NO792991L - Fremgangsmaate og anordning for energiomforming i et kombinert gassturbin-dampkraftanlegg - Google Patents

Abstract

Framgangsmåte og anordning for energiomforming i et ^kombinert gassturbin-dampkraftanlegg.

Description

Oppfinnelsen gjelder en framgangsmåte for energiomforming i et kombinert gassturbin-dampkraftanlegg, hvor røk-gassene fra gassturbinen blir ledet til dampgeneratoren som forbrenningsluft eller alternativt ut i det fri.

Et anlegg som svarer til denne angivelse er beskrevet i DE-AS nr. 26 09 522. Røkgassene fra gassturbinen blir her til-ført dampgeneratoren i uavkjølt tilstand med et tilsvarende trykk.

Ved et annet kombinert gassturbin-dampkraftanlegg, som er beskrevet i DE-AS nr. 23 50 581, er det i tillegg til dampgeneratoren eller -kjelen anordnet en spesiell avgass-dampgenerator som tilføres avgassene fra gassturbinen. Avgassene fra gassturbinen slipper ut i det fri i avkjølt tilstand. I avgass-dampgeneratoren er det anordnet fødevannsforvarmer- og fordamperhete-flater til dampgeneratoren.

Oppfinnelsen tar sikte på å forbedre et kombinert gassturbin-dampkraftanlegg av den innledningsvis angitte art og går ut på å videreutvikle dette anlegg på en slik måte at gassturbinens størrelse ved en høyning av virkningsgraden kan velges fritt, altså uavhengig av dampkjelen.

Dette er oppnådd ved at avgassene fra gassturbinen til-føres dampgeneratorens vifte i avkjølt og trykkløs henholdsvis stort sett trykkløs tilstand. Ved framgangsmåten ifølge oppfinnelsen forsyner fri&kluftvifta dampgeneratoren enten med friskluft eller med avgass fra gassturbinen. Gassturbinens størrelse behøver derfor ikke tilpasses etter dampkjelens luftbehov. Overflødig avgass fra gassturbinen unnslipper gjennom skorsteinen. Gjennom skorsteinen innsuges den luft som dampgeneratoren trenger til. Ved framgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det oppnås en nesten full-stendig avlasting av gasstrykket i gassturbinen, og når dampgene ratoren er ute av drift, oppnås det en bedre utnyttelse av varme-innholdet i avgassene fra gassturbinen

Oppfinnelsen beskrives nærmere i det følgende under hen-visning til tegningene som viser flere utførelsesformer. Fig. 1 til 5 viser forskjellige koblingsskjemaer for kraftverk som er beregnet for gjennomføring av framgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Gassturbinanlegget består av en kompressor 1, som suger luft gjennom et luftfilter 2, et brennkammer 3, den egentlige gassturbin 4 og en generator 5. Den avgass som strømmer ut fra gassturbinens 4 utløpsstusser, blir via en avgassledning 6 tilført brennerne til dampgeneratoren, dvs. hovedkjelen 7. Avgassene fra hovedkjelen 7 kommer via en røkgassledning 8 til en skorstein 9.

I avgassledningen 6 er det anordnet en støydemper 10 * Fra avgassledningen 6 er avgrenet en grénledning 11, som fører

til en skorstein 12.

Foran grenledningens 11 avgrening er det i avgassledningen 6 anordnet en varmeveksler, som i samsvar med fig. 1 til 3 er utformet som en spillvarmekjel 13. I disse tilfellene er hovedkjelen 7 utstyrt med olje og gassfyring. I spillvarmekjelen 13 blir avgassene fra gassturbinentunderkjølt. Når gassturbin-avgassene har passert spillvarmekjelen 13, befinner de seg i avkjølt og vidtgående trykkløs tilstand. De gassturbin-avgass som er blitt behandlet på en slik måte kan således under forutgående utnyttelse av dens varmeinnhold slippes ut i det £ri.

Også hovedkjelens 7 friskluftvifte 14 kan forsynes med avgass fra gassturbinen. I samsvar med fig. 1 suger friskluftvifta 14 inn avgass fra gassturbinen og leder den gjennom en dampopp-varmet luftforvarmer 15 til hovedkjelens 7 brennere. Hvis hovedkjelens 7 luftbehov er lavere enn den avgassmengde som leveres fra gassturbinen 4, unnslipper den overflødige avgassmengde gjennom skorsteinen 12. Trengs det mer luft, suger friskluftvifta 14 inn denne ytterligere forbrenningsluft gjennom skorsteinen 12.

På tilsvarende måte forsynes hovedkjelen 7 med friskluft når gassturbinen står stille.

