Beschreibungdescription
Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage sowie entsprechende AnlageProcess for operating a gas and steam turbine plant and corresponding plant
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage, bei dem das aus einer sowohl mit Gas als auch mit Öl betreibbaren Gasturbine austretende Rauchgas über einen Abhitzedampferzeuger geführt wird, dessen Heizflächen in den Wasser-Dampf-Kreislauf einer eine Anzahl von Druckstufen aufweisenden Dampfturbine geschaltet sind, wobei im Abhitzedampferzeuger vorgewärmtes Kondensat als im Vergleich zu diesem unter hohem Druck stehendes Speisewasser aufgeheizt und als Dampf der Dampfturbine zugeführt wird.The invention relates to a method for operating a gas and steam turbine system, in which the flue gas emerging from a gas turbine which can be operated with both gas and oil is passed via a heat recovery steam generator, the heating surfaces of which are one of a number of in the water-steam cycle Steam turbine having pressure stages are connected, with preheated condensate being heated in the waste heat steam generator as feed water under high pressure in comparison to this and being fed as steam to the steam turbine.
Bei einer Gas- und Dampfturbinenanlage wird die im entspannten Arbeitsmittel oder Rauchgas aus der Gasturbine enthaltene Wärme zur Erzeugung von Dampf für die in einen Wasser-Dampf- Kreislauf geschaltete Dampfturbine genutzt. Die Wärmeübertragung erfolgt dabei in einem der Gasturbine nachgeschalteten Abhitzedampferzeuger oder -kessel, in dem Heizflächen in Form von Rohren oder Rohrbündeln angeordnet sind. Diese wiederum sind in den Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfturbine geschaltet. Der Wasser-Dampf-Kreislauf umfaßt dabei üblicherweise mehrere, beispielsweise zwei oder drei, Druckstufen, wobei in jeder Druckstufe als Heizflächen ein Vorwärmer und ein Verdampfer sowie ein Überhitzer vorgesehen sind. Eine derartige Gas - und Dampfturbinenanlage ist beispielsweise aus der EP 0 523 467 Bl bekannt.In a gas and steam turbine system, the heat contained in the expanded working fluid or flue gas from the gas turbine is used to generate steam for the steam turbine connected to a water-steam circuit. The heat transfer takes place in a waste heat steam generator or boiler downstream of the gas turbine, in which heating surfaces are arranged in the form of tubes or tube bundles. These in turn are connected to the steam turbine water-steam cycle. The water-steam cycle usually comprises several, for example two or three, pressure stages, a preheater and an evaporator and a superheater being provided as heating surfaces in each pressure stage. Such a gas and steam turbine plant is known, for example, from EP 0 523 467 B1.
Die im Wasser-Dampf-Kreislauf geführte Gesamtwassermenge ist dabei derart bemessen, dass das den Abhitzedampferzeuger verlassende Rauchgas infolge der Wärmeübertragung auf eine Tem- peratur von ca. 70°C bis 100°C abgekühlt wird. Dies bedeutet insbesondere, dass die dem heißen Rauchgas ausgesetzten Heizflächen und für eine Wasser-Dampf-Trennung vorgesehene Druck-
Trommeln für Volllast- oder Nennbetrieb ausgelegt sind, bei dem ein Anlagenwirkungsgrad von derzeit etwa 55% bis 60% erreicht wird. Aus thermodynamischen Gründen wird dabei auch angestrebt, dass die Temperaturen des in den einzelnen Heiz- flächen geführten und unter unterschiedlichem Druck stehenden Speisewassers möglichst nahe am Temperaturverlauf des sich entlang des Abhitzedampferzeugers infolge des Wärmetausches abkühlenden Rauchgases liegen. Ziel dabei ist, die Temperaturdifferenz zwischen dem über die einzelnen Heizflächen geführten Speisewassers und dem Rauchgas in jedem Bereich des Abhitzedampferzeugers möglichst gering zu halten. Um dabei einen möglichst hohen Anteil der im Rauchgas enthaltenen Wärmemenge umzusetzen, ist im Abhitzedampferzeuger zusätzlich ein Kondensatvorwärmer zum Aufwärmen von kondensiertem Wasser aus der Dampfturbine vorgesehen.The total amount of water in the water-steam cycle is dimensioned such that the flue gas leaving the heat recovery steam generator is cooled to a temperature of approx. 70 ° C to 100 ° C due to the heat transfer. This means, in particular, that the heating surfaces exposed to the hot flue gas and the pressure provided for water-steam separation Drums are designed for full load or nominal operation, in which a system efficiency of around 55% to 60% is currently achieved. For thermodynamic reasons, it is also desirable that the temperatures of the feed water conducted in the individual heating surfaces and under different pressure are as close as possible to the temperature profile of the flue gas cooling down along the heat recovery steam generator as a result of the heat exchange. The aim here is to keep the temperature difference between the feed water conducted over the individual heating surfaces and the flue gas as low as possible in each area of the heat recovery steam generator. In order to convert as much of the heat quantity contained in the flue gas as possible, a condensate preheater is additionally provided in the waste heat steam generator for heating condensed water from the steam turbine.
