DE60034423T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Wiedererhitzen von Gasturbinenkühldampf und Hochdruckdampfturbinenabdampf in einem Gas- und Dampfturbinen-Energieerzeugungssystem - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Wiedererhitzen von Gasturbinenkühldampf und Hochdruckdampfturbinenabdampf in einem Gas- und Dampfturbinen-Energieerzeugungssystem Download PDFInfo
- Publication number
- DE60034423T2 DE60034423T2 DE60034423T DE60034423T DE60034423T2 DE 60034423 T2 DE60034423 T2 DE 60034423T2 DE 60034423 T DE60034423 T DE 60034423T DE 60034423 T DE60034423 T DE 60034423T DE 60034423 T2 DE60034423 T2 DE 60034423T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- steam
- turbine
- gas turbine
- gas
- heat recovery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000003303 reheating Methods 0.000 title claims description 8
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 70
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- GJAARPKBDFKHFS-UHFFFAOYSA-N Gerin Natural products COC(=O)C(=C)C1CC2C(=C)C(=O)C=CC2(C)CC1OC(=O)C GJAARPKBDFKHFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/106—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein landgestütztes Gas- und Dampfturbinenenergieerzeugungssystem, in dem der Wärmeinhalt der Abgase von der Gasturbine in einem Abhitzedampferzeuger weiter genutzt wird, um Dampf zur Expansion durch die Dampfturbine zu erhitzen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Wiedererhitzen von abgegebenem Kühldampf von der Gasturbine und Abdampf von dem Auslass der Hochdruckdampfturbine in dem Abhitzedampferzeuger zur Verwendung in der Mitteldruckdampfturbine.
- In früheren Gas- und Dampfturbinenenergieerzeugungssystemen werden die heißen Teile der Gasturbine durch Einleiten eines Fluidmediums, z.B. Kühldampf, von dem Mitteldruckbereich des Abhitzedampferzeugers gekühlt, der durch Dampf ergänzt wird, der von der Dampfturbine in die Gasturbine abgegeben wird. Typischerweise wird Kühldampf von dem Mitteldruckbereich des Abhitzedampferzeugers bereitgestellt, wobei der Dampf durch einen gesteuerten Anteil des Dampfes von dem Abdampf aus dem Hochdruckbereich der Dampfturbine nur in dem Maße ergänzt wird, in dem der Dampf zum Kühlen der Teile der Gasturbine benötigt wird. Der Rest des Dampfes von dem Hochdruckbereich der Dampfturbine, der zu Kühlzwecken in der Gasturbine nicht benötigt wird, wird konventionell zur Widererhitzung an den Widererhitzungsbereichs des Abhitzedampferzeugers weiter geleitet. Die Energie zum Wiedererhitzen des nicht benötigten Dampfes von der Dampfturbine wird aus den Abgasen der Gasturbine gewonnen, die durch den Abhitzedampferzeuger strömen. Der wiedererhitzte Dampf wird danach typischerweise mit dem abgegebenen Kühldampf von der Gasturbine kombiniert, um in den Einlass eines anderen Bereiches der Dampfturbine, z.B. den Einlass der Mitteldruck (IP)-Dampfturbine zu strömen.
- Das oben beschriebene System ist in der
US-Patent-Nr. 5,428,950 der Anmelderin dargelegt. Zu dieser Zeit wurde angenommen, dass die Arbeits- und Dampfströmung des Kühlkreislaufs ausreichend ist, um für eine optimale Leistungsfähigkeit ein Gemisch aus abgegebenem Kühldampf von der Gasturbine und wiedererhitztem Dampf mit einer Temperatur bei der oder in der Nähe der erforderlichen Einlasstemperatur des Mitteldruckbereichs der Dampfturbine zu liefern. Ein erhöhter Dampfströmungsbedarf der Dampfkühlung der Gasturbine hat jedoch die Temperatur des Gemisches aus abgegebenem Kühldampf, der aus der Gasturbine austritt, und dem wieder erhitzten Dampf, der aus dem Abhitzedampferzeuger austritt, erheblich und wesentlich auf eine Temperatur weit unter der optimalen Temperatur des Dampfes, der dem Einlass der Mitteldruckdampfturbine zugeführt wird, verringert. Bei dieser reduzierten Temperatur des Gemisches ergibt sich eine verringerte Leistungsfähigkeit des Gas- und Dampfturbinensystems. Es ist dieser Leistungsfähigkeitsnachteil, dem sich die vorliegende Erfindung zuwendet. - Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden in einem Gas- und Dampfturbinensystem, bei dem die Temperatur des Gemisches des abgegebenen, aus der Gasturbine austretenden Kühldampfes erheblich gerin ger ist als die optimale Temperatur des Dampfes am Einlass der Mitteldruckdampfturbine, der abgegebene Kühldampf und der Abdampf von dem Hochdruckbereich der Dampfturbine zum Strömen durch den Widererhitzungsbereichs des Abhitzedampferzeugers kombiniert, bevor sie dem Einlass der Mitteldruckdampfturbine zugeführt werden. Es wird erkannt, dass die parallele Strömungsanordnung der Abhitzenutzung in dem zuvor erwähnten älteren System, das in dem
