DE939297C - Kombinierte Dampf-Gaskraftanlage - Google Patents

Kombinierte Dampf-Gaskraftanlage

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DE939297C
DE939297C DEST5954A DEST005954A DE939297C DE 939297 C DE939297 C DE 939297C DE ST5954 A DEST5954 A DE ST5954A DE ST005954 A DEST005954 A DE ST005954A DE 939297 C DE939297 C DE 939297C
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DEST5954A
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Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
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L&C Steinmueller GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle

Description

  • Kombinierte Dampf-Gaskraftanlage Die Erfindung betrifft die Kombination zwischen einer Dampf- und einer Gaskraftanlage, bei welcher die für die Gasturbine benötigte Druckluft durch die Kesselrauchgase vorgewärmt und die Abluft der Gasturbine der Kesselfeuerung als Verbrennungsluft zugeleitet wird. Sie erstrebt die Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades der Anlage.
  • Es sind bereits viele derartige Gas- und Dampfkraftanlagen vorgeschlagen worden, z. B. mit mehrstufiger Aufheizung der Gasturbinenfrischluft mittels der Kesselrauchgase, der Gasturbinenabluft und nochmals der Kesselrauchgase, mit Vorwärmung des Kesselspeisewassers durch die im Gasturbinenfrischluftkompressor frei werdende Verdichtungswärme sowie mit zusätzlicher Wärmeverwertung der Gasturbinenabluft vor deren Einleitung in die Dampfli:esselfeuerung; beispielsweise zur Speisewasservorwärmung oder Dampfzwischenüberhitzung. Bei solchen Schaltungen ist jedoch teilweise eine Verschlechterung des Gesamtwirkungsgrades gegeben, weil einerseits die Anzapfung der Hochdruckdampfturbine nicht voll ausgenutzt werden kann und weil andererseits auch die Kesselrauchgase, nur schwierig auf die erwünschte niedrige Endtemperatur abgekühlt werden können.
  • Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Gasturbinenabluft vor dem Eintritt in die Hauptdampfkesselanlage in einem besonderen Abhitzekessel zur Erzeugung von Niederdruck- bzw. Vakuumdampf heranzuziehen.
  • Wird dieser Abhitzekessel insbesondere mit einem Überhitzer ausgestattet, so kann der Niederdruck- bzw. Vakuumdampf zur Energieerzeugung in einer besonderen Niederdruck- bzw. Vakuumkondensationsturbine dienen. Es wird also zusätzlich-eine bemerkenswerte Energiemenge gewonnen.
  • Zweckmäßig wird dabei die im Niederdruckkessel abgekühlte Gasturbinenabluft vor Eintritt in die Feuerung des Hauptkessels mittels eines üblichen Lufterhitzers durch die kauchgase der Hauptkesselanlage in an sich bekannter Weise wieder auf die erwünschte Temperatur vorgewärmt, so daß also auch die Abgase der Hauptkesselanlage zugunsten des Wirkungsgrades auf die erforderliche niedere Endtemperatur abgekühlt werden.
  • Zur Vergrößerung der Leistung der Niederdruckkondensationsturbine und zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Hauptdampfkraftanlage kann vorteilhaft eine beliebig veränderliche Teilmenge des Anzapfdampfes einer oder mehrerer Stufender Hochdruckdampfturbine dem Dampf des Abhitzekes.sels vor dessen Eintritt in die Vakuumturbine zugeleitet werden. Dabei wird vorzugsweise ein Strahldüsendampfverdichter zur verlustlosen Dampfmischung verwendet, der gegebenenfalls auch vor dem zum Abhitzekessel gehörigen Dampfüberhitzer eingebaut sein kann. Auf diese Weise kann die Vorwärmung des Speisewassers überwiegend in den Rauchgasstrom der Hauptkesselanlage zur besseren Ausnutzung dessen Wärmeinhaltes verlegt werden.
  • Ebenso kann auch der im Abhitzekessel erzeugte Niederdruck- bzw. Vakuumdampf in geeigneter Weise dem Niederdruckteil der Hauptdampfturbine zugeführt werden, um dort Arbeit zu, leisten. Diese Anordnung vereinfacht die Anlage insbesondere dann erheblich, wenn der Niederdruckabhitzekessel genügend nahe der Hauptdampfturbine- aufgestellt ist.
  • - Ein Vorteil der vorgeschlagenen Schaltung besteht darin, daß der der Gasturbine luftseitig nachgeschaltete Abhitzekessel gewissermaßen als Vorverdampfen für die Haüptkesselaniage dient und -mit oder ohne zwischengeschaltete Vakuumturbine - den Bedarf des Hauptkessels an Zusatzspeisewasser sicherstellt. Es wird also eine besondere Verdampferanlage-eingespart mit.dem Vorteil gegenüber normalen. rauchgasbeheizten Verdampferanlagen, daß das Wasser in den Niederdruckkessel bzw. in den Verdampfer mit sehr tiefer Temperatur eintreten kann, ohne daß eine Ko@rro@ sion der Heizfläche zu befürchten ist; denn die Turbinenabluft enthält nur verschwindende Mengen aggressivzr Gase und sehr wenig Feuchtigkeit.
  • In der Zeichnung ist das Schaltungsschema eines Ausführungsbeispieles des Erfindungsgegenstandes wiedergegeben.
  • Die Dampfkraftanlage besteht aus dem Dampf-. kessel i und der Hauptdampfturbine 2, die Gaskraftanlage aus dem Frisrhluftkompressor 3 und der Gasturbine 4. - Die Frischluft für die Gasturbine wird im rauchgasbehezten Lufterhitzer i i auf die erforderliche Temperatur gebracht, entspannt sich in der Gasturbine unter gleichzeitiger Abkühlung und gibt den größten Teil ihrer Restwärme im Abhitzekessel 5, - der mit einem: Dampfüberhitzer 6 ausgestattet ist, an das Wasser bzw. den Dampf des Niederdruckdampfkreislaufes ab. Die den Vakuumkessel 5 verlassende Abluft wird im Lufterhitzer 12 der Hauptkesselanlage i auf die für die Verbrennung erforderliche Temperatur vorgewärmt und gelangt bei 2o in die Feuerung der Kesselanlage.- Der Kessel der Hauptdampfkraftanlage ist mit einem Speisewasservorwärmer 9 und einem Dampfüberhitzer fo versehen. Der Dampf tritt in die Turbine 2 ein und verläßt sie zum größten Teil im Vakuumteil, um im Kondensator 13 niedergeschlagen, zu werden und über die Kondensatleitung2i, in die noch der mehrstufige Anzapfvorwärmer 22 eingeschaltet ist, wieder zum rauch gasbeheizten Speisewasservorwärmer 9 und von da wieder in den Kesselkreislauf zu gelangen. Ein Teil des die Turbine :2 passierenden Dampfes wird durch verschiedene Anzapfstufen entnommen und im Speisewasseranzapfvorwärmer22 niedergeschlagen. Der im Niederdruckkessel 5 erzeugte und im Überhitzen 6 überhitzte Niederdruckdampf gelangt in die Niederdruck- bzw._ Vakuumdampfturbine 7, um nach Arbeitsleistung und Expansion im Konden-' sator 8 wieder niedergeschlagen zu werden. Das anfallende Kondensat wird nach Bedarf der Kondensat- bzw. Speiseleitung 21 der Häuptkesselanlage zugeführt oder gelangt über das Ventil 18 in den Niederdruckkesselkreis.lauf. Das für den Kondensator 8 erforderliche Kühlwasser kann - nach entsprechender chemischer Aufbereitung - über das Wechselventil 17 direkt zur Speisung des Niederdruckkessels 5 verwendet werden.
  • Jm gezeichneten Schaltungsschema wird ein Teil des aus der ersten Anzapfstufe der Hauptturbine 2 entnommenen Dampfes über die Leitung 23 zu der Mischdüse 24 geführt und vergrößert unter gleichzeitiger Temperaturerhöhung die Menge des anfallenden und in der Turbine 7 Arbeit leistenden Niederdruckdampfe. Die von der Hauptdampfturbine 2, der Gasturbine 4 bzw. der Vakuumturbine 7 erzeugte mechanische Leistung wird in den Elektrogeneratoren 14, 15 bzw. 16 in elektrische Energie verwandelt.

