DE60126556T2

DE60126556T2 - Dampfkühlungsvorrichtung für eine Gasturbine

Info

Publication number: DE60126556T2
Application number: DE60126556T
Authority: DE
Inventors: Tomoka Takasago-shi Tanaka; Koji Takasago-shi Hiramoto; Yoshiyuki Takasago-shi Kita
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: DE60126556D1; CA2364125C; EP1209325A3; EP1209325A2; US6651440B2; US20020062639A1; EP1209325B1; CA2364125A1

Description

Querverweis auf eine hierauf bezogene Anmeldung
Der gesamte, am 28. November 2000 eingereichte Offenbarungsgehalt der japanischen Patentanmeldungen Nr. 2000-360799 und 2000-360800 inklusive der Beschreibung, der Ansprüche, der Zeichnungen und Zusammenfassungen wird Bezugnahme in seiner Gesamtheit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung.
Stand der Technik
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dampfabkühlvorrichtung für eine Gasturbine. Noch genauer ausgedrückt betrifft die Erfindung eine Abkühlvorrichtung und deren Verwendung.
Besprechung des Stands der Technik
Unter dem Gesichtspunkt der Ökonomie und der effektiven Verwendung von Energieressourcen wurden verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung der Effizienz in Anlagen zur Energieerzeugung (Kraftwerken) ergriffen. Eine dieser Maßnahmen ist der Einsatz eines Turbinenkraftwerks (ein Kombikraftwerk), in dem eine Gasturbine und eine Dampfturbine kombiniert werden. In dem Kombikraftwerk wird ein Hochtemperatur-Abgas von der Gasturbine zu dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel zugeführt, in dem über eine Überhitzungseinheit Dampf erzeugt wird, und der auf diese Weise erzeugte Dampf wird der Dampfturbine zugeführt, in der er seinen Zweck erfüllt.
Eine Hochtemperaturkomponente einer Gasturbine wie beispielsweise eine Brennkammer wird mit Luft abgekühlt. Um ein neuerliches Ansteigen der Temperatur der Brennkammer zu bewältigen, wird jedoch ein Abkühlen mit Dampf eingesetzt. In Bezug auf ein Kombikraftwerk besteht auch der Plan, eine Dampfturbine in Kombination mit einer Gasturbine, in der eine Hochtemperaturkomponente wie beispielsweise eine Brennkammer mittels Dampf abgekühlt wird, einzusetzen, um dadurch ein hocheffizientes Energiekraftwerk zu erhalten. Dampf von einem Abwärme-Wiedergewinnungskessel (Dampf mittleren Drucks) wird beispielsweise in eine Brennkammer abgezweigt, und dann wird Abkühldampf in die Brennkammer geführt, wobei die Menge des Abkühldampfes auf der Temperatur, den Druck etc. basierend eingestellt wird, um der Brennkammer eine gewünschte Menge an Abkühldampf zuzuführen. Nach dem Abkühlen wird der Dampf wieder auf die Seite der Dampfturbine zurückgeführt. Das Ergebnis dieser Konfiguration ist ein Kombikraftwerk mit einem hocheffizienten Abkühlsystem.
Ein Beispiel für eine konventionelle Dampfabkühlung ist in der EP 0 993 505 A2 offenbart, in der ein von einer Mitteldrucktrommel eines Abwärme-Wiedergewinnungskessels kommender Dampf direkt über einen Dampfabkühldurchgang geleitet wird, um eine Hochtemperaturkomponente einer Gasturbine abzukühlen. An dem Auslass der Hochtemperaturkomponente sind ein Temperaturdetektor und ein Druckdetektor an dem Dampfabkühldurchgang angeordnet, und deren ausgegebene Signale werden, zusammen mit dem gemessenen Druck der Gasturbine, zur Steuerung eines Temperatursteuerungsventils verwendet, welches die Strömungsrate des in eine Mitteldruck-Dampfturbine einzuführenden abgekühlten Dampfes derart einstellt, dass der Druck des abgekühlten Dampfs nicht unter den Druck in dem Zylinder der Gasturbine abfällt.
Eine konventionelle Dampfabkühlvorrichtung, bei der das Temperatursteuerungsventil an dem Einlass der Hochdruckkomponente angeordnet ist und welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart, wird in der EP 0 942 152 A1 beschrieben.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben bei einer konventionellen Dampfabkühlvorrichtung für eine Gasturbine die Menge des der Brennkammer zuzuführenden Abkühldampfs derart eingestellt, dass eine gewünschte Menge an Abkühldampf zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Menge an Abkühldampf mit einer vorab eingestellten Strömungsrate gesteuert werden. Techniken, die in der Lage sind, der Brennkammer die gewünschte Menge an Dampf mittels einer einfachen Konfiguration zuzuführen, sind noch nicht geschaffen worden. Wenn sich die Auslasstemperatur der Brennkammer aufgrund von Abweichungen erhöht hat, auch wenn die Menge von Abkühldampf wie eingestellt ist (d.h. wenn die Abkühlung nicht planmäßig stattfindet), wird die Brennkammer darüber hinaus durch eine Arretierungsfunktion wie beispielsweise einen Abschaltnocken oder einen Rücklauf geschützt. Im Fall einer aufgrund von auftretenden Abweichungen erhöhten Auslasstemperatur der Brennkammer wird deshalb die Effizienz des gesamten Kraftwerks verringert.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten Umstände geschaffen. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dampfabkühlvorrichtung für eine Gasturbine zur Verfügung zu stellen, die einer Hochtemperaturkomponente der Gasturbine eine gewünschte Menge an Abkühldampf zuführen kann, ohne eine Ventilvorrichtung zu installieren, welche die Menge an Dampf in einem Einführungssystem für den Abkühldampf von einem Abwärme-Wiedergewinnungskessel direkt einstellt.
Um das obige Ziel zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung eine Dampfabkühlvorrichtung für eine Gasturbine vor, umfassend: einen Abwärme-Wiedergewinnungskessel zur Generierung von Dampf anhand der Verwendung der Abgase der Gasturbine; eine durch Dampf betriebene Dampfturbine, welcher durch den Abwärme-Wiedergewinnungskessel erzeugt wird; einen Dampf-Einführungsdurchgang zum Einführen von Dampf von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel in die Dampfturbine; einen Dampfabkühldurchgang, der in dem Dampf-Einführdurchgang vorgesehen und so angeordnet ist, dass er Dampf aus dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel zum Abkühlen einer Hochtemperaturkomponente der Gasturbine abzweigt; eine Detektionsvorrichtung für den erzeugten Dampfdruck, die in der Lage ist, den Druck des durch den Abwärme-Wiedergewinnungskessel erzeugten Dampf zu detektieren; ein Steuerungsventil für den erzeugten Dampfdruck zum Steuern einer Strömungsrate des Dampfs in dem Dampf-Einführungsdurchgang basierend auf einer Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung, um den von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel erzeugten Dampfdruck zu steuern; eine Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung, die in dem Dampfabkühldurchgang an einer stromabwärtigen Seite der Hochtemperaturkomponente vorgesehen und so angepasst ist, dass sie eine Temperatur des Dampfs nach der Abkühlung der Hochtemperaturkomponente detektiert; und die Vorrichtung einer Steuerung, welche die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Steuerungsventils für den erzeugten Dampfdruck derart ausführt, dass ein Detektionswert der Detektionsvorrichtung für den erzeugten Dampfdruck ein eingestellter Wert wird, um die Strömungsrate des in den Dampf-Abkühldurchgang einströmenden Dampfs basierend auf einem Zustand der Gasturbine einzustellen, und der die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Steuerungsventils für den erzeugten Dampfdruck durchführt, um die Strömungsrate des in dem Dampf-Abkühldurchgang einströmenden Dampfs basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung einzustellen.
Gemäß dieser Merkmale kann die Strömungsrate des in die Hochtemperaturkomponente eingeführten Dampfs durch die Steuerung des Steuerungsventils für den erzeugten Dampfdruck genau gesteuert werden, um den von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel erzeugten Dampfdruck in einem vorab bestimmten Zustand zu gewährleisten, ohne dass es notwendig ist, den Dampfabkühldurchgang mit einer teuren Ventilvorrichtung zu versehen. Wenn zudem die Dampftemperatur nach der Abkühlung ansteigt, wird die Steuerung für das Ansteigen der Strömungsrate des in die Hochtemperaturkomponente eingeführten Dampfs ausgeführt, was den Schutz der Hochtemperaturkomponente ermöglicht. Im Ergebnis kann das Ansteigen der Konstruktionskosten des Kombikraftwerks gesenkt und eine Beschädigung der Hochtemperaturkomponente usw. vermieden werden.
Der Dampfabkühldurchgang kann von dem Dampfeinführungsdurchgang abzweigen, der von einer Zwischendruck-Trommel bis zu einer Zwischendruck-Dampfturbine reicht; ein Steuerungsventil für die Zwischendruck-Trommel kann in dem Dampfeinführungsdurchgang an einer stromabwärtigen Seite des Abzweigabschnitts des Dampfabkühldurchgangs vorgesehen sein, um als Steuerungsventil für den erzeugten Dampfdruck zu dienen; und das Steuerungsventil kann die Funktion haben, die Öffnungs-/Verschließ-steuerung des Zwischendruck-Steuerungsventils für den Trommeldruck auszuführen, um die Strömungsrate im Dampf-Abkühl-durchgang durch ein Beschränken der auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung basierenden Strömungsrate in dem Dampfeinführungsdurchgang sicherzustellen.
Gemäß diesem Merkmal kann Dampf von der Zwischendruck-Trommel zu dem Dampfabkühldurchgang geführt werden.
