NO163202B

NO163202B - Kraftverk for midlere last og med et integrert kullforgasningsanlegg.

Info

Publication number: NO163202B
Application number: NO842059A
Authority: NO
Inventors: Konrad Goebel; Rainer Mueller; Ulrich Schiffers
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1983-05-31
Filing date: 1984-05-23
Publication date: 1990-01-08
Also published as: AU2884084A; FI841838A0; FI76625B; AU553937B2; DK265784A; GR82052B; DE3464148D1; DK159510B; IE55179B1; MX158082A; JPH0468446B2; FI841838A; US4608818A; CA1235580A; EP0127093B1; FI76625C; ATE27726T1; IE841351L; EP0127093A1; ES532944A0

Description

Oppfinnelsen angår et kraftverk for midlere last og

med et integrert kullforgasningsanlegg, med en gassturbin-kraftverksdel som er tilkoblet kullforgasningsanlegget, med en dampkraftverksdel som er tilkoblet kullforgasningsanleggets ragass-varmeveksleranlegg/ samt med et metanolsynteseanlegg.

DE-OS 31 14 984 beskriver et kraftverksanlegg hvor en gassturbin blir forsynt med rengass fra et kullforgasningsanlegg. Gassturbinen driver en elektrisk generator. Varmen i gassturbinens avgasser blir ved dette kraftverksanlegg utnyttet for damputviklingen. Med dampen drives en kraftturbin og en ytterligere elektrisk generator. Ved dette kraftverksanlegg blir ennvidere en del av den frembragte rengass tilført et metanolsynteseanlegg og den frembragte metanol lagret. Kraftverksanleggets effekt lar seg regulere synkront med kullforgasningsanleggets. Dettes effekt kan imidlertid bare reguleres innen et område omtrent mellom 75 og 100% av merke-effekten eller til nød ned til 55%.ved redusert virkningsgrad.

En særegenhet ved dette kraftverksanlegg er at lastspisser

bare kan dekkes ved at den tidligere frembragte metanol i tillegg til rengassen blir forbrent med i gassturbinen. Ved frakobling av den med kullforgasseren koblede kraftverksdel må også metanolsynteseanlegget kobles fra, siden der ikke finnes noen mulighet for å føre varmen fra rågassen bort.

Fra europeisk patentskrift 00 38 138 er der kjent et kraftverk som er bestemt for midlere lastverdier og setter seg sammen av to kraftverksanlegg som arbeider helt uavhengig av hverandre. Det første av disse to kraftverksanlegg inneholder en gassturbin med et dampturbinanlegg tilkoblet gassturbinens avgangsvarmekjeie, og er tilkoblet et kullforsyningsanlegg. Kullforsyningsanlegget etterfølges dessuten av et anlegg til å frembringe syntetiske kraftstoffer. Det første kraftverksanlegg arbeider i grunnlastdrift og kap bare reguleres i samme grad som det foranliggende kullforgasningsanlegg. Dette lar seg imidlertid bare regulere innen et område av omtrent 75-100% merkeeffekt. Dets belastningsfunksjon er i avgjørende grad bestemt ved belastningsfunksjonen for kullforgasningsanlegget inklusive' tilkoblet luftsepareringsanlegg. Det annet uavhengige kraftverksanlegg utligner i det vesentlige lastvariasjonene i strømproduksjonen. I dette anlegg forbrennes imidlertid det vesentlig dyrere syntetiske kraftstoff som er frembragt på forhånd. En særegenhet ved dette anlegg er at den overskytende rengassmengde ved plutselig lastfrå-kobling i kraftverksdelen må brennes av så lenge til der er gjenopprettet likevekt mellom reng~ssproduksjonen og produk-sjonen av syntetisk drivstoff ved den nye, lavere strømgene-reringsrate. Dette energitap kan anta betraktelige verdier, siden nedreguleringen av et større kullforgasningsanlegg kan vare over en time, mens en gassturbins effekt lar seg strupe i løpet av noen minutter. Ved dekning av lastspisser såvel som ved rask igangkjøring av dette kraftverksanlegg må det relativt dyrere på forhånd, produserte syntetiske drivstoff forbrennes i det annet uavhengige kraftverksanlegg.