Utførelsesformen i fig. 2 benyttes i det tilfellet hvor gassturbinen 4 leverer merJhrgass enn hovedkjelen 7 behøver. Her er grenledningen 11 forbundet med røkgassledningen 8, slik at røkgassene fra gassturbinen kan unnslippe gjennom skorsteinen 9 i avkjølt tilstand. I avgassledningen 6 og i grenledningen 11 er det anordnet reguleringsspjeld, henholdsvis 16 og 17. Via en forbin-delsesledning 18 er avgassledningen 6 ytterligere forbundet med grenledningen 11. Forgreningspunktet for forbindelsesledningen 18 ligger mellom de to reguleringsspjeldene 16, 17. I forbindelsesledningen 18 er det anordnet ei sikkerhetsluke 19. Reguleringsspjeldet 16 i avgassledningen 6, reguleringsspjeldet 17 i grenledningen 11 og sikkerhetsluka 19 i forbindelsesledningen 18 er koblet på en slik måte at to spjeld eller luker er åpne mens ett er lukket til enhver tid.

Også ved den utførelsesform som er vist i fig. 3 er grenledningen 11 forbundet med røkgassledningen 8 og derved også med skorsteinen 9. Avgassene fra gassturbinen tilføres hovedkjelen 7 ved hjelp av friskluftvifta 14 i avgassledningen 6. Hvis det ved denne utførelsesform trenges supplerende friskluft, så blir denne innsAgd via ei ytterligere friskluftvifte 20, deretter forvarmet i den dampoppvarmete luftforvarmer 15 samt innmatet etter (bak) friskluftvifta 14 i avgassledningen 6. I strømningsretningen er det etter friskluftvifta 14 og den ytterligere friskluftvifta 20 anordnet hvert sitt stengespjeld 21.

Fig. 4 og 5 illustrerer hvordan framgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan realiseres i forbindelse med en hovedkjel 7 med såkalt vlrvelsjikt-fyringé I avgassledningen 6 er det her isteden-for en spillvarmekjel med bestemt dampytelse innbygget en overheter 22, henholdsvis en mellomoverheter eller forvarmer som varmeveksler, som er forbundet med hovedkjelens 7 dampside. I den fra avgassledningen 6 avgrente grénledning 11 er det anordnet en heteflate som er utformet som fødevannsforvarmer 27 for hovedkjelen 7.

Reguleringen av damptemperaturen skjer ved hjelp av en tilleggsfyring eller -ovn 23 inne i overheteren 22 eller ved hjelp av en avgassomføringsledning 29. Omføringen av avgassen benyttes framfor alt ved igangsettingen av anlegget samt ved del-belastning uten gassturbindrift. Ifølge fig. 5 er det innbygget ei ytterligere friskluftvifte 20, som når gassturbinen er ute av drift, leverer den nødvendige forbrenningsluft. I røkgassledning-en 8 er det etter hovedkjelen 7, som er forsynt med et virvel-sjiktbrensel, anordnet et filter 25 og ei vifte 26. For spesielle driftsforhold kan det sørges for en røkgassirkulasjon. Røkgassen vil i så fall bli innsuget etter vifta 26 og ved hjelp av ein resirkulasjonsvifte 28 transportert til avgassledningen 6 foran friskluftvifta 14 via en røkgassledning 24.

Patentkrav:

1. Framgangsmåte for energiomforming i et kombinert gassturbin-dampkraftanlegg, hvor avgassene fra gassturbinen blir ledet enten til dampgeneratoren som forbrenningsluft eller alternativt ut i det fri,karakterisert vedat avgassene fra gassturbinen tilføres dampgeneratorens vifte i avkjølt og trykkløs henholdsvis stort sett trykkløs tilstand. 2. Anordning for gjennomføring av framgangsmåten i samsvar med krav 1,karakterisert vedat det i avgassledningen (6) mellom gassturbinens (4) utløpsstuss og avgren-ingen til en grénledning (11), som fører til en skorstein (12) for avgass, er anordnet en varmeveksler (13, 22), og at det mellom nevnte avgrening og dampgeneratoren (7) er anordnet ei vifte (14). 3. Anordning i samsvar med krav 2,karakterisert vedat varmeveksleren (13, 22) er utformet som spillvarmekjel (13). 4. Anordning i samsvar med krav 2 og 3,karakterisert vedat varmeveksleren (13, 22) og vifta (14) er koblet etter hverandre uten mellomkobling av sperre- eller stoppe-organer. 5. Anordning i samsvar med krav 2 og 3,karakterisert vedat grenledningen (11) er forbundet med dampgeneratorens (7) skorstein (9) for avgass, og at det i strømnings-retningen for avgassene etter vifta (14) er anordnet ei stenge-luke eller^spjeld (21). 6. Anordning i samsvar med krav 2dg 3,karakterisert vedat grenledningen (11) er forbundet med dampgeneratorens (7) skorstein (9) for avgass og via en separat forbindel-sesledning (18) med avgassledningen (6)>og at det såvel i avgassledningen (6) som i grenledningen (11) og i forbindelsesledningen (18) er anordnet et sperre- eller stbppeorgan (16,17,19), idet disse organer er koblet på en slik måte at to av dem er åpne mens det tredje er lukket til enhver tid.

7. Anordning i samsvar med krav 2, kara kt e -

r i s e r t ved at dampgeneratoren eller -kjelen (7) er utstyrt med såkalt virvelsjikt-fyring, og at varmeveksleren (13, 22) er utformet som henholdsvis overheter (22), mellomoverheter eller forvarmer for dampkjelen (7).