US-Patent Nr. 5,428,950 offenbart ist, d.h. (i) ein Wiedergewinnen von Wärme aus den Abgasen der Gasturbine in dem Wiedererhitzungsbereich zum Wiedererhitzen des Abdampfes aus dem Hochdruckbereich der Dampfturbine und (ii) ein Erzeugen von Wärme aus dem Dampf, der die heißen Teile der Gasturbine kühlt, um erhitzten abgegebenen Kühldampf zu liefern, und ein Kombinieren des wiedererhitzten Abdampfes und des abgegebene Kühldampfes zum Strömen zu dem Mitteldruckbereich der Dampfturbine durch den größeren der Druckabfälle der parallelen Strömungspfade bestraft wird. Folglich ist die parallele Anordnung vorteilhaft, wenn die Dampftemperatur des Gemisches vergleichbar ist oder sogar geringfügig unter der erwünschten Einlasstemperatur des Mitteldruckbereichs der Dampfturbine liegt. Wenn die Kühldampfströmungsanforderungen für die Gasturbine jedoch steigen, wird die Temperatur des Gemisches aus abgegebenem Kühldampf und wiedererhitztem Dampf erheblich und wesentlich niedriger als die gewünschte Einlasstemperatur der Mitteldruckturbine werden. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Reihenanordnung für den wiedererhitzten und abgegebenen Kühldampf geschaffen, um die Temperatur des dem Mitteldruckbereich der Dampfturbine zugeführten Dampfgemisches zu erhöhen. Darüberhinaus wird ein Nettoanstieg in der Leistungsfähigkeit das Gas- und Dampfturbinenzyklus erreicht, indem der abgegebene Kühldampf und der Abdampf der Hochdruckdampfturbine für einen kombinierten Durchtritt durch den Wiedererhitzungsbereich des Abhitzedampferzeugers gemischt werden, um die gewünschte Dampftemperatur am Einlass der Mitteldruckturbine im Wesentlichen aufrecht zu erhalten, wenn der Bedarf an Dampfkühlströmung hoch ist. Der durch die kombinierten Druckabfälle durch die Gasturbine und den Wiedererhitzer verursachte Druckverlust, wenn der abgegebene Kühldampf und der Abdampf des Hochdruckbereiches in Reihe kombiniert werden und durch den des Abhitzedampferzeuger hindurch treten, beinhaltet die Strafe dafür, dass der gemischte Dampf an dem Mitteldruckeinlass der Dampfturbine auf der gewünschten Temperatur gehalten wird. Wo die Dampfkühlungsanforderungen der Gasturbine jedoch erheblich sind und eine daraus folgende wesentliche Verringerung der Temperatur des gemischten Kühldampfes und wiedererhitzten Dampfes an dem Mitteldruckeinlass der Dampfturbine vorliegt, liefert das Gas- und Dampfturbinensystem, das eine serielle Wiedererhitzung statt der parallelen Wiedererhitzung, wie sie in dem älterenUS-Patent Nr. 5,428,950 dargelegt worden ist, verwendet, eine verbesserte Gesamtleistperformance. - Ein ähnliches Kombikraftwerk ist in dem Dokument
EP 0 911 504 A1 offenbart. - In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Gas- und Dampfturbinensystem geschaffen, das eine Gasturbine, eine Dampfturbine und einen Abhitzedampferzeuger enthält, wobei das Gasturbinenabgas in dem Abhitzedampferzeuger zum Erhitzen von Dampf für die Dampfturbine verwendet wird, wobei ein Verfahren zum Betreiben des Gas- und Dampfturbinensystems die Schritte enthält: Zuführen von Dampf von dem Mitteldruckbereich des Abhitze dampferzeugers zu der Gasturbine zum Kühlen von Teilen derselben, Ergänzen des Dampfes von dem Mitteldruckbereich des Abhitzedampferzeugers durch Zuführen eines ersten Anteils von Dampf von einem Hochdruckbereich der Dampfturbine zu der Gasturbine zum Kühlen von Teilen derselben, Kombinieren von abgegebenem Kühldampf von der Gasturbine und einem zweiten Anteil von Dampf von dem Hochdruckbereich der Dampfturbine, Wiedererhitzen des kombinieren abgegebenen Kühldampfes und zweiten Dampfanteils in dem Abhitzedampferzeuger und Leitendes wiedererhitzten kombinierten abgegebenen Kühldampfes und zweiten Dampfanteils zu einem Mitteldruckbereich der Dampfturbine.