Die Gasturbine einer derartigen Gas- und Dampfturbinenanlage kann für den Betrieb mit verschiedenen Brennstoffen ausgelegt sein. Ist die Gasturbine für Heizöl und für Erdgas ausgelegt, so ist Heizöl als Brennstoff für die Gasturbine nur für eine kurze Betriebsdauer, beispielsweise für 100 bis 500H/a, als sogenanntes Backup zum Erdgas vorgesehen. Dabei wird die Gas- und Dampfturbinenanlage üblicherweise vordringlich für Erdgasbetrieb der Gasturbine ausgelegt und optimiert. Um dann bei Heizölbetrieb, insbesondere bei einem Wechsel vom Gasbetrieb auf den Ölbetrieb, eine ausreichend hohe Eintrittstemperatur des in den Abhitzedampferzeuger einströmenden Kondensats sicherzustellen, kann die notwendige Wärme auf verschiedene Weise aus dem Abhitzedampferzeuger selbst entnommen werden.The gas turbine of such a gas and steam turbine system can be designed for operation with different fuels. If the gas turbine is designed for heating oil and natural gas, heating oil is only intended as fuel for the gas turbine for a short operating time, for example for 100 to 500H / a, as a so-called backup to natural gas. The gas and steam turbine system is usually designed and optimized primarily for natural gas operation of the gas turbine. In order to ensure a sufficiently high inlet temperature of the condensate flowing into the heat recovery steam generator when heating oil operation, in particular when changing from gas operation to oil operation, the necessary heat can be removed from the heat recovery steam generator itself in various ways.
Eine Möglichkeit besteht darin, den Kondensatvorwärmer ganz oder teilweise zu umführen und das Kondensat in einem in den Wasser-Dampf-Kreislauf geschalteten Speisewasserbehälter durch Zuführen von Niederdruck-Dampf aufzuheizen. Eine solche Methode erfordert jedoch bei geringen Dampfdrücken ein groß- volumiges und unter Umständen mehrstufiges Heizdampfsystem im
Speisewasserbehälter, was bei großen Aufheizspannen eine üblicherweise im Speisewasserbehälter stattfindende Entgasung gefährden kann.One possibility is to bypass the condensate preheater in whole or in part and to heat the condensate in a feed water tank connected to the water-steam circuit by supplying low-pressure steam. However, such a method requires a large-volume and possibly multi-stage heating steam system at low steam pressures Feed water tank, which can jeopardize a degassing usually taking place in the feed water tank with large heating spans.
Insbesondere um eine wirkungsvolle Entgasung des Kondensats sicherzustellen, wird die Kondensattemperatur im Speisewasserbehälter üblicherweise in einem Temperaturbereich zwischen 130 °C und 160 °C gehalten. Dabei wird in der Regel eine Vorwärmung des Kondensats über einen mit Niederdruck-Dampf oder Heißwasser aus einem Economizer bespeisten Vorwärmer vorgesehen, damit die Aufwärmspanne des Kondensats im Speisewasserbehälter möglichst klein gehalten wird. Dabei ist insbesondere bei Zwei- oder Dreidruckanlagen eine Heißwasserentnahme aus dem Hochdruck-Economizer erforderlich, um genügend Wärme zur Verfügung zu stellen. Dies hat jedoch insbesondere bei Drei-Druck-Anlagen oder -Schaltungen den erheblichen Nachteil, dass ein externer, zusätzlicher Kondensatvorwärmer benötigt wird, der für die hohen Drücke und hohen Temperaturen bzw. hohen Temperaturdifferenzen ausgelegt werden muss. Diese Methode ist daher schon aufgrund der erheblichen Kosten und des zusätzlichen Platzbedarfes für den Kondensatvorwärmer äußerst unerwünscht.In particular, in order to ensure effective degassing of the condensate, the condensate temperature in the feed water tank is usually kept in a temperature range between 130 ° C and 160 ° C. Preheating of the condensate is generally provided via a preheater fed with low-pressure steam or hot water from an economizer, so that the warm-up span of the condensate in the feed water tank is kept as small as possible. Hot water withdrawal from the high-pressure economizer is required in particular for two- or three-pressure systems in order to provide sufficient heat. However, this has the considerable disadvantage, in particular in the case of three-pressure systems or circuits, that an external, additional condensate preheater is required which has to be designed for the high pressures and high temperatures or high temperature differences. This method is therefore extremely undesirable because of the considerable costs and the additional space required for the condensate preheater.
