Kraftwerk mit Kühlsystem, Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftwerks, Verfahren zur Modifikation eines Power plant with cooling system, method for operating such a power plant, method for modifying a
Kraftwerks power plant
Die Erfindung betrifft ein Kraftwerk mit zumindest einem Generator, der mit einem von einem Generatorwärmetauscher ge kühlten Kühlgas gekühlt wird, und einem geschlossenen Kühl wassersystem, an das der Generatorwärmetauscher und weitere Wärmetauscher des Kraftwerks angeschlossen sind. The invention relates to a power plant with at least one generator which is cooled with a ge of a generator heat exchanger cooled cooling gas, and a closed cooling water system to which the generator heat exchanger and other heat exchangers of the power plant are connected.
Derartige Kraftwerke sind im Stand der Technik in unter schiedlichsten Ausführungen bekannt. Sie können als Gasturbi nen-, als Dampfturbinen- oder als Gas- und Dampfturbinen kraftwerk ausgebildet sein. Eine Vielzahl der Kraftwerkskom ponenten bedarf einer Kühlung, um zum einen die anfallende Verlustwärme abzuführen und zum anderen die Leistung des Kraftwerks zu steigern. Such power plants are known in the prior art in under different versions. They can be designed as a gas turbine, as a steam turbine or as a gas and steam turbine power plant. A variety of Kraftwerkskom components requires cooling, on the one hand to dissipate the heat loss incurred and on the other to increase the performance of the power plant.
Die Generatoren eines Kraftwerks werden in der Regel mit von Generatorwärmetauschern gekühltem Kühlgas gekühlt. Die Gene ratorwärmetauscher sind an ein geschlossenes Kühlwassersystem des Kraftwerks angeschlossen, über das auch weitere Wärmetau scher mit Kühlwasser versorgt werden, beispielsweise solche zur Schmier- und/oder Dichtölkühlung, zur Kühlung von Pumpen oder dergleichen. Die Rückkühlung des Kühlwassers des Kühl wasserkreislaufs kann auf verschiedene Arten erfolgen, bei spielsweise mittels Frischwasserdurchlaufkühlung, Umlaufküh lung unter Einsatz eines Kühlturms oder von luftgekühlten Kühlern, etc. The generators of a power plant are usually cooled with cooling gas cooled by generator heat exchangers. The gene ratorwärmetauscher are connected to a closed cooling water system of the power plant, over which also other Wärmetau shear are supplied with cooling water, for example, those for lubricating and / or Dichtölkühlung, for cooling of pumps or the like. The recooling of the cooling water of the cooling water circuit can be done in various ways, for example by means of fresh water flow cooling, Umlaufküh development using a cooling tower or air-cooled coolers, etc.
Die mögliche erzielbare elektrische Leistung am Generator ist abhängig von der zur Kühlung der Generatorwicklungen vorge gebenen Kaltgastemperatur des Kühlgases, also der Kühlgastem peratur bei Eintritt in den Generator. Je niedriger die Kalt gastemperatur ist, desto mehr mechanische Energie kann im Ge nerator in elektrische Energie umgewandelt werden. Das Kalt gas wird wie zuvor beschrieben über den Generatorwärmetau-
scher gewonnen, der über das Kühlwassersystem gekühlt wird. Damit ist die Kaltgastemperatur des Kühlgases für die Genera torkühlung an die Kühlwassertemperatur des Kühlwassersystems gekoppelt. Die Kühlwassertemperatur ist wiederum abhängig von der Rückkühlung und kann folglich nicht beliebig gesenkt wer den. Damit sind auch der am Generator erzielbaren elektri schen Leistung Grenzen gesetzt. The possible achievable electrical power to the generator is dependent on the cooling of the generator windings pre-given cold gas temperature of the cooling gas, ie the Kühlgastem temperature when entering the generator. The lower the cold gas temperature, the more mechanical energy can be converted in the Ge generator into electrical energy. The cold gas is, as described above, via the generator heat shear, which is cooled by the cooling water system. Thus, the cold gas temperature of the cooling gas for the genera torkühlung is coupled to the cooling water temperature of the cooling water system. The cooling water temperature is in turn dependent on the re-cooling and therefore can not be arbitrarily lowered who the. Thus, the achievable on the generator electrical power rule limits are set.
Kommt es durch leistungssteigernde Maßnahmen an der Turbine zu einem Anstieg der mechanischen Leistung an der Generator welle, wäre es wünschenswert, für den Generator eine verbes serte Kühlung bereitzustellen, um diese Mehrleistung in elektrische Energie umzuwandeln zu können. If it comes by performance-enhancing measures on the turbine to increase the mechanical power to the generator shaft, it would be desirable to provide the generator a verbes serte cooling to convert this extra power into electrical energy can.