Ein Hilfsdruck-Einführungsdurchgang, in den Dampf von der Hochdruck-Trommel eingeführt wird, kann mit einem Dampfabkühldurchgang verbunden sein; ein Steuerungsventil für den Hilfsdampfdruck kann in dem Hilfsdruck-Einführungsdurchgang vorgesehen sein, um als Steuerungsventil für den erzeugten Dampfdruck zu dienen; und die Steuerungsvorrichtung kann die Funktion ausüben, die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Steuerungsventils für den Hilfsdampfdruck zu betätigen, um die Strömungsrate in dem Dampfabkühldurchgang durch das Steuern der Strömungsrate in dem Hilfsdampf-Einführungsdurchgang, die auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung basiert, sicher zu stellen.
Gemäß diesem Merkmal kann Dampf von der Hochdruck-Trommel zu dem Dampfabkühldurchgang geführt werden.
Ein Dampfeinführ-Hilfsdurchgang, in den Dampf von einer Hochdruck-Trommel eingeführt wird, kann mit dem Dampfabkühldurchgang verbunden sein; ein Hilfs-Fluidkanal kann mit dem Dampfeinführ-Hilfsdurchgang verbunden sein; eine Detektionsvorrichtung für die Hilfsdampftemperatur zur Detektion der Temperatur des Hilfsdampfs kann in dem Hilfsdampf-Einführ-durchgang an einer stromabwärtigen Seite eines Verbindungsabschnitts des Hilfsdampf-Einführungsdurchgangs bereit gestellt sein; ein Fluiddruck- Hilfssteuerungsventil kann in dem Hilfs-Fluidkanal vorgesehen sein, um als Steuerungsventil für den erzeugten Dampf zu dienen; und die Steuerungsvorrichtung kann die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Dampfdruck-Hilfs-steuerungsventils durchführen, um die Strömungsrate in dem Dampfabkühldurchgang durch Steuern der Strömungsrate in dem Hilfs-Fluidkanal basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung sowie die Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung für die Hilfsdampf-Temperatur sicher zu stellen.
Gemäß diesem Merkmal kann Dampf von der Hochdruck-Trommel und Hilfsdampf zu dem Dampfabkühldurchgang geführt werden.
Der Dampfabkühldurchgang kann von dem Dampfeinführungsdurchgang abzweigen, der sich von der Zwischendruck-Trommel bis zu einer Zwischendruck-Dampfturbine erstreckt; ein Dampfeinführ-Hilfsdurchgang, in den Dampf von der Hochdruck-Trommel eingeführt wird, kann mit dem Dampfabkühldurchgang verbunden sein; ein Zwischendruck-Steuerungsventil für den Trommeldruck kann in dem Dampfeinführungsdurchgang an einer stromabwärtigen Seite des Abzweigabschnitts des Dampfabkühldurchgangs vorgesehen sein, um als Steuerungsventil für den erzeugten Dampfdruck zu dienen; ein Steuerungsventil für den Hilfsdampfdruck kann in dem Hilfsdampf-Einführungsdurchgang vorgesehen sein, um als Steuerungsventil für den erzeugten Dampfdruck zu dienen; und die Steuerungsvorrichtung kann die Aufgaben haben, die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Zwischendruck-Steuerungsventils für den Trommeldruck zu betätigen, um die Strömungsrate in dem Dampfabkühldurchgang mittels einer Begrenzung der Strömungsrate in dem Dampfeinführungsdurchgang, basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung sicherzustellen, sowie das Ausführen der Öffnungs-/Verschließsteuerung des Steuerungsventils für den Hilfsdampfdruck, um die Strömungsrate in dem Dampfabkühldurchgang durch ein Steuern der Strömungsrate in dem Hilfsdampf-Einführungsdurchgang basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung sicher zu stellen.
Gemäß diesem Merkmal kann dem Dampfabkühldurchgang Dampf von der Zwischendruck-Trommel und Dampf von der Hochdruck-Trommel sowie Hilfsdampf zugeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde auch im Hinblick auf die oben erwähnten Umstände getätigt. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dampfabkühlvorrichtung für eine Gasturbine zur Verfügung zu stellen, die eine Hochtemperaturkomponente ohne eine Arretierung („interlock") zu schützen, auch wenn die Temperatur an der Auslassseite der Hochtemperaturkomponente ansteigt.
Um dieses Ziel zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung eine Dampfabkühlvorrichtung für eine Gasturbine vor, umfassend: einen Abwärme-Wiedergewinnungskessel zur Erzeugung von Dampf mittels des Abgases aus der Gasturbine; eine Dampfturbine, die mittels des von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel erzeugten Dampfs betrieben wird; einen Dampfeinführungsdurchgang zur Einführung von Dampf von dem Abwärme-Wiedergewinnungs-kessel in die Dampfturbine; einen in dem Dampfeinführungsdurchgang vorgesehen Dampfabkühldurchgang, der derart angepasst ist, um Dampf von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel zum Abkühlen einer Hochtemperaturkomponente der Gasturbine abzuzweigen; ein Steuerungsventil für die Dampfmenge, welches in dem Dampfabkühldurchgang zur Steuerung der Menge von in den Dampfabkühldurchgang eingeführten Dampf vorgesehen ist; eine Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung, die in der Dampfabkühldurchgang an eine stromabwärtigen Seite der Hochtemperaturkomponente vorgesehen ist und derart angepasst ist, dass sie die Temperatur des Dampfs nach dem Abkühlen der Hochtemperaturkomponente detektieren kann; und eine Steuerungsvorrichtung, welche die Öffnungs-/Verschließsteuer-ung des Steuerungsventils der Dampfmenge ausführt, um die Strömungsrate des in den Dampfabkühldurchlass einströmenden Dampfs basierend auf der Detektions-Information der Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung einzustellen, und die die Strömungsrate des in den Dampfabkühldurchgang einströmenden Dampfs auf einen vorab bestimmten Zustand einregelt.
Wenn die Dampftemperatur nach dem Abkühlen ansteigt, wird gemäß diesem Merkmal das Steuerungsventil für die Steuerung der Dampfmenge angesteuert, um die Strömungsrate des in die Hochtemperaturkomponente eingeführten Dampfs zu erhöhen. Die Menge des abgekühlten Dampfes steigt im Ergebnis an, um einen Schutz der Hochtemperaturkomponente zu ermöglichen. Auch wenn die Temperatur an der Auslassseite der Hochtemperaturkomponente ansteigt, kann sie folglich ohne Einsatz einer Arretierung geschützt werden. So wird die Hochtemperaturkomponente vor Beschädigung und Ähnlichem bewahrt werden. Die Dampfabkühlvorrichtung für eine Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst des Weiteren: einen Abwärme-Wiedergewinnungskessel zur Erzeugung von Dampf mittels des Abgases der Gasturbine; eine Dampfturbine, die mittels des von dem Abwärme-Wiedergewin-nungskessel erzeugten Dampfs betrieben wird; einen Dampfeinführungsdurchgang zur Einführung von Dampf von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel in die Dampfturbine; einen in dem Dampfeinführungsdurchgang vorgesehenen Dampfabkühldurchgang, der derart angepasst ist, dass er Dampf von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel zur Abkühlung der Hochtemperaturkomponente der Gasturbine abzweigen kann; eine Detektionsvorrichtung für den Druck des erzeugten Dampfs zur Detektion des Drucks eines von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessels erzeugten Dampfs; ein Steuerungsventil für den Druck des erzeugten Dampfs, um die Strömungsrate des Dampfs in dem Dampfeinführungsdurchgang basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung für den Druck des erzeugten Dampfs zu steuern, um den Druck des von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel erzeugten Dampfs einzuregeln; ein Steuerungsventil für die Dampfmenge, das in dem Dampfabkühldurchgang vorgesehen ist und so angepasst ist, dass es die in die Dampfabkühldurchgang eingeführte Menge des Dampfs steuert, eine Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung, die in dem Dampfabkühldurchgang an einer stromabwärtigen Seite der Hochtemperaturkomponente vorgesehen und derart angepasst ist, das es die Temperatur des Dampfs nach der Abkühlung der Hochtemperaturkomponente detektiert; und eine Steuerungsvorrichtung, die die Steuerung der Öffnungs-/Verschließsteuerung des Steuerungsventils für den Druck des erzeugten Dampfs ausführt, so dass ein Detektionswert der Detektionsvorrichtung für den Druck des erzeugten Dampfs ein gesetzter Wert wird, um eine Strömungsrate des in den Dampfabkühldurchgang einströmenden Dampfs basierend auf einem Zustand der Gasturbine einzustellen, und die die Öffnungs-/Verschließsteuerung das Steuerungsventils für den Druck des erzeugten Dampfs und die Steuerung für das Steuerungsventil für die Dampfmenge ausführt, um die Strömungsrate des in den Dampfabkühldurchgang einströmenden Dampfs basierend auf der Detektions-Information der Detektionsvorrichtung für die Temperatur des Dampfs nach der Abkühlung einzuregeln.
Wenn die Dampftemperatur nach dem Abkühlen ansteigt, werden gemäß diesem Merkmal das Steuerungsventil für den erzeugten Dampf und das Steuerungsventil für die Dampfmenge angesteuert, um die Strömungsrate des in die Hochtemperaturkomponente einströmenden Dampfs zu erhöhen. Die Menge des abgekühlten Dampfs wird somit erhöht, um den Schutz der Hochtemperaturkomponente zu ermöglichen.
Die Hochtemperaturkomponente kann folglich geschützt werden, ohne dass eine Arretierung verwendet werden muss, auch wenn die Temperatur an der Auslassseite der Hochtemperaturkomponente ansteigt. So wird eine Beschädigung der Hochtemperaturkomponente usw. vermieden.