Auch besteht die Möglichkeit, bei Ölbetrieb der Gasturbine die Kondensataufheizung im Speisewasserbehälter oder im Entgaser mit einem Teilstrom von einem Zwischenüberhitzer zugeführtem Dampf vorzunehmen oder zu unterstützen. Jedoch ist auch diese Methode insbesondere bei modernen Anlagenschaltungen ohne Speisewasserbehälter oder ohne Entgaser nicht an- wendbar, zumal entsprechende Vorrichtungen oder Apparate zur Mischvorwär ung fehlen.There is also the possibility, with oil operation of the gas turbine, to carry out or support the condensate heating in the feed water tank or in the degasifier with a partial flow of steam supplied by an intermediate superheater. However, this method cannot be used in particular in modern plant circuits without a feed water tank or without a degasser, especially since corresponding devices or apparatuses for mixing preheating are missing.
Zwar ist aus der DE 197 36 889 Cl ein im Vergleich zu den beschriebenen Methoden mit geringem apparativem und betriebli- ehern Aufwand durchführbares Verfahren bekannt, das auf einer Verschiebung von Abgaswärme in Richtung der Kondensatvorwär- mung infolge eines Abbaus im Niederdruckbereich sowie auf ei-
ner Installation von wasserseitigen Economizer-Umführungen beruht. Jedoch stößt auch diese Methode bei bestimmten Anforderungen an Grenzen der Realisierung.DE 197 36 889 C1 discloses a method which can be carried out with little outlay in terms of equipment and operation compared to the methods described, which involves a shift in exhaust gas heat in the direction of the condensate preheating as a result of degradation in the low pressure range and ner installation of water-side economizer bypasses. However, this method also reaches the limits of implementation for certain requirements.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage der obengenannten Art anzugeben, das bei gleichzeitig geringem apparativen und betrieblichen Aufwand in effektiver und bezüglich des Anlagenwirkungsgrades günstiger Art und Weise einen Wech- sei von Gasbetrieb auf Ölbetrieb der Gasturbine unter Abdeckung eines weiten Temperaturbereiches der Eintrittstemperatur des in den Abhitzedampferzeuger einströmenden Kondensats gewährleistet. Des Weiteren soll eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Gas- und Dampfturbinen- anläge angegeben werden.The invention is therefore based on the object of specifying a method for operating a gas and steam turbine installation of the above-mentioned type which, while at the same time requiring little equipment and operation, effectively and economically switching from gas operation to oil operation of the gas turbine guaranteed covering a wide temperature range of the inlet temperature of the condensate flowing into the heat recovery steam generator. Furthermore, a gas and steam turbine plant which is particularly suitable for carrying out the method is to be specified.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu ist vorgesehen, dass im Vergleich zum Kondensat unter hohem Druck stehendes und eine im Vergleich zum Kondensat hohe Temperatur aufweisendes Speisewasser zweckmäßigerweise über eine zusätzliche Rohrleitung dem kalten Kondensat wärmetauscherlos und damit direkt zugemischt wird. Das aufgeheizte Speisewasser oder Heißwasser wird bei einem Zwei-Drucksystem, d. h. bei einer Zwei-Druck-Anlage aus einer Hochdruck-Trommel und bei einem Drei-Druck-System bzw. bei einer Drei-Druck-Anlage aus der Hochdruck-Trommel und/oder aus einer Mitteldruck-Trommel als erster Teilstrom entnommen. Alternativ kann die Entnahme des ersten Teilstroms auch am Austritt des Hochdruck-Economizers bzw. des Mitteldruck-Economizers erfolgen.With regard to the method, the object is achieved according to the invention by the features of claim 1. To this end, it is provided that, compared to the condensate, the feed water is under high pressure and has a high temperature in comparison to the condensate, expediently via an additional pipeline to the cold condensate without heat exchanger and thus directly is added. The heated feed water or hot water is in a two-pressure system, i.e. H. in a two-pressure system from a high-pressure drum and in a three-pressure system or in a three-pressure system from the high-pressure drum and / or from a medium-pressure drum as the first partial stream. Alternatively, the first partial stream can also be withdrawn at the outlet of the high-pressure economizer or the medium-pressure economizer.