Die EP 1 529 333 Al offenbart eine Kühlung eines Generators, bei dem das Kühlwasser des Kühlwassersystems des Kraftwerks zusätzlich für die Generatorkühlung heruntergekühlt wird. EP 1 529 333 A1 discloses a cooling of a generator, in which the cooling water of the cooling water system of the power plant is additionally cooled down for the generator cooling.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftwerk der eingangs ge nannten Art mit verbessertem Aufbau zu schaffen. Based on this prior art, it is an object of the present invention to provide a power plant of the type mentioned ge with improved structure.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftwerk nach Anspruch 1, und Verfahren zum Betreiben nach Anspruch 16 sowie ein Ver fahren zur Modifikation eines Kraftwerks nach Anspruch 27. The object is achieved by a power plant according to claim 1, and method of operation according to claim 16 and a Ver drive for modification of a power plant according to claim 27.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Kraftwerk der eingangs genannten Art, das dadurch gekenn zeichnet ist, dass ein Generatorwärmetauscher Bestandteil eines Zusatzkühlwasserkreislaufs ist, der ausschließlich der Kühlung zumindest eines Generators dient, der insbesondere mit dem Kühlwassersystem des Kraftwerks verbunden und insbe sondere über zumindest ein Absperrventil wahlweise von diesem getrennt werden kann. To achieve this object, the present invention provides a power plant of the type mentioned, which is characterized in that a generator heat exchanger is part of a Zusatzkühlwasserkreislaufs, which serves exclusively to cool at least one generator, in particular connected to the cooling water system of the power plant and in particular special at least one shut-off valve can optionally be separated from this.
Weiterer Vorteil ist das Vorhandensein einer Pumpe und zumin dest einer Kältemaschine zur Kühlung des den Zusatzkühlwas serkreislauf durchströmenden Kühlwassers.
Das Vorsehen eines separaten Zusatzkühlwasserkreislaufs für den zumindest einen Generator, der von dem Kühlwassersystem entkoppelt werden kann, ist dahingehend von Vorteil, dass über den Zusatzkühlwasserkreislauf eine auf den Kühlbedarf des zumindest einen Generators abgestimmte Kühlleistung be reitgestellt werden kann, und zwar ohne Rücksicht auf die Kühlleistung des Kühlwassersystems, über das die weiteren Wärmetauscher gekühlt werden, um beispielsweise Schmier und/oder Dichtöl, Pumpen oder andere Komponenten des Kraft werks zu kühlen. Dennoch kann durch Öffnen des zumindest einen Absperrventils wahlweise auch eine Kühlung des Genera tors alleine über das Kühlwassersystem erfolgen, wenn bei ge ringen Umgebungstemperaturen nur eine geringe Kühlleistung für den Generator bereitgestellt werden muss oder der Zusatz kühlwasserkreislauf ausfällt, so dass eine Notfallkühlung ge währleistet wird. Another advantage is the presence of a pump and at least one chiller for cooling the cooling water flowing through the Zusatzkühlwas serkreislauf. The provision of a separate additional cooling water circuit for the at least one generator which can be decoupled from the cooling water system is advantageous in that via the additional cooling water circuit to the cooling requirements of at least one generator tuned cooling performance can be made available, regardless of the cooling performance the cooling water system over which the other heat exchangers are cooled to cool, for example, lubricating and / or sealing oil, pumps or other components of the power plant. Nevertheless, by opening the at least one shut-off valve optionally also a cooling of Genera sector alone done via the cooling water system when ge wrestle ambient temperatures only a small cooling capacity for the generator must be provided or the addition of cooling water circuit fails, so that emergency cooling ge is guaranteed.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Zusatzkühlwas serkreislauf über das Kühlwassersystem mit Kühlwasser ge speist wird, so dass für den Zusatzkühlwasserkreislauf keine separate Kühlwasserversorgung erforderlich ist. Another advantage is that the Zusatzkühlwas serkreislauf is fed via the cooling water system with cooling water ge, so that no separate cooling water supply is required for the additional cooling water circuit.
Der Einsatz zumindest einer Kältemaschine zur Kühlung des den Zusatzkühlwasserkreislauf durchströmenden Kühlwassers bietet eine hohe Flexibilität der zur Verfügung stellbaren Kühlleis tung, so dass diese einfach an sich ändernde Umgebungsbedin gungen und Fahrweisen des Kraftwerks angepasst werden kann. The use of at least one chiller for cooling the cooling water flowing through the additional cooling water circuit offers a high flexibility of the available Kühlleis device, so that these conditions and conditions of operation of the power plant can be easily adapted to changing ambient conditions.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Kältemaschine eine Kompressionskältemaschine und weist einen Verdampfer, einen Kompressor, einen Kondensator und ein Ent spannungsventil auf, die einen geschlossenen Kreislauf bil den, durch den das Kältemittel der Kältemaschine geleitet wird . According to one aspect of the present invention, the refrigerating machine is a compression refrigerating machine and has an evaporator, a compressor, a condenser and a discharge valve that forms a closed circuit through which the refrigerant of the refrigerator is passed.