Der Dampfabkühldurchgang kann von dem von einer Zwischendruck-Trommel bis zu einer Zwischendruck-Dampfturbine reichenden Dampfeinführungsdurchgang abgezweigt werden; ein Steuerungsventil für eine Zwischendruck-Trommel kann in dem Dampfeinführungsdurchgang an einer stromabwärtigen Seite des Abzweigabschnitts des Dampfabkühldurchgangs vorgesehen sein, um als Steuerungsventil für den Druck des erzeugten Dampfs zu dienen; und die Steuerungsvorrichtung kann die Öffnungs-/Verschließ-steuerung des Steuerungsventils der Zwischendruck-Trommel ausführen, so dass die Strömungsrate in dem Dampfabkühldurchgang durch eine Begrenzung der Strömungsrate in dem Dampfeinführungsdurchgang basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung sichergestellt ist.
Dem Dampfabkühldurchgang kann gemäß diesem Merkmal Dampf von der Zwischendruck-Trommel zugeführt werden.
Ein Hilfsdampf-Einführungsdurchgang, in den Dampf von einer Hochdruck-Trommel eingeführt wird, kann mit dem Dampfabkühldurchgang verbunden sein; ein Steuerungsventil für den Hilfsdampf kann in dem Hilfsdampf-Einführungsdurchgang vorgesehen sein, um als Steuerungsventil für den Druck des erzeugten Dampfs zu dienen; und die Steuerungsvorrichtung kann die Steuerung der Öffnungs-/Verschließsteuerung des Steuerungsventils für den Hilfsdampfdruck ausführen, um die Strömungsrate in dem Dampfabkühldurchgang mittels Steuerung der Strömungsrate in dem Hilfsdampf-Einführungsdurchgang basierend auf der Detektions-Information der Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung sicher zu stellen.
Gemäß diesem Merkmal kann Dampf von einer Hochdruck-Trommel in den Dampfabkühldurchgang geführt werden.
Der Dampfabkühldurchgang kann von dem von einer Zwischendruck-Trommel bis zu einer Zwischendruck-Dampfturbine reichenden Dampfeinführungsdurchgang abzweigen; ein Hilfsdampf-Einführungsdurchgang, in den Dampf von einer Hochdruck-Trommel eingeführt wird, kann mit dem Dampfabkühldurchgang verbunden sein; ein Steuerungsventil für die Zwischendruck-Trommel kann in dem Dampfeinführungsdurchgang an einer stromabwärtigen Seite des Abzweigabschnitts des Dampfabkühldurchgangs vorgesehen sein, um als Steuerungsventil für den Druck des erzeugten Dampfs zu dienen; ein Steuerungsventil für den Druck des Hilfsdampfs kann in dem Hilfsdampf-Einführungsdurchgang angebracht sein, um als Steuerungsventil für den Druck des erzeugten Dampfs zu dienen; und die Steuerungsvorrichtung kann die Öffnungs-/Ver-schließsteuerung des Steuerungsventils der Zwischendruck-Trommel betätigen, um mittels einer Beschränkung der Strömungsrate in dem Dampfeinführungsdurchgang basierend auf der Detektions-Information der Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung die Strömungsrate in dem Dampfabkühldurchgang sicher zu stellen, und sie kann die Steuerung der Öffnungs-/Verschließsteuerung des Steuerungsventils für den Druck des Hilfsdampfs ausführen, um so die Strömungsrate in dem Dampfabkühldurchgang mittels Steuerung der Strömungsrate in dem Hilfsdampf-Einführungsdurchgang basierend auf der Detektions-Information der Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung zu sichern.
Dem Dampfabkühldurchgang kann gemäß diesem Merkmal Dampf von der Zwischendruck-Trommel, von der Hochdruck-Trommel sowie Hilfsdampf zugeführt werden.
Die Steuerungsvorrichtung kann auch die Funktion übernehmen, das Steuerungsventil für die Dampfmenge ganz zu öffnen, wenn die Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung detektiert, dass die Dampftemperatur ein oberer Grenzwert überschreitet.
Wenn die Dampftemperatur ein oberer Grenzwert überschreitet, kann gemäß diesem Merkmal die maximale Menge an Dampf durch den Dampfabkühldurchgang geführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm des Aufbaus, das ein Abkühlsystem eines Kombikraftwerks zeigt, welches mit einer Dampfabkühlvorrichtung für eine Gasturbine gemäß eine ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist;
2 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung eines ersten Strömungs-Steuerungsventils;
3 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung eines zweiten Strömungs-Steuerungsventils;
4 zeigt ein schematisches Diagramm des Aufbaus eines Abkühlsystems eines Kombikraftwerks, welches mit einer Dampfabkühlvorrichtung für eine Gasturbine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
5 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung eines Steuerungsventils für die Dampfmenge; und
6 ist ein Diagramm, das ein schematisches System eines Abkühlsystems eines Kombikraftwerks zeigt, welches gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Dampfabkühlvorrichtung für eine Gasturbine ausgestattet ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird basierend auf den Zeichnungen 1 bis 3 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt wird, wird Abgas von einer Gasturbine 101 einem Abwärme-Wiedergewinnungskessel 102 zugeführt. In diesem Abwärme-Wiedergewinnungskessel 102 sind eine Hochdruck-Trommel 103, ein erster Hochdruck-Überhitzer 104 und ein zweite Hochdruck-Überhitzer 105, sowie eine Zwischendruck-Trommel 106, ein Zwischendruck-Überhitzer 107 und ein Zwischenüberhitzer 108 vorgesehen. Der in der Hochdruck-Trommel 103 erzeugte Dampf wird durch einen Hochdruckseiten-Dampfeinführungs-durchgang 109 über den ersten Hochdruck-Überhitzer 104 und den zweiten Hochdruck-Überhitzer 105 der Hochdruck-Dampfturbine 110 zugeführt. Von der Hochdruck-Dampfturbine 110 ausgegebener Dampf wird durch einen Dampfeinführungsdurchgang 111 über den Zwischenüberhitzer 108 in eine Zwischendruck-Dampfturbine 112 eingeführt. Von der Zwischendruck-Dampfturbine 112 abgegebener Dampf wird in eine Niedrigdruck-Dampfturbine 113 geführt und dann mittels des Kondensators 114 kondensiert; und das erzeugte Kondensat wird in dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel 102 gesammelt.
Währenddessen wird der in der Zwischendruck-Trommel 106 erzeugte Dampf durch einen als Dampfeinführungsdurchgang dienenden Zwischendruckseiten-Dampfeinführungsdurchgang 115 in die Zwischendruck-Dampfturbine 112 über den Zwischendruck-Überhitzer 107 und den Zwischenüberhitzer 108 eingeführt. Ein als Dampfabkühldurchgang dienender Dampfkanal 116 zweigt von dem Zwischendruckseiten-Dampfeinführungsdurchgang 115 ab. Der Dampfkanal 116 dient über die Brennkammer 117, die eine Hochtemperaturkomponente der Gasturbine 101 ist, als Abzweig und zweigt in den Dampfeinführungsdurchgang 111 an der Einlassseite der Zwischendruck-Dampfturbine 112 ab. Ein Hochdruck-Dampfkanal 118 zweigt des Weiteren von dem Hochdruckseiten-Dampfeinführungsdurchgang 109 an der stromabwärtigen Seite des zweiten Hochdruck-Überhitzers 105 ab. Der Hochdruck-Dampfkanal 118 zweigt an der stromaufwärtigen Seite der Gasturbine 101 in den Dampfkanal 116 ab. Ein Hilfs-Fluidkanal 119, in den Wasser von der Zwischendruck-Wasserzufuhrpumpe eingeführt wird, zweigt in den Hochdruck-Dampfkanal 118 ab.
Ein erstes Strömungssteuerungsventil 120 (ein Steuerungsventil für den Druck in der Zwischendruck-Trommel) ist als ein Steuerungsventil für den Druck des erzeugten Dampfs in dem Zwischendruckseiten-Dampfeinführungsdurchgang 115 an der stromabwärtigen Seite des Abzweigabschnitts, an dem der Dampfkanal 116 von dem Zwischendruckseiten-Dampfeinführungsdurchgang 115 abzweigt, angeordnet. Die Strömungsrate des Dampfs, der durch den Zwischendruckseiten-Dampfeinführungsdurchgang 115 (der Dampfdruck in der Zwischendruck-Trommel 106) strömt, wird durch ein Öffnen und Verschließen des ersten Strömungssteuerungsventils 120 eingestellt. Ein zweites Strömungssteuerungsventil 121 (ein Steuerungsventil für den Druck des Hilfsdampfs) als ein Steuerungsventil für den Druck des erzeugten Dampfs ist in dem Hochdruck-Dampfkanal 118 an der stromaufwärtigen Seite des Abzweigabschnitts des Hilfs-Fluidkanals 119 angeordnet. Die Strömungsrate des von dem Hochdruck-Dampfkanal 118 in den Dampfkanal 116 eingeführten Hochdruckdampfs wird durch ein Öffnen und Verschließen des zweiten Strömungssteuerungsventils 121 eingestellt. Auf diese Weise wird die Temperatur des Dampfs in dem Dampfkanal 116 eingeregelt. Außerdem ist ein als ein Steuerungsventil für den Druck des erzeugten Dampfs dienendes drittes Strömungsteuerungsventil 122 (ein Steuerungsventil für den Hilfs-Fluiddruck) in dem Hilfsfluidkanal 119 angeordnet. In den Hochdruck-Dampfkanal 118 wird durch ein Öffnen und Verschließen des dritten Strömungssteuerungsventils 122 eine genaue Menge des Zwischendruck-Zufuhrwassers eingeführt, um dadurch die Temperatur des Dampfs innerhalb des Hochdruck-Dampfkanals 118 zu verringern, wodurch die Temperatur des in den Dampfkanal 116 eingeführten Hochdruckdampfs auf eine vorab bestimmte Temperatur geregelt wird.