Bedarfsweise kann zusätzlich der Druck des Niederdruck-Systems angehoben werden, um im Rauchgas enthaltene Wärme aus dem Niederdruck-System zum diesem rauchgasseitig nachgeord- neten Kondensatvorwärmer hin zu verschieben. Wesentlich dabei ist, dass das dem Wasser-Dampf-Kreislauf an geeigneter Stelle entnommene aufgeheizte Speisewasser in Form eines Teilstrom-
gemisches aus Speisewasser-Teilströmen unterschiedlicher Temperatur ohne vorherige Aufwärmung, d. h. ohne Wärmetausch in einem zusätzlichen Wärmetauscher dem kalten Kondensat zugemischt wird.If necessary, the pressure of the low-pressure system can also be raised in order to shift the heat contained in the flue gas from the low-pressure system to the condensate preheater downstream of the flue gas. It is essential that the heated feed water taken from the water-steam cycle at a suitable point in the form of a partial flow Mixture of feed water partial flows of different temperatures without prior heating, ie without heat exchange in an additional heat exchanger, to which the cold condensate is added.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass auf einen zusätzlichen Wärmetauscher, der das dem Wasser-Dampf- Kreislauf entnommene aufgeheizte Speisewasser oder Heizwasser vor dessen Druckreduzierung auf das Temperaturniveau des Kon- densatsystems abkühlt, um dadurch die Entstehung von Dampf im Anschluss an den Druckabbau zu verhindern, verzichtet werden kann, wenn dem aufgeheizten Speisewasser vor dessen Druckabsenkung ein solcher Teilstrom von Speisewasser mit ebenfalls hohem Druck, jedoch vergleichsweise niedriger Tempera- tur zugemischt wird, dass die sich einstellende Mischtemperatur unter der Siedetemperatur im Kondensatsystem liegt.The invention is based on the consideration that, on an additional heat exchanger, the heated feed water or heating water removed from the water-steam circuit cools to the temperature level of the condensate system before its pressure is reduced, in order to thereby generate the steam after the Preventing pressure reduction can be dispensed with if the heated feed water is mixed with such a partial flow of feed water with likewise high pressure but comparatively low temperature before the pressure drops that the resulting mixing temperature is below the boiling point in the condensate system.
Dabei kann, insbesondere bei einem Drei-Druck-System, aufgeheiztes Speisewasser aus dem Mitteldruck-System, aus dem Hochdruck-System oder aus beiden Systemen entnommen werden. Die Entnahme hängt dabei im Wesentlichen von der benötigten Aufheizwärme für das Kondensat sowie davon ab, welcher Anlagenwirkungsgrad beim nur als Backup dienenden Ölbetrieb der Gasturbine mindestens aufrechterhalten werden soll.In this case, in particular in the case of a three-pressure system, heated feed water can be taken from the medium-pressure system, from the high-pressure system or from both systems. The removal essentially depends on the heat required for heating up the condensate and on the system efficiency that should at least be maintained when the gas turbine operates as a backup oil only.