Bei dem Kältemittel der Kältemaschine handelt es sich bevor zugt um Tetrafluorethan, das auch unter dem Handelsnamen R-
134a erhältlich ist. Mit Tetrafluorethan als Kältemittel wur den sehr gute Ergebnisse erzielt. The refrigerants of the refrigerator are preferably tetrafluoroethane, which is also sold under the trade name R- 134a is available. With tetrafluoroethane as the refrigerant WUR achieved very good results.
Der Kondensator der Kältemaschine wird bevorzugt mit Kühlwas ser des Kühlwassersystems gekühlt, wodurch ein einfacher und preiswerter Aufbau des Zusatzkühlwasserkreislaufs erzielt wird . The condenser of the refrigerator is preferably cooled with Kühlwas water of the cooling water system, whereby a simple and inexpensive construction of the additional cooling water circuit is achieved.
Alternativ oder zusätzlich wird vorteilhaft der Kompressor der Kältemaschine mit von einem an das Kühlwassersystem ange schlossenen Generatorwärmetauscher gekühlter Luft gekühlt. Alternatively or additionally, advantageously, the compressor of the chiller is cooled by a connected to the cooling water system connected generator heat exchanger cooled air.
Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Kraft werks, bei dem der Zusatzkühlwasserkreislauf im Normalbetrieb des Kraftwerks durch das zumindest eine Absperrventil von dem Kühlwassersystem getrennt ist, so dass das den Generatorwär metauscher verlassende Kühlwasser des Zusatzkühlwasserkreis laufes ausschließlich über die Kältemaschine rückgekühlt wird. Damit erfolgt auch die Generatorkühlung ausschließlich über die Kältemaschine und ist damit unabhängig von dem Kühl wassersystem. Entsprechend wird eine energetisch günstige, sehr leistungsfähige und flexible Generatorkühlung bereitge stellt, die es ermöglicht, auch sehr hohe mechanische Leis tungen an der Generatorwelle in elektrische Energie umzuwan deln . Furthermore, the present invention provides a method for operating a power plant according to the invention previously described, in which the additional cooling water circuit is disconnected in normal operation of the power plant by the at least one shut-off valve from the cooling water system, so that the Generatorwär exchanger exiting cooling water of the additional cooling water circuit run exclusively on the chiller is recooled. Thus, the generator cooling is done exclusively via the chiller and is thus independent of the cooling water system. Accordingly, an energetically favorable, very powerful and flexible generator cooling is bereitge provides, which makes it possible to umzuwan very high mechanical Leis lines on the generator shaft in electrical energy.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Unterschreiten eines vorab definierten unteren According to one embodiment of the method according to the invention falls below a predefined lower
Grenzwertes der mechanischen Leistung an der Generatorwelle des Generators der Normalbetrieb durch Öffnen des Absperrven til und durch Abstellen des Zusatzkühlwasserkreislaufs auto matisch verlassen, so dass die Generatorkühlung nicht mehr über den Zusatzkühlwasserkreislauf sondern über das Kühlwas sersystem erfolgt, und dass bei erneutem Überschreiten des Grenzwertes der Normalbetrieb durch Schließen des Absperrven tils und Inbetriebnahme des Zusatzkühlwasserkreislaufs wieder aufgenommen wird. Der Grenzwert ist dabei derart gewählt,
dass eine ordnungsgemäße Kühlung des Generators alleine durch das Kühlwassersystem gewährleistet werden kann. Limit value of the mechanical power to the generator shaft of the generator normal operation by opening the Absperrven til and by switching off the additional cooling water circuit auto matically leave, so that the generator cooling is no longer on the additional cooling water circuit but on the Kühlwas sersystem, and that again exceeding the limit of normal operation is resumed by closing the Absperrven tils and commissioning of the additional cooling water circuit. The limit value is chosen such that that proper cooling of the generator can be ensured solely by the cooling water system.
Das zumindest eine Absperrventil des Zusatzkühlwasserkreis laufs wird im Falle eines Ausfalls der Kältemaschine vorteil haft automatisch geöffnet und der Generatorwärmetauscher mit dem Kühlwassersystem 14 verbunden. Auf diese Weise ist stets eine Notkühlung des Generators über das Kühlwassersystem sichergestellt . The at least one shut-off valve of the additional cooling water circuit is advantageously automatically opened in the event of failure of the refrigerator and the generator heat exchanger connected to the cooling water system 14. In this way, emergency cooling of the generator via the cooling water system is always ensured.
