DE3617364A1

DE3617364A1 - Combined gas and steam turbine power station with pressurised fluidised-bed furnace and coal gasification

Info

Publication number: DE3617364A1
Application number: DE19863617364
Authority: DE
Inventors: Erhard Beule
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-05-23
Filing date: 1986-05-23
Publication date: 1987-11-26

Abstract

In a pressurised fluidised-bed furnace (5 to 21) combined with a gas turbine (1, 2), compressed air is mixed with flue gas, purified at high efficiency, from the fluidised-bed furnace and preheated in a heat exchanger (13) of the fluidised-bed furnace. The compressor air/flue gas mixture is further heated to 1100 DEG C in a gas turbine combustion chamber (7) by combustion of coal gas, expanded in a gas turbine (2) and cooled in a waste-heat boiler (29). In a coal gasification (53 to 69), coal is partially gasified with compressed air, and the gasification residue is burned in the fluidised-bed furnace. Waste heat from the crude gas cooling (56, 58) of the coal gasification is transferred together with heat from the pressurised fluidised-bed furnace (14) by means of a heat transfer circulation (22) with liquid sodium as heat carrier to a steam generator system (31, 32, 33) with a steam turbine (34). In a simplified version, the coal gasification is omitted. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein kombiniertes Gas- und Dampfturbinenkraftwerk mit aufgeladener Wirbelschichtfeuer ung. In einer erweiterten Version wird zusätzlich eine Kohlevergasung in das Kombikraftwerk mit aufgeladener Wirbelschichtfeuerung integriert. In einer zusätzlichen Version bezieht sich die Erfindung auf ein kombiniertes Gas- und Dampfturbinenkraftwerk mit atmosphärischer Wirbel schichtfeuerung und integrierter Kohlevergasung.The invention relates to a combined gas and Steam turbine power plant with charged fluid bed fire In an extended version, an additional Coal gasification in the combined cycle power plant with supercharged Fluid bed combustion integrated. In an additional The invention relates to a combined version Gas and steam turbine power plant with atmospheric eddies stratified combustion and integrated coal gasification.

Es sind Verfahren bekannt, kombinierte Gas- und Dampfturbi nenkraftwerke mit einer aufgeladenen Wirbelschichtfeuerung zu betreiben. Dabei wird aufbereitete Kohle zusammen mit einem Absorbenten in einem Wirbelbett verbrannt, wobei ein nahezu schwefelfreies und stickoxydarmes Abgas entsteht, das die Umwelt kaum belastet. Die Verbrennungsluft wird bei druckaufgeladenen Wirbelschichtfeuerungen über Luftverdich ter auf ca. 4 bis 16 bar verdichtet, wobei das heiße Rauch gas in einer Gasturbine unter Energieabgabe entspannt wird. Die Gasturbine ist i. a. mit dem Verdichter und einem Generator starr gekoppelt und treibt diese an. Die Verbren nungswärme der aufgeladenen Wirbelschichtfeuerung wird üblicherweise, wie in konventionellen Kraftwerken, dazu genutzt, um Dampf zu erzeugen, der dann in einer Dampf turbine entspannt wird und so einen Generator antreibt.Methods are known, combined gas and steam turbos power plants with a charged fluidized bed combustion to operate. Processed coal is used together with an absorbent burned in a fluidized bed, being a almost sulfur-free and low-nitrogen oxide exhaust gas is produced, that hardly pollutes the environment. The combustion air is at pressurized fluidized bed combustion via air compression ter compressed to about 4 to 16 bar, the hot smoke gas is released in a gas turbine while releasing energy. The gas turbine is i. a. with the compressor and one Generator rigidly coupled and drives it. The burns heat of the charged fluidized bed furnace Usually, as in conventional power plants used to generate steam, which is then in a steam turbine is relaxed and thus drives a generator.

Bei einigen Konzepten für aufgeladene Wirbelschichtfeuerun gen wird das Rauchgas innerhalb der Wirbelschichtfeuerung durch eine entsprechende Anordnung der Wärmetauscher in der Wirbelschichtfeuerung auf unter 500°C abgekühlt und bei dieser Temperatur wirksam entstaubt und anschließend in einer Gasturbine entspannt. Aufgrund der geringen Turbinen eintrittstemperatur erfolgt nur eine relativ geringe oder keine Leistungsabgabe an den Generator. Ein solches Kraft werkskonzept ist zwar beim Stand der Technik technisch ausführbar, es ist jedoch keine Wirkungsgradverbesserung gegenüber einem konventionellem Kraftwerk mit Staubfeuerung zu erwarten, so daß ein wesentlicher Anreiz für Entwicklung und Bau eines solchen Kraftwerkes entfällt. Konzepte für ein solches Kraftwerk sind z. B. beschrieben in OS DE 30 12 600 A1 oder in dem BMFT-Forschungsbericht FB T 82031 Varianten 6 und 7.In some concepts for supercharged fluidized bed combustion, the flue gas inside the fluidized bed furnace is cooled to below 500 ° C. by an appropriate arrangement of the heat exchangers in the fluidized bed furnace and is effectively dedusted at this temperature and then expanded in a gas turbine. Due to the low turbine inlet temperature, there is little or no power output to the generator. Such a power plant concept is technically feasible in the prior art, but no improvement in efficiency compared to a conventional power plant with dust combustion is to be expected, so that there is no significant incentive for the development and construction of such a power plant. Concepts for such a power plant are e.g. B. described in OS DE 30 12 600 A1 or in the BMFT research report FB T 82031 variants 6 and 7 .

Bei einigen anderen Konzepten für aufgeladene Wirbel schichtfeuerungen verläßt das Rauchgas die Wirbelschicht feuerung mit einer Temperatur von 750 bis 900°C. Das heiße Rauchgas wird nach einer Heißgasreinigung in der Gasturbine entspannt. Durch die deutlich höhere Turbineneintrittstem peratur ergibt sich eine deutliche Wirkungsgradsteigerung der Gesamtanlage. Bei einer Turbineneintrittstemperatur von ca. 850°C und üblichen Dampfparametern ist ein Wirkungsgrad von bis zu 42% zu erwarten. Dazu sind verschiedene Anla genkonzepte bekannt und z. B. beschrieben in der Zeit schrift Brennstoff-Wärme-Kraft BWK 36 (1984) H. 10 S. 405- 409 oder in BMFT FB T 82-031 Varianten 1-5.Some other concepts for charged vertebrae stratified furnaces, the flue gas leaves the fluidized bed firing at a temperature of 750 to 900 ° C. The hot Flue gas is removed from the gas turbine after hot gas cleaning relaxed. Due to the significantly higher turbine entry system temperature results in a significant increase in efficiency the entire system. At a turbine inlet temperature of approx. 850 ° C and usual steam parameters is an efficiency expected of up to 42%. There are various reasons for this gene concepts known and z. B. described in time Writing fuel-heat-power BWK 36 (1984) H. 10 p. 405- 409 or in BMFT FB T 82-031 variants 1-5.

Das Hauptproblem bei der Realisierung der vorgeschlagenen Prozesse ist die Forderung nach weitgehender Staubfreiheit und Freiheit von korrosionsauslösenden Bestandteilen der Rauchgase, um einen sicheren Betrieb der nachgeschalteten Gasturbine zu gewährleisten. Gefahr für die Gasturbine besteht durch Erosion infolge der Staubteilchen, Verschmut zung infolge Niederschlags flüssiger Ascheteilchen und durch Hochtemperaturkorrosion infolge korrosionsauslösender Verbindungen wie Alkalimetalldämpfe.The main problem in the implementation of the proposed Processes is the requirement for extensive freedom from dust and freedom from corrosion - triggering components of the Flue gases to ensure safe operation of the downstream Ensure gas turbine. Danger to the gas turbine exists through erosion due to dust particles, pollution as a result of precipitation of liquid ash particles and due to high temperature corrosion due to corrosion Compounds like alkali metal vapors.

Das Problem der Heißgasentstaubung bei Rauchgastemperaturen um 800°C ist bisher nur mit einer aufwendigen Zyklonent staubergruppe und einer speziell ausgelegten verschleiß festen Gasturbine befriedigend lösbar, wobei gegebenfalls die Rauchgastemperatur noch abgesenkt werden muß. Aufgrund der bestehenden Umweltvorschriften muß das Rauchgas zudem vor Eintritt in den Kamin mit konventionellen Entstaubungs anlagen nachentstaubt werden, da mit einer Heißgasentstau bung beim Stand der Technik nicht die vorgeschriebene Staubreinheit zu erreichen ist.The problem of hot gas dedusting at flue gas temperatures So far around 800 ° C is only possible with an elaborate cyclone dust group and a specially designed wear solid gas turbine satisfactorily solvable, if necessary the flue gas temperature still has to be reduced. Because of Existing environmental regulations also require flue gas before entering the fireplace with conventional dedusting systems can be dedusted, as with a hot gas dedusting Practice in the state of the art not the prescribed Dust cleanliness can be achieved.

Ein weiteres Problem bei verschiedenen Konzepten für aufge ladene Wirbelschichtfeuerungen ist die Einstellung der gewünschten Verbrennungsluftmenge in Abhängigkeit von der Feuerungssolleistung. Eine üblicherweise starr gekoppelte Verdichter-Gasturbineneinheit erlaubt i. a. keine oder nur geringe Variation (80-100%) des Luftmassenstromes, insbe sondere dann nicht, wenn die Gasturbineneinheit aufgrund des angekoppelten Generators mit konstanter Drehzahl betrieben wird. Der Verbrennungsluftmassenstrom durch die Wirbelschichtfeuerung ist daher entweder praktisch konstant oder er muß durch ein Bypaßsystem mit Regelklappen einge stellt werden, was im Teillastbereich entweder zu verbren nungstechnischen Problemen (zu hoher Luftüberschuß) oder bei einem Bypaßsystem mit Regelklappen zu einem deutlichem Wirkungsgradabfall infolge eines deutlichen Abfalls der Mischtemperatur vor dem Gasturbineneintritt führt.Another problem with different concepts for up loaded fluidized bed furnaces is the setting of the desired amount of combustion air depending on the Firing target performance. A usually rigidly coupled Compressor gas turbine unit allows i. a. none or only slight variation (80-100%) of the air mass flow, esp especially not when the gas turbine unit is due of the connected generator with constant speed is operated. The mass flow of combustion air through the Fluidised bed combustion is therefore either practically constant or it must be switched on through a bypass system with control valves poses what to burn in the partial load range either technical problems (excess air excess) or in a bypass system with control flaps to a clear one Efficiency drop due to a significant drop in Mixing temperature before the gas turbine inlet leads.

Ein weiteres Problem bei dampfgekühlten, aufgeladenen Wirbelschichtfeuerungen ist die relativ hohe Rohrtemperatur der Endüberhitzer- und Endzwischenüberhitzerheizrohre von über 600°C bzw. über 700°C infolge der hohen Wärmestrom dichten auf die Heizrohre. Die hohe Rohrtemperatur führt zusammen mit der Druckbelastung zu einer hohen thermischen und mechanischen Belastung der Heizrohre. Dies macht entwe der eine Absenkung der Dampftemperaturen verbunden mit einem Wirkungsgradverlust oder den Einsatz von teuren Sonderwerkstoffen notwendig. Außerdem kann die hohe Wärme stromdichte zusammen mit anderen Einflüssen zu regelungs technischen Problemen bei der Einstellung der Vorlauftempe raturen des Frisch- und Zwischendampfes führen.Another problem with steam-cooled, supercharged Fluidized bed combustion is the relatively high pipe temperature the final superheater and final reheater heating pipes from over 600 ° C or over 700 ° C due to the high heat flow seal on the heating pipes. The high pipe temperature leads together with the pressure load to a high thermal and mechanical stress on the heating pipes. This makes either which is associated with a decrease in steam temperatures a loss of efficiency or the use of expensive Special materials necessary. In addition, the high heat current density together with other influences to regulate technical problems with the setting of the flow temperature lead of fresh and intermediate steam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines, mit einer aufgeladenen Wirbelschichtfeuer ung versehenen, Kraftwerkes zu entwickeln, das die be schriebenen Probleme vermeidet, auf weitgehend bekannten und verfügbaren Komponenten aufbaut und einen möglichst hohen Anlagenwirkungsgrad erreicht.The invention has for its object a method for Operate one with a charged fluidized bed fire provided to develop a power plant that the be avoids written problems on largely known ones and available components and one if possible high system efficiency achieved.

