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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein dampfgekühltes Gasturbinensystem und
insbesondere auf ein dampfgekühltes
Gasturbinensystem gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, bei dem die Temperatur und Strömungsrate von Kühldampf
wirksam gesteuert werden und ein Erhitzen von Brennstoff und eine
Kühlung
von Gasturbinenschaufel-Kühlluft
durch Dampf erfolgen, der an einem Abwärme-Rückgewinnungskessel
erzeugt wird.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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26 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems nach dem Stand der Technik. In 26 ist
das vorbekannte dampfgekühlte Gasturbinensystem
von einer Gasturbine 8, einem Abwärme-Rückgewinnungskessel 9 und
einer Dampfturbine 29 aufgebaut. In der Gasturbine 8 wird Ansaugluft
in einen Kompressor 2 aufgenommen, um auf einen vorbestimmten
Druck komprimiert zu werden, und während die komprimierte Luft
teilweise zum Kühlen
einer Gasturbinenschaufel verwendet wird, wird der Großteil hiervon
in eine Brennkammer 3 eingeleitet, um mit Brennstoff 7 zur
Erzeugung eines Hochtemperaturgases vermischt zu werden. Das Hochtemperaturgas
tritt in eine Turbine 6 ein, um zu expandieren und zu arbeiten,
und eine Turbinenausgangsleistung wird nach Abzug einer Kompressorausgangsleistung
in einem Generator 1 in elektrische Energie umgewandelt.
Andererseits wird Auslassdampf einer Hochdruckturbine 21,
der durch eine Rohrleitung 101 strömt, teilweise entnommen, um der
Turbine 6 zum Kühlen
der Gasturbinenschaufel über
eine Kühldampf-Zuführleitung 101a zugeführt zu werden.
Dieser Dampf wird durch Kühlen
einer dampfgekühlten
Schaufel 51 erhitzt und in einen Einlass einer Zwischendruckturbine 22 über eine
Kühldampf-Rückführleitung 102 eingeleitet.
Somit wird zur Kühlung
der Gasturbine die von dem Kompressor 2 abgelassene Luft
und ein Teil des Auslassdampfs der Hochdruckturbine 21 verwendet.
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Während die
Auslassluft des Kompressors 2 teilweise zur Schaufelkühlung in
der Turbine 6 verwendet wird, wird diese Luft, die eine
hohe Temperatur aufweist, mittels eines Kühlgebläses 5 auf eine vorbestimmte
Temperatur an einem Schaufelkühlluftkühler 4 abgekühlt und
wird dann für
die Turbinenschaufelkühlung
eingesetzt. Somit wird die auf diese Weise vom Kompressor 2 zugeführte Luft
einmal an dem Schaufelkühlungs-Luftkühler 4 mittels
des Kühlgebläses 5 abgekühlt, um
dann der Turbine 6 zugeführt zu werden.
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In
dem Abwärme-Rückgewinnungskessel 9 wird
Auslassdampf einer Niederdruckturbine 23 in Wasser aus
Dampf an einem Kondensator bzw. Verdichter 25 umgewandelt.
Dann wird das Wasser an einer Speisewasserpumpe 26 druckbeaufschlagt
und in einem Speisewasserheizer 10 erwärmt, um zu gesättigtem
Wasser zu werden. Dieses gesättigte
Wasser wird in drei Wassersysteme aufgeteilt. Das erste wird an
einem Niederdruckverdampfer 11 zu gesättigtem Dampf und an einem
Niederdruck-Überhitzer 15 zu überhitztem
Dampf und wird dann einem Einlass der Niederdruckturbine 23 zugeführt. Das
zweite wird an einer Zwischendruckpumpe 28 bis auf einen vorbestimmten
Druck druckbeaufschlagt, wird zu gesättigtem Wasser an einem Zwischendruck-Economizer 12,
wird zu gesättigtem
Dampf an einem Zwischendruckverdampfer 14, wird zu überhitztem Dampf
an einem Zwischendrucküberhitzer 16 und wird
dann einem Einlass eines Wiedererhitzers 20 zugeführt. Das
dritte wird an einer Hochdruckpumpe 27 auf einen vorbestimmten
Druck gebracht, wird zu gesättigtem
Wasser an einem ersten Hochdruck-Economizer 13 und einem
zweiten Hochdruck-Economizer 17, wird zu gesättigten
Dampf an einem Hochdruckverdampfer 18 und zu überhitzten Dampf
an einem Hochdrucküberhitzter 19,
und wird anschließend
der Hochdruckturbine 21 zugeführt. Der erwähnte überhitzte
Dampf tritt in die Hochdruckturbine 21, die Zwischendruckturbine 22 bzw.
die Niederdruckturbine 23 ein, um zur Erzeugung von Ausgangsleistung
zu expandieren, und diese Ausgangsleistung wird an einem Generator 24 in
elektrische Energie umgewandelt.
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Hinsichtlich
der oben erwähnten
Kühlung durch
Dampf ist es unmöglich,
den Dampf in einer Menge über
derjenigen des am Auslass der Hochdruckturbine 21 verfügbaren Dampfes
zu verwenden. Folglich ist es vorzuziehen, um eine Reservemenge des
verfügbaren
Dampfes zu sichern, um die Strömungsrate
des Kühldampfs
so weit wie möglich
zu reduzieren. Wenn der Kühldampf
in der Menge verringert wird, wird es auch möglich, die Temperatur des Dampfs
nach der Benutzung zur Kühlung
mit einer geringeren Abweichung in der Kühldampf menge zu steuern. Insbesondere
wenn die Temperatur des von der Kühlung erwärmten Kühldampfs auf einem vorbestimmten
Pegel gehalten wird, verbessert dies nicht nur die Zuverlässigkeit
und Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors, der Rohrleitungen, etc. der Gasturbine, sondern
stellt auch einen Betrieb sicher, ohne den verbesserten kombinierten
Wirkungsgrad zu beeinträchtigen.
Um die Menge an Kühldampf
zu reduzieren, ist es nötig,
die Temperatur des Kühldampfs
zu senken.
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Während die
Temperatur des Kühldampfs niedriger
gehalten werden muss, um die Zuverlässigkeit der gekühlten Schaufel
oder dgl. in dem in 26 gezeigten System zu verbessern,
wird also die Kühldampf-Zuführtemperatur
von der Auslassbedingung der Hochdruckturbine 21 festgelegt,
und es ist schwierig, die Kühldampftemperatur
bei diesem System weiter zu senken.
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Ferner
wird die aus dem Kompressor zur Kühlung der Gasturbinenschaufel
abgelassene Luft einmal an dem Schaufelkühlungs-Luftkühler 4 mittels des
Kühlgebläses 5 gekühlt, um
der Turbine 6 zugeführt
zu werden, wie oben erwähnt
wurde, und die über
eine solche Kühlung
erhaltene Wärme
wird nutzlos nach außen
abgeführt.
Dies verursacht eine Verringerung im Wärmewirkungsgrad (Gasturbinen-Wirkungsgrad
und kombinierter Wirkungsgrad) der Gasturbine und eines Systems
mit kombiniertem Zyklus, das diese Gasturbine einsetzt. Darüber hinaus
wird der Brennstoff der Brennkammer 3 ohne Erwärmung (Vorheizung)
zugeführt.
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Die
EP-0939202 A offenbart ein dampfgekühltes Gasturbinensystem mit
den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Bei diesem System wird
der Gasturbinenschaufel-Kühldampf
und der Brennkammerendrohr-Kühldampf
von einem Auslass einer Hochdruckturbine abgezogen und dann durch
einen Brennstoffheizer zum Wärmeaustausch mit
dem Brennstoff geleitet. Anschließend wird der Kühldampf
mit Wasser besprüht,
so dass er auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt wird,
und wird dann den jeweiligen Kühlbereichen
zugeführt.
Nach der Kühlung
wird der Kühldampf
in einen Wiedererwärmungsabschnitt
des Abwärme-Rückgewinnungskessels
zurückgewonnen.
Dementsprechend wird bei diesem System die Wärme des Kühldampfs der Hochtemperaturabschnitte
der Gasturbine nicht nur durch das Sprühwassersystem, sondern auch
durch den Wärmeaustausch
in dem Brennstofferhitzer reduziert.
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Weitere
dampfgekühlte
Gasturbinensysteme sind in EP-0911504
A,
JP 11013488 A ,
JP 06323162 A und
JP 06093879 A offenbart.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein dampfgekühltes Gasturbinensystem
bereitzustellen, das einen verbesserten Gasturbinen-Wirkungsgrad
liefert, das eine ausreichende Menge an verfügbarem Dampf in dem System
sicherstellt und das die Zuverlässigkeit
und die lange Lebensdauer der gekühlten Hochtemperaturabschnitte
und Rohrleitungen sicherstellt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein dampfgekühltes
Gasturbinensystem bereitgestellt, wie es in Anspruch 1 definiert
ist. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Nach
einer Ausführungsform
ist das Strömungsregelungsventil
an jeder geeigneten Position in dem Dampfkühlungssystem vorgesehen, und durch Öffnen und
Schließen
der Ventile wird die Zuführtemperatur
des Kühldampfs
zum Kühlen
des Hochtemperaturabschnitts der Gasturbine bei jedem beliebigen
Lastzustand von der Solllast bis zur Teillast steuerbar. Dadurch
wird die Zuführtemperatur des
Kühldampfs
steuerbar, ohne die Zuführmenge des
Kühldampfs ändern zu
müssen,
und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten Schaufel,
des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet werden. Ferner wird
eine Steuerung der jeweiligen Temperatur zurückgewonnenen Dampfs möglich, und
dadurch kann die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen sichergestellt werden.