Bezüglich der Anlage wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 6. Um bei einem Betriebswechsel von Gas auf Öl das aus dem ersten Teilstrom von aufgeheiztem Speisewasser und aus dem zweiten Teilstrom ver- gleichsweise kühlen Speisewassers gebildete Teilstromgemisch dem kalten Kondensat direkt und damit wärmetauscherlos zuzu- mischen, umfasst die Anlage eine zum Kondensatvorwärmer geführte Zuführleitung für das aufgeheizte Speisewasser mit einer Zumischstelle zum Zuführen des vergleichsweise kühlen Speisewassers.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 7 bis 10.With regard to the system, the object is achieved according to the invention by the features of claim 6. In the event of a change in operation from gas to oil, the partial flow mixture formed from the first partial flow of heated feed water and from the second partial flow of comparatively cool feed water is given directly to the cold condensate and thus without heat exchanger to mix, the system comprises a supply line for the heated feed water, which is led to the condensate preheater, with a mixing point for supplying the comparatively cool feed water. Advantageous refinements are the subject of dependent claims 7 to 10.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson- dere darin, dass eine beim Ölbetrieb der Gasturbine erforderliche und im Vergleich zum Gasbetrieb der Gasturbine erhöhte Wassereintrittstemperatur in den Abhitzedampferzeuger auch ohne zusätzlichen Wärmetauscher oder externen Kondensatvorwärmer durch direktes, d.h. wärmetauscherloses Zumischen von auf eine geeignete Mischtemperatur eingestelltem, aufgeheiztem und unter hohem Druck stehendem Speisewasser zum kalten Kondensat mit besonders einfachen Mitteln einstellbar ist. Dabei kann durch die Bereitstellung eines Teilstromgemisches aus zwei Speise'wasser-Teilströmen unterschiedlicher Tempera- tur eine unterhalb der Siedetemperatur des vorgewärmten oder vorzuwärmenden Kondensats liegende Mischtemperatur des dem kalten Kondensat bei Ölbetrieb direkt zugemischten Teilstromgemisches auf besonders einfache und effektive Weise hergestellt werden. Da zudem über das rückgeführte Speise- wasser der Durchsatz im Kondensatvorwärmer entsprechend ansteigt, kann auf bisher erforderliche Kondensatumwälzpumpen verzichtet werden. Insbesondere ist ohne Schaltungsmodifikation die Abdeckung eines weiten Temperaturbereichs der Dampferzeuger- oder Kesseleintrittstemperatur möglich.The advantages achieved by the invention are, in particular, that a water inlet temperature in the waste heat steam generator which is required when the gas turbine is operated in oil and which is higher than in the gas operation of the gas turbine, even without additional heat exchanger or external condensate preheater by direct, ie heat exchanger-free admixing of a temperature set to a suitable mixing temperature , heated and pressurized feed water to the cold condensate can be adjusted with particularly simple means. In this case, by providing a part-stream mixture of two feed 'water sub-streams of different temperature tur a temperature below the boiling temperature of the preheated or preheated condensate mixing temperature of the cold condensate directly admixed partial stream mixture to be produced in a particularly simple and effective way for oil operation. In addition, since the throughput in the condensate preheater rises accordingly via the returned feed water, condensate circulating pumps that were previously required can be dispensed with. In particular, it is possible to cover a wide temperature range of the steam generator or boiler inlet temperature without circuit modification.
Erkanntermaßen können auf diese Weise auch die Kapazitätsreserven der Hochdruck-Speisewasserpumpe ausgenutzt werden, da üblicherweise bei Ölbetrieb im Vergleich zum Gasbetrieb aufgrund einer geringeren Gasturbinen-Leistung auch geringere Fördermengen erforderlich sind. Infolge des schaltungstechnisch in besonders effektiver Weise erweiterten Betriebsbereiches ist auch eine Standardisierung möglich. Ferner sind die Investitionskosten besonders gering.As is known, the capacity reserves of the high-pressure feed water pump can also be exploited in this way, since usually smaller amounts of oil are required for oil operation compared to gas operation due to a lower gas turbine output. Standardization is also possible as a result of the operating range being expanded in a particularly effective manner in terms of circuitry. Furthermore, the investment costs are particularly low.
Aufgrund der vergleichsweise weniger komplexen Regelungen und Umschaltungen ist einerseits eine vergleichsweise einfache Betriebsweise und zudem auch eine vergleichsweise hohe Zuver-
lässigkeit erreicht, da insgesamt weniger aktive Komponenten notwendig sind. Wegen des vergleichsweise geringeren Kompo- nentenumfangs sind vorteilhafterweise auch der Wartungsaufwand und die Ersatzteilhaltung reduziert.Because of the comparatively less complex controls and switchovers, on the one hand a comparatively simple mode of operation and also a comparatively high reliability casualness achieved, since fewer active components are required overall. Because of the comparatively smaller number of components, the maintenance effort and spare parts inventory are also advantageously reduced.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur schematisch eine für einen Betriebswechsel von Gas auf Öl ausgelegte Gas- und Dampfturbinenanlage .An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. The figure schematically shows a gas and steam turbine system designed for a change in operation from gas to oil.
