduction in work gained due to preheating of the combustion air to 200 "C. This reduction is however compensated due to the higher efficiency of the pure steam power plant.
In Figur 5 ist das idealisierte Temperatur-Entropie-Diagramm eines Hochtemperatur-Gasturbinenaggregates 26 mit einer Lufteintrittstemperatur in den ND-Verdichter von 200 OC und mit Zwischenüberhitzung sowie Zwischenkühlung dargestellt. In Figure 5, the idealized temperature-entropy diagram is one High-temperature gas turbine unit 26 with an air inlet temperature in the LP compressor of 200 OC and shown with reheating and cooling.
Im Vergleich mit den thermodynamischen Prozeß von Figur 4 zeigt sich ein höherer Arbeitsgewinn und ein höherer Gesamtwirkungsgrad (letzteres auch deswegen, weil im Diagramm Figur 5 die mittlere Temperatur tm2 der äußeren Wärmezufuhr größer ist als die mittlere Temperatur tml der äußeren Wärmezufuhr im Diagramm Figur 4). In comparison with the thermodynamic process of Figure 4 shows a higher gain in work and a higher overall efficiency (the latter also because of because in the diagram in FIG. 5 the mean temperature tm2 of the external heat supply is greater is than the mean temperature tml of the external heat input in the diagram in FIG. 4).
Die vorgeschlagene Schaltung kann auch für neue kombinierte Gasturbinen-Dampfturbinenanlagen Verwendung finden. Bei diesen ist sie besonders für große Kombi-Blöcke (Nennleistung z.B. The proposed circuit can also be used for new combined gas turbine / steam turbine systems Find use. With these it is particularly suitable for large combination blocks (nominal power e.g.
700 MWe) vorteilhaft, bei denen zufolge der begrenzten Leistung der Gasturbine - die Grenzleistung der Gasturbine liegt derzeit bei etwa 120 MWe - ein beachtlicher Anteil des Brennstoffes im Dampferzeuger verbrannt wird. Hier kommt der höhere Wirkungsgrad der Dampfkraftanlage wegen der höheren regenerativen Speisewasservorwärmung und des höheren Dampferzeugerwirkungsgrades besonders zum Tragen.700 MWe) advantageous, in which, according to the limited power of the Gas turbine - the limit power of the gas turbine is currently around 120 MWe a considerable proportion of the fuel is burned in the steam generator. Here comes the higher efficiency of the steam power plant due to the higher regenerative feed water preheating and the higher steam generator efficiency is particularly beneficial.
Auch bei Dampferzeugern, die bisher für reine Dampflieferung verwendet sind, kann die neue Schaltung angewendet werden. - Leerseite - Even with steam generators that were previously used for pure steam delivery the new circuit can be used. - blank page -
Claims (12)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833318601 DE3318601A1 (en) | 1982-01-30 | 1983-05-21 | Combined gas turbine-steam turbine plant and/or combined gas turbine steam generator plant |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823203082 DE3203082A1 (en) | 1982-01-30 | 1982-01-30 | Combined gas-turbine/steam-turbine system and combined gas-turbine/steam-generator system |
| DE19833318601 DE3318601A1 (en) | 1982-01-30 | 1983-05-21 | Combined gas turbine-steam turbine plant and/or combined gas turbine steam generator plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3318601A1 true DE3318601A1 (en) | 1984-11-22 |
Family
ID=25799220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19833318601 Ceased DE3318601A1 (en) | 1982-01-30 | 1983-05-21 | Combined gas turbine-steam turbine plant and/or combined gas turbine steam generator plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3318601A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3929235A1 (en) * | 1989-09-02 | 1991-03-21 | Oschatz Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR ELIMINATING CATCHING AND RESIDUES |
| RU2545113C2 (en) * | 2013-04-24 | 2015-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного мотростроения им. П.И. Баранова" | Solid fuel gas-turbine plant |
-
1983
- 1983-05-21 DE DE19833318601 patent/DE3318601A1/en not_active Ceased
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3929235A1 (en) * | 1989-09-02 | 1991-03-21 | Oschatz Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR ELIMINATING CATCHING AND RESIDUES |
| RU2545113C2 (en) * | 2013-04-24 | 2015-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного мотростроения им. П.И. Баранова" | Solid fuel gas-turbine plant |
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