In jedem der Strömungsregelungsventile,
wenn das Ventil zur Öffnungsseite
hin betätigt
wird, wird die Zuführmenge
des Kühldampfs
erhöht
und die Rückgewinnungstemperatur
des Kühldampfs
reduziert. Wenn das Ventil zur Schließseite hin betätigt wird, wird
die Zuführmenge
des Kühldampfs
reduziert und die Rückgewinnungstemperatur
des Kühldampfs
erhöht.
Bei dem Aufbau, der das Wassersprühraten-Steuerventil, einen
Demineralisierer, einen Wassersprüher und einen Drainage-Abscheider verwendet,
wird die Wassersprührate
durch das Wassersprühraten-Steuerventil
gesteuert, und durch Hinzufügen
der Strömungsregelungsventile
zu diesem Aufbau wird eine schnelle Steuerung der Zuführtemperatur
des dem Gasturbinen-Hochtemperaturabschnitt zuzuführenden
Kühldampfs
möglich.
Ferner wird, wie oben beschrieben wurde, die schnelle Reduktion
der Zuführtemperatur
und der Zuführmenge
des Kühldampfs
möglich,
und desgleichen kann die Temperatur des Dampfs nach seiner Verwendung
zur Kühlung mit
einer geringeren Abweichung in der Kühldampf menge gesteuert werden.
Folglich wird eine Reservemenge des verfügbaren Dampfs sichergestellt
und die Zuverlässigkeit
und Lebensdauer der gekühlten Schaufel,
des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet werden.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird der Brennstoff an dem Brennstoffheizelement erhitzt. Ferner
wird ein Teil des Wassers an einer Auslassseite oder einer Niedertemperaturseite
des Abwärmerückgewinnungskessels
entnommen, um dem Schaufelkühlungs-Luftkühler zur
Ausführung
eines Wärmeaustauschs
zugeführt
zu werden. An dem Schaufelkühlungs-Luftkühler kühlt das
Wasser die Schaufelkühlungsluft,
die dem Gasturbinen-Hochtemperaturabschnitt zuzuführen ist,
und das von der Kühlung
der Luft erwärmte
Wasser wird dann in dem Abwärme-Rückgewinnungskessel
zurückgewonnen.
Somit wird die Wärme,
die bisher durch das Kühlgebläse nach
außen
abgeführt
wurde, in dem Abwärme-Rückgewinnungskessel zurückgewonnen,
und der kombinierte Wirkungsgrad wird verbessert.
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Somit
wird gemäß dem System
der vorliegenden Erfindung der kombinierte Wirkungsgrad in keinem
Fall reduziert, und die Reduktion der Zuführtemperatur und Zuführmenge
des Kühldampfs
wird möglich.
Darüber
hinaus kann die Temperatur des Dampfs nach seiner Verwendung zur
Kühlung
mit einer geringeren Abweichung in der Kühldampf menge gesteuert werden.
Folglich wird eine Reservemenge des verfügbaren Dampfs sichergestellt,
um die Zuverlässigkeit
und Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet
werden.
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Bei
der Erfindung ist das System derart aufgebaut, dass eine Wassersprühvorrichtung
mit dem Wassersprühraten-Steuerventil, dem
Demineralisierer, dem Wassersprüher
und dem Drainage-Abscheider zum Versprühen von von dem Auslasswasser
der Hochdruckpumpe entnommenem Wasser verwendet wird. Durch einen
solchen Aufbau wird die Wassersprührate durch das Wassersprühraten-Steuerventil gesteuert,
und eine Steuerung der Zuführtemperatur des
Kühldampfs
zum Kühlen
der Laufschaufel der Gasturbine kann rasch vorgenommen werden. Der Demineralisierer
ist von der Art, wie er für
gewöhnlich zum
Entfernen aufgelöster
Mineralien in dem Kondensator eines Kraftwerks mit überkritischem
Druck oder eines Kernkraftwerks verwendet wird, wobei Verunreinigungen
in dem Wasser durch den Demineralisierer entfernt werden. Außerdem wird
der Drainage-Separator zum Abscheiden einer Drainage verwendet, die
in geringer Menge erzeugt wird, nachdem das Wasser durch den Wassersprüher in den Dampf
gesprüht
worden ist, so dass der Kühldampf, aus
dem die Drainage entfernt worden ist, zur Kühlung zugeführt wird. Somit wird als Merkmal
der vorliegenden Erfindung eine raschere Reduktion der Zuführtemperatur
und Zuführmenge
des Kühldampfs zum
Kühlen
der Laufschaufeln möglich.
Ferner kann die Temperatur des Dampfs nach seiner Verwendung zur
Kühlung
mit einer geringeren Abweichung der Kühldampf menge gesteuert werden.
Folglich wird eine Reservemenge des verfügbaren Dampfs sichergestellt,
und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet
werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines ersten Beispiels, das der vorliegenden Erfindung ähnelt und
dazu dient, bestimmte Merkmale derselben zu erläutern,
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2 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines zweiten Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der
vorliegenden Erfindung zu erläutern,
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3 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines dritten Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der
vorliegenden Erfindung zu erläutern,
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4 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines vierten Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der
vorliegenden Erfindung zu erläutern,
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5 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines fünften
Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der vorliegenden Erfindung
zu erläutern,
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6 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines sechsten Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der
vorliegenden Erfindung zu erläutern,
-
7 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines siebten Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der
vorliegenden Erfindung zu erläutern,
-
8 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines achten Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der vorliegenden Erfindung
zu erläutern,
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9 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines neunten Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der
vorliegenden Erfindung zu erläutern,
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10 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines zehnten Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der
vorliegenden Erfindung zu erläutern,
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11 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines elften Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der vorliegenden
Erfindung zu erläutern,
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12 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines zwölften
Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der vorliegenden Erfindung
zu erläutern,
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13 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines dreizehnten Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale
der vorliegenden Erfindung zu erläutern,
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14 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines vierzehnten Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale
der vorliegenden Erfindung zu erläutern,
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15 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
eines fünfzehnten
Beispiels, das dazu dient, bestimmte Merkmale der vorliegenden Erfindung
zu erläutern,
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16 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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17 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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18 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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19 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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20 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
einer fünften
Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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21 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
einer sechsten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
-
22 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
einer siebten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung,
-
23 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
einer achten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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24 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
einer neunten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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25 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
einer zehnten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung, und
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26 ein
Diagramm eines dampfgekühlten Gasturbinensystems
nach dem Stand der Technik.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend
werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden
Erfindung konkret unter Bezugnahme auf die Figuren und Beispiele,
die zur Erläuterung
bestimmter Merkmale der Ausführungsformen
dienen, beschrieben.
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1 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines ersten solchen Beispiels. In 1 ist
das dampfgekühlte
Gasturbinensystem durch eine Gasturbine 8, einen Abwärme-Rückgewinnungskessel 9 und
eine Dampfturbine 29 aufgebaut. In der Gasturbine 8 wird
Ansaugluft in einen Kompressor 2 aufgenommen, um auf einen vorbestimmten
Druck komprimiert zu werden, und während die Druckluft teilweise
zur Kühlung
einer Gasturbinenschaufel verwendet wird, wird der Großteil hiervon
in eine Brennkammer 3 eingeleitet, um mit Brennstoff zur
Erzeugung eines Hochtemperaturgases vermischt zu werden. Das Hochtemperaturgas tritt
in eine Turbine 6 ein, um zu expandieren und zu arbeiten,
und eine Turbinenausgangsleistung wird nach Abzug einer Kompressorausgangsleistung
am Generator 1 in elektrische Energie umgewandelt.