- In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Gas- und Dampfturbinensystems geschaffen, das die Schritte enthält: Zuführen von Dampf von einem Mitteldruckbereich eines Abhitzedampferzeugers zu einer Gasturbine zum Kühlen von Teilen derselben, Ergänzen des Dampfes von dem Mitteldruckbereich des Abhitzedampferzeugers durch Zuführen eines ersten Anteils von Kühldampf von einer Zusatzdampfturbine zu der Gasturbine zum Kühlen von Teilen derselben, Kombinieren eines zweiten Anteils von Kühldampfes von der Zusatzturbine und abgegebenem Kühldampf von der Gasturbine zur Strömung durch den Abhitzedampferzeuger, der durch Abgase von der Gasturbine beheizt wird, und Leiten des erhitzen kombinierten Kühldampfes zu einem anderen Bereich der Zusatzturbine.
- In noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Gas- und Dampfturbinensystem geschaffen, das eine Gasturbine, eine Dampfturbi ne und einen Mehrdruck-Abhitzedampferzeuger enthält, wobei Gasturbinenabgas in dem Abhitzedampferzeuger zum Wiedererhitzen von Dampf für die Dampfturbine verwendet wird, einen Zufuhrkanal zum Zuführen von Gasturbinenkühldampf von einem Mitteldruckbereich des Abhitzedampferzeugers zu der Gasturbine zum Kühlen von Turbinenteilen, wobei der Gasturbinenkühldampf durch einen Anteil des aus einem Hochdruckbereich der Dampfturbine austretenden Dampfes ergänzt wird, einen ersten Kanal in Verbindung mit dem Hochdruckbereich der Dampfturbine zum Liefern des ergänzenden Dampfanteils an den Zufuhrkanal, einen Wiedererhitzer in dem Abhitzedampferzeuger, einen zweiten Kanal zum Leiten von abgegebenem Kühldampf von der Gasturbine zu dem Wiedererhitzer, einen dritten Kanal zum Leiten eines anderen Anteils des aus dem Hochdruckbereich der Turbine ausgetretenen Dampfes zu dem Wiedererhitzer, wobei der abgegebene Kühldampf und der Abdampf zum Strömen durch den Wiedererhitzer kombiniert werden, und einen vierten Kanal in Verbindung mit dem Wiedererhitzer und dem Mitteldruckbereich der Dampfturbine zum Leiten der wiedererhitzten kombinierten Dampfströme, die aus dem Wiedererhitzer austreten, zu dem Mitteldruckbereich der Dampfturbine.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun im Wege eines Beispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben:
-
1 zeigt ein schematisches Strömungsdiagramm eines Gas- und Dampfturbinensystems mit Mehrdruck-Wiedererhitzung mit einer dampfgekühlten Gasturbine, die eine seriellen Wiedererhitzung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet; und -
2 zeigt ein Diagramm, das einen Vergleich der seriellen und der parallelen Wiedererhitzung als eine Funktion der Nettoleistung darstellt. - Jetzt unter Bezug auf
1 : Es ist ein Gas- und Dampfturbinen-Energieerzeugungssystem dargestellt, das allgemein mit10 bezeichnet ist. Der Gasturbinenbereich des Gas- und Dampfturbinensystems10 enthält einen Verdichter12 , einen Turbinenbereich14 und ein Verbrennungssystem16 . Der Dampfturbinenbereich des Gas- und Dampfturbinensystems enthält eine Dampfturbine18 , die einen Hochdruck (HP)-Bereich20 , einen Mitteldruck (IP)-Bereich22 und einen Niederdruck (LP)-Bereich24 aufweist. Wie schematisch dargestellt sind die Gasturbine und die Dampfturbine auf einer gemeinsamen Welle26 miteinander verbunden, um einen Generator28 anzutreiben. Es können auch Mehrwellenanordnungen und mehrere Generatoren verwendet werden. - Das Dampfturbinensystem
18 enthält einen unbefeuerten Mehrdruck-Abhitzedampferzeuger (HRSG), der allgemein mit30 bezeichnet ist. Der HRSG30 enthält einen Niederdruckvorwärmer32 , einen Niederdruckverdampfer34 , einen Hochdruck- und Niederdruckvorwärmer36 , einen Niederdrucküberhitzer38 , einen Mitteldruckverdampfer40 , einen Hochdruckvorwärmer42 , einen Mitteldrucküberhitzer44 , einen Hochdruckverdampfer46 , einen ersten Hochdrucküberhitzer48 , einen Hochdruckwiedererhitzer50 und einen zweiten Hochdrucküberhitzer52 , die alle konventionell sind. - Aus dem Niederdruckbereich