Die Gas- und Dampfturbinenanlage 1 gemäß der Figur umfasst eine Gasturbinenanlage la und eine Dampfturbinenanlage Ib. Die Gasturbinenanlage la umfasst eine Gasturbine 2 mit angekoppeltem Luftverdichter 4 und eine der Gasturbine 2 vorge- schaltete Brennkammer 6, die an eine Frischluftleitung 8 des Luftverdichters 4 angeschlossen ist. In die Brennkammer 6 mündet eine Brennstoffleitung 10, über die der Brennkammer 6 wahlweise Gas oder Öl als Brennstoff B zuführbar ist. Dieser wird unter Zufuhr verdichteter Luft L zum Arbeitsmittel oder Brenngas für die Gasturbine 2 verbrannt. Die Gasturbine 2 und der Luftverdichter 4 sowie ein Generator 12 sitzen auf einer gemeinsamen Turbinenwelϊe 14.The gas and steam turbine system 1 according to the figure comprises a gas turbine system 1 a and a steam turbine system 1 b. The gas turbine system 1 a comprises a gas turbine 2 with a coupled air compressor 4 and a combustion chamber 6 connected upstream of the gas turbine 2 and which is connected to a fresh air line 8 of the air compressor 4. A fuel line 10 opens into the combustion chamber 6 and can be used to supply gas or oil as the fuel B to the combustion chamber 6. This is burned with the supply of compressed air L to the working fluid or fuel gas for the gas turbine 2. The gas turbine 2 and the air compressor 4 as well as a generator 12 sit on a common turbine shaft 14.
Die Dampfturbinenanlage lb umfasst eine Dampfturbine 20 mit angekoppeltem Generator 22 und in einem Wasser-Dampf-Kreislauf 24 einen der Dampfturbine 20 nachgeschalteten Kondensator 26 sowie einen Abhitzedampferzeuger 30. Die Dampfturbine 20 weist eine erste Druckstufe oder einen Hochdruckteil 20a und eine zweite Druckstufe oder einen Mitteldruckteil 20b so- wie eine dritte Druckstufe oder einen Niederdruckteil 20c auf, die über eine gemeinsame Turbinenwelle 32 den Generator 22 antreiben.The steam turbine system 1b comprises a steam turbine 20 with a coupled generator 22 and, in a water-steam circuit 24, a condenser 26 connected downstream of the steam turbine 20 and a waste heat steam generator 30. The steam turbine 20 has a first pressure stage or a high pressure part 20a and a second pressure stage or a medium pressure part 20b and a third pressure stage or a low-pressure part 20c, which drive the generator 22 via a common turbine shaft 32.
Zum Zuführen von in der Gasturbine 2 entspanntem Arbeitsmit- tel oder Rauchgas AM in den Abhitzedampferzeuger 30 ist eine Abgasleitung 34 an einen Eingang 30a des Abhitzedampferzeugers 30 angeschlossen. Das sich entlang des Abhitzedampfer-
zeugers 30 infolge indirekten Wärmetausches mit im Wasser- Dampf-Kreislauf 24 geführtem Kondensat K und Speisewasser S abkühlende Rauchgas AM aus der Gasturbine 2 verlässt den Abhitzedampferzeuger 30 über dessen Ausgang 30b in Richtung auf einen nicht dargestellten Kamin.In order to supply working fluid or flue gas AM relaxed in the gas turbine 2 to the heat recovery steam generator 30, an exhaust gas line 34 is connected to an inlet 30a of the heat recovery steam generator 30. That runs along the heat recovery The generator 30 as a result of indirect heat exchange with condensate K and feed water S which cools the flue gas AM from the gas turbine 2 and leaves the waste heat steam generator 30 via its outlet 30b in the direction of a chimney (not shown).