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In
dem Abwärme-Rückgewinnungskessel 9 wird
ein Auslassdampf einer Niederdruckturbine 23 in Wasser
aus Dampf an einem Kondensator 25 umgewandelt. Dann wird
das Wasser an einer Speisewasserpumpe 26 druckbeaufschlagt
und an einem Speisewasser-Heizelement 10 erhitzt, um zu
gesättigtem
Wasser zu werden. Dieses gesättigte
Wasser wird in drei Wassersysteme aufgeteilt. Das erste wird zu
gesättigtem
Dampf an einem Niederdruckverdampfer 11 und wird zu überhitztem
Dampf an einem Niederdruck-Überhitzer 15 und
wird anschließend
einem Einlass der Niederdruckturbine 23 zugeführt. Das
zweite wird an einer Zwischendruckpumpe 28 auf einen vorbestimmten
Druck beaufschlagt, wird an einem Zwischendruck-Economizer 12 zu
gesättigtem Wasser,
wird an einem Zwischendruck-Verdampfer 14 zu gesättigtem
Dampf, wird an einem Zwischendruck-Überhitzer 16 zu überhitztem
Dampf und wird dann einem Einlass eines Wiedererhitzers 20 zugeführt. Das
dritte wird an einer Hochdruckpumpe 27 auf einen vorbestimmten
Druck beaufschlagt, wird an einem ersten Hochdruck-Economizer 13 und
einem zweiten Hochdruck-Economizer 17 zu
gesättigtem Wasser,
wird an einem Hochdruck-Verdampfer 18 zu gesättigtem
Dampf, wird an einem Hochdruck-Überhitzer 19 zu überhitztem
Dampf und wird anschließend
in eine Hochdruckturbine 21 eingeleitet. Der erwähnte überhitzte
Dampf tritt in die Hochdruckturbine 21, eine Zwischendruckturbine 22 bzw.
die Niederdruckturbine 23 ein, um zu expandieren und eine Ausgangsleistung
zu erzeugen, und diese Ausgangsleistung wird an einem Generator 24 in
elektrische Energie umgewandelt.
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In
dem vorliegenden Beispiel von 1 ist der
der gekühlten
Schaufel 51 nach dem in 26 gezeigten
Stand der Technik entsprechende Abschnitt in eine dampfgekühlte Laufschaufel 52,
eine dampfgekühlte
Leitschaufel 53 und ein dampfgekühltes Brennkammer-Übergangsstück 54 unterteilt.
Was die dampfgekühlte
Laufschaufel 52 betrifft, bei der die Temperatur des Dampfs
nach seiner Verwendung für
die Kühlung
niedrig ist, so wird Auslassdampf der Hochdruckturbine 21,
der durch eine Rohrleitung 101 strömt, teilweise zur Kühlung der
dampfgekühlten Laufschaufel über eine
Rohrleitung 109 extrahiert und wird an einem Wärmetauscher 110 gekühlt, um der
dampfgekühlten
Laufschaufel 52 über
eine Laufschaufel-Kühldampfzuführleitung 103 zugeführt zu werden.
Der durch Kühlung
der dampfgekühlten Laufschaufel 52 erwärmte Dampf
wird in einem Mittelabschnitt des Wiedererhitzers 20 über eine
Laufschaufel-Kühldampfrückführleitung 104 zurückgewonnen.
Für die
Kühlung
des Laufschaufelkühldampfs
am Wärmetauscher 110 wird
gekühltes
Wasser teilweise aus einem Auslass des ersten Hochdruck-Economizers 13 entnommen
und dem Wärmetauscher 110 über eine
Rohrleitung 111 zugeführt, um
zur Kühlung
des Laufschaufelkühldampfs
verwendet zu werden. Das am Wärmetauscher 110 erwärmte Wasser
wird einem Einlass des Hochdruckverdampfers 18 über eine
Rohrleitung 112 zugeführt.
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Bei
dem ersten Beispiel, das nach obiger Beschreibung aufgebaut ist,
bringt der Aufbau, wenn er so vorgenommen ist, dass die durch Kühlung des Laufschaufelkühldampfs
am Wärmetauscher 110 erhaltene
Wärme nach
außen
abgeführt
wird, eine Reduktion des kombinierten Wirkungsgrads mit sich, in der
Tat wird aber bei dem vorliegenden ersten Beispiel die am Wärmetauscher 110 erhaltene
Wärme am
Einlass des Hochdruckverdampfers 18 zurückgewonnen. Durch diese Anordnung
wird, während
keine Reduktion des kombinierten Wirkungsgrads vorhanden ist, eine
Reduktion der Zuführtemperatur
und Zuführmenge
des Laufschaufelkühldampfs
möglich. Außerdem kann
die Temperatur des Dampfs nach seiner Nutzung zur Kühlung mit
einer geringeren Abweichung in der Kühldampf menge gesteuert werden.
Somit wird eine Reservemenge des verfügbaren Dampfs sichergestellt
und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet
werden. Was die Kühlung
der dampfgekühlten
Leitschaufel 53 und des dampfgekühlten Brennkammer-Übergangsstücks 54 betrifft, so
wird von dem Auslassdampf der Hochdruckturbine 21 extrahierter Dampf
diesem über
eine Leitschaufel-Kühldampfzuführleitung 105 bzw.
eine Brennkammer-Übergangsstück-Kühldampfzuführleitung 107 zugeführt. Die
Bezugsziffern 106 und 108 bezeichnen eine Leitschaufel-Kühldampfrückführleitung
bzw. eine Brennkammer-Übergangsstück-Kühldampfrückführleitung.
Es ist anzumerken, dass die in 1 gezeigten
Bezugsziffern, die nicht speziell beschrieben sind, die gleichen
sind wie diejenigen des in 26 gezeigten Standes
der Technik.
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2 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines zweiten solchen Beispiels. Bei dem vorliegenden
zweiten Beispiel wird im Vergleich zu dem in 1 gezeigten
ersten Beispiel, bei dem der Laufschaufel-Kühldampf
nur am Wärmetauscher 110 gekühlt wird,
der Leitschaufel-Kühldampf
auch durch den Wärmetauscher 110 geleitet, um
dort gekühlt
zu werden, und wird der dampfgekühlten
Leitschaufel 53 zu deren Kühlung über eine Leitschaufel-Kühldampfzuführleitung 105a zugeführt.
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Durch
diese Anordnung entsteht keine Reduktion in dem kombinierten Wirkungsgrad,
und es ist eine Reduktion der Zuführtemperatur und Zuführmenge
des Leitschaufel-Kühldampfs und
Laufschaufel-Kühldampfs
möglich.
Außerdem
kann die Dampftemperatur nach dessen Nutzung zur Kühlung mit
einer geringeren Abweichung in der Kühldampfmenge gesteuert werden.
Damit wird eine Reservemenge des verfügbaren Dampfes sichergestellt,
und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten Schaufel,
des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet werden.
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3 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines dritten Beispiels. Bei dem vorliegenden
dritten Beispiel wird im Vergleich zu dem in 2 gezeigten
zweiten Beispiel, bei dem der Laufschaufel- und Leitschaufel-Kühldampf an dem Wärmetauscher 110 gekühlt wird,
der Kühldampf
des Brennkammer-Übergangsstücks ebenfalls
in den Wärmetauscher 110 eingeleitet,
um dort gekühlt
zu werden, und wird dem Brennkammer-Übergangsstück 54 zu dessen Kühlung über eine
Brennkammer-Übergangsstück-Kühldampf zuführleitung 107a zugeführt.
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Durch
diese Anordnung gibt es keine Reduktion im kombinierten Wirkungsgrad,
und es ist eine Reduktion in der Kühldampfzuführtemperatur und Zuführmenge
des Brennkammer-Übergangsstücks, der
Leitschaufel und der Laufschaufel möglich. Außerdem kann die Temperatur
des Dampfes nach seiner Nutzung zur Kühlung mit einer geringeren
Abweichung in der Kühldampfmenge
gesteuert werden. Somit wird eine Reservemenge des verfügbaren Dampfs
sichergestellt, und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet
werden.
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4 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines vierten Beispiels. Bei dem vorliegenden
vierten Beispiel wird im Vergleich zu dem in 1 gezeigten
ersten Beispiel, bei dem der Kühldampf
zur Kühlung
des Brennkammer-Übergangsstücks 54 aus
dem Auslassdampf der Hochdruckturbine 21 entnommen wird,
das System so gestaltet, dass der Kühldampf zur Kühlung des
Brennkammer-Übergangsstücks 54 aus
dem Auslassdampf des Zwischendruck-Überhitzers 16 über eine Brennkammer-Übergangsstück-Kühldampfzuführleitung 107b entnommen
wird und zu einem Einlass der Zwischendruckturbine 22 zurückgeführt wird.
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Durch
diese Anordnung wird die Strömungsrate
des von dem Auslass der Hochdruckturbine 21 über die
Rohrleitung 109 extrahierten Kühldampfs um die Strömungsrate
des über
die Rohrleitung 107b zugeführten Kühldampfs reduziert, und dadurch
kann eine Reservemenge des verfügbaren
Dampfs sichergestellt werden.
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5 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines fünften
Beispiels. Bei dem vorliegenden fünften Beispiel wird im Vergleich zu
dem in 3 gezeigten dritten Beispiel, bei dem der Kühldampf
zur Kühlung
des Brennkammer-Übergangsstücks 54 aus
dem Auslassdampf des Wärmetauschers 110 entnommen
wird, das System so gestaltet, dass der Kühldampf zum Kühlen des
Brennkammer-Übergangsstücks 54 aus
dem Auslassdampf des Zwischendruck-Überhitzers 16 über die Brennkammer-Übergangsstück-Kühldampfzuführleitung 107b entnommen
wird und zum Einlass der Zwischendruckturbine 22 zurückgeführt wird.