24 der Dampfturbine austretender Dampf wird in einem Kondensator54 kondensiert, und das Kondensat wird über eine Pumpe56 und eine Leitung58 dem Abhitzedampferzeuger30 zugeführt. Das Kondensat tritt durch den Niederdruckvorwärmer32 hindurch in den Niederdruckverdampfer34 ein. Dampf von dem Niederdruckverdampfer34 wird über eine Leitung60 dem Niederdrucküberhitzer38 zugeführt und danach über eine Leitung62 zu dem Niederdruckbereich24 der Dampfturbine18 zurückgeführt. Speisewasser wird von einer Pumpe64 über eine Leitung66 durch den Niederdruckverdampfer34 und den Hochdruck- und Mitteldruckvorwärmer36 und danach über eine Leitung68 zu dem Hochdruckvorwärmer42 sowie über eine Leitung70 durch den Hochdruck- und Mitteldruckvorwärmer36 und danach über eine Leitung72 zu dem Mitteldruckverdampfer40 gepumpt. - Dampf von dem Mitteldruckverdampfer
40 tritt über eine Leitung74 durch den Mitteldrucküberhitzer44 hindurch und wird danach über eine Leitung78 zu einer Dampfkühlungsleitung76 geführt. Wie unten angemerkt vereinigt sich der Dampf von dem Mitteldrucküberhitzer44 mit einem Anteil des Abdampfes in einer Leitung102 von dem Hochdruckbereich20 der Dampfturbine in der Dampfkühlungsleitung76 . Demnach bilden die Leitungen76 und78 einen Zufuhrkanal zur Zufuhr von Gasturbinenkühldampf von dem Mitteldruckbereich44 , und die Leitungen96 und102 bilden einen ersten Kanal in Verbindung mit dem Hochdruckturbinenbereich20 zur Zufuhr von ergänzendem Dampf zu dem Zufuhrkanal76 ,78 . - Das Kondensat in dem Hochdruckvorwärmer
42 wird über eine Leitung80 zu dem Hochdruckverdampfer46 weitergeleitet. Der aus dem Hochdruckverdampfer46 über eine Leitung82 austretende Dampf tritt durch den ersten Überhitzer48 und danach über eine Leitung84 durch den zweiten Überhitzer52 hindurch. Der überhitzte Dampf von dem Überhitzer52 wird da nach über eine Leitung86 zu dem Hochdruckbereich20 der Dampfturbine18 zurückgeführt. Bekanntlich wird dem Abhitzedampferzeuger30 durch die Abgase von der Gasturbine14 , die über eine Leitung90 in den Abhitzedampferzeuger eingeleitet werden, Wärme zur Verfügung gestellt. Diese Abgase treten durch einen Schornstein92 aus dem Abhitzedampferzeuger30 aus. - Wie dargestellt wird die Kühldampfleitung
76 mit Dampf von dem Mitteldrucküberhitzer44 und über die Leitungen96 und102 mit einem Anteil des Abdampfes von dem Hochdruckbereich20 der Dampfturbine18 gespeist. Der erhitzte Kühldampf, der über eine Leitung oder einen zweiten Kanal94 aus dem Gasturbinenbereich14 austritt, vereinigt sich mit einem Anteil des Dampfes, der über eine Leitung oder einen dritten Kanal104 aus dem Hochdruckbereich20 der Dampfturbine18 austritt, zu einer kombinierten Strömung über eine Leitung98 zu dem Wiedererhitzer50 des Abhitzedampferzeugers. Der Anteil des von dem Hochdruckbereich20 der Dampfturbine abgegebenen Dampfes, der über die Leitung102 dem Kühldampf zugeführt wird, wird durch das Bypass-Steuerventil103 in der Leitung104 moduliert. Der wiedererhitzte Dampf von dem Wiedererhitzer50 wird über eine Leitung oder einen vierten Kanal100 dem Einlass des Mitteldruckbereiches22 der Dampfturbine18 zugeführt. Anstelle einer parallelen Anordnung, bei der durch die Gasturbine erhitzter Kühldampf und wiedererhitzter Abdampf von dem Hochdruckbereich der Dampfturbine zur Einleitung in den Mitteldruckbereich der Dampfturbine kombiniert werden, wird der Mitteldruckbereich der Dampfturbine folglich von dem kombinierten abgegebenen Kühldampf und dem Abdampf der Hochdruckdampfturbine gespeist, die durch den Wiedererhitzer50 geleitet worden sind, in Reihe mit Dampf gespeist. - Als eine Folge dieser Reihenanordnung anstelle der Parallelanordnung wird ein Nettogewinn an Leistungsfähigkeit erreicht, indem die gewünschte Dampftemperatur an dem Einlass der Mitteldruckdampfturbine im Wesentlichen aufrecht erhalten wird, indem der abgegebene Kühldampf und der Hochdruckturbinenabdampf kombiniert durch den Wiedererhitzer geleitet werden und der Nachteil eines höheren Druckabfalls hingenommen wird. Dieser Anstieg der Nettoleitungsfähigkeit ist unter Bezug auf