Bevorzugt wird beim Verlassen des Normalbetriebs und bei Wie deraufnahme des Normalbetriebs der Generator temporär sowohl von dem Zusatzkühlwasserkreislauf als auch von dem Kühlwas sersystem gekühlt. Durch einen solchen Mischbetrieb kann ver hindert werden, dass innerhalb des Generators zu große, den Generator schädigende Temperaturgradienten entstehen. Preferably, when leaving the normal operation and when recording the normal operation of the generator is temporarily cooled both from the additional cooling water circuit and from the Kühlwas sersystem. By such a mixed operation can be prevented ver, that arise within the generator to large, the generator damaging temperature gradient.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer den anhand der nachfolgenden Beschreibung und Ausführungsfor men eines erfindungsgemäßen Kraftwerks unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich, die schematisch ein solches Kraftwerk zeigen. Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description and Ausführungsfor men of a power plant according to the invention with reference to the accompanying drawings, which show schematically such a power plant.
Figur 1 zeigt ein Kraftwerk mit einem Generator, einem Figure 1 shows a power plant with a generator, a
Wärmetauscher für einen Generator mit einem Wärme tauscher, Heat exchanger for a generator with a heat exchanger,
Figur 2 zeigt ein Hybridsystem in einem Kraftwerk, bei dem ein Generator auch durch ein Gebläse gekühlt werden kann, FIG. 2 shows a hybrid system in a power plant in which a generator can also be cooled by a blower.
Figur 3 zeigt ein Kraftwerk mit zwei Generatoren und einem FIG. 3 shows a power plant with two generators and one
Wärmetauscher, Heat exchanger,
Figur 4 zeigt ein Kraftwerk mit zwei Generatoren, die je weils einen Wärmetauscher aufweisen,
Figur 5 zeigt, dass ein Wärmetauscher verwendet wird, um verschiedene Teilkomponenten eines Generators zu kühlen und FIG. 4 shows a power plant with two generators each having a heat exchanger, Figure 5 shows that a heat exchanger is used to cool various subcomponents of a generator and
Figur 6 zeigt, dass verschiedene Teilkomponenten eines FIG. 6 shows that different subcomponents of a
Generators durch zwei Wärmetauscher gekühlt werden. Generators are cooled by two heat exchangers.
Bei dem Kraftwerk 1 handelt es sich vorliegend um ein Gastur binenkraftwerk, wobei es sich ebenso um jeden anderen Kraft werkstyp handeln könnte. In the power plant 1 is in this case a gas turbine power plant, which could also be any other type of power plant act.
Vorzugsweise kann es also auch ein GuD-Kraftwerk darstellen mit zumindest einer Dampfturbine (nicht näher dargestellt) . Preferably, therefore, it can also be a combined cycle power plant with at least one steam turbine (not shown in detail).
Die Dampfturbinen können im selben Wellenstrang des Gasturbi nenrotors 6 hängen. The steam turbines can hang in the same shaft train of Gasturbi nenrotors 6.
Vorzugsweise können zwei Dampfturbinen Teil des Kraftwerks sein . Preferably, two steam turbines may be part of the power plant.
Daher oder aus anderen Gründen können zwei Generatoren vor handen sein. Therefore, or for other reasons, two generators may be present.
Das Kraftwerk 1 umfasst hier vorzugsweise einen Luftverdich ter 2, eine Gasturbine 3, zumindest einen Generator 4 und einen Transformator 5. Während des Betriebs des Kraftwerks 1 wird in dem Luftverdichter 2 verdichtete Luft in bekannter Weise zusammen mit einem Brennstoff verbrannt. Das Verbren nungsgas wird der Gasturbine 3 zugeführt und in dieser unter Antreiben eines Gasturbinenrotors 6 entspannt. Der Gasturbi nenrotor 6 treibt den Generator 4 an, der die Bewegungsener gie in elektrische Energie wandelt. Der Transformator 5, der an den Generator 4 elektrisch angeschlossen ist, transfor miert die elektrische Energie derart, dass sie einem Strom versorgungsnetz zugeführt werden kann. The power plant 1 here preferably comprises a Luftverdich ter 2, a gas turbine 3, at least one generator 4 and a transformer 5. During operation of the power plant 1 in the air compressor 2 compressed air is combusted in a known manner together with a fuel. The combustion gas is supplied to the gas turbine 3 and relaxed therein by driving a gas turbine rotor 6. The Gasturbi nenrotor 6 drives the generator 4, which converts the Bewegungsener energy into electrical energy. The transformer 5, which is electrically connected to the generator 4, transforms the electrical energy such that it can be supplied to a power supply network.