Der Abhitzedampferzeuger 30 umfasst als Heizflächen einen Kondensatvorwärmer 36, der eingangsseitig über eine Kondensatleitung 38, in die eine Kondensatpumpe 40 geschaltet ist, mit Kondensat K aus dem Kondensator 40 gespeist wird. DerThe heat recovery steam generator 30 comprises, as heating surfaces, a condensate preheater 36 which is fed with condensate K from the condenser 40 via a condensate line 38 into which a condensate pump 40 is connected. The
Kondensatvorwärmer 36 ist ausgangsseitig an die Saugseite einer Speisewasserpumpe 42 geführt. Zur bedarfsweisen Umführung des Kondensatvorwärmers 36 ist dieser mit einer Bypassleitung 44, in die ein Ventil 46 geschalten ist, überbrückt.Condensate preheater 36 is guided on the outlet side to the suction side of a feed water pump 42. For bypassing the condensate preheater 36 as required, this is bypassed with a bypass line 44, into which a valve 46 is connected.
Die Speisewasserpumpe 42 ist als Hochdruckspeisepumpe mit Mitteldruckentnahme außgebildet. Sie bringt das Kondensat K auf ein für eine dem Hochdruckteil 20a der Dampfturbine 20 zugeordnete Hochdruckstufe 50 des Wasser-Dampf-Kreislaufs 24 geeignetes Druckniveau von etwa 120 bar bis 150 bar. Über die Mitteldruckentnahme wird das Kondensat K mittels der Speisewasserpumpe 42 auf ein für eine dem Mitteldruckteil.20b der Dampfturbine 20 zugeordnete Mitteldruckstufe 70 geeignetes Druckniveau von etwa 40 bar bis 60 bar.The feed water pump 42 is formed as a high-pressure feed pump with medium pressure extraction on the outside . It brings the condensate K to a pressure level of approximately 120 bar to 150 bar, which is suitable for a high pressure stage 50 of the water-steam circuit 24 assigned to the high pressure part 20a of the steam turbine 20. Via the medium pressure extraction, the condensate K is raised by means of the feed water pump 42 to a pressure level of approximately 40 bar to 60 bar suitable for a medium pressure stage 70 assigned to the medium pressure part 20b of the steam turbine 20.
Das über die Speisewasserpumpe 42 geführte Kondensat K, das auf der Druckseite der Speisewasserpumpe 42 als Speisewasser S bezeichnet wird, wird teilweise mit hohem Druck einem ersten Hochdruck-Economizer 51 oder Speisewasservorwärmer und über diesen einem zweiten Hochdruck-Economizer 52 zugeführt. Dieser ist ausgangsseitig über ein Ventil 53 an eine Hochdruck-Trommel 54 angeschlossen.The condensate K, which is fed via the feed water pump 42 and is referred to as feed water S on the pressure side of the feed water pump 42, is partly fed at high pressure to a first high-pressure economizer 51 or feed-water preheater and via this to a second high-pressure economizer 52. This is connected on the output side to a high-pressure drum 54 via a valve 53.
Das Speisewasser S wird zudem teilweise mit mittlerem Druck über eine Rückschlagklappe 71 und ein dieser nachgeschaltetes Ventil 72 einem Speisewasservorwärmer oder Mitteldruck-Eco- nomizer 73 zugeführt. Dieser ist ausgangsseitig über ein Ven-
co co M IV) I-1 The feed water S is also partially fed to a feed water preheater or medium pressure economizer 73 at a medium pressure via a non-return flap 71 and a valve 72 connected downstream of this. On the output side, this is co co M IV) I- 1
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1 P 1 1 uq a
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S eingeleitet, das über ein Ventil 109 vorzugsweise der Hochdruck-Trommel 54 wasserseitig entnommen wird. Alternativ kann das aufgeheizte Speisewasser S als einstellbarer erster Teilstrom ti auch über ein Ventil 110 dem ersten Hochdruck- Economizer 51 oder über ein Ventil 111 dem zweiten Hochdruck- Economizer 52 ausgangsseitig entnommen werden.S initiated, which is preferably removed from the high-pressure drum 54 on the water side via a valve 109. Alternatively, the heated feed water S as an adjustable first partial flow ti can also be taken from the first high-pressure economizer 51 via a valve 110 or from the second high-pressure economizer 52 via a valve 111.