2 graphisch dargestellt, die einen Performancevergleich für ein typisches Gas- und Dampfturbinenkraftwerk mit einer dampfgekühlten Gasturbine zeigt, in der der Gasturbinenkühlbetrieb konstant ist und der Kühldampfstrom variiert wird. Es ist zu sehen, dass dann, wenn der Kühldampfbedarf kleiner als z.B. etwa 64% des Abdampfes von dem Hochdruckbereich der Dampfturbine ist, eine parallel Anordnung der Dampfzufuhr zu der Mitteldruckdampfturbine vorteilhaft ist, wie sie in dem älterenUS-Patent Nr. 5,428,950 offenbart ist. Wenn eine jedoch erhöhte Kühldampfströmung oder ein verringerte Gasturbinenkühlbetrieb die Temperatur des von der Gasturbine abgegebenen Dampfes verringern, so dass die Temperatur des dem Mitteldruckbereich der Dampfturbine zugeführten Dampfes niedriger als die für eine optimale Leistungsfähigkeit erforderliche Temperatur ist, so wird die Nettoleistungsabgabe durch Aufrechterhalten der Dampftemperatur an dem Einlass des Mitteldruckbereiches der Dampfturbine auf einem gewünschten Wert und durch Hinnehmen des Nachteils des höheren Druckverlustes verbessert, indem die seriellen Wiedererhitzung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Claims (6)
- Verfahren zum Betreiben eines Gas- und Dampfturbinensystems, das eine Gasturbine (
14 ), eine Dampfturbine (18 ) und einen Abhitzedampferzeuger (30 ) enthält, wobei Gasturbinenabgas (90 ) in dem Abhitzedampferzeuger (30 ) zum Erhitzen von Dampf für die Dampfturbine (18 ) verwendet wird, wobei das Verfahren aufweist: Zuführen von Dampf (78 ) von einem Mitteldruckbereich (44 ) des Abhitzedampferzeugers (30 ) zu der Gasturbine (14 ), um Teile derselben zu kühlen, Ergänzen des Dampfes von dem Mitteldruckbereich (44 ) des Abhitzedampferzeugers (30 ) durch Zuführen eines ersten Anteils von Dampf (102 ) von einem Hochdruckbereich (20 ) der Dampfturbine (18 ) zu der Gasturbine (14 ), um Teile derselben zu kühlen, Kombinieren von abgegebenem Kühldampf (94 ) von der Gasturbine (14 ) und einem zweiten Anteil von Dampf (104 ) von dem Hochdruckbereich (20 ) der Dampfturbine (18 ), Wiedererhitzen (50 ) des kombinierten abgegebenen Kühldampfes (94 ) und zweiten Dampfanteils (104 ) in dem Abhitzedampferzeuger (30 ) und Leiten (100 ) des wiedererhitzten kombinierten abgegebenen Kühldampfes (94 ) und zweiten Dampfanteils (104 ) zu einem Mitteldruckbereich (22 ) der Dampfturbine (18 ), dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Wiedererhitzen des zweiten Anteils von Dampf (104 ) von dem Hochdruckbereich (20 ) der Dampfturbine (18 ) der abgegebene Kühldampf (94 ) von der Gasturbine (14 ) und der zweite Anteil von Dampf (104 ) kombiniert werden. - Verfahren nach Anspruch 1, das ein Leiten von Dampf (
86 ) von einem Hochdrucküberhitzer (52 ) in dem Abhitzedampferzeuger (30 ) zu einem Einlass für den Hochdruckbereich (20 ) der Turbine (18 ) enthält. - Verfahren nach Anspruch 1, das ein Steuern der Strömung (
103 ) des ergänzenden Dampfes enthält, der von dem Hochdruckbereich (20 ) der Dampfturbine (18 ) an die Gasturbine (14 ) geliefert wird. - Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin enthält: Modulieren der Dampfströmung entlang dem zweiten Anteil von Dampf (
104 ) mit einem Bypass-Steuerventil (103 ), wobei der erste Anteil von Dampf (102 ) und der zweite Anteil von Dampf (104 ) miteinander in Verbindung stehen. - Gas- und Dampfturbinensystem, das enthält: eine Gasturbine (