Zur Kühlung einzelner Komponenten des Kraftwerks 1 verfügt dieses über ein geschlossenes Kühlwassersystem 7, das allge mein auch als Zwischenkühlwasserkreislauf bezeichnet und von dem vorliegend lediglich eine Hauptzuführleitung 8 und eine
Hauptrückführleitung 9 dargestellt sind. An das Kühlwasser system 7 sind über Leitungen 10 und 11 Wärmetauscher 12 ange schlossen, über die beispielsweise Schmieröl, Dichtöl, Pumpen und/oder andere Komponenten des Kraftwerks 1 gekühlt werden. For cooling of individual components of the power plant 1, this has a closed cooling water system 7, the general my called as Zwischenkühlwasserkreislauf and of the present only a Hauptzuführleitung 8 and a Main return line 9 are shown. To the cooling water system 7 are connected via lines 10 and 11 heat exchanger 12 is closed, are cooled by the example, lubricating oil, sealing oil, pumps and / or other components of the power plant 1.
Zur Kühlung des zumindest einen Generators 4 ist an das Kühl wassersystem 7 über Leitungen 13 ferner ein Generatorwärme tauscher 14 angeschlossen, dem über die Leitung 15 dem Gene rator 4 entnommenes Warmgas zugeführt wird, das dann über die Leitung 16 gekühlt als Kaltgas zum Generator 4 zurückgeführt wird. Der Generatorwärmetauscher 14 bildet erfindungsgemäß einen Bestandteil eines Zusatzkühlwasserkreislaufs 17, der ausschließlich der Kühlung des Generators 4 dient und vorlie gend über Absperrventile 18, 18', die an der zuführenden Lei tung 13 vorgesehen sind, wahlweise mit dem Kühlwassersystem 7 verbunden und von diesem getrennt werden kann. Der Zusatz kühlkreislauf 17 umfasst eine Kältemaschine 19, die über eine mit einer Pumpe 20 versehene Leitung 21 zwischen dem Genera torwärmetauscher 14 und dem Absperrventil 18 mit der rückfüh renden Leitung 13 und über eine ein Drei-Wege-Ventil 22 auf weisende Leitung 23 zwischen dem Generatorwärmetauscher 14 und dem Absperrventil 18 mit der zuführenden Leitung 13 einerseits und über ein Leitung 24 mit der Leitung 21 ande rerseits verbunden ist. Die Kältemaschine 19 umfasst vorlie gend einen Verdampfer 25, einen Kompressor 26, einen Konden sator 27 und ein Entspannungsventil 28, durch die das Kälte mittel der Kältemaschine 19 über Leitungen 29 im geschlosse nen Kreislauf geleitet wird, bei dem es sich vorliegend um Tetrafluorethan (R-134a) handelt, wobei grundsätzlich auch andere Kühlmedien verwendet werden können. Der Kondensator 27 der Kältemaschine 19 wird mit über Leitungen 30 zugeführtem Kühlwasser des Kühlwassersystems 7 gekühlt. Ferner wird der Kompressor 26 der Kältemaschine 19 mit von einem an das Kühl wassersystem 7 über Leitungen 31 und die Leitungen 30 ange schlossen Wärmetauscher 32 gekühlter Luft gekühlt. To cool the at least one generator 4 is connected to the cooling water system 7 via lines 13, a generator heat exchanger 14 connected to the generator via the line 15 generator 4 extracted hot gas is supplied, which then returned via the line 16 as cold gas to the generator 4 becomes. The generator heat exchanger 14 forms according to the invention a part of a Zusatzkühlwasserkreislaufs 17, which serves exclusively for the cooling of the generator 4 and vorlie ing via shut-off valves 18, 18 ', which are provided at the supplying Lei device 13, optionally connected to the cooling water system 7 and separated from it can. The addition of the cooling circuit 17 includes a refrigerator 19, which via a provided with a pump 20 line 21 between the Genera torwärmetauscher 14 and the shut-off valve 18 with the rückfüh-generating line 13 and a three-way valve 22 on pointing line 23 between the Generator heat exchanger 14 and the shut-off valve 18 to the supply line 13 on the one hand and via a line 24 to the line 21 is connected to the other hand. The chiller 19 comprises vorlie lowing an evaporator 25, a compressor 26, a condenser 27 and an expansion valve 28 through which the refrigerant is passed through the refrigeration unit 19 via lines 29 in the closed-circuit NEN, which in this case is tetrafluoroethane (R. -134a), although in principle also other cooling media can be used. The condenser 27 of the refrigerator 19 is cooled by means of lines 30 supplied cooling water of the cooling water system 7. Further, the compressor 26 of the refrigerator 19 is cooled by a to the cooling water system 7 via lines 31 and the lines 30 is closed heat exchanger 32 cooled air.