Også dette må foregå så lenge til det er gjenopprettet effekt-likevekt.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å utvikle et kraftverk som er bestemt for midlere lastverdier, men som ikke behøver noe ytterligere uavhengig kraftverksanlegg til å oppfange kraftvariasjoner på strømsiden. Videre skal det til dette kraftverk for midlere last være mulig under drift a dekke topplastverdier uten å anvende noe dyrere annet brensel. Ennvidere skal ethvert brenseltap ved plutselig lastminskning unngås. Sluttelig skal det ved det kraftverk som skal utvikles, være mulig å utnytte det samlede varme-innhold i frembragte gasser.

Ved et kraftverk av den innledningsvis angitte art er ifølge oppfinnelsen derfor metanolsynteseanlegget sammensatt av parallellkoblede moduler og forbundet med gassturbin-kraftverksdelen via et sentralt rengassfordelingssystem som omfatter et med rengassforsyningsledningen parallellkoblet rengass-gjennomstrømnings-mellomlageranlegg og på gassiden er etterkoblet rågassvarmeveksleranlegget. Ved et kraftverk for midlere last utført i henhold til dette opplegg er det mulig ved lastendring, på kraftverksdelen å mellomlagre gassmengder som fås som overskudd fra kullforsyningsanlegget, så lenge til der er gjenopprettet likevekt mellom gassproduksjonen og gassbehovet i det samlede anlegg. Likevekten mellom gassproduksjon og gassforbruk kan ved avtagende eller tiltagende strømavgivelse til nettet gjenopprettes trinnvis ved tilkobling eller frakobling av enkelte moduler for metanolsyntesen. Over- eller underskudd som forekommer i mellomtiden, kan opptas resp. avgis ved hjelp av det til rengassforsyninsledningen koblede rengassg jennornstrømnings-mellomlageranlegg.

Ved en hensiktsmessig utforming av oppfinnelsesgjenstanden kan rengassgjennomstrømnings-mellomlageranlegget for å holde trykket i rengassforsyningsledningen konstant være utformet som regulerings- og mellomlageranlegg og inneholde et lav-trykksiager og et høytrykkslager som er forbundet innbyrdes via en trykkforhøyningskompressor. Et slikt rengassgjennom-strømnings-mellomlager som funksjonell komponent' av det sentrale rengassfordelingssystem kan selvstendig som regulerings-

og mellomlageranlegg holde trykket i rengassforsyningsledningen konstant mellom to grenseverdier. Herved blir gass-mengdedifferanser mellom produksjon og forbruk automatisk kompensert.

Utnyttelsen av rågassens varme blir forbedret dersom rågass-varmeveksleranlegget i samsvar med oppfinnelsen omfatter tre varmevekslere, hvorav første og tredje tjener til dampproduksjon og annen til forvarming av rengassen som strømmer inn i brennkammeret i gassturbin-kraftverksdelens gassturbin. Dette opplegg medfører den fordel at der i første varmeveksler blir produsert høytrykksdamp som kan mates inn i dampturbinens høytrykksdel, og der i tillegg i tredje varmeveksler kan produseres lav.trykksdamp som kan mates inn i dampturbinens lavtrykksdel, men også kan anvendes som prosessdamp. Dessuten blir der skaffet forutsetninger for ytterligere videre ut-viklinger av oppfinnelsen.

Således kan kraftverket gjøres mer smidig dersom kapasiteten av første og tredje varmeveksler i samsvar med oppfinnelsen er tilmålt slik at den strekker til for ved frakoblet gassturbin og løpende kullforgasningsanlegg å drive dampturbinen for å opprettholde forsyningsanleggets og metanolsynteseanleggets elektriske egenforsyning.

Dessuten kan dermed tredje varmeveksler i samsvar med oppfinnelsen ved passende utforming av heteflatene være dimensjonert slik at den ved deilast eller stillstand av gassturbinen blir i stand til også å oppta rågassvarme som dermed kommer til. Det fører til at den råga. s som ved frakoblet gassturbin strømmer med høyere temperatur inn i tredje varmeveksler, her også kan produsere en større mengde damp. Denne kan således i det minste delvis erstatte den manglende dampmengde fra avgangsvarmekjelen.