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Durch
diese Anordnung wird die Strömungsrate
des vom Auslass der Hochdruckturbine 21 über die
Rohrleitung 109 extrahierten Kühldampfs um die Strömungsrate
des durch die Rohrleitung 107b zugeführten Kühldampfs reduziert, und dadurch
kann eine Reservemenge des verfügbaren
Dampfs sichergestellt werden.
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Es
ist anzumerken, dass bei den genannten ersten bis fünften Beispielen,
während
diejenigen Fälle,
bei denen der am Wärmetauscher 110 gekühlte Kühldampf
nur zur Kühlung
der Laufschaufel 52 (1 und 4),
der Laufschaufel 52 und der Leitschaufel 53 (2 und 5)
sowie der Laufschaufel 52, der Leitschaufel 53 und
des Brennkammer-Übergangsstücks 54 ( 3)
beschrieben wurden, diese Fälle
nicht hierauf beschränkt
sind, sondern der am Wärmetauscher 110 gekühlte Kühldampf
beispielsweise auch nur zur Kühlung
der Leitschaufel 53 verwendet werden kann, obwohl dies nicht
dargestellt ist, und auch in diesem Fall die gleiche Wirkung erzielt
werden kann.
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6 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines sechsten Beispiels. Bei dem vorliegenden
sechsten Beispiel ist im Vergleich zu dem in 1 gezeigten
ersten Beispiel das System so gestaltet, dass ein Strömungsregulierungsventil 151 in
der Rohrleitung 109, eine die Leitung 101 und
die Leitung 103 verbindende Rohrleitung 113 und
ein Strömungsregulierungsventil 152 in der
Leitung 113 hinzugefügt
werden, und durch Öffnen
und Schließen
dieser Ventile 151, 152 die Zuführtemperatur
des Laufschaufel-Kühldampfs
in einem beliebigen Lastzustand von der Solllast bis zur Teillast
anpassbar wird. Ferner wird eine die Leitung 111 und die
Leitung 112 verbindende Leitung 117, ein Strömungsregelungsventil 157 in
der Leitung 117 und ein Strömungsregelungsventil 158 in
der Leitung 111 hinzugefügt, wobei durch Öffnen und
Schließen dieser
Ventile 157, 158 die Zuführtemperatur des Laufschaufel-Kühldampfs
rasch und sicher gesteuert werden kann.
-
Durch
die obige Anordnung wird die Dampftemperatur am Auslass der Laufschaufel
einstellbar, ohne die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs zu ändern,
und es wird die Wirkung erzielt, die Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer
der Laufschaufel, des Rotors und der Rohrleitungen zu gewährleisten.
Um die Kühldampftemperatur
der Laufschaufel zu senken, wird das Strömungsregulierungsventil 151 zur Öffnungsseite
hin betätigt,
und das Strömungsregulierungsventil 152 zur
Schließseite
hin. Oder aber das Strömungsregulierungsventil 157 wird
zur Schließseite
hin betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 158 zur Öffnungsseite
hin, wodurch die Menge des in den Wärmetauscher 110 strömenden Kühlwassers
erhöht
wird und die Kühldampftemperatur reduziert
wird. Um die Kühldampftemperatur
der Laufschaufel anzuheben, wird auch das Strömungsregulierungsventil 151 zur
Schließseite
hin betätigt, und
das Strömungsregulierungsventil 152 zur Öffnungsseite
hin. Oder das Strömungsregulierungsventil 157 wird
zur Öffnungsseite
hin betätigt,
und das Strömungsregulierungsventil 158 zur
Schließseite hin,
wodurch das Einströmen
des Kühlwassers
in den Wärmetauscher 110 gemindert
und die Kühldampftemperatur
angehoben wird.
-
Darüber hinaus
werden im Vergleich zu dem in 1 gezeigten
ersten Beispiel ein Strömungsregulierungsventil 153 in
der Leitung 101, ein Strömungsregulierungsventil 154 in
der Leitung 104, ein Strömungsregulierungsventil 155 in
der Leitung 106 und ein Strömungsregulierungsventil 156 in
der Leitung 108 hinzugefügt, und durch Öffnen und
Schließen
dieser Ventile 153 bis 156 wird die Strömungsrate
des Kühldampfs
der Laufschaufel, der Leitschaufel und des Brennkammer-Übergangsstücks anpassbar. Dadurch
kann nicht nur in der Sollastzeit, sondern auch in der Teillastzeit
die Temperatur des jeweiligen zurückgewonnenen Dampfes gesteuert
werden, und es wird die Wirkung erzielt, die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der Lauf- und Leitschaufeln, des Brennkammer-Übergangsstücks, des
Rotors und der Rohrleitungen zu gewährleisten. Falls die jeweiligen Strömungsregulierungsventile
zur Öffnungsseite
hin betätigt
werden, erhöht
sich die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs und die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs wird gesenkt.
Ferner wird, wenn die jeweiligen Strömungsregulierungsventile zur
Schließseite
hin betätigt
werden, die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs gesenkt und die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs
erhöht.
-
7 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines siebten Beispiels. Bei dem vorliegenden
siebten Beispiel ist im Vergleich zu dem in 2 gezeigten
zweiten Beispiel das System so gestaltet, dass ein Strömungsregulierungsventil 151 in
der Leitung 109, eine die Leitung 101 und die Leitung 103 verbindende
Leitung 113 und ein Strömungsregulierungsventil 152 in
der Leitung 113 hinzugefügt werden, wobei durch Öffnen und
Schließen dieser
Ventile 151, 152 die Zuführtemperatur des Laufschaufel-
und Leitschaufel-Kühldampfs
in einem beliebigen Lastzustand von der Solllast bis zur Teillast
einstellbar bzw. anpassbar wird. Ferner werden eine die Leitung 111 und
die Leitung 112 verbindende Leitung 117, ein Strömungsregulierungsventil 157 in
der Leitung 117 und ein Strömungsregulierungsventil 158 in
der Rohrleitung 111 hinzugefügt, wobei durch Öffnen und
Schließen
dieser Ventile 157, 158 die Zuführtemperatur
des Laufschaufel- und Leitschaufel-Kühldampfs rasch und sicher gesteuert werden
kann.
-
Durch
die obige Anordnung wird die Dampftemperatur an den Auslässen der
Laufschaufel und der Leitschaufel einstellbar, ohne die Strömungsrate des
zugeführten
Dampfs zu ändern,
und es wird die Wirkung erzielt, die Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer
der Laufschaufel, der Leitschaufel, des Rotors und der Rohrleitungen
zu gewährleisten.
Um die Kühldampftemperatur
der Laufschaufel und der Leitschaufel zu reduzieren, wird das Strömungsregulierungsventil 151 zur Öffnungsseite
hin betätigt,
und das Strömungsregulierungsventil 152 zur
Schließseite
hin. Oder das Strömungsregulierungsventil 157 wird
zur Schließseite
hin betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 158 zur Öffnungsseite
hin, und dadurch wird die Menge des in den Wärmetauscher 110 strömenden Kühlwassers
erhöht
und die Kühldampftemperatur
gesenkt. Ferner wird zur Erhöhung
der Kühldampftemperatur
der Laufschaufel und der Leitschaufel das Strömungsregulierungsventil 151 zur Schließseite hin
betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 152 zur Öffnungsseite
hin. Oder das Strömungsregulierungsventil 157 wird
zur Öffnungsseite hin
betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 158 zur
Schließseite
hin, und dadurch wird die in den Wärmetauscher 110 strömende Kühlwassermenge gemindert
und die Kühldampftemperatur
erhöht.
-
Außerdem werden
im Vergleich zu dem in 2 gezeigten zweiten Beispiel
ein Strömungsregulierungsventil 153 in
der Leitung 101, ein Strömungsregulierungsventil 154 in
der Leitung 104, ein Strömungsregulierungsventil 155 in
der Leitung 106 und ein Strömungsregulierungsventil 156 in
der Leitung 108 hinzugefügt, und durch Öffnen und
Schließen
dieser Ventile 153 bis 156 wird die Strömungsrate
des Kühldampfs
der Laufschaufel, der Leitschaufel und des Brennkammer-Übergangsstücks einstellbar bzw.
anpassbar.
-
Dadurch
kann nicht nur in der Solllastzeit, sondern auch in der Teillastzeit
die Temperatur des jeweiligen zurückgeführten Dampfs gesteuert werden,
und es wird die Wirkung erzielt, die Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer
der Lauf- und Leitschaufeln, des Brennkammer-Übergangsstücks, des Rotors und der Rohrleitungen
zu gewährleisten.
Falls die jeweiligen Strömungsregulierungsventile
zur Öffnungsseite
hin betätigt
werden, erhöht
sich die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs und die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs sinkt. Falls die
jeweiligen Strömungsregulierungsventile
zur Schließseite
hin betätigt
werden, wird die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs reduziert und die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs
steigt.