Die Verbrennungsluft für die aufgeladene Wirbelschicht feuerung wird bei diesem Konzept von einer Bypaßleitung abgezweigt. Die Lösung der Probleme bei der Heißgasreini gung des Rauchgases erfolgt dadurch, daß das Rauchgas aus der Wirbelschichtfeuerung zunächst durch die Heizflächen in der Wirbelschichtfeuerung auf ca. 500°C und anschließend durch einen Rekuperativwärmetauscher im Gegenstrom zu dem gereinigtem Rauchgas auf ca. 300°C abgekühlt wird. Eine weitere Abkühlung auf ca. 250°C erfolgt durch einen kleine ren Verdampfer oder einen Speisewasservorwärmer oder durch einen Wassereinspritzkühler. Diese relativ niedrige Rauch gastemperatur läßt den Einsatz hochwirksamer Elektro- oder Gewebefilter (Schlauchfilter) zu, mit denen Staubgehalte von weniger als 5 ppm zu erreichen sind. Die Erosions- und Korrosionsgefahr für die Gasturbine kann damit weitgehend verhindert werden. Nach der Feinentstaubung wird das Rauch gas erfindungsgemäß im Gegenstrom zu dem ungereinigtem Rauchgas wieder auf ca. 450°C aufgeheizt. Anstelle des Rauchgas-Rauchgaswärmetauschers wäre auch, wie in anderen Konzepten, ein Speisewasservorwärmer einsetzbar, jedoch würde sich dadurch ein Wirkungsgradverlust ergeben, da die an den Speisewasservorwärmer abgegebene Wärme für den Gesamtprozeß nicht mehr zur Verfügung steht.The combustion air for the charged fluidized bed In this concept, firing is by a bypass line branched off. The solution to the problems with hot gas cleaning The flue gas is supplied by the flue gas the fluidized bed firing first through the heating surfaces in the fluidized bed firing to about 500 ° C and then through a recuperative heat exchanger in counterflow to the cleaned flue gas is cooled to approx. 300 ° C. A further cooling to approx. 250 ° C is carried out by a small one or evaporator or a feed water preheater a water injection cooler. This relatively low smoke gas temperature allows the use of highly effective electrical or Fabric filter (bag filter) with which dust content of less than 5 ppm can be achieved. The erosion and The risk of corrosion for the gas turbine can thus be largely be prevented. After the fine dust removal, the smoke gas according to the invention in countercurrent to the unpurified Flue gas heated up to approx. 450 ° C again. Instead of Flue gas flue gas heat exchangers would also be like in others Concepts, a feed water preheater can be used, however would result in a loss of efficiency because the heat given off to the feed water preheater for the Overall process is no longer available.

Das gereinigte Rauchgas wird anschließend mit der Bypaßluft gemischt und erfindungsgemäß zusammen mit dieser in einem Wärmetauscher, der von der Wirbelschichtfeuerung beheizt wird, auf mehr als 700°C aufgeheizt. Anschließend wird das Rauchgas-Bypaßluft-Gemisch einer Gasturbine zugeführt und in dieser unter Energieabgabe entspannt. Die Mischung des Rauchgases mit der Bypaßluft kann auch nach der Aufheizung erfolgen, wenn diese in getrennten Wärmetauschern erfolgt. Durch die Aufheizung des Rauchgas-Bypaßluft-Gemisches auf mehr als 700°C wird gegenüber anderen Konzepten, bei denen das ca. 400°C heiße Rauchgas direkt in einer Gasturbine entspannt wird, ein deutlicher Wirkungsgradgewinn erzielt.The cleaned flue gas is then with the bypass air mixed and according to the invention together with this in one Heat exchanger that is heated by the fluidized bed combustion is heated to more than 700 ° C. Then that will Flue gas bypass air mixture fed to a gas turbine and relaxed in this while releasing energy. The mix of Flue gas with the bypass air can also after heating take place if this takes place in separate heat exchangers. By heating up the flue gas-bypass air mixture more than 700 ° C compared to other concepts where the approx. 400 ° C hot flue gas directly in a gas turbine is relaxed, a significant gain in efficiency is achieved.

Aufgrund des niedrigen Staubgehaltes von weniger als 5 ppm sind geringfügig modifizierte Seriengasturbinen, die für die Verbrennung von Öl oder Gas ausgelegt wurden, einsetz bar. Ein weiterer Vorteil der Aufheizung besteht darin, daß bei einer weiteren Aufheizung des Rauchgas-Bypaßluft-Gemi sches in einer Gasturbinenbrennkammer auf maximal zulässige Turbineneintrittstemperatur nur eine relativ geringe Menge eines teureren Zusatzbrennstoffes wie Erdgas oder Öl benö tigt wird, um den Wirkungsgrad zusätzlich deutlich anzuhe ben.Due to the low dust content of less than 5 ppm are slightly modified series gas turbines that are for designed to burn oil or gas bar. Another advantage of heating is that with further heating of the flue gas bypass air mixture permissible in a gas turbine combustion chamber Turbine inlet temperature only a relatively small amount a more expensive additional fuel such as natural gas or oil is done in order to increase the efficiency significantly ben.

Die Größe der Bypaßluft ist abhängig von der Auslegung der Gesamtanlage und insbesondere davon, ob die Speisewasser vorwärmung entweder ausschließlich über den Abhitzekessel des Gasturbinenabgases oder zusätzlich über eine regenera tive Speisewasservorwärmung mit Dampf aus der Dampfturbine für etwa die Hälfte des Speisewasserstromes erfolgt.The size of the bypass air depends on the design of the Overall system and in particular whether the feed water preheating either exclusively via the waste heat boiler of the gas turbine exhaust gas or additionally via a regenera tive feed water preheating with steam from the steam turbine for about half of the feed water flow.

Wird das Rauchgas-Bypaßluft-Gemisch in einer Gasturbinen brennkammer weiter aufgeheizt, so empfiehlt sich die Ausle gung ohne regenerative Speisewasservorwärmung, da so ein höherer Wirkungsgrad zu erzielen ist. Dabei ist im Nenn lastbereich der Bypaßluftmassenstrom etwa gleich groß oder größer als der Verbrennungsluftmassenstrom, so daß sich noch genug Sauerstoff (ca. 12%) im Rauchgas-Bypaßluft- Gemisch für die Verfeuerung eines Zusatzbrennstoffes in der Gasturbinenbrennkammer befindet.The flue gas-bypass air mixture is used in a gas turbine combustion chamber heated up further, we recommend the Ausle supply without regenerative feed water preheating, as such higher efficiency can be achieved. Here is in the denomination load range of the bypass air mass flow approximately the same size or larger than the combustion air mass flow, so that enough oxygen (approx. 12%) in the flue gas bypass air Mixture for the combustion of an additional fuel in the Gas turbine combustion chamber is located.

Das Problem der hohen thermischen und mechanischen Bela stung der Dampfüberhitzerrohre und insbesondere der Dampf zwischenüberhitzerrohre in der aufgeladenen Wirbelschicht feuerung, insbesondere bei einem Dampfprozeß mit hochwerti gen Dampfdaten wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Wärmeübertragungskreislauf (Zwischenkreislauf) mit einem flüssigem Übertragungsmedium, vorzugsweise flüssiges Natri um oder ein Gemisch aus Natrium und Kalium, eingesetzt wird.The problem of high thermal and mechanical loads steam superheater pipes and especially the steam reheater tubes in the charged fluidized bed Firing, especially in a steam process with high quality Steam data is solved according to the invention in that a Heat transfer circuit (intermediate circuit) with one liquid transmission medium, preferably liquid natri um or a mixture of sodium and potassium becomes.

Mit Hilfe des Wärmeübertragungskreislaufes wird die Wärme energie für den Dampfprozeß von der Wirbelschichtfeuerung auf den Verdampfer, Überhitzer und einen oder zwei Zwi schenüberhitzer übertragen. Aufgrund der guten Wärmeleitfä higkeit des flüssigen Natriums im Übertragungskreislauf, des relativ niedrigen Betriebsdruckes und einer oberen Temperatur des flüssigen Natriums von beispielsweise 580°C ergibt sich für die Heizrohre in der Wirbelschichtfeuerung und für die Überhitzerheizrohre in dem separatem Überhitzer und den Zwischenüberhitzern eine deutlich geringere thermi sche und mechanische Belastung als bei der direkten Über hitzung und insbesondere Zwischenüberhitzung von Dampf in der Wirbelschichtfeuerung. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die aufgrund des hohen Dampf-Volumenstromes aufwendigen Rohrleitungen für den Zwischendampf zwischen Dampfturbine und Wirbelschichtfeuerung entfallen.With the help of the heat transfer circuit, the heat Energy for the steam process from fluidized bed combustion on the evaporator, superheater and one or two twos transferred superheater. Due to the good thermal conductivity ability of the liquid sodium in the transmission circuit, the relatively low operating pressure and an upper one Liquid sodium temperature of, for example, 580 ° C results for the heating pipes in the fluidized bed furnace and for the superheater heating pipes in the separate superheater and the reheaters a significantly lower thermi mechanical and mechanical stress than with direct over heating and in particular reheating steam in fluidized bed firing. Another advantage is there in that due to the high volume flow of steam elaborate piping for the intermediate steam between Steam turbine and fluidized bed combustion are no longer required.

Die Dampfvorlauftemperaturen nach den Überhitzern lassen sich dann leicht über die Stellventile vor den entsprechen den Wärmetauschern einregeln, indem der Massenstrom des flüssigen Natriums durch diese Wärmetauscher verändert wird; eine sonst übliche Einspritzkühlerregelung kann ent fallen. Gegebenfalls ist es aus Kostengründen sinnvoll den Verdampfer mit Überhitzer direkt in der Wirbelschichtfeuer ung zu installieren und nur die separaten Zwischenüberhit zer über den Wärmeübertragungskreislauf zu beheizen. Der Einsatz eines solchen Wärmeübertragungskreislaufes ist gegebenfalls auch in anderen Kraftwerkskonzepten sinnvoll.Leave the steam flow temperatures after the superheaters then easily correspond via the control valves in front of the regulate the heat exchangers by the mass flow of the liquid sodium changed by these heat exchangers becomes; an otherwise usual desuperheater control can ent fall. It may make sense for cost reasons Evaporator with superheater directly in the fluidized bed fire installation and only the separate intermediate unit to heat via the heat transfer circuit. The Use of such a heat transfer circuit is possibly also useful in other power plant concepts.

Das Problem der ausreichend schnellen und genauen Einstel lung der Solleistung des Kraftwerkes und insbesondere der Vorlauftemperaturen des Rauchgas-Verdichterluft-Gemisches und des Dampfes bzw. des flüssigen Wärmeträgers bei der Aufheizung in der Wirbelschichtfeuerung wird erfindungsge mäß dadurch gelöst, daß die aufgeladene Wirbelschichtfeuer ung in mehrere, gut regelbare Module aufgeteilt wird, die zur separaten Aufheizung des Rauchgas-Verdichterluft- Gemisches und des flüssigen Wärmeträgers des Wärmeübertra gungskreislaufes dienen. Um den Verbrennungsluftstrom für die Module der Wirbelschichtfeuerung entsprechend der Solleistung bzw. der Solltemperaturen einstellen zu können, wird erfindungsgemäß die Verbrennungsluft von einer Bypaß leitung abgezweigt und den Modulen der Wirbelschichtfeuer ung über regelbare Druckerhöhungslüfter zugeführt. Der Brennstoffstrom wird über entsprechende Zuteiler einge stellt. Da die Zusatzlüfter nur die Druckverluste im Rauch gasstrom auszugleichen haben, können diese für eine relativ geringe Leistung bei relativ kleinen rotierenden Massen ausgelegt werden. Dadurch ist bei Antrieb dieser Lüfter durch z.B. umrichtergespeiste, regelbare Drehstrommotoren eine gute Regelfähigkeit zu erwarten.The problem of sufficiently quick and accurate setting performance of the power plant and in particular the Flow temperatures of the flue gas-compressor air mixture and the steam or the liquid heat carrier in the Heating in the fluidized bed combustion is fiction moderately solved in that the charged fluidized bed fire is divided into several, easily controllable modules that for separate heating of the flue gas compressor air Mixture and the liquid heat transfer medium of the heat transfer serve circulation cycle. To the combustion air flow for the modules of the fluidized bed combustion according to the To be able to set the target power or the target temperatures, According to the invention, the combustion air is bypassed branched off and the modules of the fluidized bed fire supplied via adjustable pressure boost fans. The The fuel flow is switched on via appropriate allocators poses. Because the auxiliary fan only the pressure loss in the smoke have to balance gas flow, these can be relative low output with relatively small rotating masses be interpreted. This is when this fan is driven by e.g. converter-fed, adjustable three-phase motors good control ability to be expected.

Soll das Kombikraftwerk im Teillastbereich betrieben wer den, so wird entsprechend die Brennstoffzufuhr und der Verbrennungsluftstrom reduziert, wobei sich der Bypaßluft strom erhöht. Die Turbineneintrittstemperatur wird möglichst konstant gehalten. Ferner wird der Dampfstrom dadurch reduziert, daß der Speisewasserstrom, der der regenerativen Speisewasservorwärmanlage zugeführt wird, reduziert wird. Der Wirkungsgrad fällt dadurch bei Teillast weniger stark ab als bei anderen Kraftwerkskonzepten mit aufgeladener Wirbelschichtfeuerung. Das Kraftwerk eignet sich daher besonders gut für den Einsatz im Mittel- und Spitzenlastbereich.Should the combined cycle power plant be operated in the partial load range the, so the fuel supply and the Combustion air flow is reduced, increasing the bypass air current increased. The turbine inlet temperature is kept as constant as possible. Furthermore, the steam flow reduced by the fact that the feed water flow, the regenerative feed water preheater is supplied, is reduced. As a result, the efficiency drops at partial load less than with other power plant concepts charged fluidized bed combustion. The power plant is suitable are therefore particularly good for use in medium and Peak load range.