Muligheten for å tilpasse det for midlere lastverdier bestemte kraftverk etter forskjellige belastningstilstander blir forbedret, særlig i det nedre lastområde, dersom den ikke fullstendig omsatte synteseeivgass i minst en av metanolsynteseanleggets. moduler som en hensiktsmessig videre utvikling av oppfinnelsesgjenstanden kan føres tilbake til syntesereaktoren ved hjelp av en kretsløpkompressor via et hydrogenanrikningstrinn. Hydrogen- og karbonmonoksydandelen av den rene gass som mates inn i disse moduler ved svak belastning, kan her omsettes fullstendig.

Metanolsynteseanlegget kan forenkles dersom den synteseavgass som i minst en av metanolsynteseanleggets moduler ikke blir fullstendig omsatt, som en særlig hensiktsmessig videre utvikling av oppfinnelsen kan innmates i den til gassturbin-kraftverksdelen førende rengassforsyningsledning via en blandestrekning. Ved denne utforming av minst en modul i metanolsynteseanlegget blir der på en gang oppnådd flere fordeler. Ved at denne modul er utformet som gjennomløps-syntesemodul, dvs. uten kretsløpkompressor og uten hydrogenanrikningstrinn, blir kapital- og energipåkostningen til den mindre enn ved moduler hvor syntesegassen resirkulerer. Følgelig lar metanolen seg her'fremsti 1le billigere. Dertil kommer at syntesegassene fra denne modul i metanolsynteseanlegget har tilstrekkelig høy varmeverdi til via en blandestrekning å kunne mates inn i rengassforsyninsledningen til gassturbinkraftverksdelen. Til dette bidrar også at denne modul forblir i drift ved alle driftstilstander av kraftverket, så den gassmengde som mates inn i rengass-forsyningsledningen, blir tilnærmet konstant og erstatter en tilsvarende andel av rengass. Denne utforming og virkemåte av modulen utgjør også forutsetning for enda en videre utvikling av oppfinnelsen .

Således kan en hensiktsmessig utforming av oppfinnelsesgjenstanden bestå i at den ikke fullstendig omsatte synteseavgass fra minst én modul i metanolsynteseanlegget kan utnyttes til å påskynde idri ftsettelsen av syntesereaktoren hos en av de øvrige moduler ved å mates inn i den resirkulasjonsledning som fører tilbake til denne moduls syntesereaktor. Herved blir det oppnådd at det ved raskt økende rengasstilbud, som f.eks. ved nedkjøring av gassturbinen, lastfrakobling eller lignende, blir mulig å varme opp ytterligere moduler i metanolsynteseanlegget 'ved å mate inn den ikke fullstendig omsatte hete synteseavgass fra en arbeidende modul akselerert og dermed ta dem i drift vesentlig hurtigere. Indirekte redu-seres dermed kravene til rengassgjennomstrømnings-mellomlager-anleggets lagringskapasitet.

Ytterligere enkeltheter av oppfinnelsen vil bli belyst nærmere ved et utførelseseksempel.

Tegningen viser et kraftverk ifølge oppfinnelsen skjematisk.

Ved det kraftverk 1 for midlere lastverdier som er vist som utførelseseksempel på oppfinnelsens gjenstand, utgjør de viktigste byggegrupper et kullforsyningsanlegg 2, et rågass-varmeveksleranlegg 3, et gassrenseanlegg 4, et kombinasjons-kraftverk bestående av en gassturbin-kraftverksdel 5 og en damp-kraftverksdel 6, et metanolsynteseanlegg 7 og et rengassfordelingssystem 8 med et rengassgjennomstrømnings-mellomlageranlegg 10 parallellkoblet med rengassforsyningsledningen

9. Kul 1 forsyningsanl egget 2 innbefatter en kull forgasser

11, et luftseparasjonsanlegg 12, ett og ett bufferlager 13,

14 i henholdsvis oksygenledningen 15 og nitrogenledningen

16 fra luftseparasjonsanlegget 12, to tilleggsluftkompressorer

17, 18 innskutt foran luftseparasjonsanlegget og en ytterligere gasskompressor 19 anordnet i oksygenledningen 15 til kullforgasseren 11. Rågassvarmeveksleranlegget 3 i gasstrømmen til

kullforgasseren inneholder en første varmeveksler 20 som tjener til gassproduksjon, en annen varmeveksler 21 som tjener til forvarming av rengassen fra rågassen, og en tredje varmeveksler 22 som likeledes tjener til åimpproduksjon. Sluttelig er der i rågass-varmeveksler-anlegget 3 også anordnet en regulerbar kjøler 23. Gassrenseanlegget 4 som følger etter rågass-varmeveksleranlegget 3, inneholder en rågassvasker 24, et hydrogensulfid-absorpsjonsanlegg 25 og et svovelut-vinningsanlegg 26.,

Til rengassforsyningsledningen fra rågass-rengass-varmeveksleren 21 er gassturbin-kraftverksdelen 5 koblet.