-
8 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines achten Beispiels. Bei dem vorliegenden
achten Beispiel ist im Vergleich zu dem in 3 gezeigten
dritten Beispiel das System so gestaltet, dass ein Strömungsregulierungsventil 151 in
der Leitung 109, eine die Leitung 101 und die Leitung 103 verbindende
Leitung 113 sowie ein Strömungsregulierungsventil 152 in
der Leitung 113 hinzugefügt werden, wobei durch Öffnen und
Schließen dieser
Ventile 151, 152 die Zuführtemperatur des Laufschaufel-
und Leitschaufel-Kühldampfs
sowie des Brennkammer-Übergangsstück-Kühldampfs in einem beliebigen
Lastzustand von der Solllast bis zur Teillast einstellbar bzw. anpassbar
wird. Ferner werden eine die Leitung 111 und die Leitung 112 verbindende
Leitung 117, ein Strömungsregulierungsventil 157 in
der Leitung 117 und ein Strömungsregulierungsventil 158 in
der Leitung 111 hinzugefügt, wobei durch Öffnen und
Schließen
dieser Ventile 157, 158 die Zuführtemperatur
des Laufschaufel- und Leitschaufel-Kühldampfs sowie des Brennkammer-Übergangsstück-Kühldampfs
rasch und sicher gesteuert werden kann.
-
Durch
die obige Anordnung wird die Dampftemperatur an den Auslässen der
Laufschaufel und der Leitschaufel sowie am Brennkammer-Übergangsstück einstellbar,
ohne die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs zu ändern,
und es wird die Wirkung erzielt, die Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer
der Laufschaufel, der Leitschaufel, des Brennkammer-Übergangsstücks, des
Rotors und der Leitungen zu gewährleisten.
Um die Kühldampftemperatur
der Laufschaufel und der Leitschaufel sowie des Brennkammer-Übergangsstücks zu reduzieren,
wird das Strömungsregulierungsventil 151 zur Öffnungsseite
hin betätigt,
und das Strömungsregulierungsventil 152 zur
Schließseite
hin. Oder das Strömungsregulierungsventil 157 wird
zur Schließseite
hin betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 158 zur Öffnungsseite
hin, wodurch die in den Wärmetauscher 110 strömende Kühlwassermenge
erhöht
wird und die Kühldampftemperatur
gesenkt wird. Um die Kühldampftemperatur
der Laufschaufel und der Leitschaufel sowie des Brennkammer-Übergangsstücks anzuheben,
wird das Strömungsregulierungsventil 151 zur
Schließseite
hin betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 152 zur Öffnungsseite
hin. Oder das Strömungsregulierungsventil 157 wird
zur Öffnungsseite
hin betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 158 zur
Schließseite
hin, wodurch die in den Wärmetauscher 110 einströmende Kühlwassermenge
gemindert und die Kühldampftemperatur
erhöht
wird.
-
Darüber hinaus
werden im Vergleich zu dem in 3 gezeigten
dritten Beispiel ein Strömungsregulierungsventil 153 in
der Leitung 101, ein Strömungsregulierungsventil 154 in
der Leitung 104, ein Strömungsregulierungsventil 155 in
der Leitung 106 und ein Strömungsregulierungsventil 156 in
der Leitung 108 hinzugefügt, und durch Öffnen und
Schließen
dieser Ventile 153 bis 156 wird die Strömungsrate
des Kühldampfs
der Laufschaufel, der Leitschaufel und des Brennkammer-Übergangsstücks einstellbar. Dadurch
kann nicht nur in der Solllastzeit, sondern auch in der Teillastzeit
die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs
gesteuert werden, und es wird die Wirkung erzielt, die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der Lauf- und Leitschaufeln, des Brennkammer-Übergangsstücks, des
Rotors und der Leitungen zu gewährleisten.
Falls die jeweiligen Strömungsregulierungsventile
zur Öffnungsseite
hin betätigt
werden, erhöht
sich die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs und die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs sinkt. Wenn hingegen
die jeweiligen Strömungsregulierungsventile
zur Schließseite
hin betätigt
werden, sinkt die Strömungsrate des
zugeführten
Dampfs und die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs steigt.
-
9 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines neunten Beispiels. Bei dem vorliegenden
neunten Beispiel ist im Vergleich zu dem in 4 gezeigten
vierten Beispiel das System derart gestaltet, dass ein Strömungsregulierungsventil 151 in
der Leitung 109, eine die Leitung 101 und die
Leitung 103 verbindende Leitung 113 sowie ein
Strömungsregulierungsventil 152 in
der Leitung 113 hinzugeführt werden, wobei durch Öffnen und
Schließen
dieser Ventile 151, 152 die Zuführtemperatur
des Laufschaufel-Kühldampfs
in einem beliebigen Lastzustand von der Solllast bis zur Teillast
einstellbar wird. Ferner werden eine Leitung 117 zum Verbinden
der Leitung 111 und der Leitung 112, ein Strömungsregulierungsventil 157 in
der Leitung 117 und ein Strömungsregulierungsventil 158 in
der Leitung 111 hinzugefügt, wobei durch Öffnen und
Schließen
dieser Ventile 157, 158 die Zuführtemperatur
des Laufschaufel-Kühldampfs
rasch und sicher gesteuert werden kann.
-
Durch
die obige Anordnung wird die Dampftemperatur am Auslass der Laufschaufel
einstellbar, ohne die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs zu ändern,
und es wird die Wirkung erzielt, die Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer
der Laufschaufel, des Rotors und der Rohrleitungen zu gewährleisten.
Um die Kühldampftemperatur
der Laufschaufel zu senken, wird das Strömungsregulierungsventil 151 zur Öffnungsseite
hin betätigt,
und das Strömungsregulierungsventil 152 zur
Schließseite
hin. Oder das Strömungsregulierungsventil 157 wird
zur Schließseite
hin betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 158 zur Öffnungsseite
hin, wodurch die in den Wärmetauscher 110 strömende Kühlwassermenge erhöht und die
Kühldampftemperatur
gesenkt wird. Um die Kühldampftemperatur
der Laufschaufel zu erhöhen,
wird ferner das Strömungsregulierungsventil 151 zur
Schließseite
hin betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 152 zur Öffnungsseite
hin. Oder das Strömungsregulierungsventil 157 wird
zur Öffnungsseite
hin betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 158 zur
Schließseite
hin, wodurch die in den Wärmetauscher 110 strömende Kühlwassermenge
gemindert wird und die Kühldampftemperatur erhöht wird.
-
Darüber hinaus
werden im Vergleich zu dem in 4 gezeigten
vierten Beispiel ein Strömungsregulierungsventil 153 in
der Leitung 101, ein Strömungsregulierungsventil 154 in
der Leitung 104, ein Strömungsregulierungsventil 155 in
der Leitung 106 und ein Strömungsregulierungsventil 156 in
der Leitung 108 hinzugefügt, und durch Öffnen und
Schließen
dieser Ventile 153 bis 156 wird die Strömungsrate
des Kühldampfs
der Laufschaufel, der Leitschaufel und des Brennkammer-Übergangsstücks einstellbar. Dadurch
kann nicht nur in der Solllastzeit, sondern auch in der Teillastzeit
die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs
gesteuert werden, und es wird die Wirkung erzielt, die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der Lauf- und Leitschaufeln, des Brennkammer-Übergangstyps,
des Rotors und der Rohrleitungen zu gewährleisten. Falls die jeweiligen
Strömungsregulierungsventile
zur Öffnungsseite
hin betätigt
werden, erhöht
sich die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs und die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs sinkt. Wenn die
jeweiligen Strömungsregulierungsventile
zu Schließseite
hin betätigt
werden, sinkt die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs und die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs steigt.
-
10 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines zehnten Beispiels. Bei dem vorliegenden
zehnten Beispiel ist im Vergleich zu dem in 5 gezeigten
fünften
Beispiel das System so gestaltet, dass ein Strömungsregulierungsventil 151 in
der Rohrleitung 109, eine die Leitung 101 und
die Leitung 103 verbindende Leitung 113 sowie
ein Strömungsregulierungsventil 152 in
der Leitung 113 hinzugefügt werden, wobei durch Öffnen und
Schließen
dieser Ventile 151, 152 die Strömungsrate
des Laufschaufel- und
Leitschaufel-Kühldampfs
konstant gehalten wird und die Zuführtemperatur des Laufschaufel-
und Leitschaufel-Kühldampfs in
einem beliebigen Lastzustand von der Solllast bis zur Teillast einstellbar
wird. Ferner werden eine die Leitung 111 und die Leitung 112 verbindende
Leitung 117, ein Strömungsregulierungsventil 157 in
der Leitung 117 und ein Strömungsregulierungsventil 158 in der
Leitung 111 hinzugefügt,
wobei durch Öffnen
und Schließen
dieser Ventile 157, 158 die Zuführtemperatur
des Laufschaufel- und Leitschaufel-Kühldampfs rasch und sicher gesteuert
werden kann.
-
Durch
die obige Anordnung wird die Dampftemperatur an den Auslässen der
Laufschaufel und der Leitschaufel einstellbar, ohne die Strömungsrate des
zugeführten
Dampfs zu ändern,
und es wird die Wirkung erzielt, die Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer
der Laufschaufel, der Leitschaufel, des Rotors und der Rohrleitungen
zu gewährleisten.