Während des Normalbetriebs ist das zumindest eine Ventil 18, 18 ' geschlossen und das Drei-Wege-Ventil 22 verbindet die
Leitungen 13 und 23, so dass der Zusatzkühlwasserkreislauf 17 vollständig von dem Kühlwassersystem 7 getrennt ist. Entspre chend erfolgt die Kühlung des Generators 4 ausschließlich über die Kältemaschine 19. Dies ist dahingehend von Vorteil, dass die Kühlleistung der Generatorkühlung vollständig unab hängig von dem Kühlwassersystem 7 eingestellt werden kann. Entsprechend wird eine energetisch günstige, sehr leistungs fähige und flexible Generatorkühlung bereitgestellt, die es ermöglicht, auch sehr hohe mechanische Leistungen an der Ge neratorwelle in elektrische Energie umzuwandeln. Bei gerin geren mechanischen Leistungen an der Generatorwelle können, wenn die Kühlleistung des Kühlwassersystems 7 dann für den Generator 4 ausreichend ist, das zumindest eine Absperrventil 18, 18' geöffnet und der Zusatzkühlwasserkreislauf 17 abge stellt werden, so dass die Generatorkühlung nicht mehr über den Zusatzkühlwasserkreislauf 17 bzw. die Kältemaschine 19 sondern über das Kühlwassersystem 7 erfolgt. Das Umschalten von einer Kühlungsart zur anderen kann unter Einsatz einer in der entsprechenden Steuerung hinterlegten Kurve erfolgen, die jeder Generatorleistung eine Soll-Kühlgastemperatur mit einer zugehörigen Kühlwassertemperatur am Eintritt des Generator wärmetauschers 14 zuordnet und Grenzwerte kennzeichnet, wel che Kühlgastemperaturen bei welchen Temperaturen des Kühlwas sers des Kühlwassersystems 7 erreicht werden. Wird ein sol cher Grenzwert überschritten, so wird automatisch von einer Kühlung des Generators 4 durch das Kühlwassersystem 7 auf eine solche durch den Zusatzkühlwasserkreislauf 17 umgeschal tet. Bei Unterschreitung wird entsprechend zurückgeschaltet. Für eine solche Reglung sind zumindest die Generatorleistung und die Kühlwassertemperatur des Kühlwassersystems 7 vor Ein tritt in den Generatorwärmetauscher 14 durch entsprechende Sensorik zu erfassen. Ferner ist vorgesehen, dass das zumin dest eine Absperrventil 18, 18' des Zusatzkühlwasserkreis laufs 17 im Falle eines Ausfalls der Kältemaschine 19 automa tisch geöffnet und der Generatorwärmetauscher 14 mit dem Kühlwassersystem 7 verbunden wird, um eine Notfallkühlung des Generators 4 bereitzustellen.
Wird die Generatorkühlung von einer Kühlung über den Zusatz kühlwasserkreislauf 17 auf eine Kühlung über das Kühlwasser system 7 umgeschaltet oder umgekehrt, so sollte die Umstel lung bevorzugt nach und nach erfolgen, um im Generator 4 keine zu starken Beschädigungen nach sich ziehende Tempera turgradienten hervorzurufen. Zu diesem Zweck ist das Drei- Wege-Ventil 22 vorgesehen, das auch einen Mischbetrieb ermög licht, der dafür sorgt, dass ein zulässiger Temperaturgradi ent des Kühlwassers am Eintritt des Generatorwärmetauschers 14 eingehalten wird. Dieser kann 1K/Minute betragen, um nur ein Beispiel zu nennen. During normal operation, the at least one valve 18, 18 'is closed and the three-way valve 22 connects the Lines 13 and 23, so that the additional cooling water circuit 17 is completely separated from the cooling water system 7. Accordingly, the cooling of the generator 4 takes place exclusively via the chiller 19. This is to the effect of advantage that the cooling capacity of the generator cooling can be adjusted completely inde pendent of the cooling water system 7. Accordingly, an energetically favorable, very powerful and flexible generator cooling is provided, which makes it possible to convert even very high mechanical power to the Ge neratorwelle in electrical energy. At clotting geren mechanical services to the generator shaft, if the cooling capacity of the cooling water system 7 is then sufficient for the generator 4, the at least one shut-off valve 18, 18 'is opened and the additional cooling water circuit 17 is abge, so that the generator cooling is no longer on the additional cooling water circuit 17 or the chiller 19 but via the cooling water system 7 takes place. Switching from one type of cooling to another can be done using a stored in the corresponding control curve that assigns each generator power a target cooling gas temperature with an associated cooling water temperature at the inlet of the generator heat exchanger 14 and limits, wel che Kühlgastemperaturen at which temperatures of the Kühlwas sers the cooling water system 7 can be achieved. If a sol cher limit value is exceeded, it is automatically switched from a cooling of the generator 4 by the cooling water system 7 to such by the additional cooling water circuit 17 tet switched. When falling below is switched back accordingly. For such a regulation, at least the generator power and the cooling water temperature of the cooling water system 7 before A enters into the generator heat exchanger 14 by corresponding sensors to detect. It is further provided that the at least one shut-off valve 18, 18 'of the additional cooling water circuit 17 in the event of failure of the refrigerator 19 opens automatically table and the generator heat exchanger 14 is connected to the cooling water system 7 to provide emergency cooling of the generator 4. If the generator cooling system is switched from a cooling on the addition of cooling water circuit 17 to a cooling system via the cooling water 7 or vice versa, the Umstel development should preferably be made gradually in order to cause turgradienten in the generator 4 no excessive damage after pulling tempera. For this purpose, the three-way valve 22 is provided, which also made a mixed operation made light, which ensures that a permissible Temperaturgradi ent the cooling water at the inlet of the generator heat exchanger 14 is maintained. This can be 1K / minute, just to give an example.