Mit einem Kraftwerk mit aufgeladener Wirbelschichtfeuerung der zuvor beschriebenen Art lassen sich Wirkungsgrade bis ca. 43% erreichen. Da die Brennstoffkosten bei einem Kohlekraftwerk ca. 60% der Stromerzeugungskosten ausma chen, ist eine weitere Wirkungsgradsteigerung wünschens wert, auch wenn dadurch die spezifischen Investitionskosten etwas ansteigen. Dieses Ziel soll durch die zusätzliche Integration einer Kohlevergasung in das Kombikraftwerk mit aufgeladener Wirbelschichtfeuerung erreicht werden. With a power plant with charged fluidized bed combustion Efficiencies up to the type described above reach about 43%. Because the fuel costs at one Coal power plant approx. 60% of the electricity production costs Chen, a further increase in efficiency is desirable worth, even if this means the specific investment costs rise slightly. This goal should be achieved through the additional Integration of coal gasification into the combined cycle power plant charged fluidized bed combustion can be achieved.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, kombinierte Gas und Dampfturbinenkraftwerke mit einer Kohlevergasung zu betreiben, wobei das erzeugte Kohlegas in der Brennkammer der Gasturbine verfeuert wird. Bei den meisten Konzepten wird die eingesetzte Kohle unter Einsatz von Sauerstoff nahezu vollständig vergast. Ein solches Verfahren ist z.B. beschrieben in OS DE 28 35 852 A1.Various methods are known, combined gas and steam turbine power plants with coal gasification operate, the coal gas generated in the combustion chamber the gas turbine is fired. With most concepts the coal used is using oxygen almost completely gasified. Such a method is e.g. described in OS DE 28 35 852 A1.

Zur Bereitstellung des reinen Sauerstoffs ist eine Luft zerlegungsanlage nötig, die jedoch die Anlagenkosten erhöht und den Wirkungsgrad des Kraftwerkes durch den Eigenver brauch deutlich verschlechtert. Dabei ist bei einem solchen Kraftwerk die Dynamik aufgrund der schlechten Dynamik der vorgeschalteten Luftzerlegungsanlage so stark einge schränkt, daß ein Einsatz des Kraftwerkes in der Mittel und Spitzenlast problematisch ist. Mit diesen Konzepten ist ein Wirkungsgrad bis 43% erreichbar.There is air to provide the pure oxygen separation plant necessary, but this increases the plant costs and the efficiency of the power plant through Eigenver need deteriorated significantly. It is with such The dynamics due to the poor dynamics of the power plant upstream air separation plant turned on so strongly restricts that use of the power plant in the middle and peak load is problematic. With these concepts is an efficiency of up to 43% can be achieved.

In einem weiteren Konzept (BWK 36, 1984, H.5, S.211-215) wird die Kohle mit verdichteter Luft teilvergast, wobei der Restkohlenstoff in einem konventionellem Dampferzeuger mit Staubfeuerung verfeuert wird. In einer verbesserten Version (VGB Kraftwerkstechnik 65, 1985, H.6, S.550-557) wird die Verdichterluft der Gasturbine über einen Natriumkreislauf auf ca. 800°C vorgewärmt, wobei die dazu nötige Wärmeener gie aus der Feuerung des Dampferzeugers ausgekoppelt wird. Nachteilig sind bei diesem Konzept u.a. die vorgesehene hohe Vorlauftemperatur des Natriumkreislaufes von über 800° C, der hohe Aufwand für die Kesselanlage des Dampferzeugers und der zusätzliche Aufwand für eine Rauchgasentschwefe lungs- und Rauchgasentstickungsanlage.In another concept (BWK 36, 1984, H.5, p.211-215) the coal is partially gasified with compressed air, the Residual carbon in a conventional steam generator Dust firing is fired. In an improved version (VGB Kraftwerkstechnik 65, 1985, H.6, p.550-557) is the Compressor air from the gas turbine via a sodium circuit preheated to approx. 800 ° C, using the necessary heat is decoupled from the furnace of the steam generator. The disadvantages of this concept include the intended high flow temperature of the sodium circuit of over 800 ° C, the high expenditure for the boiler system of the steam generator and the additional effort for a flue gas desulfurizer and denitrification plant.

Ziel dieser zusätzlichen Erfindung ist es, die Probleme bei anderen Konzepten für ein Kombikraftwerk mit integrierter Kohlevergasung weitgehend zu vermeiden und einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen.The aim of this additional invention is to address the problems other concepts for a combined cycle power plant with integrated Avoid coal gasification as much as possible to achieve high efficiency.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Kohle-Kombikraftwerk mit aufgeladener Wirbelschichtfeuerung zusätzlich mit einer integrierten Kohlevergasungsanlage kombiniert wird, wobei das erzeugte und gereinigte Kohlegas in der Gasturbinenbrennkammer verfeuert wird. Auf diese Weise kann das Rauchgas-Verdichterluft-Gemisch in der Gas turbinenbrennkammer weiter auf die maximal zulässige Turbi neneintrittstemperatur von beispielsweise 1100°C einer Hochtemperatur-Gasturbine aufgeheizt werden. Dadurch ergibt sich eine zusätzliche Wirkungsgradsteigerung um 3 bis 8%- Punkte.This goal is achieved in that the Coal-fired combined cycle power plant with charged fluidized bed combustion additionally with an integrated coal gasification plant is combined, the generated and purified coal gas is burned in the gas turbine combustion chamber. To this Way, the flue gas-compressor air mixture in the gas turbine combustion chamber continues to the maximum permissible turbi inlet temperature of, for example, 1100 ° C High temperature gas turbine to be heated. This results in an additional increase in efficiency of 3 to 8% - Points.

Die Kohlevergasung arbeitet vorzugsweise als Teilvergasung bei Einsatz eines Flugstrom- oder Wirbelbettvergasers, bei einem Teilumsatz der eingesetzten Kohle von ca. 50 bis 80%. Die aufgeladene Wirbelschichtfeuerung wird mit dem nicht umgesetzten Kohlenstoff (Feinkoks) aus der Kohlevergasung und gegebenfalls mit zusätzlicher Kohle befeuert.Coal gasification preferably works as partial gasification when using an entrained flow or fluidized bed gasifier, at a partial conversion of the coal used of approx. 50 to 80%. The charged fluidized bed combustion is not with the converted carbon (fine coke) from coal gasification and fired with additional coal if necessary.

Als Vergasungsmittel wird vorzugsweise verdichtete und vorgewärmte Luft und gegebenfalls zusätzlich Dampf einge setzt. Die Vorwärmung der Prozeßluft auf ca. 700°C ist sinnvoll, um einen ausreichend hohen Kohlenstoffumsatz der eingesetzten Kohle und einen ausreichend hohen Brennwert des erzeugten Kohlegases zu erreichen. Die Vorwärmung der Prozeßluft erfolgt erfindungsgemäß in Wärmetauscherrohren in einem zusätzlichem Modul der aufgeladenen Wirbelschicht feuerung.As a gasifying agent is preferably compressed and preheated air and possibly steam puts. The process air is preheated to approx. 700 ° C useful to ensure a sufficiently high carbon turnover used coal and a sufficiently high calorific value to achieve the generated coal gas. Preheating the Process air takes place according to the invention in heat exchanger tubes in an additional module of the charged fluidized bed firing.

Beim Betreiben einer Kohlevergasung als Kraftwerkskomponen te ist von wesentlicher Bedeutung für den Gesamtwirkungs grad, daß die Abwärme aus der Rohgaskühlung auf einem hohen Temperaturniveau genutzt wird. Dabei sollte diese Abwärme nutzung möglichst in den Gesamtprozeß integriert werden. Üblicherweise wird ein wesentlicher Teil der fühlbaren Abwärme in anderen Konzepten zur Erzeugung von Dampf genutzt, der in einer Dampfturbine entspannt wird. Ein kleinerer Teil der Abwärme wird in diesem wie in anderen Konzepten genutzt, um gereinigtes Kohlegas wieder auf ca. 400°C aufzuheizen. Der wesentliche Teil der Abwärme wird in diesem Konzept jedoch erfindungsgemäß mit Hilfe eines Wärmeübertragungskreislaufes mit flüssigem Natrium als Wärmeträger zusammen mit einem Teil der Verbrennungswärme aus der aufgeladenen Wirbelschichtfeuerung auf den Verdam pfer, Überhitzer und einen oder zwei Zwischenüberhitzer eines Dampferzeugersystems übertragen. Dabei werden die entsprechenden Wärmetauscher der Kohlevergasung mit dem zugehörigem Wärmetauscher der aufgeladenen Wirbelschicht feuerung in Reihe geschaltet. Dadurch kann die maximale Temperatur der Heizrohre in den Wärmetauschern der Kohle vergasung auf ca. 500°C begrenzt werden. Dies ist deshalb von Bedeutung weil die Gefahr der Hochtemperaturkorrosion bei diesen Wärmetauschern aufgrund der reduzierenden Atmos phäre des Kohlegases deutlich höher ist als in der aufgela denen Wirbelschichtfeuerung. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das entsprechende Modul der Wirbelschichtfeuer ung zusammen mit den zugehörigen Regeleinrichtungen dieses Moduls als Stellglied zum Einstellen der Vorlauftemperatur (ca. 600°C) des Wärmeübertragungskreislaufes genutzt werden kann.When operating coal gasification as power plant components te is essential for overall impact grad that the waste heat from the raw gas cooling on a high Temperature level is used. This should waste heat usage should be integrated into the overall process if possible. Usually an essential part of the palpable Waste heat in other concepts for generating steam used, which is relaxed in a steam turbine. A smaller part of the waste heat is in this as in others Concepts used to get purified coal gas back to approx. Heat up to 400 ° C. The major part of the waste heat is in However, this concept according to the invention with the help of a Heat transfer circuit with liquid sodium as Heat transfer medium together with part of the heat of combustion from the charged fluidized bed combustion to the Verdam horse, superheater and one or two reheaters transfer of a steam generator system. The corresponding heat exchanger of coal gasification with the associated heat exchanger of the charged fluidized bed firing connected in series. This allows the maximum Temperature of the heating pipes in the coal's heat exchangers gasification can be limited to approx. 500 ° C. That is why important because of the risk of high temperature corrosion in these heat exchangers due to the reducing atmosphere The coal gas is significantly higher than in the those fluidized bed firing. Another advantage is there in that the corresponding module of the fluidized bed fire together with the associated control equipment Module as actuator for setting the flow temperature (approx. 600 ° C) of the heat transfer circuit can.

Durch die gewählte Schaltung ist es möglich, die Abwärme aus der Rohgaskühlung auf einem exergetisch höherem Niveau zu nutzen als bei der direkten Erzeugung von Hochdruck dampf, wodurch sich eine Wirkungsgradsteigerung ergibt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich der Aufbau der entsprechenden Wärmetauscher in der Kohlevergasung verein facht. Bei der sonst üblichen Erzeugung von Hochdruckdampf sind insbesondere im Strahlungskühler aufgrund der hohen Wärmestromdichte die Heizrohre einer hohen thermischen und mechanischen Belastung ausgesetzt. Außerdem können sich Probleme bei der Regelung der Vorlauftemperatur des Dampfes ergeben.The selected circuit makes it possible to remove the waste heat from the raw gas cooling at an exergetically higher level to use than in the direct generation of high pressure steam, which results in an increase in efficiency. A Another advantage is that the structure of the corresponding heat exchanger in the coal gasification united fold. In the usual production of high pressure steam are especially in the radiation cooler due to the high Heat flow density the heating pipes of a high thermal and exposed to mechanical stress. You can also Problems regulating the flow temperature of the steam surrender.

Die Kohlevergasung arbeitet vorzugsweise mit einer nassen Gaswäsche zur Abscheidung von Staub, Chlor, Flour und Schwefel. Bei einer nassen Gaswäsche ergibt sich ein deut licher Wärmeverlust dadurch, daß das Rohgas von einer Temperatur von ca. 220°C auf ca. 50°C durch einen Wasch oder Quenchkühler abgekühlt werden muß. Die dabei anfallen de Wärme ist nicht oder nur auf einem niedrigem Temperatur niveau nutzbar. Der durch diesen Wärmeverlust bedingte Wirkungsgradverlust wird erfindungsgemäß dadurch verrin gert, daß das ca. 50°C kalte Reingas durch einen ein- oder mehrstufigen Wärmetauscher, der mit Dampf aus der Dampftur bine oder mit aufgeheiztem Kondensat aus dem Abhitzekessel beheizt wird, auf ca. 200°C vorgewärmt wird. Da die so dem Reingas zugeführte Wärme mit dem vollen Prozeßwirkungsgrad des Kraftwerkes umgewandelt wird, ergibt sich eine Vermin derung des Wirkungsgradverlustes.Coal gasification preferably works with a wet one Gas scrubbing to separate dust, chlorine, flour and Sulfur. With a wet gas wash, there is a hint Licher heat loss in that the raw gas from a Temperature from approx. 220 ° C to approx. 50 ° C by washing or quench cooler must be cooled. The incurred de Heat is not or only at a low temperature level usable. The one caused by this heat loss Loss of efficiency is reduced according to the invention gert that the approx. 50 ° C cold clean gas by a one or multi-stage heat exchanger with steam from the steam door bine or with heated condensate from the waste heat boiler is heated, preheated to approx. 200 ° C. Since that's the way it is Clean gas supplied heat with the full process efficiency of the power plant is converted, there is a min change in efficiency loss.

Alternativ zu einer nassen Gaswäsche kann die Kohleverga sung auch mit einer Heißgasentschwefelung ausgerüstet werden. Dabei wird in einem Wirbelschichtreaktor bei einer Temperatur von ca. 800°C der Schwefelwasserstoff im Kohle gas an einen Absorbenten, z.B. Kalkstein bzw. Kalziumoxyd (CaO) gebunden. Das dabei entstehende Kalziumsulfid (CaS) wird zusammen mit nicht umgesetztem Kalziumoxyd der aufge ladenen Wirbelschichtfeuerung zugeführt, dort unter Ener gieabgabe zu Kalziumsulfat (CaSO₄) aufoxidiert und zusammen mit der Asche abgezogen. Das Kalziumoxyd dient in der Wirbelschichtfeuerung zur Einbindung von Schwefeldioxyd. Durch eine Heißgasentschwefelung ergibt sich eine deutliche Verminderung der Wärmeverluste und des Eigenverbrauchs im Vergleich zu einer konventionellen nassen Gaswäsche.As an alternative to wet gas scrubbing, coal gasification can also be equipped with hot gas desulfurization. The hydrogen sulfide in the coal gas is bound to an absorbent, eg limestone or calcium oxide (CaO), in a fluidized bed reactor at a temperature of approx. 800 ° C. The resulting calcium sulfide (CaS) is fed together with unreacted calcium oxide to the charged fluidized bed furnace, where it releases energy to give calcium sulfate (CaSO ₄ ) and is removed together with the ash. The calcium oxide is used in the fluidized bed combustion to incorporate sulfur dioxide. Hot gas desulfurization results in a significant reduction in heat loss and self-consumption compared to conventional wet gas scrubbing.

Die Kohlevergasung arbeitet vorzugsweise auf dem gleichen Druckniveau wie die aufgeladene Wirbelschichtfeuerung, wobei der Prozeßluft- und Kohlegasstrom durch gut regelbare Verdichter eingestellt wird. Soll die Kohlevergasung auf einem höheren Druckniveau arbeiten, ist ein Verdichter und eine Entspannungsturbine notwendig.Coal gasification preferably works on the same Pressure level like the charged fluidized bed combustion, the process air and coal gas flow through easily controllable Compressor is set. Should coal gasification be on working at a higher pressure level is a compressor and a relaxation turbine necessary.

Ein spezielles Problem tritt im Dampferzeugersystem dann auf, wenn die Gasturbineneintrittstemperatur durch Verbren nung eines gasförmigen Brennstoffes in einer Gasturbinen brennkammer auf ca. 1100°C erhöht wird und damit auch die Gasturbinenaustrittstemperatur auf mehr als 500°C ansteigt. Dies hat zur Folge, daß das Speisewasser in den Heizrohren des Abhitzekessels teilverdampft, was aus Gründen der Wirkungsgradoptimierung erwünscht ist. Wird das Speisewas ser-Dampfgemisch anschließend über eine Sammelrohrleitung einem Verdampfer-Überhitzer-Wärmetauscher zugeführt und dort auf die einzelnen Heizrohre verteilt, so besteht die Gefahr, daß sich das Wasser-Dampfgemisch entmischt und die einzelnen Heizrohre dieses Wärmetauschers teils vorwiegend mit Wasser und teils vorwiegend mit Wasserdampf beauf schlagt werden. Dies kann aufgrund der hohen Enthalpie differenz zwischen Wasser und Dampf zu größeren Problemen bei der Erzeugung von Frischdampf in diesem Wärmetauscher führen. Insbesondere besteht die Gefahr, daß die Dampfaus trittstemperaturen aus den Überhitzerrohren stark voneinan der abweichen. Dieses Problem kann erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, daß die parallel geschalteten Heizrohre des Abhitzekessels mit den möglichst gleichzahligen parallel geschalteten Heizrohren des Verdampfer-Überhitzer-Wärme tauschers direkt verbunden werden, so daß durchgehende, parallel geschaltete Vorwärmer-Verdampfer-Überhitzer-Heiz rohre entstehen, die annähernd die gleiche Dampfaustritts temperatur haben.A special problem then arises in the steam generator system on when the gas turbine inlet temperature by burning gaseous fuel in a gas turbine combustion chamber is increased to approx. 1100 ° C and thus also the Gas turbine outlet temperature rises to more than 500 ° C. As a result, the feed water in the heating pipes of the waste heat boiler partially evaporated, which is for the sake of Efficiency optimization is desired. Will the food be This steam mixture then via a manifold fed to an evaporator-superheater heat exchanger and distributed there on the individual heating pipes, so there is Danger that the water-steam mixture separates and the individual heating pipes of this heat exchanger partly predominantly with water and partly mainly with steam be hit. This can be due to the high enthalpy difference between water and steam to major problems in the production of live steam in this heat exchanger to lead. In particular, there is a risk that the steam off temperatures from the superheater tubes differ greatly the deviate. This problem can be solved according to the invention be solved that the heating tubes connected in parallel Heat recovery boilers with the most equal possible parallel switched heating pipes of the evaporator superheater heat exchangers can be connected directly, so that preheater-evaporator-superheater heating connected in parallel Pipes emerge that have approximately the same steam outlet have temperature.

Eine wesentliche Komponente der Anlage ist die Gasturbine. Aufgrund des niedrigen Staubgehaltes im Rauchgas vor der Gasturbine von weniger als 2 ppm sind Hochtemperatur-Gas turbinen mit vorzugsweise einer externen Brennkammer, wie sie von verschiedenen Herstellern für den Einsatz von Öl oder Erdgas angeboten werden, gut geeignet. Dazu muß die Gasturbinenbrennkammer leicht modifiziert werden, die Gas turbine kann dann über die externe Brennkammer und eine koaxiale Doppelrohrleitung mit dem Druckbehälter der aufge ladenen Wirbelschichtfeuerung verbunden werden. Die Baubar keit der aufgeladenen Wirbelschichtfeuerung wird wesentlich dadurch vereinfacht, daß die meisten Komponenten in einem Druckbehälter installiert werden können, so daß diese Kom ponenten und insbesondere die Verbindungs- und Heizrohre nur mit einem relativ geringem Druck von ca. 1 bar belastet sind.The gas turbine is an essential component of the system. Due to the low dust content in the flue gas before the Gas turbines of less than 2 ppm are high temperature gas turbines with preferably an external combustion chamber, such as from different manufacturers for the use of oil or natural gas are offered, well suited. To do this, the Gas turbine combustor can be easily modified, the gas The turbine can then have an external combustion chamber and a coaxial double pipe with the pressure vessel of the opened charged fluidized bed combustion. The buildable speed of the charged fluidized bed combustion becomes essential simplified by the fact that most components in one Pressure vessels can be installed so that this com components and especially the connecting and heating pipes only loaded with a relatively low pressure of approx. 1 bar are.

Eine zusätzliche Variante ergibt sich, wenn anstatt einer aufgeladenen Wirbelschichtfeuerung eine, bei atmosphäri schem Druck betriebene, Wirbelschichtfeuerung eingesetzt wird. Dabei wird die atmosphärische Wirbelschichtfeuerung ebenfalls mit dem Vergasungsrückstand (Feinkoks) aus der Kohlevergasung und gegebenfalls mit zusätzlicher Kohle befeuert. Ferner wird bei Einsatz einer Heißgasentschwe felungsanlage das beladene Absorbent Calziumsulfid (CaS) ebenfalls in die Wirbelschichtfeuerung gegeben und dort unter Energieabgabe zu Calziumsulfat (CaSO₄) aufoxidiert. Als Verbrennungsluft wird das noch sauerstoffhaltige Abgas aus der Gasturbine oder vorgewärmte Frischluft eingesetzt. Ein solches Verfahren ist z.B. aus OS DE 34 16 708 A1 be kannt. Erfindungsgemäß wird bei dieser Variante, ähnlich wie bei der Hauptvariante mit aufgeladener Wirbelschicht feuerung, ein großer Teil der Abwärme aus der Rohgaskühlung der Kohlevergasung und Verbrennungswärme aus der atmosphä rischen Wirbelschichtfeuerung gemeinsam mit Hilfe eines Wärmeübertragungskreislaufes mit einem flüssigem Wärmetra ger auf einen Verdampfer, Überhitzer und einen oder zwei Zwischenüberhitzer eines hochwertigen Dampfturbinenpro zesses übertragen.An additional variant is obtained if, instead of a charged fluidized bed furnace, a fluidized bed furnace operated at atmospheric pressure is used. The atmospheric fluidized bed combustion is also fired with the gasification residue (fine coke) from the coal gasification and, if necessary, with additional coal. Furthermore, when using a hot gas desulphurization system, the loaded absorbent calcium sulfide (CaS) is also added to the fluidized bed furnace and oxidized there to calcium sulfate (CaSO ₄ ) while releasing energy. The combustion gas is the oxygen-containing exhaust gas from the gas turbine or preheated fresh air. Such a method is known for example from OS DE 34 16 708 A1. According to the invention in this variant, similar to the main variant with a charged fluidized bed firing, a large part of the waste heat from the raw gas cooling of the coal gasification and combustion heat from the atmospheric fluidized bed firing together with the aid of a heat transfer circuit with a liquid heat carrier on an evaporator, superheater and one or two reheaters of a high-quality steam turbine process.

Dabei ist es sinnvoll auch die verdichtete Prozeßluft für die Kohlevergasungsanlage und die übrige Verdichterluft der Gasturbine mittels Wärmetauscher durch Wärme aus dem Wärme übertragungskreislauf auf mehr als 500°C vorzuwärmen. Eine direkte Aufheizung der Prozeßluft und der Verdichterluft in der atmosphärischen Wirbelschichtfeuerung ist zwar grund sätzlich möglich, aber aus werkstofftechnischen Gründen, aufgrund der höheren thermischen und mechanischen Belastung der Heiz- und Verbindungsrohre im Vergleich zur aufgelade nen Wirbelschichtfeuerung, voraussichtlich ungünstiger.It also makes sense for the compressed process air for the coal gasification plant and the rest of the compressor air Gas turbine using heat exchanger by heat from the heat Preheat the transmission circuit to more than 500 ° C. A direct heating of the process air and the compressor air in the atmospheric fluidized bed combustion is reason additionally possible, but for technical reasons, due to the higher thermal and mechanical stress of the heating and connecting pipes compared to the charged one fluidized bed combustion, probably less favorable.

Der Wirkungsgrad kann durch das Verfahren gegenüber bekann ten, vergleichbaren Konzepten deutlich angehoben werden, da die eingesetzte Kohle nahezu vollständig umgesetzt werden kann, die Abwärme aus der Rohgaskühlung im Vergleich zu einer sonst üblichen direkten Dampferzeugung auf einem höheren Temperaturniveau genutzt wird und ein hochwertiger Dampfprozeß mit zweifacher Zwischenüberhitzung betreibbar ist.The efficiency can be made known by the process comparable concepts can be significantly increased because the coal used is almost completely implemented can, the waste heat from the raw gas cooling compared to an otherwise usual direct steam generation on one higher temperature level is used and a high quality Steam process can be operated with double reheating is.

Das Verfahren kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die in der Kohlevergasung eingesetzte Kohle zu ca. 70 bis 90% umgesetzt und der nicht umgesetzte Kohlenstoff in der Wirbelschichtfeuerung verfeuert wird, so daß die atmos phärische Wirbelschichtfeuerung und somit auch der Wärme übertragungskreislauf für eine relativ kleine Leistung ausgelegt werden kann. Um den Kohleumsetzungsgrad zu erhö hen ist es gegebenenfalls sinnvoll zusätzlich Wasserdampf als Vergasungsmittel in den Vergasungsreaktor zuzugeben.The method can be particularly advantageous if the coal used in coal gasification to about 70 to 90% implemented and the unreacted carbon in the Fluidized bed combustion is fired so that the atmos spherical fluidized bed combustion and thus also the heat transmission circuit for a relatively small power can be interpreted. To increase the degree of coal conversion hen, it may be useful as additional steam Add gasifying agent to the gasification reactor.