Die Temperatur-Detektionsvorrichtung T1 ist mit dem Dampfkanal 116 an eine Seite zwischen der Gasturbine 101 und dem Abzweigabschnitt des Hochdruck-Dampfkanals 118 verbunden. Die Temperatur-Detektionsvorrichtung detektiert die Temperatur des in die Gasturbine 101 einzuführenden Dampfs. Die Detektionsvorrichtung P1 für den Differenzdruck ist mit dem Dampfkanal 116 verbunden, um eine Differenz des Dampfdrucks zwischen der Einlassseite und der Auslassseite der Brennkammer 117 zu detektieren, um dadurch den Differenzdruck, d.h. die Strömungsrate des durch die Brennkammer 117 strömenden Dampfs zu detektieren. Die zweite Temperatur-Detektionsvorrichtung T3 als eine Detektionsvorrichtung für die Hilfsdampftemperatur ist mit dem Hochdruck-Dampfkanal 118 an der stromabwärtigen Seite des Abzweigabschnitts des Hilfs-Fluidkanals 119 verbunden. Die zweite Temperatur-Detektionsvorrichtung T3 detektiert die Temperatur des Dampfs innerhalb des Hochdruck-Dampfkanals 118. In 1 bezeichnen die Referenzziffer P2 die Detektionsvorrichtung für den Einlassdruck zur Detektierung des Dampfdrucks innerhalb des Dampfkanals 116 an der Einlassseite der Brennkammer 117; P3 bezeichnet die Detektionsvorrichtung für den Auslassdruck zum Detektieren des Dampfdrucks innerhalb des Dampfkanals 116 an der Auslassseite der Brennkammer 117; und T2 steht für eine Detektionsvorrichtung der Auslasstemperatur als eine Detektionsvorrichtung für die Dampftemperatur nach der Abkühlung zur Detektierung der Temperatur des Dampfs innerhalb des Dampfkanals 116 an der Auslassseite der Brennkammer 117.
Die Detektions-Information von der Temperatur-Detektionsvorrichtung T1, die Detektionsvorrichtung P1 für den Differenzdruck, die Detektionsvorrichtung T3 für die zweite Temperatur und die Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung P2 für den Einlassdruck, die Detektionsvorrichtung P3 für den Auslassdruck und die Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur sind in der Steuerungsvorrichtung 125 untergebracht. In die Steuerungsvorrichtung 125 wird die Ausgangsleistung der Gasturbine 101 (MW) eingegeben. Die Steuerungsvorrichtung 125 gibt den Öffnungs-/Verschließbefehl an das erste Strömungssteuerungsventil 120, das zweite Strömungssteuerungsventil 121 sowie das dritte Strömungssteuerungsventil 122 aus.
Eingehend auf die Detektions-Information (den Differenzdruck) von der Detektionsvorrichtung P1 für den Differenzdruck wird das erste Strömungssteuerungsventil 120 geöffnet oder verschlossen, um die Strömung des Dampfs zu der Zwischendruck-Dampfturbine 112 zu regulieren, wodurch die Strömungsrate des durch die Brennkammer 117 strömenden Dampfs genau geregelt wird.
Eingehend auf die Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung 21 für den Differenzdruck und die Detektionsvorrichtung T1 für die Temperatur wird das zweite Strömungssteuerungsventil 121 geöffnet oder verschlossen, und basierend auf der Detektions-Information der Detektionsvorrichtung T3 für die Temperatur wird das dritte Strömungssteuerungsventil 122 geöffnet oder verschlossen, wodurch die Menge des durch die Brennkammer 117 strömenden Dampfs genau geregelt wird, weil eine genaue Strömungsrate gewährleistet ist. Wenn die Temperatur des Dampfs aufgrund irgendwelcher Abnormitäten ansteigt, auch wenn die durch die Brennkammer 117 strömende Menge an Dampf auf einem genauen Niveau gewährleistet ist, kann bei einem solchen Ereignis, beispielsweise wenn die Brennkammer 117 nicht wie geplant abgekühlt wird, das erste Strömungssteuerungsventil 120, das zweite Strömungssteuerungsventil 121 und das dritte Strömungssteuerungsventil 122 basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur geöffnet oder verschlossen werden. Als Konsequenz wird die Menge an Dampf, die durch den Dampfkanal 116 strömt, erhöht, um einen extremen Anstieg der Temperatur des durch die Brennkamme 117 strömenden Dampfs zu vermeiden. In der Steuerungsvorrichtung 125 wird eine von der Brennkammer 117 benötigte Strömungsrate des abgekühlten Dampfs ausdrücklich durchkalkuliert; ein der erforderlichen Strömungsrate des abgekühlten Dampfs entsprechender Differenzdruck wird ermittelt; und es wird ein Öffnungs-/Verschließbefehl an das erste Strömungssteuerungsventil 120 ausgegeben, so dass der von der Detektionsvorrichtung 21 für den Differenzdruck detektierte Differenzdruck dem kalkulierten Differenzdruck angeglichen wird. Auf diese Weise wird der abgekühlte Dampf mit der erforderlichen Strömungsrate der Brennkammer 117 zugeführt. In der Steuerungsvorrichtung 125 wird die von der Gasturbine 101 benötigte Dampftemperatur berechnet; und es wird ein Öffnungs-/Verschließbefehl an das zweite Strömungssteuerungsventil 121 ausgegeben, so dass die von der Temperatur-Detektionsvorrich-tung T1 detektierte Temperatur der berechneten Temperatur angeglichen wird. In der Steuerungsvorrichtung 125 wird basierend auf der Temperatur des in den Dampfkanal 116 (die Detektions-Information von der zweiten Temperatur-Detektionsvor-richtung T3 sowie die Detektions-Information von der Temperaturvorrichtung T1) eingeführten Dampfs, gleichzeitig ein Öffnungs-/Verschließbefehl an das dritte Strömungssteuerungsventil 122 ausgegeben, wodurch die Strömungsrate des Zwischendruck-Zufuhrwassers genau gesteuert und die Temperatur des Dampfs innerhalb des Hochdruck-Dampfkanals 118 auf eine vorab bestimmte Temperatur abgesenkt werden kann.
Wenn die Strömungsrate des durch die Brennkammer 117 strömenden Dampfs infolge der Temperatursteuerung ansteigt oder abfällt, wird das erste Strömungssteuerungsventil 120 basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung 21 für den Differenzdruck geöffnet oder verschlossen, so das eine vorab bestimmte Strömungsrate des Dampfes sicher gestellt ist. Wenn aufgrund einer Veränderung der Belastung oder anderen Gründen eine Verzögerung bei der Erzeugung des Zwischen-Druckdampfs auftritt, und die absolute Strömungsrate des durch den Dampfkanal 116 strömenden Dampfs nicht ausreichend ist, wird bevorzugt die Temperatursteuerung einer Sicherungssteuerung unterstellt. Bei der Sicherungssteuerung wird das zweite Strömungssteuerungsventil 121 geöffnet oder verschlossen, so dass der durch die Detektionsvorrichtung 21 für den Differenzdruck detektierte Differenzdruck dem berechneten Differenzdruck angeglichen wird, um dadurch Hochdruckdampf einzuführen. Auf diese Weise wird die erforderliche Strömungsrate sichergestellt. Das heißt, das auch bei der Steuerung des Differenzdrucks ein Öffnungs-/Verschließbefehl an das zweite Strömungssteuerungsventil 121 ausgegeben wird, und das Öffnen des zweiten Strömungssteuerungsventils 121 auf Basis eines höheren Werts des Öffnungsbefehls, der mittels der Temperatursteuerung ausgegeben wird und des Werts des mittels der Steuerung des Differenzdrucks ausgegebenen Öffnungsbefehls gesteuert wird.
In der oben beschriebenen Dampfabkühlvorrichtung wird ein in der Zwischendruck-Trommel 106 erzeugter Niedrigtemperaturdampf und ein in der Hochdruck-Trommel 103 erzeugter Hochtemperaturdampf vermischt, wobei der vermischte Dampf in die Brennkammer 117 eingeführt wird, da die Strömungsrate und die Temperatur des vermischten Dampfs genau ausgesteuert sind. Um die Mischung zu optimieren, wird die Strömungsrate des Dampfs durch ein Öffnen und Verschließen des ersten Strömungssteuerungsventils 120, das in der Zwischendruckseiten-Dampfeinführungs-durchgang 115 vorgesehen ist, gesteuert, und die Strömungsrate des Hochdruckdampfs durch ein Öffnen und Verschließen des zweiten Strömungssteuerungsventils 121, welches in dem Hochdruck-Dampfkanal 118 vorgesehen ist, gesteuert, um dadurch die Dampftemperatur zu steuern. Wenn der Zwischendruckdampf nicht mehr ausreicht, öffnet des Weiteren die Sicherungssteuerung das Strömungssteuerungsventil 121, um durch die Zuführung von Hochdruckdampf die erforderliche Strömungsrate sicher zu stellen. Auf diese Weise ist es möglich, die Strömungsrate des in die Brennkammer 117 strömenden Dampfs des Weiteren genau zu steuern, ohne den Dampfkanal 116 mit einer teuren Ventilvorrichtung versehen zu müssen.