14 ), eine Dampfturbine (18 ) und einen Mehrdruck-Abhitzedampferzeuger (30 ), wobei Gasturbinenabgas (90 ) in dem Abhitzedampferzeuger (30 ) zum Wiedererhitzen von Dampf für die Dampfturbine (18 ) verwendet wird, einen Zufuhrkanal (78 ,76 ) zum Zuführen von Gasturbinenkühldampf von einem Mitteldruckbereich (44 ) des Abhitzedampferzeugers (30 ) zu der Gasturbine zum Kühlen von Turbinenelementen, wobei der Gasturbinenkühldampf durch einen Anteil des aus einem Hochdruckbereich (20 ) der Dampfturbine austretenden Dampfes ergänzt wird, einen ersten Kanal (102 ) in Verbindung mit dem Hochdruckbereich (20 ) der Dampfturbine zum Liefern des ergänzenden Dampfanteils an den Zufuhrkanal, einen Wiedererhitzer (50 ) in dem Abhitzedampferzeuger (30 ), einen zweiten Kanal (94 ) zum Leiten des abgegebenen Kühldampfes von der Gasturbine (14 ) zu dem Wiedererhitzer (50 ), gekennzeichnet durch einen dritter Kanal (104 ) zum Leiten eines anderen Anteils des aus dem Hochdruckbereich (20 ) der Turbine ausgetretenen Dampfes zu dem Wiedererhitzer (50 ), wobei der abgegebene Kühldampf (94 ) und der andere Anteil des ausgetretenen Dampfes zum Strömen durch den Wiedererhitzer (50 ) kombiniert zu werden, bevor der andere Anteil des ausgetretenen Dampfes wiedererhitzt wird, und einen vierten Kanal (100 ) in Verbindung mit dem Wiedererhitzer (50 ) und dem Mitteldruckbereich (22 ) der Dampfturbine zum Leiten der wiedererhitzten kombinierten Dampfströme, die aus dem Wiedererhitzer (50 ) austreten, zu dem Mitteldruckbereich (22 ) der Dampfturbine (18 ). - System nach Anspruch 5, bei dem der erste Kanal (
102 ) und der dritte Kanal (104 ) miteinander in Verbindung stehen und ein Bypass-Steuerventil (103 ) in dem dritten Kanal (104 ) angeordnet ist, um die Dampfströmung entlang des ersten Kanals (102 ) zu modulieren.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US533194 | 2000-03-23 | ||
US09/533,194 US6397575B2 (en) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | Apparatus and methods of reheating gas turbine cooling steam and high pressure steam turbine exhaust in a combined cycle power generating system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE60034423D1 DE60034423D1 (de) | 2007-05-31 |
DE60034423T2 true DE60034423T2 (de) | 2008-01-10 |
Family
ID=24124896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE60034423T Expired - Lifetime DE60034423T2 (de) | 2000-03-23 | 2000-11-22 | Vorrichtung und Verfahren zum Wiedererhitzen von Gasturbinenkühldampf und Hochdruckdampfturbinenabdampf in einem Gas- und Dampfturbinen-Energieerzeugungssystem |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6397575B2 (de) |
EP (1) | EP1136655B1 (de) |
JP (1) | JP2001271612A (de) |
KR (1) | KR20010092653A (de) |
AT (1) | ATE360134T1 (de) |
CZ (1) | CZ20003811A3 (de) |
DE (1) | DE60034423T2 (de) |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4346213B2 (ja) * | 2000-06-06 | 2009-10-21 | 株式会社東芝 | コンバインドサイクル発電プラント |
US6694742B2 (en) | 2002-06-26 | 2004-02-24 | General Electric Company | Gas turbine system operation based on estimated stress |
EP1388643B1 (de) * | 2002-08-09 | 2008-10-29 | Hitachi, Ltd. | Kombikraftwerk |
US7089744B2 (en) * | 2004-07-21 | 2006-08-15 | Steward Davis International, Inc. | Onboard supplemental power system at varying high altitudes |
US7111462B2 (en) * | 2004-07-21 | 2006-09-26 | Steward-Davis International, Inc. | Onboard supplemental power system at varying high altitudes |
US7168233B1 (en) | 2005-12-12 | 2007-01-30 | General Electric Company | System for controlling steam temperature |
US8075646B2 (en) * | 2006-02-09 | 2011-12-13 | Siemens Energy, Inc. | Advanced ASU and HRSG integration for improved integrated gasification combined cycle efficiency |
US7686570B2 (en) * | 2006-08-01 | 2010-03-30 | Siemens Energy, Inc. | Abradable coating system |
US7685802B2 (en) * | 2006-12-19 | 2010-03-30 | General Electric Company | Methods and apparatus to facilitate gas turbine fuel control |
US7874162B2 (en) * | 2007-10-04 | 2011-01-25 | General Electric Company | Supercritical steam combined cycle and method |
US8596073B2 (en) * | 2008-07-18 | 2013-12-03 | General Electric Company | Heat pipe for removing thermal energy from exhaust gas |
US8186152B2 (en) * | 2008-07-23 | 2012-05-29 | General Electric Company | Apparatus and method for cooling turbomachine exhaust gas |