Das Verfahren ist auch dann gut geeignet, wenn die Kohle vergasung mit reinem Sauerstoff oder mit Sauerstoff ange reicherter Prozeßluft als Vergasungsmittel betrieben wird und dabei die eingesetzte Kohle zu ca. 80 bis 100% umge setzt wird und die Wirbelschichtfeuerung gegebenenfalls zusätzlich mit Kohle befeuert wird.The process is also well suited when the coal gasification with pure oxygen or with oxygen richer process air is operated as a gasifying agent and thereby the coal used to about 80 to 100% vice versa is set and the fluidized bed firing if necessary is additionally fired with coal.

Die durch die Erfindungen erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß durch die vorgeschlagenen VerfahrenThe advantages achieved by the inventions are essential in that by the proposed method

- A power plant with widely known and available Components can be created
- good power plant dynamics and a high level of investment degree of efficiency is to be expected, especially if too a coal gasification plant in the combined cycle power plant is integrated,
- a wide range of fuels can be used,
- the demands of the environment with relatively little effort protection after low sulfur dioxide and nitrogen oxide demis sion are to be fulfilled
- And a compact and economical version of the Plant is possible.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Elemente, die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforder lich sind, wurden weggelassen.Various exemplary embodiments are shown in the drawings the invention is shown schematically. Elements for the immediate understanding of the invention is not required have been omitted.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die Schaltung eines Kohle-Kombikraftwerkes mit auf geladener Wirbelschichtfeuerung, Fig. 1, the circuit of a coal-fired combined cycle power plant with on-charged fluidised bed,

Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1, bei der die Verdampfung und Überhitzung direkt in der Wirbelschichtfeuerung erfolgt, Fig. 2 shows a variant of Fig. 1, in which the evaporation and superheating is carried out directly in the fluidized bed,

Fig. 3 die Schaltung eines Kombikraftwerkes mit aufgelade ner Wirbelschichtfeuerung und Kohleteilvergasung mit einer Niedertemperatur-Gasentschwefelung, Fig. 3 shows the circuit of a combined cycle power plant with applied loading ner fluidised bed gasification and coal part with a low-temperature gas desulphurisation,

Fig. 4 die Schaltung eines Kombikraftwerkes mit atmosphäri scher Wirbelschichtfeuerung und Kohleteilvergasung mit einer Heißgasentschwefelung. Fig. 4 shows the circuit of a combined cycle power plant with atmospheric fluidized bed combustion and partial coal gasification with hot gas desulfurization.

Anhand von 3 Ausführungsbeispielen für kombinierte Gas- und Dampfturbinenkraftwerke mit Kohle als Brennstoff wird die Erfindung näher erläutert.Using 3 embodiments for combined gas and Steam turbine power plants with coal as the fuel Invention explained in more detail.

Das Kombikraftwerk in Fig. 1 und 2 besteht im wesentlichen aus einer aufgeladenen Wirbelschichtfeuerung 4 bis 21, einer Gasturbinengruppe 1 bis 3 und einem Dampfturbinenpro zeß 25 bis 36.The combined cycle power plant in FIGS. 1 and 2 essentially consists of a charged fluidized bed combustion 4 to 21 , a gas turbine group 1 to 3 and a steam turbine process 25 to 36 .

Mit Hilfe eines Verdichters 1, der mit einer Gasturbine 2 und einem Generator 3 auf einer Welle sitzt, wird angesaug te Luft auf 12 bar verdichtet und über eine Rohrleitung 4 einer aufgeladenen Wirbelschichtfeuerung 12 zugeführt. Die Gasturbine 1,2 ist eine modifizierte Seriengasturbine mit einer Turbineneintrittstemperatur von 800°C und einer Lei stung von 65 MW. Der Abgasmassenstrom beträgt ca. 500 kg/s. Die Gasturbine wird über eine koaxiale Doppelrohrleitung 4, 6 mit einem nicht näher bezeichneten Druckbehälter der aufgeladenen Wirbelschichtfeuerung verbunden, wobei der äußere Ringraum der koaxialen Doppelrohrleitung der Rohr leitung 4 für die Verdichterluft entspricht. Der nicht näher bezeichnete Druckbehälter ist vorzugsweise ein Kugel druckbehälter und umfaßt die Module 13, 14 der Wirbel schichtfeuerung und zugehörige Komponenten wie Verbin dungsrohrleitungen 4, 5, 6, 8, Abscheidezyklone 15 und Wärmetauscher 16, 17.With the aid of a compressor 1 , which sits on a shaft with a gas turbine 2 and a generator 3 , intake air is compressed to 12 bar and fed via a pipeline 4 to a charged fluidized-bed furnace 12 . The gas turbine 1,2 is a modified series gas turbine with a turbine inlet temperature of 800 ° C and a power of 65 MW. The exhaust gas mass flow is approx. 500 kg / s. The gas turbine is connected via a coaxial double pipe 4 , 6 to an unspecified pressure vessel of the charged fluidized bed furnace, the outer annular space of the coaxial double pipe corresponding to the pipe 4 for the compressor air. The unspecified pressure vessel is preferably a ball pressure vessel and comprises the modules 13 , 14 of the fluidized bed combustion and associated components such as connec tion pipes 4 , 5 , 6 , 8 , separating cyclones 15 and heat exchangers 16 , 17th

Die Verbrennungsluft für die Module 13, 14 der Wirbel schichtfeuerung wird von der Bypaßleitung 5 für die Ver dichterluft abgezweigt und über regelbare Lüfter 11 den Modulen zugeführt. Dabei geht im Vollastbereich der Bypaß luftstrom gegen Null zurück, so daß die gesamte Verdichter luft der Wirbelschichtfeuerung als Verbrennungsluft zuge führt wird. Die Module der Wirbelschichtfeuerung werden mit gemahlener Kohle 9 beschickt. Die aufgeladene Wirbel schichtfeuerung arbeitet vorzugsweise als expandierte, zirkulierende Wirbelschichtfeuerung mit einer Verbrennungs temperatur von ca. 850°C. Um das bei der Verbrennung ent stehende Schwefeldioxyd zurückzuhalten wird gemahlener Kalkstein 10 zugegeben. Das Rauchgas wird im Oberteil der Wirbelschichtfeuerung auf ca. 500°C abgekühlt. In Zyklonen 15 wird das stark staubhaltige Rauchgas vorentstaubt, die abgeschiedene Asche, die noch Unverbranntes enthält, wird in die Module der Wirbelschichtfeuerung zurückgeführt. Die Asche wird über eine Schleuse 40 aus der Wirbelschichtfeu erung abgezogen. Das Rauchgas wird in einem Rekuperativ wärmetauscher 16 im Gegenstrom zu dem gereinigtem Rauchgas auf 300°C und in einem Verdampfer 17 auf 250°C abgekühlt. Der im Verdampfer 17 erzeugte Niederdruckdampf (ca. 20 bar) wird in den Niederdruckteil der Dampfturbine 34 eingelei tet. Anschließend wird das Rauchgas in einer Schlauchfil teranlage 21 hochwirksam entstaubt, so daß ein Staubgehalt von weniger als 5 ppm erzielt wird. Danach wird das gerei nigte Rauchgas in dem Rekuperativwärmetauscher 16 wieder auf 450°C aufgeheizt und anschließend mit der Bypaßluft 5 gemischt. Das Rauchgas-Bypaßluft-Gemisch wird in den Heiz rohren eines Moduls 13 der Wirbelschichtfeuerung auf 750°C erhitzt und über die Heißgasleitung 6 der Gasturbine 2 zugeführt. In der Gasturbine 2 wird das Gemisch unter Energieabgabe entspannt und mit einer Temperatur von 350°C dem Abhitzekessel 29 zugeführt, dort auf 80°C abgekühlt und über einen Kühlturm mit integriertem Kamin 38 an die Umgebung abgegeben.The combustion air for the modules 13 , 14 of the fluidized bed combustion is branched off from the bypass line 5 for the compressor air and fed to the modules via controllable fans 11 . In the full load range, the bypass air flow drops to zero, so that the entire compressor air is fed to the fluidized bed combustion as combustion air. The modules of the fluidized bed furnace are fed with ground coal 9 . The charged fluidized bed furnace preferably works as an expanded, circulating fluidized bed furnace with a combustion temperature of approximately 850 ° C. Ground limestone 10 is added in order to retain the sulfur dioxide formed during the combustion. The flue gas is cooled to approx. 500 ° C in the upper part of the fluidized bed furnace. In cyclones 15 , the heavily dusty flue gas is dedusted, the separated ash, which still contains unburned material, is returned to the fluidized bed combustion modules. The ash is withdrawn via a lock 40 from the fluidized bed combustion. The flue gas is cooled in a recuperative heat exchanger 16 in countercurrent to the cleaned flue gas to 300 ° C and in an evaporator 17 to 250 ° C. The low pressure steam generated in the evaporator 17 (approx. 20 bar) is introduced into the low pressure part of the steam turbine 34 . The flue gas is then dedusted in a hose filter system 21 in a highly effective manner, so that a dust content of less than 5 ppm is achieved. Thereafter, the cleaned flue gas in the recuperative heat exchanger 16 is reheated to 450 ° C. and then mixed with the bypass air 5 . The flue gas-bypass air mixture is heated in the heating tubes of a module 13 of the fluidized bed furnace to 750 ° C. and supplied to the gas turbine 2 via the hot gas line 6 . In the gas turbine 2 , the mixture is released while releasing energy and fed to the waste heat boiler 29 at a temperature of 350 ° C., cooled there to 80 ° C. and released to the environment via a cooling tower with an integrated chimney 38 .

Mit einer Kondensatpumpe 25 wird das Kondensat zum Speise wasserbehälter und Entgaser 26 gefördert und dort mit Dampf 27 aus der Dampfturbine 34 vorgewärmt und entgast. Mit einer Speisewasserpumpe 28 wird das Speisewasser auf 300 bar verdichtet. Ein Teilstrom des Speisewassers von ca. 40 % wird dem Abhitzekessel 29 zugeführt und dort auf 310°C vorgewärmt. Der andere Teilstrom von ca. 60% wird in einer mehrstufigen regenerativen Speisewasservorwärmung 41 mit Hilfe von Entnahmedampf aus der Dampfturbine 34 auf 280°C vorgewärmt. Danach wird das Speisewasser in einem Verdam pfer und Überhitzer 31 (Fig. 2), der sich in einem Modul der Wirbelschichtfeuerung befindet, verdampft und über hitzt. Der Frischdampf wird mit einer Temperatur von 540°C und einem Druck von 250 bar einer Hochdruckturbine zuge führt und dort auf 80 bar entspannt. Der Zwischendampf wird in einem Mitteldruck-Zwischenüberhitzer 32 wieder auf 540°C erhitzt, in einer Mitteldrukturbine auf 20 bar entspannt, in einem Niederdruck-Zwischenüberhitzer 33 nochmals auf 540°C erhitzt, in einer Niederdruckturbine auf 0,05 bar entspannt und in einem Kondensator 36 niedergeschlagen. Die Kondensatwärme wird über einen Kühlkreislauf 37 und einen Kühlturm 38 an die Umgebung abgegeben. Die Dampftur bine 34 hat eine Leistung von 450 MW und treibt einen Generator 35 an.With a condensate pump 25 , the condensate is fed to the feed water tank and degasser 26 and preheated there with steam 27 from the steam turbine 34 and degassed. The feed water is compressed to 300 bar with a feed water pump 28 . A partial flow of approx. 40% of the feed water is fed to the waste heat boiler 29 and preheated to 310 ° C. there. The other partial flow of approx. 60% is preheated to 280 ° C. in a multi-stage regenerative feed water preheater 41 with the aid of extraction steam from the steam turbine 34 . Thereafter, the feed water in a damper and superheater 31 ( Fig. 2), which is located in a module of the fluidized bed, evaporates and overheats. The live steam is fed to a high pressure turbine at a temperature of 540 ° C and a pressure of 250 bar and expanded there to 80 bar. The intermediate steam is reheated to 540 ° C in a medium-pressure reheater 32 , expanded to 20 bar in a medium-pressure turbine, reheated to 540 ° C in a low-pressure reheater 33 , expanded to 0.05 bar in a low-pressure turbine and in a condenser 36 depressed. The condensate heat is released to the environment via a cooling circuit 37 and a cooling tower 38 . The steam door bine 34 has an output of 450 MW and drives a generator 35 .

Die Zwischenüberhitzer 32, 33 werden über einen Wärmeüber tragungskreislauf 22 mit Natrium als Wärmeträger beheizt. Das Natrium wird mit einer Umlaufpumpe 23 zu dem Wärmetau scher 14 der Wirbelschichtfeuerung befördert, dort auf 600° C erhitzt und anschließend den Zwischenüberhitzern 32, 33 über Stellventile 24 zugeführt, wobei das Natrium unter Energieabgabe wieder auf 400°C abgekühlt wird.The reheaters 32 , 33 are heated via a heat transfer circuit 22 with sodium as the heat transfer medium. The sodium is transported with a circulation pump 23 to the heat exchanger 14 of the fluidized bed furnace, heated there to 600 ° C. and then fed to the reheaters 32 , 33 via control valves 24 , the sodium being cooled to 400 ° C. again with energy being released.

Die thermische Leistung des Kombikraftwerkes beträgt 1142 MW (zugeführter Brennstoffstrom, Hu), die abgegebene elek trische Leistung beträgt 480 MW. Der Wirkungsgrad beträgt 42% (netto).The thermal power of the combined cycle power plant is 1142 MW (supplied fuel flow, Hu), the elec trical output is 480 MW. The efficiency is 42% (net).

Anhand eines 2. Ausführungsbeispiels wird das Kombikraft werk mit aufgeladener Wirbelschichtfeuerung 4 bis 21 und Kohleteilvergasung 50 bis 69 (Fig. 3) näher erläutert.Using a second embodiment, the combined power plant with charged fluidized bed combustion 4 to 21 and coal partial gasification 50 to 69 ( Fig. 3) is explained in more detail.

Mit Hilfe eines Verdichters 1, der mit einer Gasturbine 2 und einem Generator 3 auf einer Welle sitzt, wird angesaug te Luft auf 15 bar verdichtet und über eine Rohrleitung 4 einer aufgeladenen Wirbelschichtfeuerung 12 zugeführt. Die Gasturbine 1, 2 ist eine Seriengasturbine mit einer Turbi neneintrittstemperatur von ca. 1100°C, einer Leistung von 140 MW und einem Abgasmassenstrom von ca. 500 kg/s. Die Gasturbine hat eine externe Brennkammer 7 und wird über eine koaxiale Doppelrohrleitung 4, 6 mit einem nicht näher bezeichneten Druckbehälter der aufgeladenen Wirbelschicht feuerung verbunden, wobei der äußere Ringraum der koaxialen Doppelrohrleitung der Rohrleitung 4 für die Verdichterluft entspricht. With the help of a compressor 1 , which sits on a shaft with a gas turbine 2 and a generator 3 , intake air is compressed to 15 bar and fed via a pipeline 4 to a charged fluidized bed furnace 12 . The gas turbine 1 , 2 is a series gas turbine with a turbine inlet temperature of approx. 1100 ° C., an output of 140 MW and an exhaust gas mass flow of approx. 500 kg / s. The gas turbine has an external combustion chamber 7 and is connected via a coaxial double pipe 4 , 6 to an unspecified pressure vessel of the charged fluidized bed, the outer annular space of the coaxial double pipe corresponding to the pipe 4 for the compressor air.

Die Verbrennungsluft für die Module 13, 14, 65 der Wirbel schichtfeuerung wird von der Bypaßleitung 5 für die Ver dichterluft abgezweigt und über regelbare Lüfter 11 den Modulen zugeführt. Die Module der Wirbelschichtfeuerung werden mit dem Vergasungsrückstand 9 (Feinkoks) aus der Kohleteilvergasung und gegebenfalls zusätzlich mit Kohle befeuert. Die aufgeladene Wirbelschichtfeuerung arbeitet vorzugsweise als expandierte, zirkulierende Wirbelschicht feuerung mit einer Verbrennungstemperatur von ca. 850°C. Um das bei der Verbrennung entstehende Schwefeldioxyd zurück zuhalten wird gemahlener Kalkstein 10 zugegeben. Das Rauch gas wird im Oberteil der Wirbelschichtfeuerung auf ca. 550° C abgekühlt. In Zyklonen 15 wird das stark staubhaltige Rauchgas vorentstaubt. Das Rauchgas wird in einem Rekupera tivwärmetauscher 16 im Gegenstrom zu dem gereinigtem Rauch gas auf 300°C und in einem Verdampfer 17 auf 250°C abge kühlt. Anschließend wird das Rauchgas in einer Schlauchfil teranlage 21 hochwirksam entstaubt, so daß ein Staubgehalt von weniger als 5 ppm erzielt wird. Danach wird das gerei nigte Rauchgas in dem Rekuperativwärmetauscher 16 wieder auf 500°C aufgeheizt und anschließend mit der Bypaßluft 5 gemischt. Dabei ist im Vollastbereich der Bypaßluftstrom mehr als doppelt so groß als der Rauchgasstrom aus der Wirbelschichtfeuerung. Das Rauchgas-Bypaßluft-Gemisch wird in den Heizrohren eines Moduls 13 der Wirbelschichtfeuerung auf etwa 720°C erhitzt, über die Heißgasleitung 6 der Brennkammer 7 zugeführt und dort durch Verbrennen von Kohlegas weiter auf 1100°C erhitzt. Danach wird das Rauch gas in der Gasturbine 2 unter Energieabgabe entspannt und mit einer Temperatur von 530°C dem Abhitzekessel 29 zuge führt, dort auf 80°C abgekühlt und über einen Kühlturm 38 an die Umgebung abgegeben.The combustion air for the modules 13 , 14 , 65 of the fluidized bed combustion is branched off from the bypass line 5 for the compressor air and fed to the modules via controllable fans 11 . The modules of the fluidized bed combustion are fired with the gasification residue 9 (fine coke) from the partial coal gasification and, if necessary, additionally with coal. The charged fluidized bed furnace preferably works as an expanded, circulating fluidized bed furnace with a combustion temperature of approximately 850 ° C. Ground limestone 10 is added in order to retain the sulfur dioxide formed during the combustion. The flue gas is cooled to approx. 550 ° C in the upper part of the fluidized bed furnace. In cyclones 15 , the highly dusty flue gas is dedusted. The flue gas is cooled in a Rekupera tivwärmetauscher 16 in counterflow to the cleaned flue gas to 300 ° C and in an evaporator 17 to 250 ° C. The flue gas is then dedusted in a hose filter system 21 in a highly effective manner, so that a dust content of less than 5 ppm is achieved. Then the cleaned flue gas in the recuperative heat exchanger 16 is heated again to 500 ° C. and then mixed with the bypass air 5 . In the full-load range, the bypass air flow is more than twice as large as the flue gas flow from the fluidized bed combustion. The flue gas-bypass air mixture is heated in the heating tubes of a module 13 of the fluidized bed furnace to approximately 720 ° C., fed to the combustion chamber 7 via the hot gas line 6 and further heated to 1100 ° C. there by burning coal gas. Thereafter, the smoke gas in the gas turbine 2 is released with energy and supplied to the waste heat boiler 29 at a temperature of 530 ° C, cooled there to 80 ° C and released to the environment via a cooling tower 38 .

Die Prozeßluft für die Kohlevergasung wird von der Bypaß leitung 5 abgezweigt, in einem Verdichter 64 um 2 bar verdichtet, in einem Modul 65 der Wirbelschichtfeuerung auf 700°C erhitzt und über eine Heißgasleitung 66 einem Verga sungsreaktor 55 der Kohlevergasung zugeführt. Die gemahlene Kohle 53 wird über ein Eintrags- und Dosiersystem 54 dem Flugstrom-Vergasungsreaktor 55 zugeführt und dort mit der Prozeßluft 66 als Vergasungsmittel bei einer Temperatur von 1500°C zu ca. 60% vergast. Das Rohgas-Feinkoks-Gemisch tritt mit einer Temperatur von 1400°C aus dem Vergasungs reaktor 55 aus und wird in dem nachfolgendem Strahlungs kühler 56 auf 800°C abgeküht. In einem Zyklon 57 wird ein Teil des Feinkokses und der Asche abgeschieden. Das Rohgas wird danach in einem Wärmetauscher 58 und einem weiterem Rekuperativwärmetauscher 59 auf 250°C abgekühlt. In einer Schlauchfilteranlage 60 wird der restliche Feinkoks und andere Feinstäube bis auf einen Reststaubgehalt von weniger als 5 ppm abgeschieden und zusammen mit dem Feinkoks aus dem Zyklon 57 der Wirbelschichtfeuerung zugeführt. In einer Vorwäsche 61 werden Chloride, Flouride und andere Begleit gase abgeschieden. Gleichzeitig wird das Rohgas in einem Waschkühler weiter auf 50°C abgekühlt. Die freiwerdende Wärme wird zur Aufheizung von Kondensat 50 aus dem Dampfer zeugersystem genutzt. In einer Entschwefelungsanlage 62 wird der im Kohlegas befindliche Schwefelwasserstoff ausge waschen und zu Elementarschwefel aufgearbeitet. In einem Wärmetauscher 63, der mit Niederdruckdampf 69 aus der Dampfturbine 34 beheizt wird, wird das Reingas auf 200°C vorgewärmt und danach in einem Wärmetauscher 59 im Gegen strom zu dem Rohgas weiter auf 400°C erhitzt. Über eine Gasleitung 67 und einen regelbaren Verdichter 68 wird das Kohlegas der Brenkammer 7 zugeführt und dort verfeuert.The process air for coal gasification is branched off from the bypass line 5 , compressed in a compressor 64 by 2 bar, heated in a module 65 of the fluidized bed furnace to 700 ° C. and fed via a hot gas line 66 to a gasification reactor 55 of the coal gasification. The ground coal 53 is fed to the entrained flow gasification reactor 55 via an entry and metering system 54 and gasified there with the process air 66 as gasification agent at a temperature of 1500 ° C. to about 60%. The raw gas-fine coke mixture emerges at a temperature of 1400 ° C from the gasification reactor 55 and is cooled to 800 ° C in the subsequent radiation cooler 56 . A part of the fine coke and the ash is separated in a cyclone 57 . The raw gas is then cooled to 250 ° C. in a heat exchanger 58 and a further recuperative heat exchanger 59 . In a bag filter system 60 , the remaining fine coke and other fine dusts are separated down to a residual dust content of less than 5 ppm and fed together with the fine coke from the cyclone 57 to the fluidized bed furnace. In a prewash 61 chlorides, fluorides and other accompanying gases are separated. At the same time, the raw gas is further cooled to 50 ° C in a washer cooler. The heat released is used to heat condensate 50 from the steam generator system. In a desulfurization plant 62 , the hydrogen sulfide contained in the coal gas is washed out and processed into elemental sulfur. In a heat exchanger 63 , which is heated with low-pressure steam 69 from the steam turbine 34 , the clean gas is preheated to 200 ° C. and then further heated to 400 ° C. in a heat exchanger 59 in countercurrent to the raw gas. The coal gas is fed to the combustion chamber 7 via a gas line 67 and a controllable compressor 68 and burned there.

Mit einem Wärmeübertragungskreislauf 22 mit flüssigem Natrium als Wärmeträger wird Wärme aus der Rohgaskühlung der Kohlevergasung und der Wirbelschichtfeuerung auf das Dampferzeugersystem übertragen. Das Natrium wird mit einer Umlaufpumpe 23 mit einer Temperatur von 400°C zu den paral lel geschalteten Wärmetauschern 56 und 58 der Rohgaskühlung der Kohlevergasung gefördert, dort auf ca. 500°C erhitzt und danach dem Wärmetauscher 14 der Wirbelschichtfeuerung zugeführt, wo es weiter auf 600°C erhitzt wird. Anschlie ßend wird das Natrium über Stellventile 24 den Wärmetau schern 31, 32, 33 des Dampferzeugersystems zugeführt, wobei es unter Energieabgabe wieder auf 400°C abgekühlt wird.With a heat transfer circuit 22 with liquid sodium as the heat transfer medium, heat from the raw gas cooling of the coal gasification and the fluidized bed combustion is transferred to the steam generator system. The sodium is conveyed with a circulation pump 23 at a temperature of 400 ° C to the parallel heat exchangers 56 and 58 of the raw gas cooling of the coal gasification, heated there to about 500 ° C and then fed to the heat exchanger 14 of the fluidized bed furnace, where it continues on 600 ° C is heated. The sodium is then sheared via control valves 24 to the heat exchangers 31 , 32 , 33 of the steam generator system, wherein it is cooled to 400 ° C. again with the release of energy.