Der Zustand der Steuerung des ersten Strömungssteuerungsventils 120 und des zweiten Strömungssteuerungsventils 121 wird anhand der 2 und 3 detailliert beschrieben. Die Detektions-Information von der Temperatur-Detektionsvorrichtung T1, die Detektionsvorrichtung P2 für den Einlassdruck, die Detektionsvorrichtung 23 für den Auslassdruck, und die Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur wird, wie in 2 gezeigt, in die Berechnungsvorrichtung 141 der Steuerungsvorrichtung 125 eingegeben. Die Ausgangsleistung MW der Gasturbine 101 wird zur Konvertierung in die Berechnungsvorrichtung 142 eingegeben, welche die Ausgangsleistung MW auf eine erforderliche Strömungsrate des Sicherungsdampfs konvertiert, die dann in die Additionsvorrichtung 151 eingegeben wird. Eine der Temperatur entsprechende Abweichung wird mittels der Funktionsvorrichtung 150 basierend auf der Detektions-Information der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur berechnet. Ein durchdachter, auf die Temperatur reagierender Abweichungswert wird der Ausgangsleistung MW der Gasturbine 101 mittels der Additionsvorrichtung 151 hinzu addiert. Die Information der Summe der Ausgangsleistung MW der Gasturbine 101 und der Abweichungswert werden zur Konvertierung in die Berechnungsvorrichtung 142 eingegeben. In der Berechnungsvorrichtung 142 für die Konvertierung wird die Ausgangsleistung MW, der der Abweichungswert hinzugerechnet ist, auf eine erforderliche Strömungsrate des Abkühldampfs konvertiert und dann in die Berechnungsvorrichtung 141 eingegeben.
Der Abweichungswert wird derart eingestellt, dass die erforderliche Strömungsrate des Kühldampfs zunimmt, wenn die durch die Detektionsvorrichtung T2 für die Ausgabetemperatur detektierte Dampftemperatur ansteigt. Das heißt, dass die Steuerung derart ausgeführt wird, dass, wenn die von der Detektionsvorrichtung T2 für die Ausgangstemperatur detektierte Dampftemperatur ansteigt, die Öffnung des ersten Strömungssteuerungsventils 120 verkleinert wird, wodurch die Strömungsrate des in den Dampfkanal 116 geführten Dampfs erhöht wird. Die Berechnungsvorrichtung 141 konvertiert die eingegebene Information auf einen dem Differenzdruck entsprechenden Wert und gibt diesen Wert dann an die Additionsvorrichtung 143 weiter. Die Additionsvorrichtung 143 empfängt auch die Detektions-Infor-mation von der Detektionsvorrichtung P1 für den Differenzdruck. Die Additionsvorrichtung 143 berechnet die Differenz zwischen der Information des Wertes, der dem von der Berechnungsvorrichtung 141 ausgegebenen Differenzdruck entspricht, und der von der Detektionsvorrichtung P1 für den Differenzdruck ausgegebenen Detektions-Information. Die PI Berechnungsvorrichtung 144 berechnet einen „Öffnungsbefehl", der ein Beispiel für die Einstellung des ersten Strömungssteuerungsventils 120 mit einer determinierten Öffnungsgröße von der erreichten Differenz ist, und gibt den Befehl zur Öffnung an den Einlass 0 der Selektionsvorrichtung 152 aus. Ein „Ganz-Verschließ-Befehl", der ein Beispiel für die Einstellung des ersten Strömungssteuerungsventils 120 mit einer determinierten Verschließgröße ist, wird von der Befehlsvorrichtung 153 an den Einlass 1 der Selektionsvorrichtung 152 ausgegeben. Ein Ganz-Verschließ-Befehl kann beispielsweise eine minimale Öffnung von ungefähr 3% bis 5% zulassen.
In einem normalen Zustand ist die Selektionsvorrichtung 152 abgeschaltet und wird beim Empfang eines Befehls von der Vergleichsvorrichtung 154 angeschaltet. Das heißt, dass wenn die Selektionsvorrichtung 152 eingeschaltet wird, anstelle des dem Einlass 0 erteilten Befehls der dem Einlass 1 erteilte Befehl als ein Ausgabebefehl ausgegeben wird. Wenn die Selektionsvorrichtung 152 abgeschaltet ist, wird der dem Einlass 0 erteilte Befehl (der der Ausgangsleistung MW der Gasturbine 101 und dem Zustand des Dampfkanals 116 entsprechende Öffnungsbefehl) an das erste Strömungssteuerungsventil 120 ausgegeben. Wenn die Selektionsvorrichtung 152 angeschaltet ist, wird der dem Einlass 1 (dem Ganz-Verschlussbefehl) erteilte Öffnungsbefehl an das erste Strömungssteuerungsventil 120 ausgegeben. Die von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur ausgegebene Detektions-Information wird in die Vergleichsvorrichtung 154 eingegeben, die das Resultat des Vergleichs an die Selektionsvorrichtung 152 ausgibt. Wenn die Vergleichsvorrichtung 154 feststellt, dass die von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur detektierte Temperatur höher als der vorab bestimmte Wert (oder am oberen Limit) ist, gibt die Vergleichsvorrichtung 152 ein Einschaltsignal an die Selektionsvorrichtung 152 aus, welche den Öffnungsbefehl an den Einlass 1 weitergibt.
Dementsprechend wird das erste Strömungssteuerungsventil 120 basierend auf der Ausgangsleistung MW der Gasturbine 101 und dem Zustand des Dampfkanals 116 derart geöffnet und verschlossen, dass die Strömungsrate des durch den Dampfkanal 116 strömenden Dampfs einen vorab bestimmten Level erreicht. Wenn die von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur detektierte Temperatur des Dampfes an der Auslassseite der Brennkammer 117 ansteigt, wird des Weiteren das erste Strömungssteuerungsventil 120 derart angesteuert, dass dessen Öffnung verkleinert wird. So wird die Strömungsrate des durch den Dampfkanal 116 strömenden Dampfs erhöht, um den Anstieg der Temperatur auszugleichen. Wenn die von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur detektierte Temperatur den vorab bestimmten Wert übersteigt (oder über dem Limit liegt), wird das erste Strömungssteuerungsventil 120 mittels des Ganz-Verschließ-Befehls (oder des Minimal-Öffnungs-Befehls) ganz verschlossen, so dass der gesamte Dampf aus der Zwischendruck-Trommel 106 in den Dampfkanal 116 eingeführt wird.
Wie in 3 gezeigt wird, werden die Detektions-Informationen von der Detektionsvorrichtung T1 für die Temperatur, von der Detektionsvorrichtung P2 für den Einlassdruck, von der Detektionsvorrichtung P3 für den Auslassdruck, und der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur in die Berechnungsvorrichtung 141 der Steuerungsvorrichtung 125 eingegeben. Die Ausgangsleistung MW der Gasturbine 101 wird des Weiteren in eine zweite Berechnungsvorrichtung 145 für die Konvertierung eingegeben, die die Ausgangsleistung MW auf eine erforderliche Strömungsrate eines Sicherungsdampfs konvertiert und dann wird sie in die Additionsvorrichtung 162 eingegeben. Eine der Temperatur entsprechende Abweichung wird mittels der Funktionsvorrichtung 161 basierend auf der Detektions-Information der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur berechnet. Ein durchdachter, auf die Temperatur reagierender Abweichungswert wird der Ausgangsleistung MW der Gasturbine 101 mittels der Additionsvorrichtung 162 hinzu addiert. Die Information der Summe der Ausgangsleistung MW der Gasturbine 101 und der Abweichungswert werden in die Berechnungsvorrichtung 141 zur Konvertierung eingegeben. In der zweiten Berechnungsvorrichtung 145 für die Konvertierung wird die Summe der Ausgangsleistung MW und des Abweichungswerts auf eine erforderliche Strömungsrate des Abkühldampfs konvertiert und dann in die Berechnungsvorrichtung 141 eingegeben.
Die Berechnungsvorrichtung 141 konvertiert die eingegebene Information auf einen dem Differenzdruck entsprechenden Wert und gibt diesen an die Additionsvorrichtung 143 weiter. Die Additionsvorrichtung 143 empfängt auch die Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung 21 für den Differenzdruck. Die Additionsvorrichtung 143 berechnet die Differenz zwischen der Information über den dem Differenzdruck entsprechenden Wert, der von der Berechnungsvorrichtung 141 ausgegeben wurde, und der von der Detektionsvorrichtung P1 für den Differenzdruck ausgegebenen Detektions-Information. Die PI Berechnungsvorrichtung 144 berechnet aufgrund der erhaltenen Differenz einen Öffnungsbefehl.
Der Abweichungswert wird so eingestellt, dass die erforderliche Strömungsrate des Abkühldampfs mit der von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur detektierten Dampftemperatur ansteigt. Das heißt, dass die Steuerung derart ausgeführt wird, dass wenn die von der Detektionsvorrichtung T2 für die Ausgangstemperatur detektierte Dampftemperatur ansteigt, die Öffnung des zweiten Strömungssteuerungsventils 121 vergrößert wird, wodurch die Strömungsrate des von dem Hochdruck-Dampfkanal 118 in den Dampfkanals 116 eingeführten Dampfs erhöht wird.
Das zweite Strömungssteuerungsventil 121 wird dementsprechend basierend auf der Ausgangsleistung MW der Gasturbine 101 und dem detektierten Zustand des Dampfkanals 116 derart geöffnet und verschlossen, dass die Strömungsrate des durch den Dampfkanal 116 strömenden Dampfs ein vorab bestimmtes Niveau erreicht. Des Weiteren wird das zweite Strömungssteuerungsventil 121 geöffnet, wenn die von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur detektierte Dampftemperatur an der Auslassseite der Brennkammer 117 ansteigt, um basierend auf der Erhöhung der Temperatur, die Strömungsrate des durch den Dampfkanal 116 strömenden Dampfs zu erhöhen.