I utførelseseksempelet omfatter det bare et brennkammer 27,

en gassturbin 28 samt en generator 29 og en luftkompressor 30 som begge drives av gassturbinen. Til avgassledningen

31 fra gassturbinen er der koblet en avgangsvarmekjeie 32

hvis dampledning 33 er tilkoblet den av høytrykksdelen 34

og en lavtrykksdel 35 bestående dampturbin 36 hos dampkraft-verksdelen 6. Dampturbinen driver en generator 37. Lavtrykksdelen 35 av dampturbinen 36 etterfølges av en kondensator 38, en kondensatpumpe 39, en fødevannsbeholder 40 samt flere fødevannspumper 4 1, 42, 43.

Det sentrale rengassfordelingssystem 8 omfatter foruten rengassforsyningsledningen 9 og det dermed parallellkoblede rengass-gjennomstrømnings-mellomlager 10 også rengasskompressorer 44, 45, 46 som forsyner metanolsynteseanlegget 7. Rengass-gjennomstrømnings-mellomlageranlegget inneholder et lavtrykkslager 47 og et høytrykkslager 48 samt en mellom-koblet rengasskompressor 49. Samtidig er lavtrykkslageret 47 via en ladeventil 50 og høytrykkslageret 48 via en ut-ladningsventil 51 forbundet med rengassforsyningsledningen 9.

Ved styring fra trykkfølere blir utladningsventilen 51 på

ikke vist rnåte pådratt når trykket i rengassforsyningsledningen 9 synker under en forhåndsinnstilt verdi. Ladeventilen 50

blir pådratt når trykket i rengassforsyningsledningen 9 stiger over en forhåndsinnstilt verdi. I rengassforsyningsledningen 9 til rågass-rengassforvarmeren 21 er der innskutt en blandestrekning 52 for tilblanding av syntesegass fra metanolsynteseanlegget 7. Like foran brennkammeret 27 for gassturbinen 28 er der videre innskutt et blandekammer 53 for innblanding av nitrogen i rengassen.

Metanolsynteseanlegget 7 setter seg i utførelses-ekse.wpelet sammen av tre parallellkoblede moduler 54, 55,

56, hvorav to 55, 56 hver består av en syntesereaktor 57,

58, en metanolfraskiller 59, 60 og en resirkulasjonsledning 61, 62 som fører synteseavgassene fra metanolfraskilleren tilbake til syntesereaktoren og inneholder en kretsløpkom-pressor 63, 64 og et hydrogenanrikningstrinn 65, 66. En tredje modul 54 i metanolsynteseanlegget 7 er bare utrustet med en syntesereaktor 67 og en metanolfraskiller 68 etterkoblet denne. Synteseavgassledningen 69 er her via ventiler 70,

71, 72 forbundet med resirkulasjonsledningene 61, 62 i de øvrige moduler 55, 56 og med blandestrekningene 52 i rengass-forsyningsledningen 9.

Under drift med nominell last blir luftseparasjonsanlegget 12 forsynt med trykkluft både ved hjelp av luftkompressoren 30 som drives av gassturbinen 28, og via minst én av luft-separasjonsanleggets tilleggskompressorer 17, 18. Oksygenet fra luftseparasjonsanlegget blir via bufferlageret 13 og gasskompressoren 19 blåst inn i kuli forgasseren 11. I kullforgasseren blir kullet med oksygenet og innført prosessdamp forgasset til rågass. Rågassen, som holder en temperatur av 800-1600°C, avgir først en del av sin varme i første varmeveksler 20 hos rågass-varmeveksleranlegget 3, hvor der utvikles høytrykksdamp til innmatning i høytrykksdelen 34 av dampturbinen 36. I annen varmeveksler 21 hos rågass-varmeveksler-anlegget tjener rågassens avvarme til å forvarme 'rengassen som strømmer til brennkammeret 27 fra gassurbineri 28.