Insgesamt zeichnet sich das erfindungsgemäße Kraftwerk 1 durch eine effektive Generatorkühlung bei einfachem Aufbau aus . Overall, the power plant 1 according to the invention is characterized by an effective generator cooling with a simple structure.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise auch möglich, an eine zentral aufgestellte Kältemaschine 19 mehrere Zusatzkühlwas serkreisläufe 17 anzuschließen, die jeweils einen Generator 4 aufweisen. Auf diese Weise kann auf das Aufstellen mehrerer Kältemaschinen 19 verzichtet werden, wodurch Kosten einge spart werden können. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. Thus, for example, it is also possible to connect a plurality of additional cooling water circuits 17 to a centrally erected refrigerating machine 19, each having a generator 4. In this way, can be dispensed with the establishment of multiple refrigerators 19, which costs can be saved.
Figur 2 zeigt ein Hybridsystem zur Kühlung des Generators 4. Der Generator 4 kann zusätzlich durch ein Gebläse oder Geblä sesystem 33 über separate Leitungen 15', 16' gekühlt werden. Das Gebläsesystem 33 kann parallel zum Generatorwärmetauscher 14 betrieben werden oder wird vorzugsweise nur bei entspre chend niedrigeren Außentemperaturen oder niedriger thermi schen Belastungen des Generators 4 eingesetzt. FIG. 2 shows a hybrid system for cooling the generator 4. The generator 4 can additionally be cooled by a blower or blower system 33 via separate lines 15 ', 16'. The blower system 33 can be operated in parallel to the generator heat exchanger 14 or is preferably used only at accordingly lower outdoor temperatures or lower thermal stresses of the generator 4.
Sollte die thermische Belastung des Generators 4 und/oder die Außentemperaturen steigen, so muss der Generatorwärmetauscher
14 betrieben werden und das Gebläsesystem 33 wird in der Regel ausgeschaltet. If the thermal load of the generator 4 and / or the outside temperatures rise, so must the generator heat exchanger 14 are operated and the blower system 33 is usually turned off.
Figur 3 zeigt eine weitere schematische Anordnung eines Kraftwerks 1 mit vorzugsweise zwei Generatoren 4', 4''. FIG. 3 shows a further schematic arrangement of a power plant 1 with preferably two generators 4 ', 4 ".
Die schematische Anordnung der zwei Generatoren 4', 4'' be züglich einer oder mehrerer Gasturbinen 2 und/oder nicht näher dargestellten Dampfturbinen ist nur schematisch. Jeden falls ist bei zwei oder auch mehr Generatoren 4', 4'' nur ein Generatorwärmetauscher 14 vorhanden, der beide Generatoren 4', 4'' kühlt. Die Kühlung ist vorzugsweise parallel geschal tet, so dass separate Schaltungen 15', 16' für den zweiten Generator 4'' vorhanden sind. The schematic arrangement of the two generators 4 ', 4' 'be delay one or more gas turbines 2 and / or not shown steam turbines is only schematically. In any case, in two or more generators 4 ', 4' 'only a generator heat exchanger 14 is present, the two generators 4', 4 '' cools. The cooling is preferably switched in parallel so that separate circuits 15 ', 16' are provided for the second generator 4 ".
Figur 4 zeigt ein Kraftwerk 1 mit zwei Generatoren 4', 4''. Die Anordnung der zwei Generatoren 4', 4'' ist nur schema tisch sowie die Anzahl der Gasturbinen 2 oder das Vorhanden sein nicht näher dargestellter Dampfturbinen. FIG. 4 shows a power plant 1 with two generators 4 ', 4 ". The arrangement of the two generators 4 ', 4' 'is only schematically and the number of gas turbines 2 or the presence of not shown steam turbines.