Wenn die Temperatur des Dampfs an der Auslassseite der Brennkammer 117 ansteigt, wird deshalb die Strömungsrate des Abkühldampfs erhöht, wenn die von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur detektierte Dampftemperatur ansteigt. Wenn die von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur detektierte Temperatur einen vorab bestimmten Wert (oder ein oberer Grenzwert) übersteigt, wird Dampf von der Zwischendruck-Trommel 106 in den Dampfkanal 116 eingeführt, um die Strömungsrate des Dampfs zu erhöhen. Diese Betriebsweise ermöglicht den Schutz der Brennkammer 117, wenn die Temperatur des Abkühldampfs ansteigt, auch wenn die Strömungsrate auf ein vorab bestimmtes Level gesteuert wird.
Wenn die Auslasstemperatur der Brennkamme 117 ansteigt, wird die Steuerung zum Öffnen und Verschließen des ersten Strömungssteuerungsventils 120 und des zweiten Strömungssteuerungsventils 121 ausgeführt. Das erste Strömungssteuerungsventils 120 ist beispielsweise verschlossen, um dem Dampfkanal 116 Dampf von der Zwischendruck-Trommel 106 zuzuführen, und wenn die Auslasstemperatur der Brennkammer 117 auch nach dem vollständigen Verschluss des ersten Strömungssteuerungsventils 120 hoch bleibt, wird das zweite Strömungssteuerungsventil 121 geöffnet, um die Strömungsrate des von dem Hochdruck-Dampfkanal 118 zugeführten Dampfs zu erhöhen. Es sollte beachtet werden, dass in Übereinstimmung mit der Kapazität der Einrichtung und anderen Faktoren die Steuerung für das Öffnen und Verschließen des ersten Strömungsteuerungsventils 120 und des zweiten Strömungsteuerungsventils 121 genau konstruiert ist und in Kombination mit dem Öffnen und Verschließen der anderen Steuerungsventile ausgeführt wird, um gleichzeitig eine vorab bestimmte Strömungsrate und Temperatur zu erzielen.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird basierend auf den 4 und 5 beschrieben. Die in den 1 bis 3 offenbarten Konstruktionen enthalten Elemente, die unter Verweis auf die 4 und 5 beschrieben wurden. Den in den 4 und 5 aufgezeigten Elementen, welche die gleichen wie in den 1 bis 3 sind, werden dieselben Ziffern und Zeichen zugeteilt, und eine doppelte Beschreibung ist nicht notwendig.
Wie in 4 gezeigt, ist ein Dampfmengen-Steuerungsventil 201 in dem Dampfkanal 116 an der Auslassseite der Brennkammer 117 vorgesehen, und die Strömungsrate des durch den Dampfkanal 116 strömenden Dampfs wird durch ein Öffnen und Verschließen des Dampfmengen-Steuerungsventils 201 gesteuert. Das Dampfmengen-Steuerungsventil 201 kann in dem Dampfkanal 116 an der Einlassseite der Brennkammer 117 vorgesehen sein.
Eine Detektionsvorrichtung P4 für den Gehäusedruck, die den Gehäusedruck der Brennkammer 117 detektiert, ist an der Einlassseite der Brennkammer 117 vorgesehen. Die Detektions-Information der Detektionsvorrichtung P4 für den Gehäusedruck wird in die Steuerungsvorrichtung 125 eingegeben, die einen Öffnungs-/Verschließbefehl an das Dampfmengen-Steuerungsventil 201 ausgibt. Basierend auf der Detektions-Information des Detektionsvorrichtung P4 für den Gehäusedruck öffnet oder verschließt die Steuerungsvorrichtung 125 das Dampfmengen-Steuerungsventil 201, wodurch die Strömungsrate des durch die Brennkammer 117 strömenden Dampfs genau gesteuert wird.
Wenn die Dampftemperatur infolge eines bestimmten anomalen Zustands ansteigt, auch wenn die Strömungsrate des durch die Brennkammer 117 strömenden Dampfs auf einem präzisen Level (d.h. wenn die Brennkammer 117 nicht wie geplant abgekühlt wird) beibehalten wird, wird das Dampfmengen-Steuerungsventil gemäß der Detektions-Information der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur geöffnet oder geschlossen. Durch ein Erhöhen der Strömungsrate des durch den Dampfkanal 116 strömenden Dampfs wird beispielsweise der extreme Anstieg der Dampftemperatur des durch die Brennkammer 117 strömenden Dampfs wie gewünscht verhindert. Die Steuerungsvorrichtung 125 gibt des Weiteren einen Öffnungs-/Verschließbefehl an das Dampfmengen-Steuerungsventil 201 in Übereinstimmung mit dem Gehäusedruck der Brennkammer 117 aus. Auf diese Weise wird das Dampfmengen-Steuerungsventil 201 in Übereinstimmung mit dem Gehäusedruck der Brennkammer 117 geöffnet oder geschlossen. Die Strömungsrate des durch den Dampfkanal 116 strömenden Dampfs wird dementsprechend gesteuert.
Der Zustand der Steuerung des Dampfmengen-Steuerungsventils 201 wird unter Verweis auf die 5 detailliert beschrieben. Der Zustand der Steuerung des ersten Strömungssteuerungsventils 120 und des zweiten Strömungssteuerungsventils 121 wird in 2 und 3 illustriert.
Wie in 5 gezeigt, werden die Befehls-Information von der Befehlsvorrichtung 211 und die Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung P4 für den Gehäusedruck in die Additionsvorrichtung 210 der Steuerungsvorrichtung 125 eingegeben. Die Information von der Additionsvorrichtung 210 wird dann an die Additionsvorrichtung 212 weiter gegeben. Die Additionsvorrichtung 212 addiert die Information der Additionsvorrichtung 210 und die Detektions-Information der Detektionsvorrichtung P3 für den Auslassdruck. Basierend auf dem erzielten Resultat berechnet die PI Berechnungsvorrichtung 213 einen Öffnungsbefehl für das Dampfmengen-Steuerungsventil 201. Die PI Berechnungsvorrichtung 213 gibt den Öffnungsbefehl an den Einlass 0 der Selektionsvorrichtung 214 aus. Von der Befehlsvorrichtung 215 wird ein Befehl für eine komplette Öffnung an den Einlass 1 der Selektionsvorrichtung 214 ausgegeben.
In einem normalen Zustand ist die Selektionsvorrichtung 214 ausgeschaltet und wird nach dem Empfang eines Befehls von der Vergleichsvorrichtung 216 angeschaltet. Das heißt, dass wenn die Selektionsvorrichtung 214 angeschaltet wird, der dem Einlass 1 zugeführte Befehl anstelle des dem Einlass 0 zugeführten Befehls als ein Ausgangsbefehl ausgegeben wird. Wenn die Selektionsvorrichtung 214 abgeschaltet ist, wird der dem Einlass 0 zugeführte Öffnungsbefehl (der dem Gehäusedruck und dem Druck an der Auslassseite der Brennkammer 117 entsprechende Öffnungsbefehl) an das Dampfmengen- Steuerungsventil 201 ausgegeben. Wenn die Selektionsvorrichtung 214 angeschaltet ist, wird der dem Einlass 1 zugeführte Öffnungsbefehl (der Befehl zur vollständigen Öffnung) an das Dampfmengen-Steuerungsventil 201 ausgegeben. Die Detektions-Information der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur wird in die Vergleichsvorrichtung 216 eingegeben, die das Vergleichsergebnis an die Selektionsvorrichtung 214 weitergibt. Wenn die Vergleichsvorrichtung 216 feststellt, dass die von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur detektierte Temperatur höher als ein vorab bestimmter Wert (oder über dem Grenzwert) ist, gibt die Vergleichsvorrichtung 216 ein Signal an die Selektionsvorrichtung 214 aus, so dass die Selektionsvorrichtung 214 den dem Einlass 1 zugeführten Öffnungsbefehl auswählt.
Wenn die Temperatur des Dampfs an der Auslassseite der Brennkammer 117 ansteigt und die von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur detektierte Temperatur den vorab determinierten Wert (oder ein oberer Grenzwert) übersteigt, wird das Dampfmengen-Steuerungsventil 201 dementsprechend ganz geöffnet, um die Strömungsrate des Abkühldampfs zu erhöhen. Diese Steuerung gestattet der Strömungsrate des Abkühldampfs, sich auch in dem Fall, in dem die Temperatur des Abkühldampfs zunimmt und den vorab bestimmten Wert (oder ein oberer Grenzwert) übersteigt, trotz der auf einen vorab bestimmten Level gesteuerten Strömungsrate des Abkühldampfs zu erhöhen.
Deshalb wird, wenn die Temperatur des der Brennkammer 117 zugeführten Dampfs aufgrund von Abnormitäten zunimmt und deshalb das Risiko eine Beschädigung vorhanden ist, die Strömungsrate des der Brennkammer 117 zugeführten Abkühldampfs erhöht. Somit ist ein Schutz der Brennkammer 117 möglich. Die Dampfabkühlvorrichtung schützt die Brennkammer 117 ohne die Verwendung einer Arretierung, auch wenn die Temperatur an der Auslassseite der Brennkammer 117 ansteigt.