Ytterligere varme berøves rågassen i tredje varmeveksler

22, hvor der utvikles lavtrykksdamp. Denne lavtrykksdamp blir ved drift med nominell last delvis innmatet i lavtrykksdelen 35 av dampturbinen 36 og delvis benyttet som prosessdamp og f.eks. ledet inn i kullforgasseren 11. I den regulerbare kjøler 23 som slutter seg til tredje varmeveksler 22 i rågass-varmeveksleranlegget 3, blir rågasstemperaturen regulert til en fastlagt verdi foran inngangen i det etterkoblede gassrenseanlegg 4.

I gassrenseanlegget 4 blir rågassen først befridd for støvpartikler i rågassvaskeren 24 og deretter renset for hydrogensulfid i absorpsjonsanlegget 25. Den hydrogensulfid-holdige avgass fra hydrogensulfid-absorpsjonsanlegget 25

blir i svovelutvinningsanlegget 26 omdannet til svovel. Rengassen som forlater gassrenseanlegget 4, blir via forsyningsledningen 9 ledet til rengassgjennomstrømnings-mellomlagrings-anlegget 10 og til de øvrige gassforbrukere. Via rengass-kompressorene 44, 45, 46 blir rengassen ved de arbeidende moduler av metanolsynteseanlegget 7 komprimert til syntese-trykk og innmatet i den respektive metanolsyntesereaktor.

Ved drift med nominell last gjør man fortrinnsvis bare bruk av modulen 54, som arbeider i gjennomløpssyntesedrift. Den syntesegass som forlater metanolsyntesereaktoren 67, blir befridd for metanol i den etterkoblede metanolfraskiller 68. Den syntesegass som strømmer fra metanolfraskilleren 68, blir bare delvis omsatt og har derfor ennå en varmeverdi som ikke skiller seg altfor meget fra rengassens. Den dannede synteseavgass kan via blandestrekningen 52 innmates i rengassledningen til gassturbinens brennkammer 27. Der erstatter den en del av rengassen.

De to andre moduler 55, 56, som har hver sin resirkulasjonsledning 61, 62, blir koblet til når der disponeres et overskudd av rengass, siden f.eks. effekten av gassturbinen 28 blir redusert og denne rengassmengde ikke kan oppfanges ved igangkjøring av modulen 54 som allerede er i drift. I modulene 55, 56 blir synteseavgassen ført tilbake via resirku-las jonsledningen 61, 62 og hydrogenanrikningstrinnene 65, 66 til metanolsyntesereaktoren 57, 58. I bydrogenanriknings-trinnet blir det støkiometriske forhold H^rCO = 2 som behøves for metanolsyntesen, gjenopprettet ved hydrogentilskudd. Hydrogenanrikningstrinnet vil også kunne være innbygget i rengassledningene til syntesereaktorene istedenfor i resirku-las jonsledningene. Ved resirkulasjon av synteseavgassen kan dennes andeler av hydrogen og karbon omsettes nesten i sin helhet. For å opprettholde en konstant mengde av inerte gasser i den resirkulerende synteseavgass blir små mengder av synteseavgassen sluppet ut som restgass via ventilene 73, 74 og forbrent i en damputvikler som ikke er vist nærmere. Dampen fra denne kan anvendes som prosessdamp eller også som damp til å drive en separat dampturbin.

Alternativt kan denne restgass også forbrennes i en separat gassturbin. Med vedkommende dampturbin resp. gassturbin kan der med en generator frembringes elektrisk energi til å dekke egenbehovet for kraftverket 1.

Gassturbinen 28 driver generatoren 29 og luftkompressoren 30. Denne forsyner både gassturbinens brennkammer 27

og luftseparasjonsanlegget 12 med trykkluft. Siden effekten av luftkompressoren 30 er tilpasset den luftmengde gassturbinen 28 behøver ved fullast, vil der ved full belastning på gassturbin-kraftverksdelen 5 og ved drift av metanolsynteseanleggets modul 52 være en regulerbar tilleggsluftkompressor 17 i drift. Denne tilleggsluftkompressor 17 såvel som ytterligere parallellkoblede tilleggsluftkompressorer 18 leverer den luftmengde som ved stillstand av gassturbinen 28 behøves av luftseparasjonsanlegget 12 for den etterkoblede kullfor-gasser 11 for fortsatt drift av metanolsynteseanlegget 7.