Um die Kühldampftemperatur
der Laufschaufel und der Leitschaufel zu senken, wird das Strömungsregulierungsventil 151 zur Öffnungsseite
hin betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 152 zur
Schließseite
hin. Oder das Strömungsregulierungsventil 157 wird
zur Schließseite
hin betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 158 zur Öffnungsseite
hin, wodurch die in den Wärmetauscher 110 einströmende Kühlwassermenge
zunimmt und die Kühldampftemperatur
sinkt. Um die Kühldampftemperatur
der Laufschaufel und der Leitschaufel anzuheben, wird ferner das
Strömungsregulierungsventil 151 zur
Schließseite
hin betätigt
und das Strömungsregulierungsventil 152 zur Öffnungsseite
hin. Oder das Strömungsregulierungsventil 157 wird
zur Öffnungsseite
hin betätigt und
das Strömungsregulierungsventil 158 zur Schließseite hin,
wodurch die in den Wärmetauscher 110 einströmende Kühlwassermenge
gemindert wird und die Kühldampftemperatur
steigt.
-
Außerdem werden
im Vergleich zu dem in 5 gezeigten fünften Beispiel
ein Strömungsregelungsventil 153 in
der Leitung 101, ein Strömungsregelungsventil 154 in
der Leitung 104, ein Strömungsregelungsventil 155 in
der Leitung 106 und ein Strömungsregelungsventil 156 in
der Leitung 108 hinzugefügt, und durch Öffnen und
Schließen
dieser Ventile 153 bis 156 wird die Strömungsrate
des Kühldampfs
der Laufschaufel, der Leitschaufel und des Brennkammer-Übergangsstücks einstellbar. Dadurch kann
nicht nur in der Solllastzeit, sondern auch in der Teillastzeit
die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs
gesteuert werden, und es wird die Wirkung erzielt, die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der Lauf- und Leitschaufeln, des Brennkammer-Übergangsstücks sowie des Rotors und der Rohrleitungen
zu gewährleisten.
Falls die jeweiligen Strömungsregelungsventile
zur Öffnungsseite
hin betätigt
werden, erhöht
sich die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs und die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs sinkt. Wenn die
jeweiligen Strömungsregelungsventile
zur Schließseite
hin betätigt
werden, sinkt die Strömungsrate
des zugeführten
Dampfs und die Temperatur des jeweils zurückgeführten Dampfs steigt.
-
11 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines elften Beispiels. Bei dem vorliegenden
elften Beispiel ist im Vergleich zu dem in 6 gezeigten
sechsten Beispiel das System so gestaltet, dass gesättigter
Dampf, der teilweise von einem Auslass des Zwischendruck-Economizers 12 extrahiert
wurde, durch ein Brennstoffheizelement 202 über eine
Rohrleitung 201 zum Aufheizen des Brennstoffs 7 geschickt
wird und dann einem Einlass des Speisewasserheizers 10 über eine
Rohrleitung 203 zugeführt
wird. Durch diese Anordnung wird der Brennstoff 7 erhitzt
und die Strömungsrate des
Brennstoffs wird reduziert. Damit wird der Wirkungsgrad der Gasturbine
und der kombinierte Wirkungsgrad verbessert.
-
Ferner
wird im Vergleich zu dem in 6 gezeigten
sechsten Beispiel Auslasswasser der Hochdruckpumpe 27 teilweise über eine
Leitung 204 entnommen, um der Laufschaufel-Luftkühleinrichtung 4 zugeführt zu werden.
An der Laufschaufel-Luftkühleinrichtung 4 wird
das Wasser durch aus dem Kompressor 2 entnommene Kühlluft erhitzt,
und die Kühlluft
kühlt dabei
ab. Das Wasser wird dann zu einem Einlass des Hochdruckverdampfers 18 zurückgeführt. Durch
diese Anordnung wird die Wärme,
die bisher durch das Kühlgebläse nutzlos
nach Außen abgeführt wurde,
in den Abwärme-Rückgewinnungskessel 9 zurückgeführt, und
der kombinierte Wirkungsgrad wird verbessert.
-
12 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines zwölften
Beispiels. Bei dem vorliegenden zwölften Beispiel ist im Vergleich
zu dem in 7 gezeigten siebten Beispiel das
System so gestaltet, dass teilweise von dem Auslass des Zwischendruck-Economizers 12 extrahierter
gesättigter
Dampf durch das Brennstoffheizelement 202 über die
Rohrleitung 201 zum Aufheizen des Brennstoffs 7 geschickt
wird, und dann dem Einlass des Speisewasserheizelements 10 über die Rohrleitung 203 zugeführt wird.
Durch diese Anordnung wird der Brennstoff 7 erhitzt und
die Strömungsrate
des Brennstoffs reduziert. Damit wird der wirkungsgrad der Gasturbine
und der kombinierte Wirkungsgrad verbessert.
-
Ferner
wird im Vergleich zu dem in 7 gezeigten
siebten Beispiel Auslasswasser der Hochdruckpumpe 27 teilweise über die
Rohrleitung 204 entnommen, um dem Schaufelkühlungs-Luftkühler 4 zugeführt zu werden.
An dem Schaufelkühlungs-Luftkühler 4 wird
das Wasser durch aus dem Kompressor 2 entnommene Kühlluft erwärmt und
die Kühlluft
gekühlt.
Das Wasser wird dann zum Einlass des Hochdruckverdampfers 18 zurückgeführt. Durch
diese Anordnung wird die Wärme,
die bisher durch das Kühlgebläse nutzlos
nach außen
abgegeben wurde, in dem Abwärme-Rückgewinnungskessel 9 zurückgewonnen,
und der kombinierte Wirkungsgrad wird dabei verbessert.
-
13 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines dreizehnten Beispiels. Bei dem vorliegenden
dreizehnten Beispiel ist im Vergleich zu dem in
-
8 gezeigten
achten Beispiel das System so gestaltet, dass teilweise von dem
Auslass des Zwischendruck-Economizers 12 extrahierter gesättigter
Dampf über
die Rohrleitung 201 durch das Brennstoffheizelement 202 geschickt
wird, um den Brennstoff 7 zu erhitzen, und dann über die
Rohrleitung 203 dem Speisewasser-Heizelement 10 zugeführt wird.
Durch diese Anordnung wird der Brennstoff 7 erhitzt und
die Strömungsrate
des Brennstoffs reduziert. Damit wird sowohl der Wirkungsgrad der Gasturbine
als auch der kombinierte Wirkungsgrad verbessert.
-
Ferner
wird im Vergleich zu dem in 8 gezeigten
achten Beispiel Auslasswasser der Hochdruckpumpe 27 teilweise über die
Rohrleitung 204 entnommen, um dem Schaufelkühlungs-Luftkühler 4 zugeführt zu werden.
Im Schaufelkühlungs-Luftkühler 4 wird
das Wasser durch aus dem Kompressor 2 entnommene Kühlluft erwärmt und
die Kühlluft
abgekühlt.
Das Wasser wird dann am Einlass des Hochdruckverdampfers 18 zurückgewonnen.
Durch diese Anordnung wird die Wärme,
die bisher durch das Kühlgebläse nutzlos
nach außen
abgegeben wurde, in dem Abwärme-Rückgewinnungskessel 9 zurückgewonnen,
und der kombinierte Wirkungsgrad wird verbessert.
-
14 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines vierzehnten Beispiels. Bei dem vorliegenden
vierzehnten Beispiel ist im Vergleich zu dem in 9 gezeigten
neunten Beispiel das System so gestaltet, dass teilweise von dem Auslass
des Zwischendruck-Economizers 12 extrahierter gesättigter
Dampf durch das Brennstoffheizelement 202 über die
Rohrleitung 201 zum Aufheizen des Brennstoffs 7 geschickt
wird und dann dem Einlass des Speisewasser-Heizelements 10 über die Rohrleitung 203 zugeführt wird.
Durch diese Anordnung wird der Brennstoff 7 erwärmt und
die Strömungsrate
des Brennstoffs wird reduziert. Damit wird der Wirkungsgrad der
Gasturbine und der kombinierte Wirkungsgrad verbessert.
-
Ferner
wird im Vergleich zu dem in 9 gezeigten
neunten Beispiel Auslasswasser der Hochdruckpumpe 27 teilweise über die
Rohrleitung 204 entnommen, um dem Schaufelkühlungs-Luftkühler 4 zugeführt zu werden.
Am Schaufelkühlungs-Luftkühler 4 wird
das Wasser durch aus dem Kompressor 2 entnommene Kühlluft erwärmt und
die Kühlluft
abgekühlt.
Das Wasser wird dann am Einlass des Hochdruckverdampfers 18 zurückgewonnen.
Durch diese Anordnung wird die Wärme,
die bisher durch das Kühlgebläse nutzlos
nach außen
abgegeben wurde, in dem Abwärme-Rückgewinnungskessel 9 zurückgewonnen,
und der kombinierte Wirkungsgrad wird dabei verbessert.