US8157512B2 (en) * | 2008-07-29 | 2012-04-17 | General Electric Company | Heat pipe intercooler for a turbomachine |
US8359824B2 (en) * | 2008-07-29 | 2013-01-29 | General Electric Company | Heat recovery steam generator for a combined cycle power plant |
US8425223B2 (en) * | 2008-07-29 | 2013-04-23 | General Electric Company | Apparatus, system and method for heating fuel gas using gas turbine exhaust |
US8015790B2 (en) * | 2008-07-29 | 2011-09-13 | General Electric Company | Apparatus and method employing heat pipe for start-up of power plant |
US20100064655A1 (en) * | 2008-09-16 | 2010-03-18 | General Electric Company | System and method for managing turbine exhaust gas temperature |
EP2330281B1 (de) * | 2008-10-01 | 2015-12-23 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Gasturbinenvorrichtung |
US20110113786A1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-05-19 | General Electric Company | Combined cycle power plant with integrated organic rankine cycle device |
DE102010042458A1 (de) * | 2010-10-14 | 2012-04-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage sowie zur Durchführung des Verfahrens hergerichtete Gas- und Dampfturbinenanlage und entsprechende Regelvorrichtung |
US20120159924A1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-06-28 | General Electric Company | System and method for increasing efficiency and water recovery of a combined cycle power plant |
PL2589763T3 (pl) * | 2011-11-03 | 2017-10-31 | General Electric Technology Gmbh | Sposób operowania elektrownią parową przy małym obciążeniu |
PL2589761T3 (pl) * | 2011-11-03 | 2017-10-31 | General Electric Technology Gmbh | Elektrownia parowa z akumulatorem ciepła i sposób eksploatacji elektrowni parowej |
US9163827B2 (en) | 2012-11-01 | 2015-10-20 | General Electric Company | System and method for using boiler feedwater |
CN103089440B (zh) * | 2013-01-27 | 2015-11-11 | 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 | 布列顿-混合式蒸汽朗肯联合循环发电装置 |
CN103089439B (zh) * | 2013-01-27 | 2015-12-23 | 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 | 布列顿-蒸汽朗肯-有机朗肯联合循环热电联产装置 |
JP6484845B2 (ja) * | 2013-06-25 | 2019-03-20 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | ガスタービンコンバインドサイクル設備、水上設備 |
US9534541B2 (en) | 2013-10-11 | 2017-01-03 | General Electric Company | System and method for improving efficiency of a gas turbine engine |
CN108474268B8 (zh) * | 2015-12-22 | 2021-01-19 | 西门子能源美国公司 | 联合循环动力装置中的烟囱能量控制 |
CN107842401A (zh) * | 2016-09-20 | 2018-03-27 | 深圳市博众节能工程技术有限公司 | 降低火力发电厂汽轮机终参数的设备系统及方法 |
US10619519B2 (en) * | 2017-12-06 | 2020-04-14 | General Electric Company | Bypass conduits for reducing thermal fatigue and stress in heat recovery steam generators of combined cycle power plant systems |
US11525375B2 (en) | 2020-04-09 | 2022-12-13 | General Electric Company | Modeling and control of gas cycle power plant operation with variant control profile |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4896499A (en) * | 1978-10-26 | 1990-01-30 | Rice Ivan G | Compression intercooled gas turbine combined cycle |
DE3261410D1 (en) * | 1981-04-03 | 1985-01-17 | Bbc Brown Boveri & Cie | Combined steam and gas turbine power plant |
US5428950A (en) | 1993-11-04 | 1995-07-04 | General Electric Co. | Steam cycle for combined cycle with steam cooled gas turbine |
US5577377A (en) * | 1993-11-04 | 1996-11-26 | General Electric Co. | Combined cycle with steam cooled gas turbine |
US5491971A (en) * | 1993-12-23 | 1996-02-20 | General Electric Co. | Closed circuit air cooled gas turbine combined cycle |
DE69634019T2 (de) * | 1995-09-22 | 2005-11-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Kraftanlage mit kombiniertem Kreislauf |
JP3564241B2 (ja) * | 1996-10-29 | 2004-09-08 | 三菱重工業株式会社 | コンバインドサイクル発電プラント |
JP3500020B2 (ja) * | 1996-11-29 | 2004-02-23 | 三菱重工業株式会社 | 蒸気冷却ガスタービンシステム |
JPH10325338A (ja) * | 1997-05-27 | 1998-12-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | コンバインドサイクル発電プラント |