For å minske NOv-dannelsen ved forbrenningen av rengassen blir der foran inngangen i brennkammeret 27 tilblandet rengassen nitrogen fra luftseparasjonsanlegget 12 ved hjelp av en kompressor 75. Herved blir temperaturen i flammen og dermed NO -utviklingen redusert. Den tilblandede nitrogenmengde er tilpasset gassturbinens opptakskapasitet i den respektive driftstiIstand. Overskytende nitrogen som ikke kan opptas av gassturbinen, kan oppfanges i bufferlageret 14. Om der ved redusert last blir ledet mindre rengass til gassturbinen, så kan der innen visse grenser tilblandes mer nitrogen.

De hete avgasser fra gassturbinen 28 blir via avgassledningen 31 ledet til -avgangsvarmekjelen 32. Deres avgangs-varme blir anvendt til damputvikling. Den damp som frembringes i avgangsvarmekjelen såvel som i rågassvarmeveksleranlegget 3, blir ledet til dampturbinen 36. Den damp som forlater dampturbinens lavtrykksdel 35, blir kondensert i kondensatoren 38. Kondensatet pumpes inn i fødevannsbeholderen 40, hvorfra det via fødevannspumpene 41, 42, 43 kan transporteres tilbake til avgangsvctrmekjelen 32 og de øvrige varmevekslere 20, 22.

Ved redusert effekt til drift av gassturbinen 28 avtar også gjennomgangen av rengass i rengass-rågass-varmeveksleren 21. Det fører til en høyere inngangstemperatur av rågassen i tredje varmeveksler 22. Denne er imidlertid konstruert og dimensjonert slik at den selv ved fullstendig frakoblet gassturbin og manglende rågasskjøling i rågass-rengass-varmeveksleren 21 kan oppnå det økede: varmetilbud fra rågassen fullt ut. I den oppstår der ved tilpasning av fødevannsinn-matningen en tilsvarende større dampmengde, som kan ledes til lavtrykksdelen 35 av dampturbinen 36 og delvis kompenserer det reduserte damptilbud til avgangsvarmekjelen 32 for gassturbinen 28.

Som følge av den reduserte gassturbineffekt fås der

ved det uforandrede gasstilbud fra kullforgasningsanlegget 11 et redusert gassuttak. Det fører til en høyning av trykket i rengassforsyningsanlegget 9 utover et forhåndsinnstilt ønsketrykk og dermed til reaksjon av ladeventilen 50 i rengass-gjennomstrømnings-mellomlagringsanlegget 10. Via ladeventilen 50 lades først lavtrykkslageret 47 og derpå via rengass-kompressoren 49 også høytrykkslageret 48. Videre tiltar effekten av de arbeidende moduler 54 i metanolsynteseanlegget 7. Strekker det ikke til for å gi likevekt mellom gasstilbud og gassuttak, blir ytterligere moduler 55, 56 av metanolsynteseanlegget 7 tatt i drift. Til dette formål blir der via en av ventilene 70, 71 som munner ut i hver sin sirkula-sjonsledning 61, 62 til en og en av de moduler som skal settes

i drift, ledet inn het synteseavgass fra en av de moduler 54 som er i drift, og dens syntesereaktor 57, 58 blir via hydrogenanrikningstrinnet 65, 66 og kretsløpkompressoren 63, 64 varmet opp med het synteseavgass. Denne oppvarming skjer i tillegg til oppvarmingen fra den ikke viste varmeveksler som er tilordnet de enkelte moduler. Takket være denne dobbelte oppvarming kan disse ytterligere moduler 55, 56 tas påskyndet i drift. I den forbindelse blir der etter tur tilkoblet så mange moduler at der igjen tilnærmet etab-leres likevekt mellom gasstilbud og gassuttak.