Mit der Kondensatpumpe 25 wird das Kondensat zum Speisewas serbehälter und Entgaser 26 gefördert. Ein Teil des Konden sates wird über eine Umlaufpumpe 51 und eine Leitung 50 zum Waschkühler der Vorwäsche 61 geleitet, dort auf 90°C er hitzt und über eine Leitung 52 zurück zum Speisewasserbe hälter 26 geleitet. Die Vorwärmung und Entgasung des Spei sewassers erfolgt durch Zugabe von Dampf 27, der entweder der Dampfturbine 34 entnommen wird oder in einer nicht näher bezeichneten Verdampferschleife erzeugt wird, die in den Abhitzekessel 29 integriert wird. Das Speisewasser wird mit einer Speisewasserpumpe 28 auf 300 bar verdichtet und dem Abhitzekessel 29 zugeführt, wo das Speisewasser vorge wärmt und teilverdampft wird. Das aus dem Abhitzekessel 29 austretende Gemisch aus Speisewasser und Dampf wird mit einer Temperatur von 385°C einem Verdampfer und Überhitzer 31 zugeführt, der mit dem flüssigem Natrium des Wärmeüber tragungskreislaufes 22 beheizt wird. Die Heizrohre des Abhitzekessels 29 werden mit den möglichst gleichzahligen Heizrohren der Verdampfer-Überhitzer-Einheit 31 direkt verbunden. Der erzeugte Frischdampf tritt mit einer Tempe ratur von 540°C und einem Druck von 250 bar in eine Hoch druckturbine ein und wird dort auf 80 bar entspannt. Der Zwischendampf wird anschließend in einem Mitteldruck- Zwischenüberhitzer 32 wieder auf 540°C erhitzt, in einer Mitteldruckturbine auf 20 bar entspannt, in einem Nieder druck-Zwischenüberhitzer 33 nochmals auf 540°C erhitzt, danach in einer Niederdruckturbine auf 0,05 bar entspannt und in einem Kondensator 36 niedergeschlagen. Die Einstel lung der Dampftemperaturen erfolgt über eine Regelung des Durchflusses des flüssigen Natriums durch die Überhitzer wärmetauscher 31, 32, 33 mittels der Stellventile 24. Die Dampfturbine 34 treibt einen Generator 35 an. Die Leistung der Dampfturbine beträgt ca. 200 MW.With the condensate pump 25 , the condensate is fed to the feed water tank and degasser 26 . Part of the condensate is passed through a circulation pump 51 and a line 50 to the washer cooler of the prewash 61 , where it heats up to 90 ° C. and is passed back to the feed water tank 26 via a line 52 . The preheating and degassing of the feed water is carried out by adding steam 27 , which is either taken from the steam turbine 34 or is generated in an evaporator loop (not specified in any more detail), which is integrated into the waste heat boiler 29 . The feed water is compressed to 300 bar with a feed water pump 28 and fed to the waste heat boiler 29 , where the feed water is preheated and partially evaporated. The emerging from the waste heat boiler 29 mixture of feed water and steam is fed at a temperature of 385 ° C to an evaporator and superheater 31 , which is heated with the liquid sodium of the heat transfer circuit 22 . The heating pipes of the waste heat boiler 29 are connected directly to the heating pipes of the evaporator-superheater unit 31 , which have the same number as possible. The live steam generated enters a high-pressure turbine at a temperature of 540 ° C and a pressure of 250 bar, where it is expanded to 80 bar. The intermediate steam is then heated again to 540 ° C in a medium-pressure reheater 32 , relaxed to 20 bar in a medium-pressure turbine, heated again to 540 ° C in a low-pressure reheater 33 , then expanded to 0.05 bar in a low-pressure turbine deposited in a capacitor 36 . The setting of the steam temperatures is carried out by regulating the flow of the liquid sodium through the superheater heat exchanger 31 , 32 , 33 by means of the control valves 24 . The steam turbine 34 drives a generator 35 . The steam turbine has an output of approx. 200 MW.

Die thermische Leistung des Kombikraftwerkes beträgt 666 MW, die elektrische Nettoleistung beträgt 300 MW. Der Wirkungsgrad beträgt bei der gewählten Niedertemperatur- Gasentschwefelung 45,2%, mit einer Heißgasentschwefelung beträgt der Wirkungsgrad 47,5%. Mit einer in Zukunft möglichen Turbineneitrittstemperatur von ca. 1250°C ist ein Wirkungsgrad bis zu 51% erreichbar.The thermal power of the combined cycle power plant is 666 MW, the net electrical power is 300 MW. The Efficiency is at the selected low temperature Gas desulfurization 45.2%, with hot gas desulfurization the efficiency is 47.5%. With one in the future possible turbine temperature of approx. 1250 ° C is a Efficiency up to 51% achievable.

Anhand eines 3. Ausführungsbeispiels für ein Kombikraftwerk wird die Variante mit atmosphärischer Wirbelschichtfeuerung und Kohleteilvergasung (Fig. 4) näher erläutert.The variant with atmospheric fluidized bed combustion and partial coal gasification ( FIG. 4) is explained in more detail using a third exemplary embodiment of a combined cycle power plant.

Mit Hilfe eines Verdichters 1 einer Gasturbinengruppe 1 bis 3 wird angesaugte Luft auf 15 bar verdichtet und einem Wärme tauscher 86 zugeführt, wo die verdichtete Luft mit Hilfe von Wärme aus dem Wärmeübertragungskreislauf 22 auf 630°C erhitzt wird. Die vorgewärmte Verdichterluft wird einer Gasturbinenbrennkammer 7 zugeführt, dort durch Verbrennen von Kohlegas weiter auf 1100°C erhitzt und danach in einer Gasturbine 2 unter Energieabgabe entspannt.With the help of a compressor 1 of a gas turbine group 1 to 3 , intake air is compressed to 15 bar and fed to a heat exchanger 86 , where the compressed air is heated to 630 ° C. using heat from the heat transfer circuit 22 . The preheated compressor air is fed to a gas turbine combustion chamber 7 , where it is further heated to 1100 ° C. by burning coal gas and then expanded in a gas turbine 2 with the release of energy.

Die Prozeßluft für die Kohlevergasung wird von einer Bypaß leitung 5 abgezweigt, in einem Verdichter um 2 bar verdich tet, in einem Wärmetauscher 87 auf 600°C erhitzt und über eine Heißgasleitung 66 einem Vergasungsreaktor 55 der Kohlevergasung zugeführt. Die gemahlene Kohle 53 wird in einem Flugstrom-Vergasungsreaktor 55 mit Hilfe von Prozeßluft 66 und Prozeßdampf 69 bei einer Temperatur von 1600°C zu ca. 70% vergast. Das Rohgas-Feinkoks-Gemisch wird in einem Strahlungskühler 56 auf 800°C abgekühlt. Ein Teil des Feinkokses und der Asche wird in einem Zyklon 57 abgeschieden. In einem Wirbelschichtreaktor 70 wird das Kohlegas bei einer Temperatur von ca. 800°C durch Zugabe 71 von gemahlenem Kalkstein entschwefelt. Das sich bei der Entschwefelung bildende Kalziumsulfid (CaS) wird zusammen mit dem nicht umgesetzten Kalziumoxyd (CaO) aus dem Wirbel schichtreaktor 70 abgezogen, über eine Förderleitung 72 dem Feinkoks beigemengt und zusammen mit diesem der Wirbel schichtfeuerung 80 zugeführt. Das Rohgas wird in einem Wärmetauscher 58, einem Rekuperativwärmetauscher 59 und zusätzlich in einem Wasser-Verdampfungskühler 74 auf 250°C abgekühlt. In einer Schlauchfilteranlage 60 wird der rest liche Feinkoks und andere Feinstäube bis auf einen Rest staubgehalt von weniger als 5 ppm abgeschieden und der Wirbelschichtfeuerung 80 zugeführt. Das Reingas wird danach in einem Wärmetauscher 59 wieder auf 450°C erwärmt und über eine Leitung 67 und einen regelbaren Verdichter 68 der Brennkammer 7 zugeführt.The process air for coal gasification is branched off from a bypass line 5 , in a compressor by 2 bar compress, heated in a heat exchanger 87 to 600 ° C and fed via a hot gas line 66 to a gasification reactor 55 of the coal gasification. The ground coal 53 is gasified in an entrained flow gasification reactor 55 with the aid of process air 66 and process steam 69 at a temperature of 1600 ° C. to about 70%. The raw gas / fine coke mixture is cooled to 800 ° C. in a radiation cooler 56 . Part of the fine coke and the ash is separated in a cyclone 57 . In a fluidized bed reactor 70 , the coal gas is desulfurized at a temperature of approximately 800 ° C. by adding 71 ground limestone. The calcium sulfide (CaS) formed during the desulfurization is withdrawn together with the unreacted calcium oxide (CaO) from the fluidized bed reactor 70 , added to the fine coke via a delivery line 72 and fed to the fluidized bed firing 80 together with this. The raw gas is cooled to 250 ° C. in a heat exchanger 58 , a recuperative heat exchanger 59 and additionally in a water-evaporative cooler 74 . In a bag filter system 60 , the remaining fine coke and other fine dust is separated down to a residual dust content of less than 5 ppm and fed to the fluidized bed furnace 80 . The clean gas is then reheated to 450 ° C. in a heat exchanger 59 and fed to the combustion chamber 7 via a line 67 and an adjustable compressor 68 .

Der Wärmeübertragungskreislauf 22 arbeitet mit flüssigem Natrium als Wärmeträger. Das ca. 400°C heiße Natrium wird mittels einer Umlaufpumpe 23 zu den parallel geschalteten Wärmetauschern 56, 58 der Rohgaskühlung der Kohlevergasung gefördert, dort auf 540°C erhitzt und danach der Wirbel schichtfeuerung 80 zugeführt, wo es weiter auf 650°C er hitzt wird. Anschließend wird das Natrium über Stellventile den Wämetauschern 31, 32, 33 des Dampferzeugersystems und den Wärmetauschern 86, 87 zur Vorwärmung der Verdichterluft und der Prozeßluft zugeführt und dabei auf 400°C abgekühlt. Von dem noch sauerstoffhaltigem Abgas, das aus der Gastur bine 2 austritt, wird ein Teilstrom abgezweigt und über einen regelbaren Lüfter 11 der atmosphärischen Wirbel schichtfeuerung 80 als Verbrennungsluft zugeführt. Die Wirbelschichtfeuerung 80 arbeitet vorzugsweise als expan dierte, zirkulierende Wirbelschichtfeuerung. Als Brennstoff dient Feinkoks aus der Kohleteilvergasung und gegebenenfalls zusätzlich Kohle. Ferner wird das aus der Heißgasentschwe felung 70 stammende Kalziumsulfid (CaS) in der Wirbel schichtfeuerung zu Kalziumsulfat (CaSO₄) unter Energieab gabe aufoxidiert, das Kalziumoxyd aus der Heißgasentschwe felung dient zur Einbindung von Schwefeldioxyd. Das Rauch gas tritt mit ca. 580°C aus der Wirbelschichtfeuerung aus. In einem Zyklon 81 wird ein Teil der Asche zusammen mit unverbranntem Kohlenstoff abgeschieden und in die Wirbel schichtfeuerung zurückgeführt. Anschließend wird das Rauch gas aus der Wirbelschichtfeuerung über einen Abgaskanal 82 einem Abhitzekessel 83 zugeführt, dort auf ca. 100°C abge kühlt und in einem Elektro- oder Gewebefilter 84 auf einen Reststaubgehalt von weniger als 50 ppm gereinigt. Das 530°C heiße restliche Abgas aus der Gasturbine 2 wird in einem Abhitzekessel 29 auf 80°C abgekühlt und danach zusammen mit dem Abgas aus dem Filter 84 an die Umgebung abgegeben.The heat transfer circuit 22 works with liquid sodium as a heat carrier. The approximately 400 ° C hot sodium is conveyed by means of a circulation pump 23 to the parallel heat exchangers 56 , 58 of the raw gas cooling of the coal gasification, heated there to 540 ° C and then fed to the fluidized bed combustion 80 , where it heats up to 650 ° C becomes. The sodium is then fed via control valves to the heat exchangers 31 , 32 , 33 of the steam generator system and the heat exchangers 86 , 87 for preheating the compressor air and the process air, and is thereby cooled to 400.degree. From the still oxygen-containing exhaust gas, which exits the gas turbine 2 , a partial flow is branched off and fed to the atmospheric vortex stratified combustion 80 as combustion air via a controllable fan 11 . The fluidized bed furnace 80 preferably operates as an expanded, circulating fluidized bed furnace. Fine coke from partial coal gasification and possibly additional coal is used as fuel. Furthermore, the calcium sulfide (CaS) originating from the hot gas desulfurization 70 is oxidized in the fluidized bed combustion to give calcium sulfate (CaSO ₄ ) with the release of energy, and the calcium oxide from the hot gas desulfurization serves to incorporate sulfur dioxide. The flue gas emerges from the fluidized bed furnace at approx. 580 ° C. In a cyclone 81 , part of the ashes are separated together with unburned carbon and returned to the fluidized bed furnace. Subsequently, the flue gas from the fluidized bed combustion is fed via a flue gas duct 82 to a waste heat boiler 83 , where it is cooled to approximately 100 ° C. and cleaned in an electrical or fabric filter 84 to a residual dust content of less than 50 ppm. The 530 ° C remaining exhaust gas from the gas turbine 2 is cooled to 80 ° C in a waste heat boiler 29 and then released together with the exhaust gas from the filter 84 to the environment.

Mit einer Kondensatpumpe 25 wird das Kondensat zum Speise wasserbehälter und Entgaser 26 gefördert. Das Speisewasser wird in einer Speisewasserpumpe 28 auf 300 bar verdichtet und in den parallel geschalteten Abhitzekesseln 29 und 83 vorgewärmt und teilverdampft. Dabei kann der Abhitzekessel 83 gegebenenfalls in den Abhitzekessel 29 integriert werden, wenn die beiden Abgasströme durch eine Trennwand in dem Abhitzekessel von einander getrennt werden oder die Ent staubung 84 des Abgases aus der Wirbelschichtfeuerung vor dem Eintritt in den Abhitzekessel erfolgt. In einem Verdam pfer und Überhitzer 31 wird das Speisewasser vollständig verdampft und überhitzt. Der Frischdampf wird mit einer Temperatur von 540°C und einem Druck von 250 bar einer Hochdruckturbine zugeführt, dort auf 80 bar entspannt, in einem Mitteldruck-Zwischenüberhitzer 32 wieder auf 540°C erhitzt, in einer Mitteldruckturbine auf 20 bar entspannt, in einem Niederdruck-Zwischenüberhitzer 33 nochmals auf 540°C erhitzt, in einer Niederdruckturbine auf 0,05 bar entspannt und in einem Kondensator 36 niedergeschlagen. Die Dampfturbine 34 treibt einen Generator 35 an.With a condensate pump 25 , the condensate is fed to the feed water tank and degasser 26 . The feed water is compressed to 300 bar in a feed water pump 28 and preheated and partially evaporated in the parallel heat recovery boilers 29 and 83 . The waste heat boiler 83 can optionally be integrated into the waste heat boiler 29 if the two exhaust gas streams are separated from one another by a partition in the waste heat boiler or if the dust removal 84 of the exhaust gas from the fluidized bed combustion takes place before entering the waste heat boiler. In a damper and superheater 31 , the feed water is completely evaporated and overheated. The live steam is fed to a high-pressure turbine at a temperature of 540 ° C and a pressure of 250 bar, relaxed there to 80 bar, reheated to 540 ° C in a medium-pressure reheater 32 , expanded to 20 bar in a medium-pressure turbine, in a low pressure Intermediate superheater 33 heated again to 540 ° C., expanded to 0.05 bar in a low-pressure turbine and deposited in a condenser 36 . The steam turbine 34 drives a generator 35 .

Die thermische Leistung des Kombikraftwerkes beträgt 660 MW, die elektrische Nettoleistung beträgt 310 MW. Der Gesamtwirkungsgrad beträgt ca. 47%.The thermal power of the combined cycle power plant is 660 MW, the net electrical power is 310 MW. The Overall efficiency is approximately 47%.

Die Erfindung ist nicht auf das Beschriebene und in den Zeichnungen Gezeigte beschränkt. Die gewählten Schaltungen lassen eine vielfache Variation zu. So kann in der Kohle vergasung anstelle von vorgewärmter Luft auch reiner Sauer stoff eingesetzt werden. Die 3 Module der aufgeladenen Wirbelschichtfeuerung können teilweise oder ganz zusammen gefaßt werden, die Entstaubung des Rauchgases kann gegeben falls bei höheren Temperaturen erfolgen. Das Kombikraftwerk kann auch gut als Heizkraftwerk zur gleichzeitigen Erzeu gung von Fern- oder Prozeßwärme ausgeführt werden. Dabei kann auch der Wärmeübertragungskreislauf 22 zusätzlich als Prozeßwärmelieferant für hohe Temperaturen genutzt werden. Ein Teil der Erfindungen lässt sich gegebenenfalls auch in anderen Kraftwerkskonzepten vorteilhaft nutzen. The invention is not restricted to what has been described and shown in the drawings. The selected circuits allow for multiple variations. For example, pure oxygen can be used in coal gasification instead of preheated air. The 3 modules of the charged fluidized bed combustion can be partially or completely combined, the dedusting of the flue gas can be given if at higher temperatures. The combined cycle power plant can also be designed as a thermal power station for the simultaneous generation of district or process heat. The heat transfer circuit 22 can also be used as a process heat supplier for high temperatures. Some of the inventions may also be used advantageously in other power plant concepts.

1 compressor
2 gas turbine
3 generator
4 line for compressed air
5 bypass line for compressed air
6 hot gas line
7 gas turbine combustion chamber
8 flue gas pipe
9 Fuel supply
10 Absorbent addition
11 fans
12 charged fluidized bed combustion
13 heat exchangers for flue gas-compressor air mixture
14 heat exchangers for liquid heat transfer media
15 separating cyclone
16 recuperative heat exchangers
17 evaporators
18 steam drum
19 Evaporator circuit with circulation pump
20 feed water pump
21 Fine dust removal
22 heat transfer circuit
23 circulation pump
24 control valve
25 condensate pump
26 Feed water tank and degasser
27 Steam supply line
28 Feed water pump
29 waste heat boiler
30 line
31 evaporators and superheaters
32 medium pressure reheaters
33 low-pressure reheater
34 steam turbine
35 generator
36 capacitor
37 Cooling circuit
38 cooling tower with integrated chimney
39 Exhaust pipe
40 ash extraction
41 multi-stage regenerative feed water preheating
50 condensate line to prewash 61
51 circulation pump
52 Pre-wash condensate line 61
53 Fuel supply
54 Coal entry and metering system
55 gasification reactor
56 heat exchangers
57 separating cyclone
58 heat exchangers
59 recuperative heat exchanger
60 fine dust removal
61 Prewash with washer cooler
62 Sulfur wash
63 heat exchangers
64 compressors
65 heat exchangers
66 Process air line
67 Coal gas pipeline
68 compressors
69 Steam feed line
70 fluidized bed reactor for hot gas desulfurization
71 Absorbent addition
72 Deduction of the loaded absorbent
73 recycle cyclone
74 evaporative cooler
75 water supply
80 atmospheric fluidized bed combustion
81 recycle cyclone
82 Exhaust pipe
83 waste heat boiler
84 electrical or fabric filters
85 Exhaust pipe
86 heat exchangers
87 heat exchangers

Claims

1. Combined gas and steam turbine power plant ( Fig. 1),

- With a loaded on the compressor ( 1 ) of a gas turbine fluidized bed combustion ( 12 ), in which a solid fuel is burned, to generate thermal energy for operating a gas turbine ( 2 ) and a steam generator system ( 31 to 33 ) with steam turbine ( 34 ),
- With a highly effective dedusting system ( 21 ) in the flue gas stream after the fluidized bed combustion and before the flue gas enters the gas turbine ( 2 ),
- With a waste heat boiler ( 29 ) behind the gas turbines to use the residual heat in the flue gas for preheating and partial evaporation of feed water,
with a steam generator system ( 26 to 33 ) for operating a steam turbine group ( 34 , 35 ),

characterized in that

a) the flue gas ( 8 ) from the turbocharged fluidized bed after a fine dedusting ( 21 ) with the bypass air ( 5 ) from the compressor ( 1 ) of the gas turbine and mixed
b) heated in a heat exchanger ( 13 ) of the charged fluidized bed combustion ( 12 ) and then fed to the gas turbine ( 2 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that heat for the steam generator system indirectly via a heat transfer circuit ( 22 ) with a liquid heat carrier medium from a heat exchanger ( 14 ) of the charged fluidized bed combustion to an evaporator with superheater ( 31 ) and one or two reheaters ( 32 , 33 ) of the steam generator system is transmitted.

3. The method according to claim 2, characterized in that only the or the reheaters ( 32 , 33 ) are heated with heat from the heat transfer circuit ( 22 ) and the evaporation and superheating takes place directly in a heat exchanger ( 31 ) of the fluidized bed combustion ( Fig. 2nd ).

4. The method according to claim 1, characterized in that the flue gas-bypass air mixture in a combustion chamber ( 7 ) before the gas turbine inlet is further heated by burning a gaseous or liquid additional fuel.

5. Combined gas and steam turbine power plant ( Fig. 3),

- With a supercharged via the compressor ( 1 ) of a gas turbine fluidized bed combustion ( 12 ), in which a solid fuel is fired, for generating thermal energy for operating a gas turbine ( 2 ) and a steam turbine ( 34 ),
- With a highly effective dedusting system ( 21 ) in the flue gas stream after the fluidized bed combustion and before the flue gas enters the gas turbine ( 2 ),
- With a gas turbine combustion chamber ( 7 ) for firing a gaseous fuel,
- With a waste heat boiler ( 29 ) behind the gas turbine outlet to use the residual heat in the flue gas for preheating and partial evaporation of feed water,
- With a steam generator system ( 26 to 33 ) for operating a steam turbine group ( 34 , 35 ), characterized in that
a) the cleaned flue gas ( 8 ) from the charged fluidized bed combustion is mixed with the bypass air ( 5 ),
b) in a heat exchanger ( 13 ) of the charged fluidized bed heating and the gas turbine combustion chamber ( 7 ) is fed and
c) in addition, a coal gasification system ( 50 to 69 ) is integrated into the combined cycle power plant, the gas turbine combustion chamber ( 7 ) being fired with the generated and cleaned coal gas ( 67 ) and the combustible residues de ( 9 ) from the coal gasification in the charged fluidized bed furnace ( 12 ) be fired.

6. The method according to claim 5, characterized in that a substantial part of the waste heat from the raw gas cooling ( 56 , 58 ) of the coal gasification plant and part of the combustion heat from a heat exchanger ( 14 ) of the charged fluidized bed furnace with the aid of a heat transfer circuit ( 22 ) a liquid heat transfer medium is transferred to the heat exchanger ( 31 , 32 , 33 ) of the steam generator system.

7. The method according to claim 5, characterized in that the coal gasification is operated with compressed air as the gasification medium, wherein the air branches off from the bypass line ( 5 ) behind the compressor ( 1 ) of the gas turbine, firing in a heat exchanger ( 65 ) of the charged fluidized bed preheated and fed to the coal gasification via a controllable compressor ( 64 ).

8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the charged fluidized bed combustion ( 12 ) is divided into several separately controllable modules ( 13 , 14 , 65 ) for heating the flue gas-compressor air mixture ( 13 ), the liquid heat transfer medium ( 14 ) and optionally the process air for coal gasification ( 65 ).

9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the combustion air for the charged fluidized bed combustion ( 12 ) branches off from the bypass line ( 5 ) and the modules of the fluidized bed combustion via controllable fans ( 11 ) is supplied.

10. The method according to claim 1 or 5, characterized in that the flue gas after pre-cooling in the upper part of the fluidized bed furnace ( 12 ) before fine dust removal ( 21 ) in an additional recuperative heat exchanger ( 16 ) in counterflow to the cleaned flue gas and additionally by a feed water preheater or evaporator ( 17 ) or a water injection cooler cooled to about 200 to 400 ° C and after fine dedusting ( 21 ) in the recuperative heat exchanger ( 16 ) is heated again.

11. Combined gas and steam turbine power plant ( Fig. 4),

- with one furnace ( 80 ),
- With a gas turbine group ( 1 , 2 , 3 ) with a combustion chamber ( 7 ),
- With a coal gasification plant ( 53 to 75 ), wherein the generated and cleaned coal gas in the gas turbine combustion chamber ( 7 ) and the combustible residues in the furnace ( 80 ) are burned,
- with a waste heat boiler ( 29 ) behind the gas turbine and behind the furnace for preheating and partial evaporation of feed water,
- With a steam generator system ( 26 to 33 ) for operating a steam turbine group ( 34 , 35 ), characterized in that a substantial part of the waste heat from the raw gas cooling ( 56 , 58 ) of the coal gasification and combustion heat from the furnace ( 80 ) together via a heat transfer circuit ( 22 ) with a liquid heat transfer medium is transferred to the heat exchanger ( 31 , 32 , 33 ) of the steam generator system.

12. The method according to claim 11, characterized in that the furnace ( 80 ) is an atmospheric fluidized bed furnace, the oxygen-containing exhaust gas from a gas turbine ( 2 ) being used as combustion air.

13. The method according to claim 11, characterized in that only the or the reheater ( 32 , 33 ) via the heat transfer circuit ( 22 ) are heated and the evaporation and overheating ( 31 ) takes place directly in a heat exchanger of the furnace ( 80 ).

14. The method according to claim 11, characterized in that the compressor air ( 5 ) of the gas turbine before entering the gas turbine combustion chamber ( 7 ) and optionally the process air ( 66 ) for coal gasification via heat exchangers ( 86 , 87 ) with the help of heat from the heat transfer circuit is heated to more than 500 ° C.

15. The method according to claim 1 to 13 characterized in that the heating tubes of the waste heat boiler ( 29 ) with the heating tubes of the downstream evaporator-superheater heat exchanger ( 31 ) are connected directly.

16. Combined gas and steam turbine power plant with an integrated coal gasification plant as a power plant component with a gas scrubber operating at low temperature ( 61 , 62 ), characterized in that the cleaned coal gas after exiting the gas desulfurization plant ( 62 ) through a heat exchanger ( 63 ), the is heated with steam ( 69 ) from a steam turbine ( 34 ) or with heated condensate from a waste heat boiler ( 29 ) and is preheated to 150 to 250 ° C.