Bei dem dargestellten Drei-Druck-System kann alternativ oder zusätzlich als einstellbarer erster Teilstrom ti auch dem Mitteldruck-Economizer 73 ausgangsseitig über ein Ventil 112 oder der Mitteldruck-Trommel 75 wasserseitig über ein Ventil 113 aufgeheiztes Speisewasser Sλ entnommen werden.In the three-pressure system shown, as an alternative or in addition, an adjustable first partial flow ti can also be taken from the medium-pressure economizer 73 on the output side via a valve 112 or the medium-pressure drum 75 on the water side via a valve 113 heated feed water S λ .
Dem ersten Teilstrom ti aufgeheizten Speisewassers S Λ wird an der Zumischstelle 103 ein zweiter Teilstrom t2 vergleichsweise kühlen Speisewassers S zugemischt. Der über die Teilstromleitung 102 geführte zweite Teilstrom t2 ist mittels des Ventils 101 einstellbarer. Das dabei gebildete Teilstromgemisch ti 2 wird über die Mischstelle 106 dem kalten Kondensat K zugemischt. Dabei beträgt die Temperatur Ts- des ersten Teilstroms ti bei dessen Entnahme als aufgeheiztes Speisewasser S aus der Hochdruck-Trommel 54 beispielsweise 320°C.The first partial flow ti of heated feed water S Λ is mixed with a second partial flow t 2 of comparatively cool feed water S at the admixing point 103. The second partial flow t 2 conducted via the partial flow line 102 is adjustable by means of the valve 101. The partial flow mixture t i 2 formed in this way is mixed into the cold condensate K via the mixing point 106. The temperature T s - of the first partial stream ti when it is removed as heated feed water S from the high-pressure drum 54 is, for example, 320 ° C.
Bei einer Temperatur Ts des zweiten Teilstroms t2 als ver- gleichsweise kühles Speisewasser S von z.B. 150°C stellt sich durch entsprechende Einstellung der Mengen der beiden Teilströme ti und t2 mittels der Ventile 109 bis 112 bzw. 101 eine Mischtemperatur TM des Teilstromgemisches t_,2 von etwa 210 °C ein. Durch die Vermischung der beiden Teilströme t_ und t2 unterschiedlicher Speisewassertemperatur Ts< bzw. Ts wird sichergestellt, dass das dem Wasser-Dampf-Kreislauf 24 entnommene aufgeheizte Speisewasser oder Heizwasser SΛ vor dessen Druckreduzierung bei Einleitung über die Mischstelle 106 in die Kondensatleitung 38 auf das Temperaturniveau des Kondensatsystems und somit auf unterhalb von 200 °C abgekühlt ist. Dadurch ist die Entstehung von Dampf im Anschluss an den
Druckabbau verhindert, wobei das Ventil 108 zur Druckreduzierung des Teilstromgemisches tχ2 dient.At a temperature T s of the second partial flow t 2 as comparatively cool feed water S of, for example, 150 ° C., a mixing temperature T M des is established by appropriately setting the amounts of the two partial flows ti and t 2 by means of the valves 109 to 112 and 101 Partial flow mixture t_, 2 of about 210 ° C. The mixing of the two partial flows t_ and t 2 of different feed water temperatures T s <and T s ensures that the heated feed water or heating water S Λ taken from the water-steam circuit 24 before it is reduced in pressure when it is introduced via the mixing point 106 into the condensate line 38 has cooled to the temperature level of the condensate system and thus to below 200 ° C. This creates steam after the Pressure reduction prevented, the valve 108 serves to reduce the pressure of the partial flow mixture tχ 2 .
Durch die direkte, d. h. wärmetauscherlose Zumischung des aus den beiden Speisewasser-Teilströmen t_ und t2 unterschiedlicher Temperatur Ts Ts gebildeten Teilstromgemisches t_,2 zum kalten Kondensat K kann mit besonders einfachen Mitteln und insbesondere ohne Zwischenschaltung eines zusätzlichen Wärmetauschers eine beim Ölbetrieb der Gasturbine 2 erforderliche und im Vergleich zum Gasbetrieb erhöhte Wasser- oder Kesseleintrittstemperatur Tκ* von z.B. 120 bis 130°C eingestellt werden.
Due to the direct, ie heat exchanger-free admixture of the partial flow mixture t_, 2 formed from the two feed water partial flows t_ and t 2 of different temperature T s T s to the cold condensate K, one can use particularly simple means and in particular without the interposition of an additional heat exchanger when the gas turbine is operating in oil 2 required and, compared to gas operation, increased water or boiler inlet temperature T κ * of, for example, 120 to 130 ° C.