Ved fullstendig frakoblet gassturbin 28 fører det til

at alle moduler av metanolsynteseanlegget er innkoblet og tilsammen fullstendig opptar den rengassmengde som leveres av kullforgasningsanlegget 2. Det kan alt etter dimensjo-neringen av metanolsynteseanlegget 7 være de rengasser som kullforgasseren 11 leverer ved nominell last eller ved noe redusert last. Ved frakoblet gassturbin kan imidlertid luftseparasjonsanlegget 12 ikke forsynes med trykkluft via luftkompressoren 30 for gassturbinen 28, men må forsynes via tilleggs-luftkompressorer 17, 18 tilordnet luftseparasjonsanlegget. Som tilleggs-luftkompressor kan der benyttes en enkelt regulerbar eller også flere parallellkoblede tilleggs-luf tkompressorer 17, 18. Drivenergien for tilleggsluftkbm-pressorene tas fra første og tredje varmeveksler i varmeveksleranlegget 3. Disses dampproduksjon strekker til for å drive dampturbinen 36 og frembringe elektrisk energi for egenbehovet til kullforgasningsanlegget 2 samt til metanolsynteseanlegget 7 med tilordnede kompressorer 17, 18, 19,

44, 45, 46, 63, 64. Ved fullstendig frakoblet gassturbin blir den samlede synteseavgass fra gjennomløpssyntesemodulen 54 innmatet i resirkulasjonsledningene 61, 62 hos de øvrige moduler 55, 56.

Blir gassturbinen 28 ved økende effektbehov igjen tatt

i drift, så foreligger til å' begynne med et øket forbruk ved uforandret rengass'tilbud. Det fører til en synkning av trykket i rengassforsyningsledningen 9 under ønskeverdien. Dette fører i sin tur til reaksjon av utladningsventilen 51

i gjennomstrømnings-mellomlagringsanlegget 10. Nå strømmer rengass fra høytrykkslageret 48 inn i rengassforsyningsledningen 9 så lenge til ønsketrykket igjen er nådd. Samtidig blir likevekt mellom rengasstilbud og rengassbehov gjenopprettet ved frakobling resp. nedregulering av enkelte moduler 55, 56 i metanolsynteseanlegget 7. Mindre differanser mellom rengasstilbud. og rengassetterspørsel blir i den forbindelse fortløpende utlignet ved hjelp av rengassgjennomstrømings-mellomlagringsanlegget 10. I og med den fornyede start av gassturbinen 28 står også igjen trykkluft fra luftkompressoren 30 for gassturbinen 28 til rådighet i en mengde som så lenge gassturbinen ikke drives med full last, ikke i sin helhet behøves i brennkammeret 27 for gassturbinen. Denne overskytende luftmengde kan ledes til luftseparasjonsanlegget 12, så det blir mulig å minske effekten av tilleggskompressorene 17, 18. Siden rågass-rengass-varmeveksleren 21 nå igjen er i drift, foreligger der nå samtidig med redusert damptilbud fra tredje varmeveksler 22 et ekstra damptilbud fra avgangsvarmekjelen 32 hos gassturbinen 26. Dermed øker det samlede damptilbud,

så også effekten av dampturbinen 36 blir øket og der fra dens generator kan avgis mer elektrisk effekt til nettet.

I utførelseseksempelet ble kull forgasningsanlegget 2 drevet med et trykk svarende til. det som brennkammeret 27

for gassturbinen 28 behøver. Dette trykk'ligger betydelig lavere enn det trykk metanolsyntesereaktorene 57, 58, 67 behøver for sin drift. For tilkobling av dem behøves derfor rengasskompressorer 44, 45, 46. Disse rengasskompressorer kan man spare dersom man høyner trykket i kullforgasseren tilsvarende. Men i så fall må der anordnes en ekspansjonsturbin i rengassledningen 9 foran brennkammeret 27. I denne ekspansjonsturbin er det mulig å gjenvinne en del av den energi som kompressorene foran kullforgasseren forbruker.

Claims

1. Kraftverk for midlere last, med et integrert kullforgasningsanlegg (2), med en til kullforgasningsanlegget tilsluttet gassturbinkraftverksdel (5), med en til et rågassvarmeveksle-anlegg (3) i kullforgasseranlegget tilsluttet dampkraftverkdel (6) og med et metanolsynteseanlegg (7), karakterisert ved at metanolsynteseanlegget (7) er sammensatt av parallellkoblede moduler (54, 55, 56) og er forbundet med gassturbinkraftverksdelen via et sentralt rengassfordelingssystem (8), som omfatter et parallelt med rengassforsyningsledningen (9) koblet rengassgjennomstrømnings-mellomlageranlegg (10) og som på gassiden er koblet etter rågass-varmeveksleranlegget (3).

2. Kraftverk som angitt i krav 1, karakterisert ved at rengassgjennomstrømnings-mellomlagringsanlegget (10) er utformet som regulerings- og mellomlagringsanlegg for å holde trykket i rengassforsyningsledningen (9) konstant og innbefatter et lavtrykkslager (47) og et høytrykkslager (48) innbyrdes forbundet via en trykkhøynende kompressor (49).