Die Steuerung für die Öffnung und Verschließung des Dampfmengen-Steuerungsventils 201 kann derart ausgeführt werden, dass, bevor die Temperatur der Auslassseite der Brennkammer 117 den vorab bestimmten Wert (der obere Grenzwert) überschreitet, das Dampfmengen-Steuerungsventil 201 gemäß der erhöhten Temperatur präzise geöffnet oder verschlossen wird und das Dampfmengen-Steuerungsventil 201 ist dann ganz geöffnet, wenn der vorab bestimmte Wert (der obere Grenzwert) überschritten wird.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 6 erläutert.
Wie in 6 gezeigt, wird das Abgas einer Gasturbine 1 in den Abwärme-Wiedergewinnungskessel 2 eingeführt. In dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel 2 sind eine Hochdruck-Trommel 3, ein Hochdruck-Überhitzer 4, eine Zwischendruck-Trommel 5, ein Zwischendruck-Überhitzer 6 und ein Zwischenüberhitzer 7 vorgesehen. Der in der Hochdruck-Trommel 3 erzeugte Dampf wird über den Hochdruck-Überhitzer 4 durch einen Hochdruck-Dampfein-führungsdurchgang 8 in eine Hochdruck-Dampfturbine 9 eingeführt. Der in der Zwischendruck-Trommel 5 erzeugte Dampf wird über den Zwischendruck-Überhitzer 6 und den Zwischenüberhitzer 7 durch eine Zwischendruck-Dampfeinführungsdurchgang 10 in die Zwischendruck-Dampfturbine 11 eingeführt. Ein Kondensator 20 ist mit der Hochdruck-Dampfturbine 9 und der Zwischendruck-Dampfturbine 11 verkoppelt.
Der von der Hochdruck-Dampfturbine 9 ausgegebene Dampf zweigt an der Einlassseite des Zwischenüberhitzers 7 in den Zwischendruck-Dampfeinführungsdurchgang 10 ab und der durch den Zwischenüberhitzer 7 strömende Dampf wird in die Zwischendruck-Dampfturbine 11 eingeführt. Ein Steuerungsventil 12 für den Druck der Zwischendruck-Trommel ist an dem Zwischendruck-Dampfeinführungsdurchgang 10 zwischen dem Zwischendruck-Überhitzer 6 und dem Zwischenüberhitzer 7 vorgesehen. Der Dampfdruck in der Zwischendruck-Trommel 5 wird mittels des Steuerungsventils 12 für den Druck der Zwischendruck-Trommel durch die Steuerung für die Öffnung und Verschließung auf einen vorab bestimmten Wert eingestellt.
Ein Dampfabkühldurchgang 14 zweigt von dem Zwischendruck-Dampfeinführungsdurchgang 10 an einer Seite zwischen dem Zwischendruck-Überhitzer 6 und dem Steuerungsventil 12 für den Druck in der Zwischendruck-Trommel ab. Der Dampfabkühldurchgang 14 zweigt an einer stromabwärtigen Seite des Zwischenüberhitzers 7 über eine Brennkammer 13 oder eine Hochdruckkomponente der Gasturbine 1 in den Zwischendruck-Dampfeinführungs-durchgang 10 ab. Das heißt, dass der beispielsweise eine Temperatur von 300°C aufweisende Auslassdampf von der Zwischendruck-Trommel 5 als Abkühldampf durch den Dampfabkühldurchgang 14 in die Brennkammer 13 geführt wird. Der Dampf vermischt sich nach der Kühlung mit einer Temperatur von ungefähr 560°C bis 600°C mit dem Auslassdampf des Zwischenüberhitzers 7, und der vermischte Dampf wird in die Zwischendruckdampfturbine 11 geleitet. Ein als Steuerungsventil für die Dampfmenge dienendes Steuerungsventil 15 ist in dem Dampfabkühldurchgang 14 an der Auslassseite der Brennkammer 13 vorgesehen und die Menge des in die Brennkammer 13 geleiteten Dampfs wird durch ein Öffnen oder Verschließen des Steuerungsventils 12 für den Druck in der Zwischendruck-Trommel und durch das Steuerungsventil 15 eingestellt. Das Steuerungsventil 15 kann in dem Dampfabkühldurchgang 14 an der Einlassseite der Brennkammer vorgesehen sein. Die Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur als eine Detektionsvorrichtung für die Temperatur nach der Abkühlung ist mit dem Dampfabkühldurchgang 14 zwischen der Brennkammer 13 und dem Steuerungsventil 15 verbunden. Das Steuerungsventil 12 für den Druck in der Zwischendruck-Trommel und das Steuerungsventil sind basierend auf der von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur oder der Steuerungsvorrichtung ausgegebenen Detektions-Information geöffnet oder geschlossen.
Das Steuerungsventil 12 für den Druck der Zwischendruck-Trommel und das Steuerungsventil 15 sind basierend auf dem Druck und der Temperatur des Abkühldampfs, dem Druck der Zwischendruck-Trommel 5 usw. geöffnet oder geschlossen, um eine vorab bestimmte Menge an Dampf in den Dampfabkühldurchgang 14 einzuführen. Der beispielsweise eine Temperatur von 300°C aufweisende Auslassdampf der Zwischendruck-Trommel 5 wird durch den Dampfabkühldurchgang 14 als Abkühldampf in die Brennkammer 13 geleitet und kühlt diese dadurch. Die Menge des in die Brennkammer 13 geleiteten Dampfs wird durch das Steuerungsventil 12 für den Druck in der Zwischendruck-Trommel und das Steuerungsventil 15 eingeregelt, um die gewünschte Menge an Dampf in die Brennkammer 13 einzuführen. Der Dampf wird nach der Abkühlung der Brennkammer 13 wieder in die Zwischendruck-Dampfturbine 11 geleitet. So wird ein Kombikraftwerk mit einem hoch effektiven Abkühlsystem vorgesehen.
Wenn das Steuerungsventil 12 für den Druck in der Zwischendruck-Trommel und das Steuerungsventil 15 auf einen vorab bestimmten Zustand eingestellt werden, um eine geplante Menge an Abkühldampf zuzuführen, kann die Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur detektieren, dass die Temperatur an der Auslassseite der Brennkammer 13 auf eine nicht normales Maß angestiegen ist. In diesem Fall werden das Steuerungsventil 12 für den Druck in der Zwischendruck-Trommel und das Steuerungsventil 15 basierend auf dem Anstieg der Temperatur so gesteuert, dass die Menge des Abkühldampfs ansteigt. Das heißt, dass gemäß der von der Detektionsvorrichtung T2 für die Auslasstemperatur detektierten Temperatur das Steuerungsventil 12 für den Druck in der Zwischendruck-Trommel geschlossen ist, um die dem Dampfabkühldurchgang 14 zugeführte Menge an Dampf zu erhöhen, da das Steuerungsventil 15 geöffnet ist, um die Menge des durch den Dampfabkühldurchgang 14 strömenden Dampfs zu erhöhen. Auf diese Weise wird die Steuerung für das Öffnen oder Verschließen des Steuerungsventils 12 für den Druck in der Zwischendruck-Trommel und das Steuerungsventil 15 derart ausgeführt, dass das Öffnungs- oder Verschlussmaß in Bezug auf das Ansteigen der Temperatur ansteigt. Wenn beispielsweise das Steuerungsventil 12 für den Druck in der Zwischendruck-Trommel vollständig geschlossen ist, ist alternativ das Steuerungsventil 15 vollständig geöffnet.
Wenn die Temperatur des in die Brennkammer 13 eingeführten Abkühldampfs infolge irgendwelcher Abnormitäten ansteigt und somit das Risiko einer Beschädigung besteht, wird deshalb die Strömungsrate des in die Brennkammer 13 eingeführten Dampfs angehoben, um die Brennkammer 13 wirksam zu schützen. Auf diese Weise kann die Dampfabkühlvorrichtung der vorliegenden Erfindung die Brennkamme 13 schützen, ohne eine Arretierung zu verwenden, auch wenn die Temperatur an der Auslassseite der Brennkammer 13 ansteigt. Da die vorliegende Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte es verständlich sein, dass die Erfindung dadurch nicht beschränkt, sondern auf vielfache Art zu variieren ist.