Jedenfalls wird der zweite Generator 4 ' ' durch einen zweiten Generatorwärmetauscher 14 ' ' gekühlt, der ebenfalls wiederum an eine Kältemaschine angeschlossen ist. Dies kann dieselbe Kältemaschine 19 oder eine separate Kältemaschine 19' sein. Somit ist für jeden Generator 4', 4'' ein separater Genera torwärmetauscher 14', 14'' und eine separate Wärmemaschine 19, 19' vorhanden. Dementsprechend sind auch entsprechende Zuleitungen 15' und 16' analog zu den Leitungen 15, 16 Küh lung des ersten Generators 4' vorhanden. In any case, the second generator 4 '' by a second generator heat exchanger 14 '' cooled, which is also in turn connected to a chiller. This may be the same chiller 19 or a separate chiller 19 '. Thus, for each generator 4 ', 4' 'a separate Genera torwärmetauscher 14', 14 '' and a separate heat engine 19, 19 'available. Accordingly, corresponding supply lines 15 'and 16' analogous to the lines 15, 16 Küh development of the first generator 4 'available.
In Figur 5 ist näher dargestellt, dass für einen Generator 4 zwei Zuleitungen 16, 16' und zwei Ableitungen 15, 15' vorhan den sind, die dazu dienen, verschiedene Teilkomponenten des Generators 4 zu kühlen. Dies kann z.B. eine Ölkühlung sein und/oder eine Kühlung des Rotors. Diese Kühlung von Teilkom ponenten gilt natürlich entsprechend für die vorherigen und nachfolgenden Figuren.
Figur 6 zeigt, dass für einen Generator 4 zwei Generatorwär metauscher 14, 14' und ebenfalls zusätzliche Leitungen 15', 16' vorhanden sind, um eine andere oder mehrere Teilkomponen ten des Generators 4 zu kühlen. So kann der Generatorwärme tauscher 14 zur Kühlung des Rotors dienen, wohingegen der zweite Generatorwärmetauscher 14 ' beispielsweise zur Kühlung des Öls im Generator 4 dient. In Figure 5 is shown in more detail that for a generator 4, two supply lines 16, 16 'and two leads 15, 15' are the IN ANY, which serve to cool various sub-components of the generator 4. This can be, for example, oil cooling and / or cooling of the rotor. This cooling of Teilkom components, of course, applies accordingly for the previous and subsequent figures. FIG. 6 shows that for a generator 4, two generator heat exchangers 14, 14 'and also additional lines 15', 16 'are present in order to cool another or several component parts of the generator 4. Thus, the generator heat exchanger 14 serve to cool the rotor, whereas the second generator heat exchanger 14 ', for example, for cooling the oil in the generator 4 is used.
Die Verwendung von zwei Generatorwärmetauschern 14, 14' er möglicht es, die verschiedenen Teilkomponenten des einen Ge nerators 4 optimal und unabhängig voneinander zu kühlen. The use of two generator heat exchangers 14, 14 'makes it possible to optimally and independently cool the various subcomponents of a Ge generator 4.
Der zweite Generatorwärmetauscher 14 ' ist über entsprechende Zuleitungen 13' mit der Kältemaschine 19 verbunden. Optional wäre es auch möglich, für den zweiten Generatorwärmetauscher 14' eine separate Kältemaschine 13' zu verwenden. The second generator heat exchanger 14 'is connected via corresponding feed lines 13' to the refrigerator 19. Optionally, it would also be possible to use a separate chiller 13 'for the second generator heat exchanger 14'.
Ebenso können ältere bestehende Kraftwerke aufgerüstet wer den, bei dem eine separate Kühlung wie oben beschrieben für den oder die Generatoren 4, 4' zusätzlich und erstmalig pa rallel zu dem Kühlwassersystem 7 installiert wird. Likewise, older existing power plants can be upgraded to who, in which a separate cooling as described above for the generator or the generators 4, 4 'additionally and for the first time pa rallel to the cooling water system 7 is installed.
Dadurch wird das Kühlwassersystem 7 entlastet und/oder die Leistung des oder der Generatoren 4, 4' verbessert. As a result, the cooling water system 7 is relieved and / or the performance of the generator or generators 4, 4 'is improved.
Die Kältemaschinen 19, 19' werden vorzugsweise dabei mit dem Strom vom Kraftwerk 1 versorgt. The chillers 19, 19 'are preferably supplied with the power from the power plant 1.
Die anderen, insbesondere alle anderen Komponenten des Kraft werks 1 werden vorzugsweise nicht durch die Kältemaschine 19 gekühlt, sondern nur durch das Kühlwassersystem 7.
The others, in particular all other components of the power plant 1 are preferably not cooled by the chiller 19, but only by the cooling water system. 7