3. Kraftverk som angitt i krav 1, karakterisert ved at rågass-varmeveksleranlegget (3) omfatter tre varmevekslere (20, 21, 22), hvorav første (20) og tredje (22) tjener til dampproduksjon og annen til forvarming av rengassen som strømmer inn i brennkammeret (27) for gassturbin-kraftverksdelens (5.) gassturbin (28).

4. Kraftverk som angitt i krav 3, karakterisert ved at kapasiteten av første og tredje varmeveksler (20,

22) er tilmålt slik at den strekker til for ved frakoblede gassturbiner (28) og arbeidende kullforgasningsanlegg (2) å drive dampturbinen (36) for å opprettholde kullforgasningsanleggets (2) og metanolsynteseanleggets (7) egenforsyning.

5. Kraftverk som angitt i. krav 3 eller 4, karakterisert ved at tredje varmeveksler (22) er slik dimensjonert ved passende utforming av varmeflatene at den er i stand til i tillegg å oppta overskuddet av rågassvarme ved deilast eller stillstand av gassturbinen (28).

6. Kraftverk som angitt i krav 1, kara k ter i se r' t ved at den ikke fullstendig omsatte synteseavgass i minst en av metanolsynteseahleggets (7) moduler (55, 56) ved hjelp av en kretsløpkompressor (63, 64) kan føres tilbake til syn-.:.— tesereaktoren (57, 58) via et hydrogenanrikningstrinn (65, 66).

7. Kraftverk som angitt i krav 1, karakterisert ved at den synteseavgass som ikke omsettes fullstendig i syntesereaktoren (67) hos minst én modul (57) av metanolsynteseanlegget (7), via en blandestrekning (52) kan mates inn i rengassforsyningsledningen (9) til gassturbin-kraftverksdelen (5).

8. Kraftverk som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at den ikke fullstendig omsatte syntesegass fra minst én modul (54) av metanolsynteseanlegget (7) med sikte på å påskynde idriftsettelse av syntesereaktoren hos en av de øvrige moduler (55, 56) kan innmates i den re-sirkulas jonsledning (61, 62) som fører tilbake til dennes syntesereaktor (57, 58).

9. Kraftverk som angitt i. krav 1 eller 6, karakterisert ved at den fra resirkulasjonsledningen (61, 62) avtatte restgass_fra metanolsynteseanleggets (7) enkelte moduler (55, 56) forbrennes i en separat damputvikler, og den utviklede damp kan innmates i damp-kraftverksdelen (6).

10. Kraftverk som angitt i krav 1 eller 6, karakterisert ved at den ved resirkulasjon langt på vei omsatte restgass fra metanolsynteseanleggets 67) enkelte moduler (55, 56) forbrennes i en separat gassturbin for dekning av egenbehovet for elektrisk energi.

11. Kraftverk som angitt i krav 3, karakterisert ved en vannkjølt reguleringskjøler (23) til å holde utgangstemperaturen av rågassen fra rågass-varmeveksleranlegget (3) konstant.

12. Kraftverk som angitt i krav 1, karakterisert ved at der er tilordnet kullforgasseren (11) minst én ekstra luftkompressor (17, 18) som er koblet parallelt med gassturbin-kraftverksdelens (5) luftkompressor (30^ og ved hvis hjelp forsyningen av luftseparasjonsanlegget (12) foran kullforgasseren med luft kan suppleres.

13. Kraftverk som angitt i krav 12, karakterisert ved at den ekstra luftkompressor (17, 18) ved frakoblet gassturbin-kraftverksdel (5) overtar forsyningen av kullforgasningsanlegget (2) for driften av metanolsynteseanlegget (7) .

14. Kraftverk som angitt i krav 1, karakterisert ved et oksygenbufferlager (13) innkoblet mellom kullforgasseren (11) og luftseparasjonsanlegget (12) foran kullforgasseren .

15. Kraftverk som angitt i krav 1, karakterisert ved at nitrogenledningen fra luftseparasjonsanlegget (12) foran kullforgasseren (11) via et bufferlager (14) er forbundet med rengassledningen (9) til gassturbin-kraftverksdelens (5) brenner (27).