Claims

Dampfabkühlvorrichtung für eine Gasturbine (101), umfassend: einen Abwärme-Wiedergewinnungskessel (102), der in der Lage ist, unter Verwendung der durch die Gasturbine (101) zur Verfügung gestellten Abgase Dampf zu erzeugen; eine Dampfturbine (112), die in der Lage ist, mit dem von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel (102) erzeugten Dampf betrieben zu werden; einen Dampf-Einführungsdurchgang (111; 115), der in der Lage ist, Dampf von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel (102) in die Dampfturbine (112) hinein einzuführen, wobei der Dampf-Einführungsdurchgang (111; 115) zwischen dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel (102) und der Dampfturbine (112) eingekoppelt ist; einen Dampfabkühldurchgang (116), der in dem Dampf-Einführungsdurchgang (111; 115) vorgesehen ist und so angeordnet ist, dass er Dampf aus dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel (102) für die Abkühlung einer Hochtemperaturkomponente (117) der Gasturbine (101) abzweigt; eine Detektionsvorrichtung (T2) für die Dampftemperatur nach der Abkühlung, die in dem Dampfabkühldurchgang (116) an einer stromabwärtigen Seite der Hochtemperaturkomponente (117) vorgesehen ist und so angepasst ist, dass sie eine Temperatur de Dampfs nach der Abkühlung der Hochtemperaturkomponente (117) nach der Abkühlung detektiert; eine Detektionsvorrichtung (P2) für den erzeugten Dampfdruck, die in der Lage ist, den Druck des durch den Abwärme-Wiedergewinnungskessel (102) erzeugten Dampfs zu detektieren; ein Steuerungsventil (120, 121, 122) für den erzeugten Dampfdruck, das in der Lage ist, die Strömungsrate des Dampfs in dem Dampf-Einführdurchgang (111; 115) basierend auf einer Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung (P2) für den erzeugten Dampfdruck zu steuern, wobei das Steuerungsventil (120, 121, 122) für den erzeugten Dampfdruck mit dem Dampf-Einführdurchgang (111; 115) verkoppelt ist, wodurch der Druck des vom Abwärme-Wiedergewinnungskessel (102) erzeugten Dampfs eingestellt wird; und dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Steuerung (125) umfasst, die in der Lage ist, die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Steuerungsventils (120, 121, 122) für den erzeugten Dampfdruck derart auszuführen, dass ein Detektionswert der Detektionsvorrichtung (P2) für den erzeugten Dampfdruck ein eingestellter Wert wird, der die Strömungsrate des in den Dampf-Abkühldurchgang (116) einströmenden Dampfs basierend auf einem Zustand der Gasturbine (101) einstellt, und in der Lage ist, die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Steuerungsventils (120, 121, 122) für den erzeugten Dampfdruck durchzuführen, um die Strömungsrate des in den Dampf-Abkühldurchgang (116) einströmenden Dampfs basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung (T2) für die Dampftemperatur nach der Abkühlung einzustellen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, des Weiteren beinhaltend einen Dampf-Einführ-Hilfsdurchgang (118), der in der Lage ist, Dampf aus einer Hochdruck-Trommel (103) aufzunehmen, wobei der Dampf-Einführ-Hilfsdurchgang (118) mit dem Dampf-Abkühldurchgang (116) verbunden ist; einen Hilfs-Fluidkanal (119), der mit dem Dampf-Einführ-Hilfsdurchgang (118) verbunden ist; eine Detektionsvorrichtung (T3) für Hilfsdampf-Temperatur, die in der Lage ist, die Temperatur des in dem Dampf-Einführ-Hilfsdurchgang (118) auf einer stromabwärtigen Seite eines Verbindungsabschnitts des Dampf-Einführ-Hilfsdurchgangs (118) zur Verfügung gestellten Hilfsdampfs zu detektieren: wobei das Steuerungsventil für den erzeugten Dampfdruck ein Fluiddruck-Hilfssteuerungsventil (122) ist, das in dem Hilfs-Fluidkanal (119) bereitgestellt ist; und wobei die Steuerung (125) in der Lage ist, die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Dampfdruck-Hilfssteuerungsventils (122) durchzuführen, wodurch die Strömungsrate im Dampfabkühldurchgang (116) durch Steuerung der Strömungsrate im Hilfsfluidkanal (119) basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung (T2) für die Dampftemperatur nach der Abkühlung sowie die Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung (T3) für die Hilfsdampf-Temperatur sichergestellt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, des Weiteren umfassend: ein Dampfmengen-Steuerungsventil (201), das im Dampfabkühl-Durchgang (116) vorgesehen ist und dazu angepasst ist, die Menge an in den Dampf-Abkühldurchgang (116) eingeführten Dampfs zu steuern; wobei die Steuerung (125) in der Lage ist, die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Dampfmengen-Steuerungsventils (201) auszuführen, wodurch die Strömungsrate des in den Dampf-Abkühldurchgang (116) einströmenden Dampfs basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung (T2) für die Dampftemperatur nach der Abkühlung eingestellt wird, und die Strömungsrate des in den Dampf-Abkühldurchgang (116) stammenden Dampfs auf einen vorab bestimmten Zustand eingeregelt wird.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, des Weiteren beinhaltend ein Zwischendruck-Steuerungsventil (12) für den Trommeldruck, das in dem Dampf-Einführdurchgang (10) an einer stromabwärtigen Seite eines Abzweigabschnitts des Dampf-Abkühldurchgangs (14) vorgesehen ist, um als Steuerungsventil für den erzeugten Dampfdruck zu dienen, wobei der vom Dampf-Einführdurchgang (10) abzweigende Dampf-Abkühldurchgang von einer Zwischendruck-Trommel (5) bis zu einer Zwischendruck-Dampfturbine (11) reicht; und wobei die Steuerung in der Lage ist, die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Zwischendruck-Steuerungsventils (12) für den Trommeldruck zu steuern und hierdurch die Strömungsrate im Dampf-Abkühldurchgang (14) durch Beschränkung der Strömungsrate im Dampf-Einführdurchgang (10) basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung (T2) für die Dampftemperatur nach der Abkühlung sicher zu stellen.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, des Weiteren beinhaltend eine Hochdruck-Trommel (103), die im Wiedergewinnungskessel (102) vorgesehen ist; und einen Hilfsdruck-Einführdurchgang (118), der in der Lage ist, von der Hochdruck-Trommel (103) aufzunehmen, wobei der Hilfsdruck-Einführdurchgang (118) mit dem Dampf-Abkühldurchgang (116) verbunden ist; wobei das Steuerungsventil für den erzeugten Dampfdruck ein Steuerungsventil (121) für den Hilfsdampfdruck ist, ist im Dampf-Hilfseinführdurchgang (118) vorgesehen; und wobei die Steuerung (125) in der Lage ist, die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Dampfdruck-Hilfssteuerungsventils (121) auszuführen, wodurch die Strömungsrate im Dampf-Abkühldurchgang (116) durch Steuerung der Strömungsrate im Dampf-Hilfseinführdurchgang (118) basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung (T2) für die Dampftemperatur nach der Abkühlung sichergestellt wird.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, des Weiteren beinhaltend eine Hochdruck-Trommel (103), die in dem Wiedergewinnungskessel (102) vorgesehen ist; einen Dampf-Hilfseinführdurchgang (118), der in der Lage ist, Dampf von der Hochdruck-Trommel (103) aufzunehmen, wobei der Dampf-Hilfseinführdurchgang (118) mit dem Dampf-Abkühldurchgang (116) verbunden ist, der Dampf-Abkühldurchgang (116) sich vom Dampf-Einführdurchgang (115), der von einer Zwischendruck-Trommel (106) bis zu einer Zwischendruck-Dampfturbine (112) reicht, abzweigt; und ein Zwischendruck-Steuerungsventil für den Trommeldruck (120), das in dem Dampf-Einführdurchgang (115) an einer stromabwärtigen Seite des Abzweigabschnitts des Dampf-Abkühldurchgangs (116) vorgesehen ist, um als Steuerungsventil für den erzeugten Dampfdruck zu dienen; wobei das Steuerungsventil für den erzeugten Dampfdruck einen Dampfdruck-Hilfssteuerungsventil (121) ist, das in dem Dampf-Hilfseinführdurchgang (118) vorgesehen ist; und wobei die Steuerung (125) in der Lage ist, die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Zwischendruck-Steuerungsventils (120) für den Trommeldruck auszuführen, wodurch die Strömungsrate im Dampf-Abkühldurchgang (116) durch Beschränken der Strömungsrate im Dampf-Einführdurchgang (115) basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung (T2) für die Dampftemperatur nach der Abkühlung sichergestellt ist, und die in der Lage ist, die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Dampfdruck-Hilfssteuerungsventils (121) durchzuführen, wodurch die Strömungsrate im Dampf-Abkühldurchgang (116) durch Steuerung der Strömungsrate im Dampf-Hilfseinführdurchgang (118) basierend auf der Detektions-Information von der Detektionsvorrichtung (T2) für die Dampftemperatur nach der Abkühlung sichergestellt wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, in der die Steuerung (125) in der Lage ist, dass Dampfmengen-Steuerungsventil (201) dann vollständig zu öffnen, wenn die Detektionsvorrichtung (T2) für die Dampftemperatur nach der Abkühlung detektiert, dass die Dampftemperatur eine obere Grenze übersteigt.
Dampfabkühlverfahren für eine Gasturbine (101), umfassend die Schritte: des Erzeugens von Dampf mittels eines Abwärme-Wiedergewinnungskessels (102), der Abgase aus der Gasturbine (102) verwendet; Betreiben einer Dampfturbine (112) durch den mittels des Abwärme-Wiedergewinnungskessels erzeugten Dampf; Einführen des Dampfs über einen Dampf-Einführdurchgang (111, 115) von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel (102) in die Dampfturbine (112); Bereitstellen eines Dampf-Abkühldurchgangs (116) in dem Dampf-Einführdurchgang (111, 115), der in der Lage ist, Dampf zur Abkühlung aus einer Hochtemperaturkomponente (117) der Gasturbine von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel (102) abzuzweigen; Detektieren der Temperatur (T2) des Dampfs nach der Abkühlung der Hochtemperaturkomponente (117) in dem Abkühldurchgang (116) an einer stromabwärtigen Seite der Hochtemperaturkomponente (117); Detektieren eines Drucks (P2) des durch den Abwärme-Wiedergewinnungskessel (102) erzeugten Dampfs, wodurch ein Detektionswert gebildet wird; Steuerung einer Strömungsrate des Dampfs in dem Dampf-Einführdurchgang basierend auf dem Detektionswert, wodurch der von dem Abwärme-Wiedergewinnungskessel (102) erzeugte Dampfdruck eingestellt wird, wobei eine Steuerung (125) über ein Steuerungsventil (120, 121, 122) für den erzeugten Dampfdruck in dem Dampfeinführdurchgang positioniert ist; und dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungs-/Verschließsteuerung des Steuerungsventils (120, 121, 122) für den erzeugten Dampfdruck so ausgeführt wird, dass der Detektionswert ein eingestellter Wert wird, um die Strömungsrate des in den Dampf-Abkühldurchgang (116) einströmenden Dampfs basierend auf einem Zustand der Gasturbine (101) und basierend auf der Dampftemperatur (T2) nach der Abkühlung einzustellen.