Claims (6)

  1. . PATENTANSPRÜCHE: i. Kombinierte Dampf-Gaskraftanlage mit Vorwärmung der für die Gasturbine benötigten Druckluft mittels Kesselrauchgasen sowie mit zweistufiger Wärmeverwertung der in der zwei--ten Stufe als Verbrennungsluft der Kesselfeuerung verwendeten Gasturbinenabluft, dadurch. gekennzeichnet, däß -diese Abluft in der ersten Stufe in einem besonderen Abhitzekessel Niederdruck- bzw. Vakuumdampf erzeugt.
  2. 2. Kraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumdampf einer besonderen Vakuumturbine zur Arbeitsleistung zugeleitet wird.
  3. 3. Kraftanlage nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Niederdruckkessel verlassende Gasturbinenahluft mittels eines üblichen Lufterhitzers von den Abgasen der Hauptkesselanlage wieder aufgeheizt wird.
  4. 4. Kraftanlage nach einem der Anspräche r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein beliebiger Anteil des Anzapfdampfes einer oder mehrerer Stufen der Hauptdampfturbine; vorzugsweise mittels eines an sich bekannter. Strahldüsenverdichters, dem Vakuumdampf vor der Vakuumturbine zugeführt wird.
  5. 5. Kraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf des Niederdruckkessels dem Niederdruckteil der Hauptdampfturbine zugeführt wird.
  6. 6. Kraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Niederdruckdampf des Abhitzekessels gebildete Kondensat als Zusatzspeisewasser der Hauptkesselanlage verwendet wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 82i 733; schweizerische Patentschriften Nr. 275 575, 243 689, 238 795, 228 517, 226 746.
DEST5954A 1953-02-13 1953-02-13 Kombinierte Dampf-Gaskraftanlage Expired DE939297C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1133186B (de) * 1959-11-12 1962-07-12 Schmidt Paul Verfahren zum Erzeugen von Druckluft- und Waermeenergie, vorzugsweise in einer Dampfkraft-Druckluft-Anlage

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CH226746A (de) * 1942-06-11 1943-04-30 Oerlikon Maschf Dampf-Gas-Wärmekraftanlage.
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CH275575A (de) * 1949-06-22 1951-05-31 Oerlikon Maschf Dampf- und Gasturbinenanlage.
DE821733C (de) * 1949-06-09 1951-11-19 Oerlikon Maschf Dampf- und Gasturbinenanlage

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