-
15 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems eines fünfzehnten
Beispiels. Bei dem vorliegenden fünfzehnten Beispiel ist im Vergleich
zu dem in 10 gezeigten zehnten Beispiel das
System so gestaltet, dass teilweise vom Auslass des Zwischendruck-Economizers 12 extrahierter
gesättigter
Dampf über
die Rohrleitung 201 durch das Brennstoffheizelement 202 geschickt
wird, um den Brennstoff 7 zu erhitzen, um dann dem Einlass
des Speisewasser-Heizelements 10 über die Rohrleitung 203 zugeführt zu werden.
Durch diese Anordnung wird der Brennstoff 7 erhitzt und
die Strömungsrate des
Brennstoffs reduziert. Damit wird der Wirkungsgrad der Gasturbine
und der kombinierte Wirkungsgrad verbessert.
-
Ferner
wird im Vergleich zu dem in 10 gezeigten
zehnten Beispiel Auslasswasser der Hochdruckpumpe 27 teilweise über die
Rohrleitung 204 entnommen, um dem Schaufelkühlungs-Luftkühler 4 zugeführt zu werden.
An dem Schaufelkühlungs-Luftkühler wird
das Wasser durch aus dem Kompressor 2 entnommene Kühlluft erhitzt
und die Kühlluft
abgekühlt.
Das Wasser wird dann am Einlass des Hochdruckverdampfers 18 zurückgewonnen.
Durch diese Anordnung wird die Wärme,
die bisher durch das Kühlgebläse nutzlos
nach außen
abgegeben wurde, in dem Abwärme-Rückgewinnungskessel 9 zurückgewonnen
und der kombinierte Wirkungsgrad wird verbessert.
-
16 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei der vorliegenden ersten Ausführungsform ist im Vergleich
zu dem in 1 gezeigten ersten Beispiel
das System so gestaltet, dass der Wärmetauscher 110, die
Rohrleitung 111 und die Rohrleitung 112, die zum
Kühlen des
Laufschaufel-Kühldampfs
vorgesehen waren, wegfallen und stattdessen ein Wassersprühraten-Steuerventil 115,
ein Demineralisierer 118, ein Wassersprüher 116 und ein Drainage-Separator 114 hinzugefügt werden,
um teilweise Auslasswasser von der Hochdruckpumpe 27 zu
extrahieren und so zu steuern, dass das Wasser zur Kühlung des
Schaufelkühldampfs
versprüht
wird.
-
Durch
diese Anordnung wird die Wassersprührate durch das Wassersprühraten-Steuerventil 115 gesteuert,
und die Zuführtemperatur
des Laufschaufel-Kühldampfs
wird schneller einstellbar wie bei dem ersten Beispiel. Um Verunreinigungen
im Wasser zu entfernen, ist es jedoch nötig, einen Demineralisierer 118 vorzusehen,
wie er für
gewöhnlich zum
Entfernen aufgelöster
Mineralien in dem Kondensator bzw. Verdichter eines Kraftwerks mit
superkritischem Druck oder eines Kernkraftwerks verwendet wird.
Da eine geringe Drainagemenge erzeugt wird, nachdem das Wasser durch
den Wassersprüher 116 in
den durch die Rohrleitung 109 strömenden Schaufelkühlungsdampf
gesprüht
worden ist, ist der Drainage-Abscheider 114 zur
Beseitigung der Drainage des Dampfs vorgesehen.
-
Damit
wird eine schnellere Abnahme der Zuführtemperatur und Zuführmenge
des Laufschaufel-Kühldampfs
möglich.
Ferner kann die Temperatur des Dampfs nach seiner Nutzung zur Kühlung mit
geringerer Abweichung in der Kühldampfmenge
gesteuert werden. Folglich wird eine Reservemenge verfügbaren Dampfs
sichergestellt, und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet
werden.
-
17 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei der vorliegenden zweiten Ausführungsform ist im Vergleich zu
dem in 2 gezeigten Beispiel das System so gestaltet,
dass wie in 16 der Wärmetauscher 110, die
Rohrleitung 111 und die Rohrleitung 112 wegfallen
und stattdessen das Wassersprühraten-Steuerventil 115,
der Demineralisierer 118, der Wassersprüher 116 und der Drainage-Abscheider 114 hinzugefügt werden,
um teilweise Auslasswasser der Hochdruckpumpe 27 zu extrahieren
und so zu steuern, dass das Wasser zur Kühlung des Schaufelkühldampfs
versprüht
wird. Die Funktion der auf diese Weise hinzugefügten Komponenten ist die gleiche
wie die mit Bezug auf 16 beschriebene, und deren Beschreibung
entfällt.
-
Durch
diese Anordnung wird eine Reduktion der Zuführtemperatur und der Zuführmenge
des Laufschaufel- und Leitschaufel-Kühldampfs, die schneller vor
sich geht wie bei dem zweiten Beispiel, möglich. Außerdem kann die Temperatur
des Dampfs nach seiner Nutzung zur Kühlung mit einer geringeren
Abweichung in der Kühldampf
menge gesteuert werden. Folglich wird eine Reservemenge des verfügbaren Dampfs
sichergestellt, und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten Schaufel,
des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet werden.
-
18 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei der vorliegenden dritten Ausführungsform ist im Vergleich
zu dem in 3 gezeigten dritten Beispiel
das System so gestaltet, dass wie in 16 statt
des Wärmetauschers 110,
der Rohrleitung 111 und der Rohrleitung 112 das
Wassersprühraten-Steuerventil 115,
der Demineralisierer 118, der Wassersprüher 116 und der Drainage-Abscheider 114 angewandt
werden, um teilweise Auslasswasser von der Hochdruckpumpe 27 zu
extrahieren und so zu steuern, dass das Wasser zur Kühlung des
Schaufelkühldampfs
versprüht wird.
Der Aufbau anderer Teile der vorliegenden Ausführungsform ist der gleiche
wie der in 3 gezeigte. Außerdem ist
die Funktion der auf diese Weise angewandten Komponenten 114, 115, 116 und 118 die gleiche
wie die mit Bezug auf 16 beschriebene, und eine Beschreibung
hiervon entfällt.
-
Bei
der vorliegenden dritten Ausführungsform
wird eine Reduktion der Zuführtemperatur
und der Zuführmenge
des Laufschaufel- und Leitschaufel-Kühldampfs sowie des Brennkammer-Übergangsstück-Kühldampfs
möglich.
Außerdem
kann die Temperatur des Dampfs nach seiner Nutzung zur Kühlung mit
einer geringeren Abweichung in der Kühldampf menge gesteuert werden.
Folglich wird eine Reservemenge an verfügbarem Dampf sichergestellt,
und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Brennkammer-Übergangsstücks, des
Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet werden.
-
19 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei der vorliegenden vierten Ausführungsform ist im Vergleich zu
dem in 4 gezeigten vierten Beispiel das System wie in 16 derart
gestaltet, dass statt des Wärmetauschers 110,
der Rohrleitung 111 und der Rohrleitung 112 das
Wassersprühraten-Steuerventil 115,
der Demineralisierer 118, der Wassersprüher 116 und der Drainage-Abscheider 114 zum
teilweisen Extrahieren von Auslasswasser von der Hochdruckpumpe 17 und
zum Steuern des Besprühens mit
Wasser zur Kühlung
des Schaufelkühldampfs verwendet
werden. Der Aufbau der anderen Teile der vorliegenden Ausführungsform
ist der gleiche wie der in 4 gezeigte.
Ferner ist die Funktion der auf diese Weise angewandten Komponenten 114, 115, 116 und 118 die
gleiche wie die bezüglich 16 beschriebene,
und deren Beschreibung entfällt.
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Bei
der vorliegenden vierten Ausführungsform
wird eine schnellere Reduktion der Zuführtemperatur und der Zuführmenge
des Laufschaufelkühldampfs
möglich.
Außerdem
kann die Temperatur des Dampfs nach dessen Nutzung zur Kühlung mit
einer geringeren Abweichung der Kühldampf menge gesteuert werden.
Folglich wird eine Reservemenge an verfügbarem Dampf sichergestellt,
und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet
werden.
-
20 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems einer fünften
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei der vorliegenden fünften Ausführungsform ist im Vergleich zu
dem in 5 gezeigten fünften
Beispiel das System wie bei 16 derart
gestaltet, dass statt des Wärmetauschers 110,
der Leitung 111 und der Leitung 112 das Wassersprühraten-Steuerventil 115, der
Demineralisierer 118, der Wassersprüher 116 und der Drainage-Abscheider 114 zum
teilweisen Extrahieren von Auslasswasser aus der Hochdruckpumpe 27 und
zum Steuern der Besprühung
mit Wasser zur Kühlung
des Schaufelkühldampfs
angewandt werden. Der Aufbau der anderen Teile der vorliegenden
Ausführungsform
ist der gleiche wie der in 5 gezeigte.
Außerdem
ist die Funktion der auf diese Weise angewandten Komponenten 114, 115, 116 und 118 die
gleiche wie die mit Bezug auf 16 beschriebene,
und ihre Beschreibung entfällt.
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Bei
der vorliegenden fünften
Ausführungsform
wird eine schnellere Reduktion der Zuführtemperatur und Zuführmenge
des Laufschaufel- und Leitschaufel-Kühldampfs möglich. Außerdem kann die Temperatur
des Dampfs nach seiner Nutzung zur Kühlung mit einer geringeren
Abweichung in der Kühldampf
menge gesteuert werden. Folglich wird eine Reservemenge an verfügbarem Dampf
sichergestellt, und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet
werden.
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21 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems einer sechsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei der vorliegenden sechsten Ausführungsform ist im Vergleich
zu dem in 11 gezeigten elften Beispiel das
System derart gestaltet, dass der Wärmetauscher 110, die
Leitung 111 und die Leitung 112, die zur Kühlung des
Laufschaufel-Kühldampfs
vorgesehen waren, entfallen und stattdessen das Wassersprühraten-Steuerventil 115,
der Demineralisierer 118, der Wassersprüher 116 und der Drainage-Abscheider 114 hinzugefügt werden,
um teilweise abgelassenes Wasser aus der Hochdruckpumpe 27 zu
extrahieren und die Besprühung
mit Wasser zur Kühlung
des Schaufelkühldampfs
zu steuern.
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Durch
diese Anordnung wird die Wassersprührate durch das Wassersprühraten-Steuerventil 115 gesteuert,
und die Zuführtemperatur
des Laufschaufelkühldampfs
wird schneller anpassbar als bei dem elften Beispiel. Um Verunreinigungen
im Wasser zu entfernen, ist es jedoch nötig, einen Demineralisierer 118 der
Art zu verwenden, wie er für
gewöhnlich
zur Entfernung aufgelöster
Mineralien in dem Kondensator eines Kraftwerks mit superkritischem Druck
oder eines Kernkraftwerks verwendet wird. Da eine geringe Menge
an Drainage erzeugt wird, nachdem das Wasser durch den Wassersprüher 116 in den
durch die Rohrleitung 109 strömenden Schaufelkühldampf
gesprüht
worden ist, ist außerdem
der Drainage-Abscheider 114 zum Entfernen der Drainage
aus dem Dampf vorgesehen.
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Damit
wird eine schnellere Reduktion der Zuführtemperatur und Zuführmenge
des Laufschaufelkühldampfs
möglich.
Ferner kann die Temperatur des Dampfs nach dessen Nutzung zur Kühlung mit
geringerer Abweichung in der Kühldampf
menge gesteuert werden. Folglich wird eine Reservemenge an verfügbarem Dampf
sichergestellt, und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet werden.
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22 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems einer siebten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei der vorliegenden siebten Ausführungsform ist im Vergleich zu
dem in 12 gezeigten zwölften Beispiel
das System wie bei 21 derart gestaltet, dass statt des
Wärmetauschers 110,
der Leitung 111 und der Leitung 112 das Wassersprühraten-Steuerventil 115, der
Demineralisierer 118, der Wassersprüher 116 und der Drainage-Abscheider 114 zur
Kühlung
des Laufschaufel- und Leitschaufel-Kühldampfs verwendet werden.
Die Funktion der auf diese Weise angewandten Komponenten ist die
gleiche wie die mit Bezug auf 21 beschriebene,
und deren Beschreibung entfällt.
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Durch
diese Anordnung wird eine Reduktion der Zuführtemperatur und Zuführmenge
des Laufschaufel- und Leitschaufel-Kühldampfs möglich. Außerdem kann die Temperatur
des Dampfs nach dessen Verwendung zur Kühlung mit geringerer Abweichung
in der Kühldampf
menge gesteuert werden. Folglich wird eine Reservemenge an verfügbarem Dampf
sichergestellt, und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet
werden.
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23 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems einer achten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei der vorliegenden achten Ausführungsform ist im Vergleich zu
dem in 13 gezeigten dreizehnten Beispiel
das System wie in 21 derart gestaltet, dass statt
des Wärmetauschers 110,
der Leitung 111 und der Leitung 112 das Wassersprühraten-Steuerventil 115, der
Demineralisierer 118, der Wassersprüher 116 und der Drainage-Abscheider 114 verwendet
werden. Der Aufbau anderer Teile der vorliegenden Ausführungsform
ist der gleiche wie der in 13 gezeigte.
Außerdem
ist die Funktion der auf diese Weise angewandten Komponenten 114, 115, 116 und 118 die
gleiche wie die mit Bezug auf 21 beschriebene,
und ihre Beschreibung entfällt.
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Bei
der vorliegenden achten Ausführungsform
wird eine Reduktion der Zuführtemperatur
und Zuführmenge
des Laufschaufel- und Leitschaufel-Kühldampfs sowie des Brennkammerübergangstück-Kühldampfs
möglich.
Außerdem
kann die Temperatur des Dampfs nach dessen Nutzung zur Kühlung mit
einer geringeren Abweichung in der Kühldampf menge gesteuert werden.
Folglich wird eine Reservemenge an verfügbarem Dampf sichergestellt,
und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Brennkammer-Übergangsstücks, des
Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet werden.
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24 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems einer neuen Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei der vorliegenden neunten Ausführungsform ist im Vergleich zu
dem in 14 gezeigten vierzehnten Beispiel
das System wie bei 21 derart gestaltet, dass statt des
Wärmetauschers 110,
der Rohrleitung 111 und der Rohrleitung 112 das
Wassersprühraten-Steuerventil 115,
der Demineralisierer 118, der Wassersprüher 116 und der Drainage-Abscheider 114 angewandt
werden. Der Aufbau der anderen Teile der vorliegenden Ausführungsform
ist der gleiche wie der in 14 gezeigte.
Ferner ist die Funktion der auf diese Weise angewandten Komponenten 114, 115, 116 und 118 die
gleiche wie die in bezug auf 21 beschriebene,
und deren Beschreibung entfällt.
-
Bei
der vorliegenden neunten Ausführungsform
wird eine schnellere Reduktion der Zuführtemperatur und Zuführmenge
des Laufschaufelkühldampfs
möglich.
Außerdem
kann die Temperatur des Dampfs nach seiner Nutzung zur Kühlung mit
einer geringeren Abweichung in der Kühldampfmenge gesteuert werden.
Folglich wird eine Reservemenge an verfügbarem Dampf sichergestellt,
und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet
werden.
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25 ist
ein Diagramm eines dampfgekühlten
Gasturbinensystems einer zehnten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei der vorliegenden zehnten Ausführungsform ist im Vergleich zu
dem in 15 gezeigten fünfzehnten
Beispiel das System wie bei 21 derart
gestaltet, dass statt des Wärmetauschers 110,
der Leitung 111 und der Leitung 112 das Wassersprühraten-Steuerventil 115, der
Demineralisierer 118, der Wassersprüher 116 und der Drainage-Abscheider 114 angewandt
werden. Der Aufbau der übrigen
Teile der vorliegenden Ausführungsform
ist der gleiche wie der in 15 gezeigte.
Ferner ist die Funktion der auf dies Weise angewandten Komponenten 114, 115, 116 und 118 die gleiche
wie die mit Bezug auf 21 beschriebene, und ihre Beschreibung
entfällt.
-
Bei
der vorliegenden zehnten Ausführungsform
wird eine schnellere Reduktion der Zuführtemperatur und Zuführmenge
des Laufschaufel- und Leitschaufel-Kühldampfs möglich. Außerdem kann die Temperatur
des Dampfs nach seiner Nutzung zur Kühlung mit einer geringeren
Abweichung in der Kühldampfmenge
gesteuert werden. Folglich wird eine Reservemenge an verfügbarem Dampf
sichergestellt, und die Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer der gekühlten
Schaufel, des Rotors und der Rohrleitungen kann gewährleistet
werden.
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Es
ist anzumerken, dass bei den erwähnten Ausführungsformen
zwar ein Fall, bei dem die Kühlung
nur der Leitschaufel oder nur des Brennkammer-Übergangsstücks über den Wärmetauscher 110 oder
den Wassersprüher 116 erfolgt,
nicht dargestellt ist, ein solcher Fall jedoch selbstverständlich möglich ist,
und der nach seiner Nutzung zur Kühlung in einem solchen Fall
erwärmte
Dampf in dem Abwasser-Rückgewinnungskessel 9 zurückgewonnen
bzw. zu diesem zurückgeführt werden
kann.
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Ferner
ist zwar bei den erwähnten
Ausführungsformen
ein Fall, bei dem der zur Kühlung
der Laufschaufel und Leitschaufel über den Wärmetauscher 110 oder
den Wassersprüher 116 verwendete Dampf
in dem Abwärme-Rückgewinnungskessel 9 zurückgewonnen
wird, oder ein Fall, bei dem der zur Kühlung der Laufschaufel, der
Leitschaufel und des Brennkammer-Übergangsstücks über den Wärmetauscher 110 der
den Wassersprüher 116 verwendete
Dampf in dem Abwärme-Rückgewinnungskessel 9 zurückgewonnen
wird, nicht dargestellt, selbstverständlich sind aber auch diese
beiden Fälle
möglich, und
der erwärmte
Dampf kann nach seiner Nutzung zur Kühlung in solchen Fällen im
Abwasser-Rückgewinnungskessel 9 zurückgewonnen
werden.