JP3586538B2 (ja) * | 1997-04-16 | 2004-11-10 | 三菱重工業株式会社 | コンバインドサイクル発電プラント |
US6205762B1 (en) * | 1997-04-15 | 2001-03-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combined cycle power generating plant and method of supplying cooling steam for gas turbine in same |
JPH1113489A (ja) * | 1997-06-23 | 1999-01-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | コンバインドサイクル発電プラントにおけるガスタービン冷却方法 |
JP3782565B2 (ja) * | 1997-11-14 | 2006-06-07 | 株式会社東芝 | コンバインドサイクル発電プラント |
-
2000
- 2000-03-23 US US09/533,194 patent/US6397575B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-13 CZ CZ20003811A patent/CZ20003811A3/cs unknown
- 2000-11-20 KR KR1020000068948A patent/KR20010092653A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-11-22 JP JP2000355155A patent/JP2001271612A/ja active Pending
- 2000-11-22 DE DE60034423T patent/DE60034423T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-22 AT AT00310377T patent/ATE360134T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-11-22 EP EP00310377A patent/EP1136655B1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1136655A2 (de) | 2001-09-26 |
EP1136655B1 (de) | 2007-04-18 |
DE60034423D1 (de) | 2007-05-31 |
JP2001271612A (ja) | 2001-10-05 |
US20010047646A1 (en) | 2001-12-06 |
KR20010092653A (ko) | 2001-10-26 |
US6397575B2 (en) | 2002-06-04 |
ATE360134T1 (de) | 2007-05-15 |
CZ20003811A3 (cs) | 2001-11-14 |
EP1136655A3 (de) | 2003-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60034423T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Wiedererhitzen von Gasturbinenkühldampf und Hochdruckdampfturbinenabdampf in einem Gas- und Dampfturbinen-Energieerzeugungssystem | |
DE69024517T2 (de) | Kraftwerk mit kombiniertem Zyklus | |
DE69623370T2 (de) | Dampfgekühlte Gasturbine | |
DE60033738T2 (de) | Vorrichtung zur Befeuchtung und Heizung von Brenngas | |
DE69916099T2 (de) | Kombikraftwerk mit verbesserter kühlung und betriebsverfahren dazu | |
DE4333439C1 (de) | Vorrichtung zur Kühlmittelkühlung einer gekühlten Gasturbine einer Gas- und Dampfturbinenanlage | |
DE3882794T2 (de) | Wärmewiedergewinnungskessel vom Zwischenüberhitzertyp und diesen verwendende Krafterzeugungsanlage. | |
EP0062932B1 (de) | Kombiniertes Gas-Dampfturbinen-Kraftwerk | |
DE69422313T2 (de) | Kombikraftwerk mit Dampf- und Verbrennungsgasturbinen | |
DE102008037410B4 (de) | Superkritischen Dampf verwendender kombinierter Kreisprozess und Verfahren | |
EP0778397B1 (de) | Verfahren zum Betrieb einer mit einem Abhitzedampferzeuger und einem Dampfverbraucher kombinierten Gasturbogruppe | |
DE10041413B4 (de) | Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage | |
EP2368021B1 (de) | Abhitzedampferzeuger sowie ein verfahren zum verbesserten betrieb eines abhitzedampferzeugers | |
DE60033357T2 (de) | Kombikraftwerk mit Gasturbine | |
DE112015001443T5 (de) | Abwärmerückgewinnungssystem, mit diesem ausgestattete Gasturbinenanlage, Abwärmerückgewinnungsverfahren und Installationsverfahren für das Abwärmerückgewinnungssystem | |
EP1119688B1 (de) | Gas- und dampfturbinenanlage | |
EP0523467A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage und Anlage zur Durchführung des Verfahrens | |
EP0515911B1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage und entsprechende Anlage | |
DE19837251C1 (de) | Gas- und Dampfturbinenanlage | |
DE102018123663A1 (de) | Brennstoffvorwärmsystem für eine Verbrennungsgasturbine | |
DE4321081A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage sowie danach arbeitende GuD-Anlage | |
EP0582898A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage sowie danach arbeitende Gud-Anlage | |
EP0981681B1 (de) | Gas- und dampfturbinenanlage und verfahren zur kühlung des kühlmittels der gasturbine einer derartigen anlage | |
DE69835593T2 (de) | Kraftanlage mit kombiniertem kreislauf | |
EP0158629A2 (de) | Dampfkreislauf für Dampfkraftanlagen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition |