WO2017108252A1 - Gas turbine installation and method for operating a gas turbine installation - Google Patents

Gas turbine installation and method for operating a gas turbine installation Download PDF

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WO2017108252A1
WO2017108252A1 PCT/EP2016/077049 EP2016077049W WO2017108252A1 WO 2017108252 A1 WO2017108252 A1 WO 2017108252A1 EP 2016077049 W EP2016077049 W EP 2016077049W WO 2017108252 A1 WO2017108252 A1 WO 2017108252A1
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gas turbine
plant
working medium
fuel
gas
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Olaf Hein
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/002Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid using an auxiliary fluid
    • F02C1/005Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid using an auxiliary fluid being recirculated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/30Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/60Fluid transfer
    • F05D2260/61Removal of CO2

Definitions

  • the invention relates to a gas turbine plant which comprises a gas turbine, a compressor station, a filter unit having an inlet for a first working medium and a supply line, through which feed line an outlet of the filter unit is connected to an inlet of the compressor unit.
  • ge ⁇ uses as a working fluid and as an oxidizing agent in a gas turbine plant ⁇ air.
  • the air is compressed in a compressor, fed into a combustion chamber and burned there together with the fuel.
  • Combustion produces a carbon dioxide-containing exhaust gas with temperatures of up to approx. 1500 ° C.
  • a part of the thermal energy of the exhaust can then using a gas turbine (and optionally using a nachgeschalte ⁇ th optional steam turbine) are in electrical energy umgewan ⁇ punched.
  • part of the thermal energy can be used directly, for example as district heating.
  • Typical ⁇ as the exhaust gas after passing through the gas turbine (or possibly after passing through the optional steam turbine) released into the atmosphere.
  • the so-called oxyfuel process at wel ⁇ Chem instead of air pure oxygen is used as the oxidizing ⁇ ge.
  • the oxyfuel process the fuel is ge ⁇ jointly burned with the oxygen and during combustion in turn a gas containing carbon dioxide, from which the carbon dioxide is separated arises. Part of the separated carbon dioxide is fed via a return line back into the compressor and used as a working medium in the gas turbine plant. Another part of the separated coal
  • dioxides can be stored in an underground reservoir ("carbon capture and storage") or treated chemically, and one of the goals of the oxyfuel process is to reduce carbon dioxide emissions into the atmosphere and thus generate electricity in an environmentally friendly manner.
  • the invention has for its object to provide a Gasturbinenan ⁇ location, which is inexpensive to remove, in particular to an oxyfuel plant.
  • the object is solved by a gas turbine plant of the aforementioned type, wherein according to the invention the Zumoni ⁇ approximately passageway having an inlet for a second working medium, and a switching device, by means of which adjustable, via which the two inlets, a working medium is introduced into the compressor station.
  • the inlet for the first working medium may be an inlet for air.
  • the inlet for the second working medium can be, for example, an inlet for carbon dioxide.
  • the invention is based on the consideration that in times of favorable carbon dioxide certificates it makes more economic sense to purchase and operate a conventional gas turbine plant, as mentioned in a conventional gas turbine plant no costs for a separation unit and kei ⁇ ne energy costs for the separation of carbon dioxide and for the production of oxygen. Furthermore, the invention is based on the consideration that, as a result of climate change, it is expected that the guidelines for the emission of carbon dioxide will be tightened. This means that rising prices for carbon dioxide certificates are to be expected. With rising prices for carbon credits, it may be eco ⁇ nomic sense to operate a oxyfuel plant. However, the conversion of a conventional gas turbine plant to an oxyfuel plant is complex and expensive.
  • the invention is based on the finding that it is technically unfavorable to connect a return line to the input of the filter unit of the gas turbine plant, since filter elements of the filter unit cause a pressure drop of the working medium in the filter unit, which has an un ⁇ favorable effect on the efficiency of the system. It is therefore useful in an oxyfuel plant for a better efficiency of the system, the exhaust gas or a component of the Ab ⁇ gases to lead past the filter unit in the compressor station.
  • the gas turbine plant can be converted inexpensively or inexpensively converted into an oxyfuel plant.
  • the system can be retrofitted with ge ⁇ little effort and at low cost and be ⁇ builds.
  • a separation unit and / or a return line can be retrofitted.
  • the return line can be connected to the inlet for the second working medium.
  • the switching device is preferably adjustable, via which of the two inlets a working medium is introduced into the compressor station or the compressor station is supplied.
  • the Umschalteinrich ⁇ device is designed such that either the first Ulme ⁇ dium (via the inlet for the first working medium) or the second working medium (via the inlet for the second working medium) of the compressor station can be supplied.
  • the switching device can occupy at least two positions.
  • the inlet for the first working medium is preferably switched on. That is, when the switching device is in the first position, the first working fluid may be directed into the compressor station via the inlet for the first working fluid.
  • the inlet for the second working medium is switched on. That is, when the switching device is in the second position, the second working fluid may be directed into the compressor station via the inlet for the second working fluid.
  • the gas turbine power plant can be operated in a disassembled stage optionally with the first working medium or with the second working medium. That is, the switching device may also allow, in the event that the gas turbine plant is expanded as an oxyfuel plant, consuming ⁇ switch from operation with the second working medium in the operation with the first working medium, for example, if no oxidizing agent is available . If the gas turbine plant, which has been expanded as an oxyfuel plant, the oxidizing agent again available, can be switched on ⁇ low-wall operation from the operation with the first working medium again in the operation with the second working medium.
  • the working medium supplied to the compressor station can be compressed.
  • the compressor station optionally, that is, depending on the setting of the switching device, the first working medium or the second working medium can be compressed. That in the
  • Compressor station compacted Working medium can be referred to below as "compressed working medium”.
  • the switching device may comprise one or more separate valves.
  • the plurality of valves may be arranged in different ⁇ union sections of the supply line.
  • the valves can assume the above-mentioned positions of the change-over device.
  • the switching device may include a directional control valve, in particular a 3/2-way valve.
  • the gas turbine can be designed in one or more stages.
  • a gas turbine can be understood in the narrow sense of a gas turbine, which is also called expander, expander or expansion turbine.
  • the compressor station and the gas turbine of the gas turbine power plant expediently form at least an installation-technical unit, namely the gas turbine plant, in that the gas turbine is operated with the compressed working medium in the compressor station (fluidic connection).
  • the gas turbine plant comprises one with the
  • Compressor station connected drive unit in particular for driving the compressor station.
  • the drive unit for example, a motor, in particular an electric Mo ⁇ tor, or a turbine, for. B. a steam turbine to be.
  • the drive unit can be a further, in particular smaller dimensioned, gas turbine, in particular one
  • the drive unit is variable in speed.
  • the rotational speed of the drive unit preferably the rotational speed of the compressor station can be set.
  • the compression of the working fluid and / or the pressure of the compressed working fluid can be adjusted by a SET ⁇ ment the speed of the motor depending on the working fluid to be compressed. This has the advantage that the speed of the motor or the speed of the
  • Compressor station can be adapted to the working medium to be compressed. It is further preferred if the compressor station and the gas turbine each have their own shaft. That is, the compressor station and the gas turbine may be mechanically decoupled from each other. It should be understood by decoupled that the compressor station can be driven completely independent of the gas turbine. In particular, the decoupling of the compressor station from the gas turbine ensures that the compressor station can be driven independently of a rotational speed of the gas turbine. In this way, power supply side influences, such as generation deficits in the power grid, which can cause a reduction in speed of the gas turbine, do not penetrate the decoupled from the gas turbine compressor station.
  • the compressor station may have at least one compressor unit. It is preferred if the compressor station has several, for example two or three, compressor units . The compressor unit / at least one of
  • Compressor units can in turn be executed in several stages.
  • the compressor unit / at least one of
  • Compressor units can be, for example, a centrifugal compressor or an axial compressor.
  • the compressor units may have a common shaft or in each case a separate shaft aufwei ⁇ sen.
  • a separate output unit can be provided for each of the compressor units.
  • the compressor station may have at least one intercooler.
  • the plurality of intercooler may have at least one intercooler.
  • Compressor units fluidly connected in series and between each two compressor units can be arranged in each case an intercooler.
  • the gas turbine plant comprises a Bren ⁇ ner.
  • the burner can fluidically after the
  • the burner has a working medium input. Furthermore, the burner can be supplied with the working medium compressed by the compressor station, in particular via the Working medium input. Preferably, the burner is selectively operable with the first working medium or with the second working medium. In this way, the retrofittability of the gas turbine plant can be ensured. Due to the possibility of being able to operate the burner with the first or the second working medium, the burner can be referred to as a hybrid burner.
  • the burner is a multi-stage burner. It is also expedient if the burner has a first fuel inlet. In addition, it is preferred if the burner has a, in particular switchable, second fuel inlet. As switchable, an input can be understood, which can be separated and / or activated, for example, by a valve. The second fuel inlet can be controlled separately. Preferably, the second fuel inlet is designed as a booster input, ie, the second fuel inlet expediently allows a rapid increase in output of the gas turbine plant. Specifically, the second fuel inlet, a sti ⁇ delay of the heat output, z. B. to 150% of the heat output at full load, allow.
  • the burner has at least one, in particular switchable, oxidant input.
  • oxidant input Via the oxidant input a supply of oxidation onskars, in particular of oxygen, ⁇ be switchable into the burner and are connected, in particular egg ⁇ NEN operating with the second working medium.
  • the Oxidationsmit- teleiningang can ensure the possibility of switching between the first working medium and the second working medium.
  • the supply line can have an, in particular switchable, oxidant input. Via the oxidant input to the supply line, the supply of the oxidizing agent in the
  • the burner may be a diffusion burner.
  • the burner is a premix burner.
  • the burner is set up to operate both in diffusion mode and in premix mode. It is before ⁇ Trains t when the torch includes a swirl unit with adjustable blades.
  • the blades of the swirl unit can be adjustable depending on the supplied working medium.
  • the adjustability of the blades may also be advantageous for operation of the gas turbine with either the first working medium or the second working medium.
  • the blades can assume a first position. Further, the blades can occupy a second position during operation with the second working medium.
  • a position of the blades may for example be characterized by a certain angle of inclination.
  • the twisting unit is adapted to mix (with egg ⁇ nem operating with the first working medium) the first working medium with the fuel.
  • Swirl unit be adapted to (in an operation with the second working medium) to mix the second working medium with the fuel and / or to mix the second working medium with the oxidizing agent.
  • the fuel is oxidized.
  • the amount of fuel which is expediently fed to the burner can be adjusted.
  • the oxidation may be medium supply connected, in particular can be Men ⁇ ge set of oxidizing agent, which is advantageously conducted to the burner ⁇ .
  • the switching ⁇ device can be preferably adjusted whether the burner, the first or the second working medium is supplied. Further, the amount of compressed working fluid which is suitably supplied to the burner can be adjusted. In this way, the performance of the gas turbine can be controlled and a flexible load operation of the gas ⁇ turbine power plant is possible.
  • the (hot) exhaust gas is fed into the gas turbine.
  • the exhaust gas can release a part of its energy by relaxation as kinetic energy to the gas turbine ⁇ bine. In this way, the exhaust gas can drive the gas turbine.
  • the gas turbine plant has a generator.
  • the generator is connected to the gas turbine (mechanically), for example via a shaft and / or via a coupling.
  • the generator converts the mechanical energy generated in the gas turbine into electrical energy, which can then be fed as electrical current into the power grid.
  • the exhaust gas in the gas turbine is expanded, the ⁇ special for energy conversion.
  • the ent ⁇ stretched exhaust gas preferably has a temperature of 500 - 600 ° C.
  • the gas turbine plant may have a pump for evacuating the gas turbine ⁇ . It is useful if the pump is connected to the gas turbine.
  • the gas turbine is preferably via shut-off devices, for.
  • shut-off device As gate valve or butterfly valves, fluidically separated from the rest of the gas turbine plant.
  • a shut-off device is arranged at an input of the gas turbine and at an output of the gas turbine.
  • the shut-off valves are closed to evacuate the pump.
  • the gas turbine is evacuated when the gas turbine plant is in phase shifter operation, ie when the
  • the gas turbine can be evacuated when the gas turbine installation is idle and / or when the gas-turbine bine is operated as a motor. Conveniently, the gas turbine is evacuated when the gas turbine plant for Netzsta ⁇ bilmaschine is used.
  • the evacuation of the gas turbine has the advantage that a coupling between the gas turbine and the generator is no longer needed because the evacuated gas turbine can be dragged with little load.
  • the gas turbine system may include a recuperator, in particular for heat exchange between at least a portion of the compressed in the compressor station first exhaust gas constituent and at least a portion of the exhaust gas from the gas turbine, aufwei ⁇ sen.
  • the recuperator also includes
  • Heat exchanger or heat exchanger called, a cold inlet. It is further preferred if the recuperator comprises a cold outlet. In addition, the recuperator one
  • recuperator has a hot outlet.
  • an input of the recuperator can be understood, through which preferably a first, heat-absorbing medium enters the recuperator.
  • an output of the recuperator can be understood, through which the first medium preferably exits after heat absorption from the recuperator.
  • an input of the recuperator can be considered as a warm entrance, through which preferably enters a second heating medium in the Reku ⁇ ator.
  • an output of the recuperator can be considered as a warm output through which the second ⁇ Me dium preferably exits after heat release from the recuperator.
  • the recuperator can be connected via its cold inlet to an outlet of the compressor station. Furthermore, the recuperator can be connected via its cold outlet to an input of the gas turbine, in particular via the burner.
  • the recuperator can be connected via its heat input to the output of the gas turbine.
  • the recuperator is adapted to be flowed through with at least a part of the (from the compressor station) compressed working medium.
  • the at least part of the compressed working medium can flow into the cold inlet of the recuperator.
  • the at least one portion of the compressed working medium to flow out from the cold output of the recuperator, in particular the heat from ⁇ exchange.
  • the recuperator is preferably designed to be flowed through by at least a portion of an exhaust gas from the gas turbine.
  • the at least part of the exhaust gas from the gas turbine can flow into the heat input of the recuperator.
  • the at least part of the (hot) exhaust gas from the gas turbine in the recuperator transfers thermal energy or heat to the at least one part of the compressed working medium, in particular during heat exchange.
  • the heat exchange at least a portion of the compressed working medium is heated, for example, to about 500 - 600 ° C, wherein the at least a portion of the exhaust gas from the gas turbine gives off a portion of its thermal energy or heat.
  • the produced during the operation of the gas turbine power plant from ⁇ heat can diverse - continue to be used - energetically efficient.
  • the exhaust gas after flowing out of the recuperator still heat can be withdrawn, which is used as waste heat.
  • the exhaust gas from the gas turbine can be used at least partially as waste heat.
  • the waste heat can be z. B. be used as district heating.
  • the ex ⁇ heat can be used for the operation of a separation unit ⁇ to.
  • the gas turbine plant a AufSötistorsech aufwei ⁇ sen.
  • the saturation unit is arranged between the compressor station and the recuperator.
  • the saturation unit is connected on the input side to the output of the compressor station.
  • the saturation unit is connected on the output side to the cold input of the recuperator.
  • the gas turbine plant the
  • the Aufsö may be adapted to the compressed working fluid, in particular before the heat exchange in the recuperator, with the
  • Saturated working medium (the "wet working medium") is that it has a higher heat capacity than "a dry working medium” (which has not been treated with saturating agent). Furthermore, the "moist working medium” has a higher mass than the “dry working medium”. Another advantage may be that the temperature of the working medium is lowered by the addition of embarksjansmitteln, so that the "wet working ⁇ medium” the exhaust gas from the gas turbine can absorb more thermal energy than the "dry working medium", especially since the exhaust gas by means of "Wet working medium” can be cooled more.
  • the Aufs expeditist tosstoff may be, for example, water, in ⁇ particular water from a separation unit, other of ⁇ tilled water or treated tap water.
  • the saturation unit can be integrated in the recuperator.
  • the compressor station and / or the gas turbine may comprise a carbonaceous material. Further, other elements of the gas turbine plant through which the working medium is suitably guided, for. B. the Rekupe ⁇ rator, the Aufs decisivt Trentshim and / or (connecting) Lei ⁇ lines, a carbonaceous material having.
  • the gas turbine plant includes a Abtrennungsein ⁇ unit.
  • the separation unit is arranged to separate a first exhaust gas component from an exhaust gas of the gas turbine.
  • the exhaust gas of the gas turbine may in particular be the abovementioned exhaust gas.
  • the separation unit has an input, which is preferably connected to an output of the gas turbine.
  • the receipt of the waste separation unit can be ver ⁇ connected via the recuperator to the gas turbine.
  • the recuperator can be connected via its hot output to the input of the separation unit.
  • the separation unit can have a first outlet, which is preferably connected to the inlet for the second working medium. At least a portion of the separated first exhaust gas constituent may be discharged from the separation unit via the first exit. In particular, at least a portion of the separated first Abgasbe ⁇ was partly be guided via the inlet for the second working medium in the compressor station.
  • the second working medium is the at least one part of the separated first exhaust gas component.
  • the gas turbine plant expediently comprises an outlet.
  • the outlet of the gas turbine plant is arranged for discharging part of the (separated) first exhaust gas component from the gas turbine plant.
  • Ver ⁇ application of the separation unit may be a part of the separated first exhaust component, especially carbon dioxide, in high purity, eg. B. at least 90 vol%, be discharged from the Gasurbinenanla ⁇ ge and optionally used further.
  • the part of the separated first exhaust gas constituent discharged from the gas turbine plant can be a different part than the second working medium.
  • the outlet of the gas turbine plant may be a second output of the separation unit.
  • the outlet of the gas turbine plant may be an off ⁇ passage of a return conduit through which is vorzugswei- se the first output of the separation unit connected to the input of the compressor station.
  • the part of the separated first exhaust gas constituent discharged from the gas turbine plant can be a subset of the second working medium.
  • the outlet of the gas turbine plant may be an output of a
  • Be compressor output line through which advantageously an output of the compressor station is connected to an input of the gas turbine.
  • the separation unit has a further output, in particular a third output.
  • the separation unit can have the further outlet for discharging a second exhaust gas constituent.
  • Preference as the second exhaust gas constituent one of the Abtren ⁇ planning unit separated second exhaust gas constituent. That is, advantageously, the separation unit is configured to generate a second exhaust gas from the exhaust gas of the gas turbine. Separate gas component.
  • the second exhaust gas component may be a part of the exhaust gas remaining during the separation of the first exhaust gas component .
  • the further output of the separation unit can with the
  • the invention is directed to a gas turbine power plant with the gas turbine plant according to the invention, in particular with one of the above-described developments of the gas turbine plant.
  • the gas turbine plant includes an internal ⁇ hydrogen generation system.
  • the fuel is generating plant with an outlet of the gas turbine plant ver ⁇ linked, especially with the above-mentioned outlet of the gas turbine plant.
  • a first portion of the separated exhaust gas component from the gas turbine installation is discharged via the outlet. That is, a part of the first gas from ⁇ ingredient can be discharged via the outlet of the gas turbine plant.
  • Fuel production can be used.
  • a portion of the first separated off exhaust component for example, if the pressure in the gas turbine installation, in particular in the separation unit, over a predetermined upper pressure limit increases, dissipated.
  • the discharged (from the gas turbine plant) part of the ask ⁇ separated first exhaust component of the fuel generating plant can be supplied. That is, the gas turbine plant, in particular particular the outlet of the gas turbine plant is arranged so meaningful ⁇ example, that which may be supplied (from the Gasturbinenanla ⁇ ge discharged) portion of the separated first exhaust gas component of the fuel production plant.
  • the from the gas turbine plant discharged (via the outlet of the gas turbine plant) was first Abgasbe ⁇ portion corresponds to one of the fuel generating plant supplied first exhaust gas constituent.
  • the discharged from the gas turbine plant first exhaust gas constituent part ⁇ can, especially in the fuel production plant, are used to produce a fuel. It is above ⁇ geous when the fuel hydrocarbon, in particular methane, and / or alcohol, in particular methanol comprises. Further, the fuel produced, for example, in the gas turbine plant for generating electrical energy, ie used to generate electricity. For example, the production of the fuel in the gas turbine power plant can save costs for a fuel delivery, in particular a natural gas production, as well as costs for transporting the subsidized fuel. In addition, the generated fuel can be removed from the gas turbine power plant, z. B. by being made available to the petroleum industry.
  • the generated (and discharged) fuel for example, in vehicles and / or in a heating plant
  • the generated (and discharged) fuel for example, in vehicles and / or in a heating plant
  • a fuel cell and / or an engine By means of a fuel cell and / or an engine.
  • a sale of the fuel produced at the oil industry, an economic operation of the gas turbine power plant can be si ⁇ cheroli.
  • the fact that makes sense of exhausted from the gas turbine plant first exhaust component is used can be dispensed is ⁇ nen transportation and its storage in an underground deposit.
  • the gas from the gas turbine unit discharged first exhaust gas ingredient so not as a greenhouse gas into the atmosphere. In this way, both the operation of the gas turbine plant as well as its Energy ⁇ generation can be environmentally friendly.
  • the fuel-producing plant may include a fuel storage.
  • the fuel produced in the fuel-producing plant may be stored in the fuel storage.
  • the ER witnessed in the fuel generating plant fuel may be at least partially supplied to the burner of the Gastur ⁇ binenstrom. Further, the burner other than the fuel produced can be supplied.
  • the fuel-producing plant comprises an electrolysis unit, in particular for electrolysis. It makes sense to electrolysis an electrolysis of water.
  • the electrolysis an electrolyzer ⁇ se to produce a starting material, in particular of what ⁇ serstoff, and / or an oxidant, in particular oxygen, be.
  • excess energy from the power grid for the electrolysis or in the Elektroly ⁇ se unit can be used. In this way, excess energy can be stored from the power grid, in particular in the form of a starting material and / or an oxidizing agent.
  • the electrolytic unit may be electrically connected to the generator of the Gasturbi ⁇ nena position, in particular via the mains.
  • the further output of the Abtrennungsein- is integral connected to the electrolysis unit of Brennstoffer Wegungsanla ⁇ ge.
  • the electrolysis unit Preferably, at least a part of the (abge ⁇ isolated) second exhaust gas constituent, in particular water, the electrolysis unit is supplied and, optionally, there subjected to electrolysis.
  • a starting material in particular hydrogen
  • the starting material can be stored in a memory of the gas turbine power plant.
  • an oxidizing agent, in particular oxygen is produced by means of the electrolysis.
  • the fuel production system comprises a synthesis unit for synthesizing the fuel. That is, preferably the synthesis unit is to be rich ⁇ tet, to produce the fuel, in particular to synthetisie ⁇ ren.
  • the starting material can be supplied to the synthesis unit. It is expedient if the starting material is used to synthesize the fuel.
  • the gas discharged from the gas turbine plant part of the first Abgasbe ⁇ was partly the synthesis unit can be supplied. It is also expedient if the part of the first exhaust gas constituent removed from the gas turbine plant is used to synthesize the fuel. That is, the fuel can from the starting material and the submit part of the first exhaust component synthesized ⁇ to.
  • the synthesis unit is connected on the output side to the gas turbine plant.
  • the synthesis ⁇ unit can be connected to a burner of the gas turbine plant, in particular ⁇ special with the aforementioned burner of the gas turbine plant.
  • the fuel produced in the synthesis unit can be supplied to the burner.
  • the synthesis unit can be output connected to the combustion ⁇ hydrogen storage.
  • the fuel produced in the synthesis unit can be stored in the fuel storage ge ⁇ . In this way, excess energy can be stored from the power grid, especially in the form of fuel.
  • the Brennstofferzeugungsanla ⁇ ge comprises a gas storage.
  • the gas storage can be designed atmospherically or as an accumulator.
  • the gas storage also called combination storage, several, in particular two, have chambers.
  • the chambers are separated from one another, in particular by a movable wall. dung.
  • the movable wall can be designed, for example, as a ver ⁇ sliding partition.
  • One of the chambers may be connected to the outlet of the gas turbine plant.
  • the one of the chambers with a synthesis unit may be in particular connected to the aforementioned synthesis unit, the focal ⁇ generation plant material.
  • the gas reservoir, in particular the one of the chambers may be a reservoir for at least part of the first exhaust gas constituent discharged from the gas turbine plant, in particular for carbon dioxide.
  • the other chamber can with an electrolysis unit, in particular ⁇ special with the aforementioned electrolysis unit, the
  • the other chamber can be connected to a burner, in particular to the aforementioned burner, of the gas turbine plant.
  • the other chamber may be connected to the supply line of the gas turbine plant.
  • the gas storage, in particular the other chamber may be a storage for an oxidizing agent, in particular for oxygen.
  • the oxidant produced in the electrolysis unit can be stored (at least partially) in the gas storage.
  • Next produced in the electrolysis unit can Oxidati ⁇ onsstoff (the supply line and hence the
  • Compressor station and / or the burner are supplied.
  • the gas turbine power plant coupled to the gas turbine
  • the Dampfturbinenan ⁇ position is set up such that the heat exchanger at least a part of the thermal energy of the exhaust gas is supplied from the gas turbine.
  • the heat exchanger is connected to the gas turbine such that at least a portion of the exhaust gas from the gas turbine of the heat exchanger can be fed.
  • the heat exchanger may be connected to the gas turbine such that the heat exchanger of at least a portion of the exhaust gas from the gas turbine can be flowed through.
  • the part of the (hot) exhaust gas which preferably flows through the heat exchanger, can transfer thermal energy or heat to a working medium, usually water or water vapor.
  • the part of the hot exhaust gas which the
  • Heat exchanger preferably flows through, can after the
  • Heat exchanger be switched on with a fuel
  • the heated in the heat exchanger working fluid can drive the steam turbine ⁇ the steam turbine plant. Further, the mechanical energy of the steam turbine can be converted by means of another generator into electrical energy. The electrical energy can be fed into the grid as electrical power.
  • the steam turbine plant is used to drive the compressor station, in particular if a firing of the heat exchanger is provided with a fuel ⁇ material.
  • the drive of the compressor station can be done directly, in which case an output of the steam turbine drives the compressor station, as well as indirectly, in which case the generator of the steam turbine ⁇ system is driven by the steam turbine plant, which supplies, for example, the (electric) motor of the compressor station with power.
  • the invention is directed to a method of operating a gas turbine plant comprising a gas turbine, a compressor station, a filter unit having an inlet for a first working fluid, and a supply conduit, which supply conduit connects an outlet of the filter unit to an inlet of the compressor station.
  • the Zu accommodationsslei ⁇ tion an inlet for a second working medium and using A switching device is set, whether the Gasturbi ⁇ nenstrom is operated with the first working medium or with the second working medium.
  • This gas turbine system may be particularly the above beschrie ⁇ bene gas turbine plant. Consequently, the following elements of the gas turbine plant may be the aforementioned elements.
  • the gas turbine plant comprises a burner with a switchable oxidant input.
  • the first working medium is expediently guided into the compressor station via the inlet for the first working medium or
  • the oxidant input is closed or disconnected.
  • the second working medium through the inlet for the second working medium in the compressor unit is performed or the compressor station supplied.
  • the oxidizing agent input is switched on, ie, the burner is supplied with oxidizing agent.
  • the first working medium may be air.
  • the second working medium may be carbon dioxide.
  • the gas turbine plant has a separation unit.
  • ⁇ way is in the operation with the second working medium Exhaust gas from the gas turbine passed into the separation unit.
  • a first Abgasbe ⁇ stand part can be separated from the exhaust of the gas turbine.
  • at least a portion of the separated first exhaust gas constituent may be directed to the compressor station via the inlet for the second working medium
  • Compressor station are supplied and / or compressed in this.
  • the second working medium is at least a part of the separated first exhaust gas constituent.
  • the second working medium is removed from a first outlet of the separation unit.
  • the second working medium of the compressor station ⁇ can be supplied.
  • the invention is directed to a method for fuel production in a gas turbine power plant, in which a gas turbine plant of the gas turbine power plant is operated.
  • a gas turbine plant of the gas turbine power plant In the operation of the gas turbine plant with the second working medium, part of the separated first exhaust gas constituent can be removed from the gas turbine plant. Except ⁇ which the gas discharged from the gas turbine plant part of the separated first exhaust gas component of a Brennstofferzeu generating installation of the gas turbine power plant can be supplied.
  • WEI ter can from which a fuel is generated of the internal ⁇ generation plant material supplied first Abgasbestsandteil in the fuel producing plant.
  • the generated fuel can be at least partially supplied to a burner of the gas turbine plant.
  • the fuel produced can be supplied at least temporarily to the burner of the gas turbine plant.
  • the erzeug ⁇ te fuel can be discharged from the gas turbine power plant, and be bought, for example, the petroleum industry provides.
  • the burner another fuel, such as a subsidized fuel are supplied.
  • This gas turbine power plant may in particular be the gas turbine power plant described above.
  • this gas turbine system may be particularly described above Gastur ⁇ binenstrom.
  • the position of the Brennstofferzeugungsan- supplied portion of the separated first exhaust gas constituent ⁇ is partly discharged from an outlet of the gas turbine plant.
  • Compressor station via the inlet for the second Anlagenme ⁇ medium are at least partially supplied. That the
  • Compressor station supplied oxidant can be compressed in the compressor station.
  • Compressor station can be started up, in particular in such a way that the compressor station exactly the amount of Oxi ⁇ dationsstoff, here z.
  • oxygen compressed
  • the compressed oxidant may optionally pass through the saturation unit and / or the recuperator.
  • the compressed oxidant can be fed into the burner.
  • the burner can be fed exactly the amount of fuel that can use the gas turbine plant in the moment of startup.
  • the amount of the oxidizing agent and the amount of the fuel are continuously increased leh, in particular in such a way that a temperature of an exhaust gas is within a predetermined range.
  • the amount of oxidizing agent is maintained in a predetermined particle ratio to the amount of fuel.
  • the exhaust gas can be generated.
  • the exhaust gas may be, in particular at the beginning of the starting process, another exhaust gas than the abovementioned exhaust gas, in particular because this exhaust gas (here) is not a mixture with a previously separated exhaust gas constituent.
  • the exhaust gas can relax in the Gastur ⁇ bine and so drive the gas turbine.
  • the expanded exhaust gas has a temperature of 500-600 ° C. Then the exhaust gas can pass through the recuperator. Further, the exhaust gas can be fed into the separation unit.
  • ⁇ ßigerweise is separated in the separation unit of the first Abgasbe ⁇ standing part from the exhaust gas to feed it (together with the remaining in the separation unit oxidant) via the inlet for the second working medium at least partially ⁇ , the compressor station.
  • the process can be repeated in a cycle. Over time, the oxidant initially filled in the separation unit will expediently be used up. From a certain pressure limit in the separation unit can be discharged at least a portion of the separated first exhaust gas constituent from the Gasturbi ⁇ nena position, ie fed out. Then the starting process is expediently ended.
  • 1 shows a retrofittable gas turbine plant
  • 2 shows a gas turbine power plant with a gas turbine plant, which comprises a separation unit
  • FIG. 4 shows a gas turbine power plant with a steam turbine plant.
  • FIG. 1 schematically shows a gas turbine plant 4.
  • the gas turbine plant 4 in FIG. 1 is a first construction stage and can be retrofitted or expanded, so that a gas turbine plant or a gas turbine power plant can be created analogously to FIG.
  • the gas turbine plant 4 in FIG. 1 comprises a
  • Compressor station 8 a burner 10 and a gas turbine 12.
  • the compressor station 8, the burner 10 and the gas turbine 12 are fluidly connected to each other.
  • the burner 10 is fluidically arranged after the compressor station 8 and the gas turbine 12 fluidically after the burner 10 angeord- net.
  • the gas turbine plant comprises a
  • Compressor output line 16 is an output 18 of the
  • Compressor station 8 connected to an input 20 of the gas turbine 12.
  • the gas turbine plant 4 comprises a generator 32.
  • the generator 32 is connected to the gas turbine 12 via a shaft for generating electricity.
  • the gas turbine system 4 treadmill is intended in order to generate electric power and to feed (as electrical ⁇ 's current) into a power grid 36th
  • the gas turbine system 4 comprises a filter unit 13 having an inlet 15 for a first working fluid 17 and a supply line 19.
  • the filter unit comprises a plurality Fil ⁇ ter (not shown) for filtering the first working fluid 17, in particular air.
  • Fil ⁇ ter (not shown) for filtering the first working fluid 17, in particular air.
  • an output 21 of the filter unit 13 is connected to an input 28 of the compressor station 8.
  • the supply line 19 has an inlet 23 for a second working medium 25.
  • the supply line 19 comprises a switching ⁇ device 27, by means of which is adjustable, via which of the two inlets 15, 23, a working fluid 17, 25 in the compressor station 8 can be inserted.
  • the switching device is designed as a directional control valve.
  • the directional control valve has three to ⁇ connections and 2 positions.
  • the directional control valve is set such that the A ⁇ let 15 is opened for the first working fluid 17 and the inlet 23 is closed for the second working medium 25th That is, in FIG. 1, the gas turbine plant is operated with the first working medium 17.
  • a second working medium 25 can be introduced into the inlet 23 for the second working medium 25. Then the compressor station 8 can be operated with the second working medium 25.
  • the gas turbine system 4 is expensed in FIG 1 and inexpensively retrofitted.
  • the compressor station 8 and the gas turbine 12 each have their own shaft 11. That is, the compressor station 8 and the gas turbine 12 are mechanically decoupled.
  • the compressor station 8 comprises two compressor units 40 and an intercooler 42 which is arranged (at least in terms of flow) between the two compressor units 40.
  • the compressor station 8 is optionally with the first working medium 17 or with the second working medium 25
  • the gas turbine plant 4 comprises two drive units 38, which are each designed as an electric motor 38. Each of the electric motors 38 is variable in speed. Each of the compressor units 40 is connected to one of the motors 38 each having its own shaft 11. The drive of the compressor station 8, in particular the drive of the
  • Compressor units 40 via the motors 38.
  • Each of the motors 38 is operated with electric power, which is taken from the power network 36.
  • the speed of the motors 38 and thus the speed of the compressor units 40 is in
  • the gas turbine plant 4 comprises a
  • the Reku ⁇ ator 46 includes a cold inlet 48, a cold outlet 50, a hot inlet 52 and a hot output 54th
  • the saturation unit 44 is arranged fluidically between the compressor station 8 and the recuperator 46.
  • the recuperator 46 is connected via its cold inlet 48 to an outlet 18 of the compressor station 8, in particular via the saturation unit 44.
  • the Rekupera ⁇ gate 46 is connected via its cold output 50 to an input 20 of the gas turbine 12, in particular about the burner 10.
  • the recuperator 46 is connected via its heat input 52 to the output 24 of the gas turbine 12.
  • Gas turbine plant 4 is operated with the first working medium 17 or with the second working medium 25.
  • the ers ⁇ te working medium 17 is usefully guided via the inlet 15 for the first working medium 17 in the compressor station 8 and supplied to the compressor station.
  • the compressor station 8 compresses the compressor station 8 supplied working fluid 17.
  • the compressed in the compressor station 8 working fluid 17 is hereinafter referred to as compressed working fluid 17.
  • the compressed working medium 17 is in the
  • the compressed (and heated) working medium 17 is supplied to the burner 10, in particular via a
  • the burner 10 can be operated either with the first working medium 17 or with the second working medium 25.
  • the gas turbine plant 4 can be retrofitted and inexpensively retrofitted.
  • the burner 10 is designed in several stages. Furthermore, the burner 10 has a first fuel inlet 73 and an additional second fuel inlet 74 that can be connected.
  • the switchable second fuel inlet 74 can be separated from the burner 10 by a valve 75 of the second fuel inlet 74 and / or can be connected to the burner 10.
  • the second fuel inlet 74 is separately controllable and is switched on, for example, when the gas turbine plant 4 is to generate more electrical and / or ther ⁇ mix energy (per time).
  • the burner 10 is supplied with fuel 70, in particular via the first fuel inlet 73 and optionally via the second fuel inlet 74.
  • the burner 10 has a connectable oxidant inlet 77.
  • the switchable oxidant input 77 is separated by a valve 75 of the oxidant input 77 from Bren ⁇ ner 10 and / or the burner 10 connectable.
  • the oxidant input 77 is disconnected, ie the valve 75 of the oxidant input 77 is closed.
  • the valve 75 of the Oxidationsmit ⁇ teleingangs 77 is opened, and oxidizing agent here Sau ⁇ erstoff 72, the burner 10 is supplied.
  • the burner 10 is a premix burner comprising a swirl unit 79 with adjustable blades 81.
  • the blades 81 of the swirl unit 79 are adjustable depending on the supplied working medium 17, 25. That is, when operating with the first working fluid 17, the blades 81 occupy a first position.
  • a position of the blades 81 may be characterized for example by a certain angle of inclination.
  • the position of the blades can be load-dependent adjustable.
  • the first working medium 17 is mixed with the fuel 70 by means of the swirl unit 79. Further, in the operation with the ers ⁇ th working medium 17 using the burner 10, the fuel is combusted 70 (together with the working medium 17) that is, the fuel 70 is oxidized.
  • the burner 10 is connected to a combustion chamber 9 of the gas turbine plant 4, in which the combustion takes place.
  • the fuel 70 is methane and / or methanol in this embodiment.
  • a high-temperature exhaust gas 58 of approximately 1500 ° C. is produced in the burner 10.
  • the exhaust gas 58 is a mixture of the burner 10 supplied second working fluid 25 and a resulting combustion of the fuel 70 combustion gas.
  • the combustion gas and / or the exhaust gas 58 is in the
  • the hot exhaust gas 58 from the combustion then flows into the gas turbine 12 of the gas turbine plant 4, in which the exhaust gas 58 releases a portion of its (thermal) energy by relaxation as kinetic energy to the gas turbine 12, d. H. the exhaust gas 58 drives the gas turbine 12. After passing through the gas turbine 12, the exhaust gas 58 is relaxed.
  • the gas turbine 12 comprises at its entrance 20 and at its output 24 each have a shut-off 33.
  • the gas turbine plant 4 comprises a pump 35 which is connected to the gas turbine 12.
  • the pump 35 is arranged to evacuate the gas turbine 12.
  • the shut-off devices 33 are opened and the pump 35 is out of operation.
  • the gas turbine system 4, in particular the generator 32 is, at idle or the Ge ⁇ erator 32 is operated as a motor, so the valves are closed 33 and pump 35 is in operation.
  • the pump 35 is in operation, the gas turbine 12 is evacuated.
  • An evacuated gas turbine 12 may then be carried along by the generator 32, which is idling or operating as a motor (ie, is in phase shifter operation).
  • the exhaust gas 58 is at least partially directed into the recuperator 46, in particular via the heat input 52. As already mentioned, flows through the exhaust gas 58 from the gas turbine 12 to the recuperator 46 to a (further) part of its thermal energy to that of the
  • Compressor station 8 compressed working fluid 17, 25 deliver.
  • a waste heat pipe 61 of the gas turbine plant 4 is connected to the output 24 of the gas turbine 12.
  • the waste heat pipe 61 switchable and / or separable.
  • the waste heat pipe 61 can be switched on when needed, ie the valve 75 of the waste heat pipe 61 can be opened if necessary, so that the exhaust gas 58 can be used at least partially as waste heat 62.
  • the exhaust gas is derived 58 from the gas turbine 12 is completely on the heat pipe 61, the Rekupe ⁇ rator 46 no exhaust gas 58 is fed to the heat exchange in the recuperator 46 deleted.
  • waste heat 62 is used from the gas turbine plant (further) waste heat 62 .
  • waste heat 62 is removed from the compressor station 8.
  • the recuperator 46 provides waste heat 62.
  • the exhaust gas after flowing out of the recuperator heat could still be withdrawn, which is used as waste heat.
  • district heating 64 is used here for example as district heating 64.
  • the supply line 19 the compressor station 8 the
  • Compressor output line 16 the Aufsöt Whilesaku 44 ⁇ as the recuperator 46 have a carbonic acid Ma ⁇ material.
  • the gas turbine plant 4 optionally with the second working medium 25, in particular Koh-. lendioxid to operate - ie the gas turbine plant 4 can be retrofitted due to the carbonated materials.
  • Carbon dioxide as the second working medium is koh ⁇ lensäurehaltig normally and can damage non-carbonated resistant elements of a gas turbine plant.
  • FIG. 2 schematically shows a gas turbine plant 4, which comprises a separation unit 14.
  • the following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment of FIG. 1, to which reference is made for features and functions that remain the same. Essentially the same elements are always denoted by the same reference numerals and features not mentioned are taken over into the following109sbei ⁇ game, without being described again.
  • the separation unit 14 is arranged downstream of the gas turbine 12 in terms of flow.
  • the separation unit 14 is connected at its input 22 to an output 24 of the gas turbine 12.
  • the input 22 of the separation unit 14 is connected to the hot output 54 of the recuperator 46.
  • the gas turbine plant 4 comprises a recirculation line 30.
  • a first outlet 26 of the separation unit 14 is connected to the inlet 23 for the second working medium 25, in particular via the recirculation line 30. Further, the first outlet 26 of the separation unit 14 (via the inlet 23 for the second working medium 25) is connected to the inlet 28 of the compressor station 8.
  • the gas turbine plant 4 is expanded to a second stage.
  • the gas turbine system 4 in FIG 2 can be operated with the ers ⁇ th working medium 17 or to the second working medium 25th
  • the operation with the first working medium 17 and the operation with the second working medium 25 can be selected or can be switched.
  • the operation with the first working medium 17 is already explained in FIG. 1 and works analogously here.
  • the operation with the second working medium 25 takes place essentially the same, reference being made to the differences below.
  • the second working medium 25 is guided via the inlet 23 for the second working medium 25 into the compressor station 8 or fed to the compressor station 8.
  • the compressor station 8 is optionally, d. H. depending on the setting of the switching device 27, the first working medium 17 or the second working medium 25 compressed.
  • the compressor station 8 comprises in this embodiment (in contrast to FIG. 1) only one motor 38, which both
  • Compressor units 40 of the compressor station 8 drives.
  • the compressor units 40 (in contrast to FIG. 1) have a common shaft 11.
  • the valve 75 of the oxidant input 77 is open, and the oxidizing agent, here oxygen 72 is supplied to the Bren ⁇ ner 10th
  • the blades 81 of the swirl unit 79 occupy a second position.
  • the operation with the second working medium 25 is by means of the swirl unit 79, the second working medium 25 with the
  • Fuel 70 and mixed with the oxygen 72 are mixed with the second working medium 25 of Fuel 70 (together with the oxygen 72 and the Ar ⁇ beitsmedium 25) burned using the burner 10, ie, the fuel 70 is oxidized.
  • the amount is regulated at Ar ⁇ beitsmedium 25, the temperature which is reached during the combustion can be adjusted.
  • the gas turbine 12 and the generator 32 are coupled via a coupling 34.
  • the pump 35 and the shut-off devices 33 can be omitted here.
  • no waste-heat line 61 is provided, which is connected to the output 24 of the gas turbine 12.
  • a waste heat pipe 61 would be conceivable in principle.
  • a first exhaust gas constituent 56 in this case carbon dioxide 56 removed, in particular from the exhaust gas 58 of the gas turbine 12.
  • At least a portion of the quetrenn ⁇ th first exhaust component 56 is inserted into the inlet 23 for the second working medium 25th
  • the second working medium 25 is accordingly at least one portion of the separated first exhaust component 56th
  • Compressor station 8 fed via the return line 30.
  • the compressor station 8 compresses the second working ⁇ medium 25.
  • the gas turbine system 4 includes an outlet 78.
  • Insbesonde ⁇ re includes the outlet 78 a valve 75.
  • the outlet 78 of the gas turbine system 4 is in this embodiment, a second output 80 14 of the separation unit via the Out- let 78 is a part 82 of the separated first Abgasbe ⁇ constituent part 56, ie a portion 82 of the carbon dioxide 56, discharged from the gas turbine plant 4. If a pressure in the Ab ⁇ separating unit 14 rises above a predetermined upper pressure limit, a part 82 of the separated carbon dioxide 56 may be discharged from the gas turbine system 4 via the outlet 78 to ⁇ .
  • carbon dioxide 82 is removed here from the separation unit 14.
  • the combustion entspre ⁇ accordingly to the already existing carbon dioxide (ie, to the burner 10 supplied to the second working medium 25) further produces carbon dioxide 82.
  • the part 82 of the separated carbon dioxide 56 are removed from the gas turbine system 4 to an excess pressure in the Gas turbine plant 4 to prevent.
  • the gas discharged from the gas turbine system 4 part 82 of the sauce ⁇ separated carbon dioxide 56 can escape into the environment, be used winnung to a gas injection in a tertiary ⁇ lge- and / or are supplied to a chemical recycling.
  • the separation unit 14 separates from the exhaust gas 58 of the gas turbine 12 from a second exhaust gas component.
  • the second exhaust gas component here is water 66.
  • the water 66 is separated in particular by a condensation.
  • the separated water 66 is removed from the separation unit 14 and optionally used further. At least a portion of the separated water 66 to ⁇ the AufSruct Draku 44 is supplied as AufSruct Dritz 45th
  • FIG. 3 shows a gas turbine power plant 2 with a fuel production plant 6 and a gas turbine plant 4, which in a similar manner to the gas turbine plant 4 from FIG. is building.
  • the gas turbine power plant 2 in FIG 3 corresponds ei ⁇ ner third stage.
  • the fuel-producing plant 6 of the gas turbine power plant 2 comprises an electrolysis unit 94, a gas storage 95, a storage ⁇ 98, a synthesis unit 100 and a fuel storage 102.
  • the gas storage 95 is designed as a combined storage for oxygen 72 and carbon dioxide 82.
  • Next to the gas ⁇ memory holds 95 two chambers 96, 97, which are separated by a wall 99th In addition, the includes
  • Fuel Generating Unit 6 a compressor 104 for oxygen 72, which compressor 104 is driven by its own engine 106, and a compressor 104 for carbon dioxide 82, which compressor 104 is also driven by its own motor 106.
  • the outlet 78 of the gas turbine system 4 is connected to the Gasspei ⁇ cher 95, in particular with a first chamber 96 of the Gasspei ⁇ Chers 95.
  • the gas reservoir 95, in particular the first chamber 96 of the gas reservoir 95 connected to the Syn ⁇ synthesis unit 100th
  • the further output 87 of the separation unit 14 is connected to the electrolysis unit 94.
  • a water tank can also (not shown) may be disposed to least vonin- of storing part 68 of the give ⁇ separated by the separation unit 14 water 66th
  • the electrolysis unit 94 is (the output side) to the Syn ⁇ synthesis unit 100th
  • the electrolysis unit 94 (on the output side) is connected to the gas reservoir 95, in particular to the second chamber 97 of the gas reservoir 95.
  • the gas reservoir 95 in particular the second chamber 97 of the gas reservoir 95, is connected to the burner 10 of the gas turbine plant 4.
  • the fuel generating system 6 is adapted to generate, insbeson ⁇ particular for synthesis, a fuel 70th
  • the fuel 70 is methane and / or methanol.
  • the water 45 supplied to the saturation unit 44 is treated tap water.
  • the AufSötistivestician 44 could be also supplied from the separating unit 14 from ⁇ separated water (see FIG. 2).
  • the saturation unit 44 in FIG. 2 could alternatively or additionally be supplied with treated tap water.
  • the first exhaust gas component is carbon dioxide.
  • a first part 60 and a second part 82 of FIG make ⁇ separated carbon dioxide 56 removed in common via the first output 26 from the separation unit fourteenth
  • the first part 60 of the separated carbon dioxide 56 is then supplied as a second working medium 25 to the inlet 25 for the second working medium 25.
  • the fuel generating system 6 carbon dioxide fed 82 corresponds to that of the gas turbine system 4 let through the initial 78 discharged carbon dioxide 82.
  • the the Brennstofferzeu generating installation 6 carbon dioxide fed 82 is another portion of the separated carbon dioxide 56, as the second working medium 25th
  • the discharged from the gas turbine plant 4 carbon dioxide 82 is in the gas storage 95, in particular in the first chamber 96, out and can there at least partially stored ⁇ chert. Further, the from the gas turbine system 4 from ⁇ guided carbon dioxide 82 can be at least partially the Syntheseein ⁇ integral are fed 100th In this case, the compressor 104 arranged between the gas storage 95 and the synthesis unit 100 compresses the carbon dioxide 82 before the latter 82 is supplied to the synthesis unit 100.
  • At least part 68 of the water removed from the separation unit 14 ⁇ water 66 is supplied to the electrolysis unit 94.
  • the electrolysis unit 94 can have an additional water connection (not shown), via which water 68 can be supplied from another source (eg tap water).
  • the electrolysis unit 94 is supplied with waste heat 62 from the synthesis unit 100 and / or from the gas turbine plant 4.
  • the electrolysis unit 94 to the genera ⁇ tor 32 of the gas turbine plant 4, in particular via the power ⁇ network 36, electrically connected, so that the electrolysis unit 94 electrical energy can be supplied.
  • the electrolysis unit 94 is an electrolytic Runaway ⁇ leads, wherein in the (electrolysis unit 94 supplied ⁇ led) water 68, a starting material and an oxidizing agent is generated.
  • the starting material is hydrogen 108 and the oxidizing agent is oxygen 72.
  • the electrolysis can be carried out in a water bath, ie in the liquid phase.
  • the electrolysis is preferably carried out in steam, ie in the gas phase.
  • the (generated in the electrolysis) oxygen 72 is supplied to the gas storage 95 and at least partially stored in the gas ⁇ memory 95. Further, the oxygen 72 at ⁇ least partially the gas turbine system 4, in particular the burner 10 is supplied.
  • the Elektrolyseein ⁇ standardized 94 has its output connected with the oxidant input 77 of the burner 10 degrees.
  • the arranged between the gas ⁇ memory 95 and the burner 10 compressor 104 compresses the oxygen 72 before the latter 72 is fed to the burner 10th
  • the gas turbine system 4 includes - in addition to the (first) oxidant input 77 to the torch 10 - a second shiftable Oxidationsmittleingang 77 to the feed line 19.
  • the electrolysis unit 94 is output ⁇ side is connected to the oxidizer input 77 of the feed line nineteenth
  • oxidizing agent 72 in particular oxygen 72, can be introduced into the compressor station 8 (in particular during operation with the second working medium 25).
  • hydrogen 108 can ⁇ least partially the memory 98 of the Brennstoffer Wegungsan- 6 would be supplied.
  • the generated (in electrophotography ⁇ analysis) hydrogen 108 may at least partially be fed to the 100 Syn ⁇ synthesis unit.
  • the synthesis unit 100 is configured to synthesize the fuel 70.
  • the fuel 70 is synthesized from the What ⁇ serstoff 108 and discharged from the gas turbine system 4 first exhaust gas constituent 82nd Then the
  • Fuel 70 is supplied to the fuel storage 102.
  • Fuel 70 may be stored at least partially within the fuel supply 102. In this way, energy can be ge ⁇ stores. Furthermore, the fuel 70 can be at least partially supplied to the gas turbine plant 4, in particular the burner 10 of the gas turbine plant 4. In principle, the fuel produced can be at least partially removed from the gas turbine power plant 2, z. By being made available to the petroleum industry (not shown).
  • the burner could also be supplied with other fuel than the fuel produced in the fuel-producing plant, for example, subsidized fuel.
  • the gas turbine system 4, in particular the return line 30, in addition has another outlet 84 through which another portion of the separated carbon dioxide can be 86 56 to ⁇ leads.
  • the other part 86 of the separated coal lendioxids 56 can be used, for example, in the atmosphere winnung entwei ⁇ surfaces and / or to a gas injection in a tertiary ⁇ lge-.
  • the separated carbon dioxide 60 + 82 which is discharged from the first output of the separation unit 14, discharged via the further outlet 84 of the return line from the gas turbine plant 4 and enters, for example, in the atmosphere.
  • the gas turbine plant 4 is switched over to operation with the first working medium 17, in particular air. That is, in this case, the position of the switching device 27 is set such that the first working fluid 17 is supplied to the compressor station 8 via the inlet 17 for the first working fluid 17.
  • first chamber 96 of the gas ⁇ memory 95, second chamber 97 of the gas storage 95 and / or storage 98 for hydrogen 108) may in principle also be provided a respective pipe system.
  • 4 shows schematically another gas turbine power plant 110 with a gas turbine system 4, a Brennstoffer Wegungsan- position 6 and a steam turbine plant 112.
  • the gas turbine power plant ⁇ 110 corresponds to stage a modified third expansion.
  • the following description is restricted We ⁇ sentlichen the differences from the embodiment of Figure 3, to remain the same features and functions, reference is made. Essentially identical elements are always loading draws with the same reference numbers and are not mentioned features are included in the following embodiment, without being re ⁇ be enrolled.
  • the outlet 78 of the gas turbine plant 4 is an output 113 of the compressor outlet line 16 in this exemplary embodiment.
  • the discharged from the gas turbine plant 4 carbon dioxide 82 is fed to the fuel production plant 6.
  • the fuel material production unit 6 is adapted to at least part of the egg ⁇ NEN discharged from the gas turbine 12 carbon dioxide 82 for production of fuel 70 to be used.
  • Exhaust component 56 is another part, as the second Ar ⁇ beitsmedium 25), here the group consisting of the gas turbine system 4 from ⁇ guided part 82 of the separated first exhaust component 56, a subset of the second working medium 25th
  • the gas storage 95 is designed here as an accumulator (in contrast to FIG. 3, in which the gas accumulator is designed to be atmospheric).
  • the steam turbine plant 112 is coupled to the gas turbine 12 of the gas turbine plant 4. Further, the steam turbines ⁇ nena location 112 includes a heat exchanger 114, a steam turbine 116, a condenser 118 and a condensate pump 120th
  • the heat exchanger 114 is flowed through by at least a portion of the exhaust gas 58 from the gas turbine 12.
  • the part of the (hot) exhaust gas 58 which flows through the heat exchanger 114, transfers thermal energy or heat to an Ar ⁇ beitsstoff - usually water or water vapor.
  • the part of the hot exhaust gas 58, which flows through the heat exchanger 114, is supplied to the separation unit 14 after flowing through the heat exchanger 114.
  • the heated in the heat exchanger 114 working fluid flows through the steam turbine 116 and drives it. Further, the me ⁇ chanic energy of the steam turbine 116 is converted by means of another generator 32 into electrical energy.
  • the electrical energy can be used as electricity in the power grid
  • the generator 32 of the steam turbine plant 112 is connected to the motor 38, which drives the compressor station 8. This motor 38 and thus also the compressor station 8 can be driven by the steam turbine plant 112 (via the generator 32 of the steam turbine plant 112).
  • the working fluid is condensed after the steam turbine 116 in the Kon ⁇ capacitor 118 and fed back to the heat exchanger 114 by the condensate pump 120.
  • the waste heat from the condenser 118 can be used in many ways, eg. B. as described above.

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Abstract

The invention relates to a gas turbine installation (4) which comprises a gas turbine (12), a compressor station (8), a filter unit (13) with an inlet (15) for a first working medium (17) and a feed line (19), by means of which feed line (19) an outlet (21) of the filter unit (13) is connected to an inlet (28) of the compressor station (8). To provide a gas turbine installation 4 which can be retrofitted with little outlay and at low cost, the feed line (19) has an inlet (23) for a second working medium (25) and a switching device (27), by means of which it is possible to set via which of the two inlets (15, 23) a working medium (17, 25) can be introduced into the compressor station (8).

Description

Beschreibung description
Gasturbinenanlage und Verfahren zum Betreiben einer Gasturbi¬ nenanlage Gas turbine plant and method for operating a Gasturbi ¬ nenanlage
Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage, welche eine Gasturbine, eine Verdichterstation, eine Filtereinheit mit einem Einlass für ein erstes Arbeitsmedium und eine Zuführungsleitung umfasst, durch welche Zuführungsleitung ein Aus- gang der Filtereinheit mit einem Eingang der Verdichtereinheit verbunden ist. The invention relates to a gas turbine plant which comprises a gas turbine, a compressor station, a filter unit having an inlet for a first working medium and a supply line, through which feed line an outlet of the filter unit is connected to an inlet of the compressor unit.
Gasturbinenanlagen, welche mit kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen betrieben werden, sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. In der Regel wird in einer Gasturbinen¬ anlage Luft als Arbeitsmedium und als Oxidationsmittel ge¬ nutzt. Die Luft wird dabei in einem Verdichter verdichtet, in eine Brennkammer geführt und dort gemeinsam mit dem Brennstoff verbrannt. Bei der Verbrennung entsteht ein kohlendio- xidhaltiges Abgas mit Temperaturen bis ca. 1500°C. Ein Teil der thermischen Energie des Abgases kann dann mithilfe einer Gasturbine (und gegebenenfalls mithilfe einer nachgeschalte¬ ten optionalen Dampfturbine) in elektrische Energie umgewan¬ delt werden. Ferner kann ein Teil der thermischen Energie di- rekt genutzt werden, beispielsweise als Fernwärme. Typischer¬ weise wird das Abgas nach Durchlaufen der Gasturbine (oder gegebenenfalls nach Durchlaufen der optionalen Dampfturbine) in die Atmosphäre entlassen. Auch bekannt ist das sogenannte Oxyfuel-Verfahren, bei wel¬ chem anstatt Luft reiner Sauerstoff als Oxidationsmittel ge¬ nutzt wird. Beim Oxyfuel-Verfahren wird der Brennstoff ge¬ meinsam mit dem Sauerstoff verbrannt und bei der Verbrennung entsteht wiederum ein kohlendioxidhaltiges Abgas, aus welchem das Kohlendioxid abgetrennt wird. Ein Teil des abgetrennten Kohlendioxids wird über eine Rückführungsleitung zurück in den Verdichter geführt und als Arbeitsmedium in der Gasturbinenanlage genutzt. Ein anderer Teil des abgetrennten Kohlen- dioxids kann beispielsweise in einer unterirdischen Lagerstätte gespeichert werden („carbon capture and storage") oder chemisch aufbereitet werden. Ein Ziel des Oxyfuel-Verfahrens ist es Kohlendioxid-Emissionen in die Atmosphäre zu reduzie- ren und Strom somit umweltfreundlich zu erzeugen. Gas turbine plants which are operated with hydrocarbon-containing fuels are well known from the prior art. As a rule, ge ¬ uses as a working fluid and as an oxidizing agent in a gas turbine plant ¬ air. The air is compressed in a compressor, fed into a combustion chamber and burned there together with the fuel. Combustion produces a carbon dioxide-containing exhaust gas with temperatures of up to approx. 1500 ° C. A part of the thermal energy of the exhaust can then using a gas turbine (and optionally using a nachgeschalte ¬ th optional steam turbine) are in electrical energy umgewan ¬ punched. Furthermore, part of the thermal energy can be used directly, for example as district heating. Typical ¬ as the exhaust gas after passing through the gas turbine (or possibly after passing through the optional steam turbine) released into the atmosphere. Also known is the so-called oxyfuel process, at wel ¬ Chem instead of air pure oxygen is used as the oxidizing ¬ ge. The oxyfuel process, the fuel is ge ¬ jointly burned with the oxygen and during combustion in turn a gas containing carbon dioxide, from which the carbon dioxide is separated arises. Part of the separated carbon dioxide is fed via a return line back into the compressor and used as a working medium in the gas turbine plant. Another part of the separated coal For example, dioxides can be stored in an underground reservoir ("carbon capture and storage") or treated chemically, and one of the goals of the oxyfuel process is to reduce carbon dioxide emissions into the atmosphere and thus generate electricity in an environmentally friendly manner.
Jedoch ist eine für das Oxyfuel-Verfahren eingerichtete Gas¬ turbinenanlage (im Folgenden kurz: Oxyfuel-Anlage) in den An- schaffungs- bzw. Herstellungskosten sowie in den Betriebskos- ten wesentlich teurer als eine konventionelle Gasturbinenanlage, insbesondere weil eine Abtrennungseinheit zum Abtrennen von Kohlendioxid benötigt wird und Energie für die Abtrennung des Kohlendioxids aus dem Abgas sowie Energie für eine Sauer¬ stofferzeugung verbraucht wird. However, one set up for the oxyfuel gas turbine installation is (in the following: oxyfuel plant) schaffungs- in the acquisition or production costs and th in the Betriebskos- much more expensive than a conventional gas turbine plant, especially because a separation unit for separating Carbon dioxide is needed and energy is consumed for the separation of carbon dioxide from the exhaust gas and energy for a sour ¬ stofferzeugung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasturbinenan¬ lage bereitzustellen, welche kostengünstig ausbaubar ist, insbesondere zu einer Oxyfuel-Anlage . Die Aufgabe wird durch eine Gasturbinenanlage der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher erfindungsgemäß die Zufüh¬ rungsleitung einen Einlass für ein zweites Arbeitsmedium sowie eine Umschalteinrichtung aufweist, mittels welcher einstellbar ist, über welchen der beiden Einlässe ein Arbeitsme- dium in die Verdichterstation einführbar ist. The invention has for its object to provide a Gasturbinenan ¬ location, which is inexpensive to remove, in particular to an oxyfuel plant. The object is solved by a gas turbine plant of the aforementioned type, wherein according to the invention the Zufüh ¬ approximately passageway having an inlet for a second working medium, and a switching device, by means of which adjustable, via which the two inlets, a working medium is introduced into the compressor station.
Beispielsweise kann der Einlass für das erste Arbeitsmedium ein Einlass für Luft sein. Weiter kann der Einlass für das zweite Arbeitsmedium beispielsweise ein Einlass für Kohlendi- oxid sein. For example, the inlet for the first working medium may be an inlet for air. Furthermore, the inlet for the second working medium can be, for example, an inlet for carbon dioxide.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass es in Zeiten günstiger Kohlendioxid-Zertifikate ökonomisch sinnvoller ist, eine konventionelle Gasturbinenanlage anzuschaffen und zu be- treiben, da wie erwähnt bei einer konventionellen Gasturbinenanlage keine Kosten für eine Abtrennungseinheit sowie kei¬ ne Energiekosten für die Abtrennung von Kohlendioxid und für die Sauerstoffherstellung anfallen. Weiter beruht die Erfindung auf der Überlegung, dass in Folge des Klimawandels zu erwarten ist, dass die Richtlinien zur Emission von Kohlendioxid verschärft werden. Damit sind stei- gende Preise für Kohlendioxid-Zertifikate zu erwarten. Bei steigenden Preisen für Kohlendioxid-Zertifikate kann es öko¬ nomisch sinnvoller sein, eine Oxyfuel-Anlage zu betreiben. Jedoch ist der Umbau einer konventionellen Gasturbinenanlage zu einer Oxyfuel-Anlage aufwändig und teuer. The invention is based on the consideration that in times of favorable carbon dioxide certificates it makes more economic sense to purchase and operate a conventional gas turbine plant, as mentioned in a conventional gas turbine plant no costs for a separation unit and kei ¬ ne energy costs for the separation of carbon dioxide and for the production of oxygen. Furthermore, the invention is based on the consideration that, as a result of climate change, it is expected that the guidelines for the emission of carbon dioxide will be tightened. This means that rising prices for carbon dioxide certificates are to be expected. With rising prices for carbon credits, it may be eco ¬ nomic sense to operate a oxyfuel plant. However, the conversion of a conventional gas turbine plant to an oxyfuel plant is complex and expensive.
Ferner liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass es technisch ungünstig ist, eine Rückführungsleitung an den Eingang der Filtereinheit der Gasturbinenanlage anzuschließen, da Filterelemente der Filtereinheit einen Druckverlust des Arbeitsmediums in der Filtereinheit bewirken, der sich un¬ günstig auf den Wirkungsgrad der Anlage auswirkt. Daher ist es bei einer Oxyfuel-Anlage für einen besseren Wirkungsgrad der Anlage sinnvoll, das Abgas bzw. einen Bestandteil des Ab¬ gases an der Filtereinheit vorbei in die Verdichterstation zu führen. Furthermore, the invention is based on the finding that it is technically unfavorable to connect a return line to the input of the filter unit of the gas turbine plant, since filter elements of the filter unit cause a pressure drop of the working medium in the filter unit, which has an un ¬ favorable effect on the efficiency of the system. It is therefore useful in an oxyfuel plant for a better efficiency of the system, the exhaust gas or a component of the Ab ¬ gases to lead past the filter unit in the compressor station.
Dadurch, dass bei der Erfindung ein zweiter Einlass, nämlich der Einlass für das zweite Arbeitsmedium, vorgesehen ist, ist die Gasturbinenanlage kostengünstig umrüstbar bzw. kosten- günstig zu einer Oxyfuel-Anlage ausbaubar. Sobald die Preise für Kohlendioxid-Zertifikate steigen, kann die Anlage mit ge¬ ringem Aufwand und geringen Kosten nachgerüstet bzw. ausge¬ baut werden. Beispielsweise können eine Abtrennungseinheit und/oder eine Rückführungsleitung nachgerüstet werden. Insbe- sondere kann die Rückführungsleitung an dem Einlass für das zweite Arbeitsmedium angeschlossen werden. Because a second inlet, namely the inlet for the second working medium, is provided in the invention, the gas turbine plant can be converted inexpensively or inexpensively converted into an oxyfuel plant. Once the price of carbon credits increase, the system can be retrofitted with ge ¬ little effort and at low cost and be ¬ builds. For example, a separation unit and / or a return line can be retrofitted. In particular, the return line can be connected to the inlet for the second working medium.
Mittels der Umschalteinrichtung ist vorzugsweise einstellbar, über welchen der beiden Einlasse ein Arbeitsmedium in die Verdichterstation eingeführt wird bzw. der Verdichterstation zugeführt wird. Vorteilshafterweise ist die Umschalteinrich¬ tung derart ausgestaltet, dass entweder das erste Arbeitsme¬ dium (über den Einlass für das erste Arbeitsmedium) oder das zweite Arbeitsmedium (über den Einlass für das zweite Arbeitsmedium) der Verdichterstation zugeführt werden kann. By means of the switching device is preferably adjustable, via which of the two inlets a working medium is introduced into the compressor station or the compressor station is supplied. Advantageously, the Umschalteinrich ¬ device is designed such that either the first Arbeitsme ¬ dium (via the inlet for the first working medium) or the second working medium (via the inlet for the second working medium) of the compressor station can be supplied.
Vorzugsweise kann die Umschalteinrichtung mindestens zwei Stellungen einnehmen. In der ersten Stellung ist vorzugsweise der Einlass für das erste Arbeitsmedium zugeschaltet. Das heißt, wenn sich die Umschalteinrichtung in der ersten Stellung befindet, kann das erste Arbeitsmedium über den Einlass für das erste Arbeitsmedium in die Verdichterstation geführt werden. In der zweiten Stellung ist vorzugsweise der Einlass für das zweite Arbeitsmedium zugeschaltet. Das heißt, wenn sich die Umschalteinrichtung in der zweiten Stellung befindet, kann das zweite Arbeitsmedium über den Einlass für das zweite Arbeitsmedium in die Verdichterstation geführt werden. Preferably, the switching device can occupy at least two positions. In the first position, the inlet for the first working medium is preferably switched on. That is, when the switching device is in the first position, the first working fluid may be directed into the compressor station via the inlet for the first working fluid. In the second position, preferably, the inlet for the second working medium is switched on. That is, when the switching device is in the second position, the second working fluid may be directed into the compressor station via the inlet for the second working fluid.
Das Gasturbinenkraftwerk kann in einer ausgebauten Stufe wahlweise mit dem ersten Arbeitsmedium oder mit dem zweiten Arbeitsmedium betrieben werden. Das heißt, die Umschalteinrichtung kann es außerdem ermöglichen, im Fall, dass die Gas- turbinenanlage als Oxyfuel-Anlage ausgebaut ist, aufwands¬ günstig vom Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium in den Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium umzuschalten, beispielsweise wenn kein Oxidationsmittel zur Verfügung steht. Steht der Gasturbinenanlage, welche als Oxyfuel-Anlage ausgebaut ist, das Oxidationsmittel wieder zur Verfügung, kann auf¬ wandsgünstig vom Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium wieder in den Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium umgeschaltet werden . In der Verdichterstation kann das der Verdichterstation zugeführte Arbeitsmedium verdichtet werden. Insbesondere kann in der Verdichterstation wahlweise, d. h. je nach Einstellung der Umschalteinrichtung, das erste Arbeitsmedium oder das zweite Arbeitsmedium verdichtet werden. Das in der The gas turbine power plant can be operated in a disassembled stage optionally with the first working medium or with the second working medium. That is, the switching device may also allow, in the event that the gas turbine plant is expanded as an oxyfuel plant, consuming ¬ switch from operation with the second working medium in the operation with the first working medium, for example, if no oxidizing agent is available , If the gas turbine plant, which has been expanded as an oxyfuel plant, the oxidizing agent again available, can be switched on ¬ low-wall operation from the operation with the first working medium again in the operation with the second working medium. In the compressor station, the working medium supplied to the compressor station can be compressed. In particular, in the compressor station optionally, that is, depending on the setting of the switching device, the first working medium or the second working medium can be compressed. That in the
Verdichterstation verdichtetet Arbeitsmedium kann im Folgenden als „verdichtetes Arbeitsmedium" bezeichnet werden. Die Umschalteinrichtung kann ein Ventil oder mehrere separate Ventile umfassen. Die mehreren Ventile können in unterschied¬ lichen Abschnitten der Zuführungsleitung angeordnet sein. Die Ventile können die oben genannten Stellungen der Umschaltein- richtung einnehmen. Außerdem kann die Umschalteinrichtung ein Wegeventil, insbesondere ein 3/2-Wegeventil, umfassen. Compressor station compacted Working medium can be referred to below as "compressed working medium". The switching device may comprise one or more separate valves. The plurality of valves may be arranged in different ¬ union sections of the supply line. The valves can assume the above-mentioned positions of the change-over device. In addition, the switching device may include a directional control valve, in particular a 3/2-way valve.
Beispielsweise kann die Gasturbine einstufig oder mehrstufig ausgeführt sein. Als Gasturbine kann eine Gasturbine im enge- ren Sinne verstanden, welche auch Expander, Entspanner oder Entspannungsturbine genannt wird. For example, the gas turbine can be designed in one or more stages. A gas turbine can be understood in the narrow sense of a gas turbine, which is also called expander, expander or expansion turbine.
Die Verdichterstation und die Gasturbine des Gasturbinenkraftwerks bilden zweckmäßigerweise zumindest insoweit eine anlagentechnische Einheit, nämlich die Gasturbinenanlage, als dass die Gasturbine mit dem in der Verdichterstation verdichteten Arbeitsmedium betrieben wird (strömungstechnische Verbindung) . Vorzugsweise umfasst die Gasturbinenanlage eine mit der The compressor station and the gas turbine of the gas turbine power plant expediently form at least an installation-technical unit, namely the gas turbine plant, in that the gas turbine is operated with the compressed working medium in the compressor station (fluidic connection). Preferably, the gas turbine plant comprises one with the
Verdichterstation verbundene Antriebseinheit, insbesondere zum Antreiben der Verdichterstation. Die Antriebseinheit kann beispielsweise ein Motor, insbesondere ein elektrischer Mo¬ tor, oder eine Turbine, z. B. eine Dampfturbine, sein. Weiter kann die Antriebseinheit eine weitere, insbesondere kleiner dimensionierte, Gasturbine sein, insbesondere um eine Compressor station connected drive unit, in particular for driving the compressor station. The drive unit, for example, a motor, in particular an electric Mo ¬ tor, or a turbine, for. B. a steam turbine to be. Furthermore, the drive unit can be a further, in particular smaller dimensioned, gas turbine, in particular one
Schwarzstartfähigkeit der Gasturbinenanlage sicherzustellen. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit drehzahlvariabel. Durch eine Einstellung der Drehzahl der Antriebseinheit kann vor- zugsweise die Drehzahl der Verdichterstation eingestellt werden. Weiter kann die Verdichtung des Arbeitsmediums und/oder der Druck des verdichteten Arbeitsmediums durch eine Einstel¬ lung der Drehzahl des Motors abhängig vom zu verdichtenden Arbeitsmedium eingestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Drehzahl des Motors bzw. die Drehzahl der To ensure black start capability of the gas turbine plant. Preferably, the drive unit is variable in speed. By adjusting the rotational speed of the drive unit, preferably the rotational speed of the compressor station can be set. Next, the compression of the working fluid and / or the pressure of the compressed working fluid can be adjusted by a SET ¬ ment the speed of the motor depending on the working fluid to be compressed. This has the advantage that the speed of the motor or the speed of the
Verdichterstation an das zu verdichtende Arbeitsmedium ange- passt werden kann. Weiter ist es bevorzugt, wenn die Verdichterstation und die Gasturbine jeweils eine eigene Welle aufweisen. Das heißt, die Verdichterstation und die Gasturbine können mechanisch voneinander entkoppelt sein. Hierbei sei unter entkoppelt zu verstehen, dass die Verdichterstation völlig unabhängig von der Gasturbine angetrieben werden kann. Insbesondere gewährleistet die Entkopplung der Verdichterstation von der Gasturbine, dass die Verdichterstation unabhängig von einer Drehzahl der Gasturbine gefahren werden kann. Auf diese Weise können stromnetzseitige Einflüsse, wie Erzeugungsdefizite im Stromnetz, welche eine Drehzahlabsenkung der Gasturbine bewirken können, nicht auf die von der Gasturbine entkoppelte Verdichterstation durchschlagen. Die Verdichterstation kann mindestens eine Verdichtereinheit aufweisen. Es ist bevorzugt, wenn die Verdichterstation mehrere, beispielsweise zwei oder drei, Verdichtereinheiten auf¬ weist. Die Verdichtereinheit / zumindest eine der Compressor station can be adapted to the working medium to be compressed. It is further preferred if the compressor station and the gas turbine each have their own shaft. That is, the compressor station and the gas turbine may be mechanically decoupled from each other. It should be understood by decoupled that the compressor station can be driven completely independent of the gas turbine. In particular, the decoupling of the compressor station from the gas turbine ensures that the compressor station can be driven independently of a rotational speed of the gas turbine. In this way, power supply side influences, such as generation deficits in the power grid, which can cause a reduction in speed of the gas turbine, do not penetrate the decoupled from the gas turbine compressor station. The compressor station may have at least one compressor unit. It is preferred if the compressor station has several, for example two or three, compressor units . The compressor unit / at least one of
Verdichtereinheiten kann ihrerseits mehrstufig ausgeführt sein. Die Verdichtereinheit / zumindest eine der Compressor units can in turn be executed in several stages. The compressor unit / at least one of
Verdichtereinheiten kann beispielsweise ein Radialverdichter oder ein Axialverdichter sein. Die Verdichtereinheiten können eine gemeinsame Welle oder jeweils eine eigene Welle aufwei¬ sen. Insbesondere kann für jede der Verdichtereinheiten eine eigene Abtriebseinheit vorgesehen sein. Compressor units can be, for example, a centrifugal compressor or an axial compressor. The compressor units may have a common shaft or in each case a separate shaft aufwei ¬ sen. In particular, a separate output unit can be provided for each of the compressor units.
Weiterhin kann die Verdichterstation zumindest einen Zwischenkühler aufweisen. Vorzugsweise sind die mehreren Furthermore, the compressor station may have at least one intercooler. Preferably, the plurality
Verdichtereinheiten strömungstechnisch in Reihe geschaltet und zwischen jeweils zwei Verdichtereinheiten kann jeweils ein Zwischenkühler angeordnet sein. Compressor units fluidly connected in series and between each two compressor units can be arranged in each case an intercooler.
Zweckmäßigerweise umfasst die Gasturbinenanlage einen Bren¬ ner. Der Brenner kann strömungstechnisch nach der Conveniently, the gas turbine plant comprises a Bren ¬ ner. The burner can fluidically after the
Verdichterstation angeordnet sein. Es ist sinnvoll, wenn der Brenner einen Arbeitsmediumeingang aufweist. Weiter kann dem Brenner das von der Verdichterstation verdichtete Arbeitsmedium zugeführt werden, insbesondere über den Arbeitsmediumeingang . Vorzugsweise ist der Brenner wahlweise mit dem ersten Arbeitsmedium oder mit dem zweiten Arbeitsmedium betreibbar. Auf diese Weise kann die Nachrüstbarkeit der Gasturbinenanlage gewährleistet werden. Aufgrund der Möglich- keit, den Brenner mit dem ersten oder dem zweiten Arbeitsmedium betreiben zu können, kann der Brenner als Hybridbrenner bezeichnet werden. Be arranged compressor station. It makes sense if the burner has a working medium input. Furthermore, the burner can be supplied with the working medium compressed by the compressor station, in particular via the Working medium input. Preferably, the burner is selectively operable with the first working medium or with the second working medium. In this way, the retrofittability of the gas turbine plant can be ensured. Due to the possibility of being able to operate the burner with the first or the second working medium, the burner can be referred to as a hybrid burner.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Brenner ein mehrstufiger Brenner ist. Weiter ist es zweckmäßig, wenn der Brenner einen ersten Brennstoffeingang aufweist. Außerdem ist es bevorzugt, wenn der Brenner einen, insbesondere zuschaltbaren, zweiten Brennstoffeingang aufweist. Als zuschaltbar kann ein Eingang verstanden werden, welcher beispielsweise durch ein Ventil abtrennbar und/oder zuschaltbar ist. Der zweite Brennstoffeingang kann separat steuerbar sein. Vorzugsweise ist der zweite Brennstoffeingang als Booster-Eingang ausgestaltet, d. h. der zweite Brennstoffeingang ermöglicht zweckmäßigerweise eine schnelle Leistungssteigerung der Gasturbinenanla- ge . Insbesondere kann der zweite Brennstoffeingang eine Stei¬ gerung der Wärmeleistung, z. B. auf 150% der Wärmeleistung bei Volllastbetrieb, ermöglichen. Furthermore, it is advantageous if the burner is a multi-stage burner. It is also expedient if the burner has a first fuel inlet. In addition, it is preferred if the burner has a, in particular switchable, second fuel inlet. As switchable, an input can be understood, which can be separated and / or activated, for example, by a valve. The second fuel inlet can be controlled separately. Preferably, the second fuel inlet is designed as a booster input, ie, the second fuel inlet expediently allows a rapid increase in output of the gas turbine plant. Specifically, the second fuel inlet, a sti ¬ delay of the heat output, z. B. to 150% of the heat output at full load, allow.
Es ist vorteilhaft, wenn der Brenner mindestens einen, insbe- sondere zuschaltbaren, Oxidationsmitteleingang aufweist. Über den Oxidationsmitteleingang kann eine Zufuhr eines Oxidati- onsmittels, insbesondere von Sauerstoff, in den Brenner zu¬ schaltbar sein bzw. zugeschaltet werden, insbesondere für ei¬ nen Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium. Der Oxidationsmit- teleingang kann die Umschaltmöglichkeit zwischen dem ersten Arbeitsmedium und dem zweiten Arbeitsmedium gewährleisten. It is advantageous if the burner has at least one, in particular switchable, oxidant input. Via the oxidant input a supply of oxidation onsmittels, in particular of oxygen, ¬ be switchable into the burner and are connected, in particular egg ¬ NEN operating with the second working medium. The Oxidationsmit- teleiningang can ensure the possibility of switching between the first working medium and the second working medium.
Alternativ oder zusätzlich kann die Zuführungsleitung einen, insbesondere zuschaltbaren, Oxidationsmitteleingang aufwei- sen. Über den Oxidationsmitteleingang an der Zuführungsleitung kann die Zufuhr des Oxidationsmittels in die Alternatively or additionally, the supply line can have an, in particular switchable, oxidant input. Via the oxidant input to the supply line, the supply of the oxidizing agent in the
Verdichterstation zuschaltbar sein bzw. zugeschaltet werden, insbesondere für einen Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium. Der Brenner kann ein Diffusionsbrenner sein. Zweckmäßigerweise ist der Brenner ein Vormischbrenner . Vorteilhafterweise ist der Brenner dazu eingerichtet, sowohl im Diffusionsbe- trieb als auch im Vormischbetrieb zu arbeiten. Es ist bevor¬ zugt, wenn der Brenner eine Dralleinheit mit verstellbaren Schaufeln umfasst. Die Schaufeln der Dralleinheit können je nach zugeführtem Arbeitsmedium einstellbar sein. Auch die Einstellbarkeit der Schaufeln kann für einen Betrieb der Gas- turbine mit wahlweise dem ersten Arbeitsmedium oder dem zweiten Arbeitsmedium vorteilhaft sein. Bei einem Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium können die Schaufeln eine erste Stellung einnehmen. Weiter können bei einem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium die Schaufeln eine zweite Stellung einnehmen. Eine Stellung der Schaufeln kann beispielsweise durch einen bestimmten Neigungswinkel charakterisiert sein. Compressor be switched on or be switched, in particular for operation with the second working medium. The burner may be a diffusion burner. Conveniently, the burner is a premix burner. Advantageously, the burner is set up to operate both in diffusion mode and in premix mode. It is before ¬ Trains t when the torch includes a swirl unit with adjustable blades. The blades of the swirl unit can be adjustable depending on the supplied working medium. The adjustability of the blades may also be advantageous for operation of the gas turbine with either the first working medium or the second working medium. During operation with the first working medium, the blades can assume a first position. Further, the blades can occupy a second position during operation with the second working medium. A position of the blades may for example be characterized by a certain angle of inclination.
Vorzugsweise ist die Dralleinheit dazu eingerichtet, (bei ei¬ nem Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium) das erste Arbeits- medium mit dem Brennstoff zu vermischen. Weiter kann diePreferably, the twisting unit is adapted to mix (with egg ¬ nem operating with the first working medium) the first working medium with the fuel. Next, the
Dralleinheit dazu eingerichtet sein, (bei einem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium) das zweite Arbeitsmedium mit dem Brennstoff zu vermischen und/oder das zweite Arbeitsmedium mit dem Oxidationsmittel zu vermischen. Swirl unit be adapted to (in an operation with the second working medium) to mix the second working medium with the fuel and / or to mix the second working medium with the oxidizing agent.
Vorzugsweise wird unter Verwendung des Brenners der Brenn¬ stoff verbrannt, d. h. der Brennstoff wird oxidiert. Die Men¬ ge an Brennstoff, die dem Brenner zweckmäßigerweise zugeführt wird, kann eingestellt werden. Weiterhin kann die Oxidations- mittelzufuhr zugeschaltet werden, wobei insbesondere die Men¬ ge an Oxidationsmittel, die dem Brenner zweckmäßigerweise zu¬ geführt wird, eingestellt werden kann. Mittels der Umschalt¬ einrichtung kann vorzugsweise eingestellt werden, ob dem Brenner das erste oder das zweite Arbeitsmedium zugeführt wird. Ferner kann die Menge an verdichteten Arbeitsmedium, die dem Brenner zweckmäßigerweise zugeführt wird, eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Leistung der Gasturbinenan- läge geregelt werden und ein flexibler Lastbetrieb des Gas¬ turbinenkraftwerks wird möglich. Preferably is burned using burner combustion ¬ material, ie, the fuel is oxidized. The amount of fuel which is expediently fed to the burner can be adjusted. Furthermore, the oxidation may be medium supply connected, in particular can be Men ¬ ge set of oxidizing agent, which is advantageously conducted to the burner ¬. By means of the switching ¬ device can be preferably adjusted whether the burner, the first or the second working medium is supplied. Further, the amount of compressed working fluid which is suitably supplied to the burner can be adjusted. In this way, the performance of the gas turbine can be controlled and a flexible load operation of the gas ¬ turbine power plant is possible.
Bei der Verbrennung kann ein Abgas mit hoher Temperatur, z. B. 1500°C, entstehen. Sinnvollerweise ist die Gasturbine der Gasturbinenanlage strömungstechnisch nach der During combustion, a high-temperature exhaust gas, for. B. 1500 ° C, arise. Usefully, the gas turbine of the gas turbine plant is fluidically after the
Verdichterstation, insbesondere nach dem Brenner, angeordnet. Zweckmäßigerweise wird das (heiße) Abgas in die Gasturbine geführt. In der Gasturbine kann das Abgas einen Teil seiner Energie durch Entspannung als Bewegungsenergie an die Gastur¬ bine abgeben. Auf diese Weise kann das Abgas die Gasturbine antreiben . Compressor station, in particular after the burner arranged. Conveniently, the (hot) exhaust gas is fed into the gas turbine. In the gas turbine, the exhaust gas can release a part of its energy by relaxation as kinetic energy to the gas turbine ¬ bine. In this way, the exhaust gas can drive the gas turbine.
Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Gasturbinenanlage einen Generator aufweist. Vorzugsweise ist der Generator mit der Gasturbine (mechanisch) verbunden, beispielsweise über eine Welle und/oder über eine Kupplung. Zweckmäßigerweise wandelt der Generator die in der Gasturbine erzeugte mechanische Energie in elektrische Energie um, welche dann als elektri- scher Strom in das Stromnetz eingespeist werden kann. Zweckmäßigerweise wird das Abgas in der Gasturbine entspannt, ins¬ besondere zur Energieumwandlung. Vorzugsweise hat das ent¬ spannte Abgas eine Temperatur von 500 - 600°C. Die Gasturbinenanlage kann eine Pumpe zum Evakuieren der Gas¬ turbine aufweisen. Es ist zweckmäßig, wenn die Pumpe an die Gasturbine angeschlossen ist. Die Gasturbine ist vorzugsweise über Absperrorgane, z. B. Absperrschieber oder Absperrklappen, von der restlichen Gasturbinenanlage strömungstechnisch abtrennbar. Beispielsweise ist jeweils ein Absperrorgan an einem Eingang der Gasturbine und an einem Ausgang der Gasturbine angeordnet. Zweckmäßigerweise werden die Absperrorgane zum Evakuieren der Pumpe geschlossen. Zweckmäßigerweise wird die Gasturbine evakuiert, wenn sich die Gasturbinenanlage im Phasenschieberbetrieb befindet, d. h. wenn die It is also expedient if the gas turbine plant has a generator. Preferably, the generator is connected to the gas turbine (mechanically), for example via a shaft and / or via a coupling. Expediently, the generator converts the mechanical energy generated in the gas turbine into electrical energy, which can then be fed as electrical current into the power grid. Conveniently, the exhaust gas in the gas turbine is expanded, the ¬ special for energy conversion. The ent ¬ stretched exhaust gas preferably has a temperature of 500 - 600 ° C. The gas turbine plant may have a pump for evacuating the gas turbine ¬ . It is useful if the pump is connected to the gas turbine. The gas turbine is preferably via shut-off devices, for. As gate valve or butterfly valves, fluidically separated from the rest of the gas turbine plant. For example, in each case a shut-off device is arranged at an input of the gas turbine and at an output of the gas turbine. Conveniently, the shut-off valves are closed to evacuate the pump. Conveniently, the gas turbine is evacuated when the gas turbine plant is in phase shifter operation, ie when the
Verdichterstation und der Brenner nicht in Betrieb sind. Weiter kann die Gasturbine evakuiert werden, wenn sich die Gas¬ turbinenanlage im Leerlauf befindet und/oder wenn die Gastur- bine als Motor betrieben wird. Zweckmäßigerweise wird die Gasturbine evakuiert, wenn die Gasturbinenanlage zur Netzsta¬ bilisierung genutzt wird. Das Evakuieren der Gasturbine hat den Vorteil, dass eine Kupplung zwischen der Gasturbine und dem Generator nicht mehr benötigt wird, weil die evakuierte Gasturbine lastarm mitgeschleppt werden kann. Compressor station and the burner are not in operation. Next, the gas turbine can be evacuated when the gas turbine installation is idle and / or when the gas-turbine bine is operated as a motor. Conveniently, the gas turbine is evacuated when the gas turbine plant for Netzsta ¬ bilisierung is used. The evacuation of the gas turbine has the advantage that a coupling between the gas turbine and the generator is no longer needed because the evacuated gas turbine can be dragged with little load.
Die Gasturbinenanlage kann einen Rekuperator, insbesondere zum Wärmeaustausch zwischen zumindest einem Teil des in der Verdichterstation verdichteten ersten Abgasbestandteils und zumindest einem Teil des Abgases aus der Gasturbine, aufwei¬ sen. Vorzugsweise umfasst der Rekuperator, auch The gas turbine system may include a recuperator, in particular for heat exchange between at least a portion of the compressed in the compressor station first exhaust gas constituent and at least a portion of the exhaust gas from the gas turbine, aufwei ¬ sen. Preferably, the recuperator also includes
Wärmeübertrager oder Wärmetauscher genannt, einen Kalteingang. Weiter ist es bevorzugt, wenn der Rekuperator einen Kaltausgang umfasst. Außerdem kann der Rekuperator einenHeat exchanger or heat exchanger called, a cold inlet. It is further preferred if the recuperator comprises a cold outlet. In addition, the recuperator one
Warmeingang aufweisen. Ferner ist es bevorzugt, wenn der Rekuperator einen Warmausgang aufweist. Have warm entrance. Furthermore, it is preferred if the recuperator has a hot outlet.
Als Kalteingang kann ein Eingang des Rekuperators aufgefasst werden, durch welchen vorzugsweise ein erstes, wärmeaufnehmendes Medium in den Rekuperator eintritt. Als Kaltausgang kann ein Ausgang des Rekuperators aufgefasst werden, durch welchen das erste Medium vorzugsweise nach einer Wärmeaufnahme aus den Rekuperator austritt. Weiter kann als Warmeingang ein Eingang des Rekuperators aufgefasst werden, durch welchen vorzugsweise ein zweites, wärmeabgebendes Medium in den Reku¬ perator eintritt. Ferner kann als Warmausgang ein Ausgang des Rekuperators aufgefasst werden, durch welchen das zweite Me¬ dium vorzugsweise nach einer Wärmeabgabe aus den Rekuperator austritt. As a cold input, an input of the recuperator can be understood, through which preferably a first, heat-absorbing medium enters the recuperator. As cold outlet, an output of the recuperator can be understood, through which the first medium preferably exits after heat absorption from the recuperator. Next, an input of the recuperator can be considered as a warm entrance, through which preferably enters a second heating medium in the Reku ¬ ator. Further, an output of the recuperator can be considered as a warm output through which the second ¬ Me dium preferably exits after heat release from the recuperator.
Der Rekuperator kann über seinen Kalteingang mit einem Ausgang der Verdichterstation verbunden sein. Weiter kann der Rekuperator über seinen Kaltausgang mit einem Eingang der Gasturbine, insbesondere über den Brenner, verbunden sein.The recuperator can be connected via its cold inlet to an outlet of the compressor station. Furthermore, the recuperator can be connected via its cold outlet to an input of the gas turbine, in particular via the burner.
Außerdem kann der Rekuperator über seinen Warmeingang mit dem Ausgang der Gasturbine, verbunden sein. Vorzugsweise ist der Rekuperator dazu eingerichtet, mit zu¬ mindest einem Teil des (von der Verdichterstation) verdichteten Arbeitsmediums durchströmt zu werden. Der zumindest eine Teil des verdichteten Arbeitsmediums kann in den Kalteingang des Rekuperators einströmen. Weiter kann der zumindest eine Teil des verdichteten Arbeitsmediums aus dem Kaltausgang des Rekuperators ausströmen, insbesondere nach dem Wärmeaus¬ tausch . In addition, the recuperator can be connected via its heat input to the output of the gas turbine. Preferably, the recuperator is adapted to be flowed through with at least a part of the (from the compressor station) compressed working medium. The at least part of the compressed working medium can flow into the cold inlet of the recuperator. Further, the at least one portion of the compressed working medium to flow out from the cold output of the recuperator, in particular the heat from ¬ exchange.
Ferner ist vorzugsweise der Rekuperator dazu eingerichtet, mit zumindest einem Teil eines Abgases aus der Gasturbine durchströmt zu werden. Der zumindest eine Teil des Abgases aus der Gasturbine kann in den Warmeingang des Rekuperators einströmen. Weiter kann der zumindest eine Teil des Abgases aus der Gasturbine aus dem Warmausgang des Rekuperators aus¬ strömen, insbesondere nach dem Wärmeaustausch. Furthermore, the recuperator is preferably designed to be flowed through by at least a portion of an exhaust gas from the gas turbine. The at least part of the exhaust gas from the gas turbine can flow into the heat input of the recuperator. Further, at least a flow of the portion of the exhaust from the gas turbine from the hot outlet of the recuperator from ¬, especially after the heat exchange.
Vorzugsweise überträgt der zumindest eine Teil des (heißen) Abgases aus der Gasturbine im Rekuperator thermische Energie bzw. Wärme an den zumindest einen Teil des verdichteten Arbeitsmediums, insbesondere beim Wärmeaustausch. Auf diese Weise wird beim Wärmeaustausch der zumindest eine Teil des verdichteten Arbeitsmediums erwärmt, beispielsweise auf ca. 500 - 600°C, wobei der zumindest eine Teil des Abgases aus der Gasturbine einen Teil seiner thermischen Energie bzw. Wärme abgibt . Preferably, the at least part of the (hot) exhaust gas from the gas turbine in the recuperator transfers thermal energy or heat to the at least one part of the compressed working medium, in particular during heat exchange. In this way, the heat exchange at least a portion of the compressed working medium is heated, for example, to about 500 - 600 ° C, wherein the at least a portion of the exhaust gas from the gas turbine gives off a portion of its thermal energy or heat.
Die bei dem Betrieb des Gasturbinenkraftwerks entstehende Ab¬ wärme kann vielfältig - energetisch effizient - weitergenutzt werden. Beispielsweise kann Abwärme aus dem Zwischenkühler der Verdichterstation und/oder aus dem Rekuperator abgeleitet werden. Außerdem kann auch dem Abgas nach dem Ausströmen aus dem Rekuperator noch Wärme entzogen werden, welche als Abwärme genutzt wird. Weiterhin kann das Abgas aus der Gasturbine zumindest teilweise als Abwärme genutzt werden. Die Abwärme kann z. B. als Fernwärme genutzt werden. Ferner kann die Ab¬ wärme für den Betrieb einer Abtrennungseinheit genutzt wer¬ den. Weiter kann die Abwärme für eine Elektrolyse, z. B. in einer Elektrolyseeinheit, und/oder für eine andere chemische Reaktion, für eine Meerwasserentsalzung The produced during the operation of the gas turbine power plant from ¬ heat can diverse - continue to be used - energetically efficient. For example, waste heat from the intercooler of the compressor station and / or can be derived from the recuperator. In addition, the exhaust gas after flowing out of the recuperator still heat can be withdrawn, which is used as waste heat. Furthermore, the exhaust gas from the gas turbine can be used at least partially as waste heat. The waste heat can be z. B. be used as district heating. Furthermore, the ex ¬ heat can be used for the operation of a separation unit ¬ to. Next, the waste heat for electrolysis, z. In an electrolysis unit, and / or for another chemical reaction, for desalination of seawater
(-sanlage) , für eine (Braun- ) Kohletrocknung (z. B. bei Kohlevergasungsprozessen) und/oder für einen Betrieb einer Kälte- maschine verwendet werden.  (plant), for (brown) coal drying (eg in coal gasification processes) and / or for operation of a refrigerating machine.
Die Gasturbinenanlage kann eine AufSättigungseinheit aufwei¬ sen. Vorzugsweise ist die AufSättigungseinheit zwischen der Verdichterstation und dem Rekuperator angeordnet. Zweckmäßi- gerweise ist die AufSättigungseinheit eingangsseitig mit dem Ausgang der Verdichterstation verbunden. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die AufSättigungseinheit ausgangsseitig mit dem Kalteingang des Rekuperators verbunden ist. Insbesondere kann die Gasturbinenanlage die The gas turbine plant, a AufSättigungseinheit aufwei ¬ sen. Preferably, the saturation unit is arranged between the compressor station and the recuperator. Expediently, the saturation unit is connected on the input side to the output of the compressor station. Moreover, it is advantageous if the saturation unit is connected on the output side to the cold input of the recuperator. In particular, the gas turbine plant the
AufSättigungseinheit zum Einbringen eines On saturation unit for introducing a
AufSättigungsmittels aufweisen, vorzugsweise zum Einbringen in zumindest einen Teil des verdichteten Arbeitsmediums. Das heißt, die AufSättigungseinheit kann dazu eingerichtet sein, das verdichtete Arbeitsmedium, insbesondere vor dem Wärmeaustausch in dem Rekuperator, mit dem  Have on saturation agent, preferably for introduction into at least a portion of the compressed working medium. That is, the Aufsättigungseinheit may be adapted to the compressed working fluid, in particular before the heat exchange in the recuperator, with the
AufSättigungsmittel zu versetzen. Auf diese Weise kann das verdichtete Arbeitsmedium mit dem AufSättigungsmittel  To saturate. In this way, the compressed working medium with the Aufsättigungsmittel
aufgesättigt werden. Ein Vorteil des mit dem be saturated. An advantage of using the
AufSättigungsmittel versetzten Arbeitsmediums (des „feuchten Arbeitsmediums") ist, dass dieses eine höhere Wärmekapazität aufweist als „ein trockenes Arbeitsmedium" ( , welches nicht mit AufSättigungsmittel versetzt wurde) . Weiter hat das „feuchte Arbeitsmedium" eine höhere Masse als das „trockene Arbeitsmedium". Ein weiterer Vorteil kann sein, dass durch die Zugabe von AufSättigungsmitteln die Temperatur des Arbeitsmediums herabgesenkt wird, sodass das „feuchte Arbeits¬ medium" dem Abgas aus der Gasturbine mehr thermische Energie einziehen kann als das „trockene Arbeitsmedium", insbesondere da das Abgas mittels des „feuchten Arbeitsmediums" stärker abgekühlt werden kann. Das AufSättigungsmittel kann beispielsweise Wasser sein, ins¬ besondere Wasser aus einer Abtrennungseinheit, sonstiges des¬ tilliertes Wasser oder aufbereitetes Leitungswasser. Ferner kann die AufSättigungseinheit in den Rekuperator integriert sein. Saturated working medium (the "wet working medium") is that it has a higher heat capacity than "a dry working medium" (which has not been treated with saturating agent). Furthermore, the "moist working medium" has a higher mass than the "dry working medium". Another advantage may be that the temperature of the working medium is lowered by the addition of Aufsättigungsmitteln, so that the "wet working ¬ medium" the exhaust gas from the gas turbine can absorb more thermal energy than the "dry working medium", especially since the exhaust gas by means of "Wet working medium" can be cooled more. The Aufsättigungsmittel may be, for example, water, in ¬ particular water from a separation unit, other of ¬ tilled water or treated tap water. Furthermore, the saturation unit can be integrated in the recuperator.
Die Verdichterstation und/oder die Gasturbine können ein kohlensäurebeständiges Material aufweisen. Weiter können auch andere Elemente der Gasturbinenanlage, durch welche das Ar- beitsmedium zweckmäßigerweise geführt wird, z. B. der Rekupe¬ rator, die AufSättigungseinheit und/oder (Verbindungs- ) Lei¬ tungen, ein kohlensäurebeständiges Material aufweisen. The compressor station and / or the gas turbine may comprise a carbonaceous material. Further, other elements of the gas turbine plant through which the working medium is suitably guided, for. B. the Rekupe ¬ rator, the Aufsättigungseinheit and / or (connecting) Lei ¬ lines, a carbonaceous material having.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, welche ins- besondere eine ausgebaute Stufe der Gasturbinenanlage dar¬ stellt, umfasst die Gasturbinenanlage eine Abtrennungsein¬ heit. Vorzugsweise ist die Abtrennungseinheit zur Abtrennung eines ersten Abgasbestandteils aus einem Abgas der Gasturbine eingerichtet. Das Abgas der Gasturbine kann insbesondere das zuvor genannte Abgas sein. In a preferred embodiment of the invention which constitutes ¬ provides in particular a developed stage of the gas turbine plant, the gas turbine plant includes a Abtrennungsein ¬ unit. Preferably, the separation unit is arranged to separate a first exhaust gas component from an exhaust gas of the gas turbine. The exhaust gas of the gas turbine may in particular be the abovementioned exhaust gas.
Es ist zweckmäßig, wenn die Abtrennungseinheit einen Eingang aufweist, welcher vorzugsweise mit einem Ausgang der Gasturbine verbunden ist. Beispielsweise kann der Eingang der Ab- trennungseinheit über den Rekuperator mit der Gasturbine ver¬ bunden sein. Insbesondere kann der Rekuperator über seinen Warmausgang mit dem Eingang der Abtrennungseinheit verbunden sein . Weiter kann die Abtrennungseinheit einen ersten Ausgang aufweisen, welcher vorzugsweise mit dem Einlass für das zweite Arbeitsmedium verbunden ist. Über den ersten Ausgang kann zumindest ein Teil des abgetrennten ersten Abgasbestandteils aus der Abtrennungseinheit entlassen werden. Insbesondere kann der zumindest eine Teil des abgetrennten ersten Abgasbe¬ standteils über den Einlass für das zweite Arbeitsmedium in die Verdichterstation geführt werden. Vorzugsweise ist das zweite Arbeitsmedium der zumindest eine Teil des abgetrennten ersten Abgasbestandteils. Auf diese Wiese kann die erste aus¬ gebaute Stufe der Gasturbinenanlage insbesondere für ein Oxyfuel-Verfahren ausgebaut sein. Zweckmäßigerweise umfasst die Gasturbinenanlage einen Aus- lass. Vorzugsweise ist der Auslass der Gasturbinenanlage zum Abführen eines Teils des (abgetrennten) ersten Abgasbestandteils aus der Gasturbinenanlage eingerichtet. Durch die Ver¬ wendung der Abtrennungseinheit kann ein Teil des abgetrennten ersten Abgasbestandteils, insbesondere Kohlendioxid, in hoher Reinheit, z. B. mindestens 90 vol %, aus der Gasturbinenanla¬ ge abgeführt werden und gegebenenfalls weitergenutzt werden. It is expedient if the separation unit has an input, which is preferably connected to an output of the gas turbine. For example, the receipt of the waste separation unit can be ver ¬ connected via the recuperator to the gas turbine. In particular, the recuperator can be connected via its hot output to the input of the separation unit. Furthermore, the separation unit can have a first outlet, which is preferably connected to the inlet for the second working medium. At least a portion of the separated first exhaust gas constituent may be discharged from the separation unit via the first exit. In particular, at least a portion of the separated first Abgasbe ¬ was partly be guided via the inlet for the second working medium in the compressor station. Preferably, the second working medium is the at least one part of the separated first exhaust gas component. In this way, the first stage of the gas turbine installation constructed can be developed in particular for an oxyfuel process. The gas turbine plant expediently comprises an outlet. Preferably, the outlet of the gas turbine plant is arranged for discharging part of the (separated) first exhaust gas component from the gas turbine plant. By Ver ¬ application of the separation unit may be a part of the separated first exhaust component, especially carbon dioxide, in high purity, eg. B. at least 90 vol%, be discharged from the Gasurbinenanla ¬ ge and optionally used further.
Der aus der Gasturbinenanlage abgeführte Teil des abgetrenn- ten ersten Abgasbestandteils kann ein anderer Teil sein, als das zweite Arbeitsmedium. Beispielsweise kann der Auslass der Gasturbinenanlage ein zweiter Ausgang der Abtrennungseinheit sein. Weiter kann der Auslass der Gasturbinenanlage ein Aus¬ gang einer Rückführungsleitung sein, durch welche vorzugswei- se der erste Ausgang der Abtrennungseinheit mit dem Eingang der Verdichterstation verbunden ist. The part of the separated first exhaust gas constituent discharged from the gas turbine plant can be a different part than the second working medium. For example, the outlet of the gas turbine plant may be a second output of the separation unit. Next the outlet of the gas turbine plant may be an off ¬ passage of a return conduit through which is vorzugswei- se the first output of the separation unit connected to the input of the compressor station.
Ferner kann der aus der Gasturbinenanlage abgeführte Teil des abgetrennten ersten Abgasbestandteils eine Teilmenge des zweiten Arbeitsmediums sein. Beispielsweise kann der Auslass der Gasturbinenanlage ein Ausgang einer Furthermore, the part of the separated first exhaust gas constituent discharged from the gas turbine plant can be a subset of the second working medium. For example, the outlet of the gas turbine plant may be an output of a
Verdichterausgangsleitung sein, durch welche vorteilhafterweise ein Ausgang der Verdichterstation mit einem Eingang der Gasturbine verbunden ist.  Be compressor output line through which advantageously an output of the compressor station is connected to an input of the gas turbine.
Es ist zweckmäßig, wenn die Abtrennungseinheit einen weiteren Ausgang, insbesondere einen dritten Ausgang, aufweist. Insbesondere kann die Abtrennungseinheit den weiteren Ausgang zum Abführen eines zweiten Abgasbestandteils aufweisen. Vorzugs- weise ist der zweite Abgasbestandteil ein von der Abtren¬ nungseinheit abgetrennter zweiter Abgasbestandteil. Das heißt, vorteilhafterweise ist die Abtrennungseinheit dazu eingerichtet, aus dem Abgas der Gasturbine einen zweiten Ab- gasbestandteil abzutrennen. Weiterhin kann der zweite Abgasbestandteil ein bei der Abtrennung des ersten Abgasbestand¬ teils zurückbleibender Abgasbestandteil sein. Der weitere Ausgang der Abtrennungseinheit kann mit der It is expedient if the separation unit has a further output, in particular a third output. In particular, the separation unit can have the further outlet for discharging a second exhaust gas constituent. Preference as the second exhaust gas constituent one of the Abtren ¬ planning unit separated second exhaust gas constituent. That is, advantageously, the separation unit is configured to generate a second exhaust gas from the exhaust gas of the gas turbine. Separate gas component. Furthermore, the second exhaust gas component may be a part of the exhaust gas remaining during the separation of the first exhaust gas component . The further output of the separation unit can with the
AufSättigungseinheit verbunden sein. Weiter kann der zweite Abgasbestandteil, insbesondere Wasser, zumindest teilweise der AufSättigungseinheit zugeführt werden. Ferner ist die Erfindung auf ein Gasturbinenkraftwerk mit der erfindungsgemäßen Gasturbinenanlage, insbesondere mit einer der oben beschriebenen Weiterbildungen der Gasturbinenanlage, gerichtet . Vorzugsweise umfasst das Gasturbinenkraftwerk eine Brenn¬ stofferzeugungsanlage . Zweckmäßigerweise ist die Brennstoff- erzeugungsanlage mit einem Auslass der Gasturbinenanlage ver¬ bunden, insbesondere mit dem zuvor genannten Auslass der Gasturbinenanlage. Vorteilhafterweise ist über den Auslass ein Teil des abgetrennten ersten Abgasbestandteils aus der Gas¬ turbinenanlage abführbar. Das heißt, ein Teil des ersten Ab¬ gasbestandteils kann über den Auslass aus der Gasturbinenanlage abgeführt werden. Damit kann der aus der Gasturbinenanlage abgeführte Teil des ersten Abgasbestandteiles - zusätzlich zu den bekannten Maßnahmen wie Speicherung des Abgasbestandteils in unterirdi¬ schen Lagerstätten und Nutzung des Abgasbestandteils zu einer Gasinjektion bei einer tertiären Ölgewinnung - für eine Be connected to saturation unit. Furthermore, the second exhaust gas constituent, in particular water, can be supplied at least partially to the saturation unit. Furthermore, the invention is directed to a gas turbine power plant with the gas turbine plant according to the invention, in particular with one of the above-described developments of the gas turbine plant. Preferably, the gas turbine plant includes an internal ¬ hydrogen generation system. Advantageously, the fuel is generating plant with an outlet of the gas turbine plant ver ¬ linked, especially with the above-mentioned outlet of the gas turbine plant. Advantageously, a first portion of the separated exhaust gas component from the gas turbine installation is discharged via the outlet. That is, a part of the first gas from ¬ ingredient can be discharged via the outlet of the gas turbine plant. Thus, the discharged from the gas turbine plant part of the first exhaust gas constituent - in addition to the known measures such as storage of the exhaust gas constituent in Unterirdi ¬ rule deposits and use of the exhaust gas component to a gas injection in a tertiary oil production - for a
Brennstofferzeugung genutzt werden. Fuel production can be used.
Vorzugsweise wird, beispielsweise falls der Druck in der Gas¬ turbinenanlage, insbesondere in der Abtrennungseinheit, über eine vorgegebene Druckobergrenze steigt, ein Teil des abge- trennten ersten Abgasbestandteils abgeführt. Außerdem kann der (aus der Gasturbinenanlage) abgeführte Teil des abge¬ trennten ersten Abgasbestandteils der Brennstofferzeugungsanlage zugeführt werden. Das heißt, die Gasturbinenanlage, ins- besondere der Auslass der Gasturbinenanlage, ist sinnvoller¬ weise derart eingerichtet, dass der (aus der Gasturbinenanla¬ ge abgeführte) Teil des abgetrennten ersten Abgasbestandteils der Brennstofferzeugungsanlage zugeführt werden kann. Preferably, a portion of the first separated off exhaust component, for example, if the pressure in the gas turbine installation, in particular in the separation unit, over a predetermined upper pressure limit increases, dissipated. In addition, the discharged (from the gas turbine plant) part of the abge ¬ separated first exhaust component of the fuel generating plant can be supplied. That is, the gas turbine plant, in particular particular the outlet of the gas turbine plant is arranged so meaningful ¬ example, that which may be supplied (from the Gasturbinenanla ¬ ge discharged) portion of the separated first exhaust gas component of the fuel production plant.
Vorzugsweise entspricht der aus der Gasturbinenanlage (über den Auslass der Gasturbinenanlage) abgeführte erste Abgasbe¬ standteil einem der Brennstofferzeugungsanlage zugeführten ersten Abgasbestandteil. Preferably the from the gas turbine plant discharged (via the outlet of the gas turbine plant) was first Abgasbe ¬ portion corresponds to one of the fuel generating plant supplied first exhaust gas constituent.
Der aus der Gasturbinenanlage abgeführte erste Abgasbestand¬ teil kann, insbesondere in der Brennstofferzeugungsanlage, zum Erzeugen eines Brennstoffs genutzt werden. Es ist vor¬ teilhaft, wenn der Brennstoff Kohlenwasserstoff, insbesondere Methan, und/oder Alkohol, insbesondere Methanol, umfasst. Weiter kann der erzeugte Brennstoff beispielsweise in der Gasturbinenanlage zur Erzeugung elektrischer Energie, d. h. zur Stromerzeugung, genutzt werden. Beispielsweise können durch die Erzeugung des Brennstoffs in dem Gasturbinenkraftwerk Kosten für eine Brennstoffförderung, insbesondere eine Erdgasförderung, sowie Kosten für einen Transport des geförderten Brennstoffs eingespart werden. Außerdem kann der erzeugte Brennstoff aus dem Gasturbinenkraftwerk abgeführt werden, z. B. indem er der Mineralölindustrie zur Verfügung gestellt wird. Dann kann der erzeugte (und abgeführte) Brennstoff beispielsweise in Fahrzeugen und/oder in einem Heizkraftwerk, genutzt werden, z. B. mit- tels einer Brennstoffzelle und/oder eines Motors. Durch einen Verkauf des erzeugten Brennstoffs an die Mineralölindustrie kann ein ökonomischer Betrieb des Gasturbinenkraftwerks si¬ chergestellt werden. Dadurch, dass sinnvollerweise der aus der Gasturbinenanlage abgeführte erste Abgasbestandteil genutzt wird, kann auf sei¬ nen Abtransport und seine Einlagerung in einer unterirdischen Lagerstätte verzichtet werden. Auch gelangt der aus der Gas- turbinenanlage abgeführte erste Abgasbestandteil so nicht als Treibhausgas in die Atmosphäre. Auf diese Weise kann sowohl der Betrieb der Gasturbinenanlage als auch dessen Energieer¬ zeugung umweltfreundlich sein. The discharged from the gas turbine plant first exhaust gas constituent part ¬ can, especially in the fuel production plant, are used to produce a fuel. It is above ¬ geous when the fuel hydrocarbon, in particular methane, and / or alcohol, in particular methanol comprises. Further, the fuel produced, for example, in the gas turbine plant for generating electrical energy, ie used to generate electricity. For example, the production of the fuel in the gas turbine power plant can save costs for a fuel delivery, in particular a natural gas production, as well as costs for transporting the subsidized fuel. In addition, the generated fuel can be removed from the gas turbine power plant, z. B. by being made available to the petroleum industry. Then the generated (and discharged) fuel, for example, in vehicles and / or in a heating plant, can be used, for. By means of a fuel cell and / or an engine. A sale of the fuel produced at the oil industry, an economic operation of the gas turbine power plant can be si ¬ chergestellt. The fact that makes sense of exhausted from the gas turbine plant first exhaust component is used can be dispensed is ¬ nen transportation and its storage in an underground deposit. Also, the gas from the gas turbine unit discharged first exhaust gas ingredient so not as a greenhouse gas into the atmosphere. In this way, both the operation of the gas turbine plant as well as its Energieer ¬ generation can be environmentally friendly.
Die Brennstofferzeugungsanlage kann einen BrennstoffSpeicher umfassen. Der in der Brennstofferzeugungsanlage erzeugte Brennstoff kann in dem BrennstoffSpeicher gespeichert werden. Insbesondere kann der in der Brennstofferzeugungsanlage er- zeugte Brennstoff zumindest teilweise dem Brenner der Gastur¬ binenanlage zugeführt werden. Weiter kann dem Brenner ein anderer als der erzeugte Brennstoff zugeführt werden. The fuel-producing plant may include a fuel storage. The fuel produced in the fuel-producing plant may be stored in the fuel storage. In particular, the ER witnessed in the fuel generating plant fuel may be at least partially supplied to the burner of the Gastur ¬ binenanlage. Further, the burner other than the fuel produced can be supplied.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Brennstofferzeugungsanla- ge eine Elektrolyseeinheit, insbesondere zur Elektrolyse, um- fasst. Sinnvollerweise ist die Elektrolyse eine Elektrolyse von Wasser. Insbesondere kann die Elektrolyse eine Elektroly¬ se zur Erzeugung eines Ausgangsstoffs, insbesondere von Was¬ serstoff, und/oder eines Oxidationsmittels , insbesondere von Sauerstoff, sein. Beispielsweise kann überschüssige Energie aus dem Stromnetz für die Elektrolyse bzw. in der Elektroly¬ seeinheit genutzt werden. Auf diese Weise kann überschüssige Energie aus dem Stromnetz gespeichert werden, insbesondere in Form eines Ausgangsstoffs und/oder eines Oxidationsmittels. Die Elektrolyseeinheit kann mit dem Generator der Gasturbi¬ nenanlage elektrisch verbunden sein, insbesondere über das Stromnetz . Furthermore, it is advantageous if the fuel-producing plant comprises an electrolysis unit, in particular for electrolysis. It makes sense to electrolysis an electrolysis of water. In particular, the electrolysis, an electrolyzer ¬ se to produce a starting material, in particular of what ¬ serstoff, and / or an oxidant, in particular oxygen, be. For example, excess energy from the power grid for the electrolysis or in the Elektroly ¬ se unit can be used. In this way, excess energy can be stored from the power grid, in particular in the form of a starting material and / or an oxidizing agent. The electrolytic unit may be electrically connected to the generator of the Gasturbi ¬ nena position, in particular via the mains.
Zweckmäßigerweise ist der weitere Ausgang der Abtrennungsein- heit mit der Elektrolyseeinheit der Brennstofferzeugungsanla¬ ge verbunden. Vorzugsweise wird zumindest ein Teil des (abge¬ trennten) zweiten Abgasbestandteils, insbesondere Wasser, der Elektrolyseeinheit zugeführt und gegebenenfalls dort einer Elektrolyse unterzogen. Conveniently, the further output of the Abtrennungsein- is integral connected to the electrolysis unit of Brennstofferzeugungsanla ¬ ge. Preferably, at least a part of the (abge ¬ isolated) second exhaust gas constituent, in particular water, the electrolysis unit is supplied and, optionally, there subjected to electrolysis.
Vorzugsweise wird mittels der Elektrolyse ein Ausgangsstoff, insbesondere Wasserstoff, erzeugt. Der Ausgangsstoff kann in einem Speicher des Gasturbinenkraftwerks gespeichert werden. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn mittels der Elektrolyse ein Oxidationsmittel , insbesondere Sauerstoff, erzeugt wird. Preferably, a starting material, in particular hydrogen, is produced by means of the electrolysis. The starting material can be stored in a memory of the gas turbine power plant. Moreover, it is advantageous if an oxidizing agent, in particular oxygen, is produced by means of the electrolysis.
Vorteilhafterweise umfasst die Brennstofferzeugungsanlage ei- ne Syntheseeinheit zum Synthetisieren des Brennstoffs. Das heißt, vorzugsweise ist die Syntheseeinheit dazu eingerich¬ tet, den Brennstoff zu erzeugen, insbesondere zu synthetisie¬ ren. Der Ausgangsstoff kann der Syntheseeinheit zugeführt werden. Es ist zweckmäßig, wenn der Ausgangsstoff zum Synthe- tisieren des Brennstoffs verwendet wird. Außerdem kann der aus der Gasturbinenanlage abgeführte Teil des ersten Abgasbe¬ standteils der Syntheseeinheit zugeführt werden. Weiter ist es sinnvoll, wenn der aus der Gasturbinenanlage abgeführte Teil des ersten Abgasbestandteils zum Synthetisieren des Brennstoffs verwendet wird. Das heißt, der Brennstoff kann aus dem Ausgangsstoff und dem aus der Gasturbinenanlage abge¬ führten Teil des ersten Abgasbestandteils synthetisiert wer¬ den . Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Syntheseeinheit ausgangs- seitig mit der Gasturbinenanlage verbunden ist. Die Synthese¬ einheit kann mit einem Brenner der Gasturbinenanlage, insbe¬ sondere mit dem zuvor genannten Brenner der Gasturbinenanlage, verbunden sein. Insbesondere kann der in der Syntheseein- heit erzeugte Brennstoff dem Brenner zugeführt werden. Außer¬ dem kann die Syntheseeinheit ausgangsseitig mit dem Brenn¬ stoffSpeicher verbunden sein. Insbesondere kann der in der Syntheseeinheit erzeugte Brennstoff im BrennstoffSpeicher ge¬ speichert werden. Auf diese Weise kann überschüssige Energie aus dem Stromnetz gespeichert werden, insbesondere in Form von Brennstoff. Advantageously, the fuel production system comprises a synthesis unit for synthesizing the fuel. That is, preferably the synthesis unit is to be rich ¬ tet, to produce the fuel, in particular to synthetisie ¬ ren. The starting material can be supplied to the synthesis unit. It is expedient if the starting material is used to synthesize the fuel. In addition, the gas discharged from the gas turbine plant part of the first Abgasbe ¬ was partly the synthesis unit can be supplied. It is also expedient if the part of the first exhaust gas constituent removed from the gas turbine plant is used to synthesize the fuel. That is, the fuel can from the starting material and the abge from the gas turbine plant ¬ led part of the first exhaust component synthesized ¬ to. Furthermore, it is advantageous if the synthesis unit is connected on the output side to the gas turbine plant. The synthesis ¬ unit can be connected to a burner of the gas turbine plant, in particular ¬ special with the aforementioned burner of the gas turbine plant. In particular, the fuel produced in the synthesis unit can be supplied to the burner. Except ¬ which the synthesis unit can be output connected to the combustion ¬ hydrogen storage. In particular, the fuel produced in the synthesis unit can be stored in the fuel storage ge ¬. In this way, excess energy can be stored from the power grid, especially in the form of fuel.
Außerdem ist es bevorzugt, wenn die Brennstofferzeugungsanla¬ ge einen Gasspeicher umfasst. Der Gasspeicher kann atmosphä- risch oder als Druckspeicher ausgelegt sein. Weiter kann der Gasspeicher, auch Kombispeicher genannt, mehrere, insbesondere zwei, Kammern aufweisen. Vorzugsweise sind die Kammern voneinander getrennt, insbesondere durch eine bewegliche Wan- dung. Die bewegliche Wandung kann beispielsweise als ein ver¬ schiebbarer Trennboden ausgeführt sein. Eine der Kammern kann mit dem Auslass der Gasturbinenanlage verbunden sein. Weiter kann die eine der Kammern mit einer Syntheseeinheit, insbe- sondere mit der zuvor genannten Syntheseeinheit, der Brenn¬ stofferzeugungsanlage verbunden sein. Der Gasspeicher, insbesondere die eine der Kammern, kann ein Speicher für zumindest einen Teil des aus der Gasturbinenanlage abgeführten ersten Abgasbestandteils, insbesondere für Kohlendioxid, sein. Moreover, it is preferred if the Brennstofferzeugungsanla ¬ ge comprises a gas storage. The gas storage can be designed atmospherically or as an accumulator. Next, the gas storage, also called combination storage, several, in particular two, have chambers. Preferably, the chambers are separated from one another, in particular by a movable wall. dung. The movable wall can be designed, for example, as a ver ¬ sliding partition. One of the chambers may be connected to the outlet of the gas turbine plant. Further, the one of the chambers with a synthesis unit may be in particular connected to the aforementioned synthesis unit, the focal ¬ generation plant material. The gas reservoir, in particular the one of the chambers, may be a reservoir for at least part of the first exhaust gas constituent discharged from the gas turbine plant, in particular for carbon dioxide.
Die andere Kammer kann mit einer Elektrolyseeinheit, insbe¬ sondere mit der zuvor genannten Elektrolyseeinheit, der The other chamber can with an electrolysis unit, in particular ¬ special with the aforementioned electrolysis unit, the
Brennstofferzeugungsanlage verbunden sein. Weiter kann die andere Kammer mit einem Brenner, insbesondere mit dem zuvor genannten Brenner, der Gasturbinenanlage verbunden sein. Außerdem kann die andere Kammer mit der Zuführleitung der Gasturbinenanlage verbunden sein. Der Gasspeicher, insbesondere die andere Kammer, kann ein Speicher für ein Oxidationsmittel, insbesondere für Sauerstoff, sein. Fuel system to be connected. Furthermore, the other chamber can be connected to a burner, in particular to the aforementioned burner, of the gas turbine plant. In addition, the other chamber may be connected to the supply line of the gas turbine plant. The gas storage, in particular the other chamber, may be a storage for an oxidizing agent, in particular for oxygen.
Das in der Elektrolyseeinheit erzeugte Oxidationsmittel kann (zumindest teilweise) in dem Gasspeicher gespeichert werden. Weiter kann das in der Elektrolyseeinheit erzeugte Oxidati¬ onsmittel der Zuführleitung (und folglich der The oxidant produced in the electrolysis unit can be stored (at least partially) in the gas storage. Next produced in the electrolysis unit can Oxidati ¬ onsmittel (the supply line and hence the
Verdichterstation) und/oder dem Brenner zugeführt werden. Compressor station) and / or the burner are supplied.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Gasturbinenkraftwerk eine mit der Gasturbine gekoppelte In an advantageous embodiment of the invention, the gas turbine power plant coupled to the gas turbine
Dampfturbinenanlage mit zumindest einem Wärmeübertrager und einer Dampfturbine auf. Vorzugsweise ist die Dampfturbinenan¬ lage derart eingerichtet, dass dem Wärmeübertrager zumindest ein Teil der thermischen Energie des Abgases aus der Gasturbine zugeführt wird. Insbesondere ist der Wärmeübertrager derart mit der Gasturbine verbunden, dass zumindest ein Teil des Abgases aus der Gasturbine der Wärmeübertrager zuführbar ist. Weiter kann der Wärmeübertrager derart mit der Gasturbine verbunden sein, dass der Wärmeübertrager von zumindest einem Teil des Abgases aus der Gasturbine durchströmbar ist. Der Teil des (heißen) Abgases, welcher den Wärmeübertrager vorzugsweise durchströmt, kann thermische Energie bzw. Wärme an ein Arbeitsmittel - meist Wasser bzw. Wasserdampf - über- tragen. Der Teil des heißen Abgases, welches den Steam turbine plant with at least one heat exchanger and a steam turbine. Preferably, the Dampfturbinenan ¬ position is set up such that the heat exchanger at least a part of the thermal energy of the exhaust gas is supplied from the gas turbine. In particular, the heat exchanger is connected to the gas turbine such that at least a portion of the exhaust gas from the gas turbine of the heat exchanger can be fed. Further, the heat exchanger may be connected to the gas turbine such that the heat exchanger of at least a portion of the exhaust gas from the gas turbine can be flowed through. The part of the (hot) exhaust gas, which preferably flows through the heat exchanger, can transfer thermal energy or heat to a working medium, usually water or water vapor. The part of the hot exhaust gas which the
Wärmeübertrager vorzugsweise durchströmt, kann nach dem  Heat exchanger preferably flows through, can after the
Durchströmen des Wärmeübertragers der Abtrennungseinheit zu¬ geführt werden. Vorzugsweise kann eine Befeuerung des Flow through the heat exchanger of the separation unit to be led ¬ . Preferably, a firing of the
Wärmeübertrager mit einem Brennstoff zuschaltbar sein Heat exchanger be switched on with a fuel
und/oder vorgesehen sein. and / or be provided.
Das im Wärmeübertrager erhitzte Arbeitsmittel kann die Dampf¬ turbine der Dampfturbinenanlage antreiben. Weiter kann die mechanische Energie der Dampfturbine mittels eines weiteren Generators in elektrische Energie umgewandelt werden. Die elektrische Energie kann als elektrischer Strom in das Stromnetz eingespeist werden. The heated in the heat exchanger working fluid can drive the steam turbine ¬ the steam turbine plant. Further, the mechanical energy of the steam turbine can be converted by means of another generator into electrical energy. The electrical energy can be fed into the grid as electrical power.
Auch kann vorgesehen sein, dass die Dampfturbinenanlage zum Antrieb der Verdichterstation eingesetzt wird, insbesondere wenn eine Befeuerung des Wärmeübertragers mit einem Brenn¬ stoff vorgesehen ist. Der Antrieb der Verdichterstation kann unmittelbar erfolgen, wobei hier ein Abtrieb der Dampfturbine die Verdichterstation antreibet, als auch indirekt, wobei hier mittels der Dampfturbinenanlage der Generator der Dampf¬ turbinenanlage angetrieben wird, welcher beispielsweise den (elektrischen) Motor der Verdichterstation mit Strom versorgt . Ferner ist die Erfindung auf ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbinenanlage gerichtet, welche eine Gasturbine, eine Verdichterstation, eine Filtereinheit mit einem Einlass für ein erstes Arbeitsmedium und eine Zuführungsleitung umfasst, welche Zuführungsleitung einen Ausgang der Filtereinheit mit einem Eingang der Verdichterstation verbindet. It can also be provided that the steam turbine plant is used to drive the compressor station, in particular if a firing of the heat exchanger is provided with a fuel ¬ material. The drive of the compressor station can be done directly, in which case an output of the steam turbine drives the compressor station, as well as indirectly, in which case the generator of the steam turbine ¬ system is driven by the steam turbine plant, which supplies, for example, the (electric) motor of the compressor station with power. Further, the invention is directed to a method of operating a gas turbine plant comprising a gas turbine, a compressor station, a filter unit having an inlet for a first working fluid, and a supply conduit, which supply conduit connects an outlet of the filter unit to an inlet of the compressor station.
Bei dem Verfahren umfasst erfindungsgemäß die Zuführungslei¬ tung einen Einlass für ein zweites Arbeitsmedium und mithilfe einer Umschalteinrichtung wird eingestellt, ob die Gasturbi¬ nenanlage mit dem ersten Arbeitsmedium oder mit dem zweiten Arbeitsmedium betrieben wird. Diese Gasturbinenanlage kann insbesondere die oben beschrie¬ bene Gasturbinenanlage sein. Folglich können die nachfolgend genannten Elemente der Gasturbinenanlage die zuvor erwähnten Elemente sein. Zweckmäßigerweise umfasst die Gasturbinenanlage einen Brenner mit einem zuschaltbaren Oxidationsmitteleingang . In the method according to the invention, the Zuführungslei ¬ tion an inlet for a second working medium and using A switching device is set, whether the Gasturbi ¬ nenanlage is operated with the first working medium or with the second working medium. This gas turbine system may be particularly the above beschrie ¬ bene gas turbine plant. Consequently, the following elements of the gas turbine plant may be the aforementioned elements. Conveniently, the gas turbine plant comprises a burner with a switchable oxidant input.
Bei dem Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium wird sinnvollerweise das erste Arbeitsmedium über den Einlass für das erste Arbeitsmedium in die Verdichterstation geführt bzw. der During operation with the first working medium, the first working medium is expediently guided into the compressor station via the inlet for the first working medium or
Verdichterstation zugeführt. Weiter ist es zweckmäßig, wenn bei dem Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium der Oxidationsmitteleingang verschlossen bzw. abgetrennt ist. Bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium wird sinnvoll¬ erweise das zweite Arbeitsmedium über den Einlass für das zweite Arbeitsmedium in die Verdichtereinheit geführt bzw. der Verdichterstation zugeführt. Weiter ist es zweckmäßig, wenn bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium der Oxida- tionsmitteleingang zugeschaltet ist, d. h. dem Brenner Oxida- tionsmittel zugeführt wird. Fed compressor station. Furthermore, it is expedient if, during operation with the first working medium, the oxidant input is closed or disconnected. In the operation of the second working medium useful ¬ enough, the second working medium through the inlet for the second working medium in the compressor unit is performed or the compressor station supplied. Furthermore, it is expedient if, during operation with the second working medium, the oxidizing agent input is switched on, ie, the burner is supplied with oxidizing agent.
Beispielsweise kann das erste Arbeitsmedium Luft sein. Weiter kann das zweite Arbeitsmedium Kohlendioxid sein. For example, the first working medium may be air. Further, the second working medium may be carbon dioxide.
Zweckmäßigerweise kann während des Betriebs der Gasturbinen¬ anlage zwischen einem Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium und einem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium gewählt werden und/oder umgeschaltet werden. Conveniently, can be selected and / or changed during operation of the gas turbine plant ¬ between an operation with the first working medium and an operation with the second working medium.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Gasturbinenanlage eine Abtrennungseinheit auf. Zweckmäßiger¬ weise wird bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium ein Abgas aus der Gasturbine in die Abtrennungseinheit geleitet. Weiter kann in der Abtrennungseinheit ein erster Abgasbe¬ standteil aus dem Abgas der Gasturbine abgetrennt werden. Ferner kann zumindest ein Teil des abgetrennten ersten Abgas- bestandteils über den Einlass für das zweite Arbeitsmedium zu der Verdichterstation geleitet werden bzw. der In a preferred development of the invention, the gas turbine plant has a separation unit. Appropriately ¬ way is in the operation with the second working medium Exhaust gas from the gas turbine passed into the separation unit. Next in the separation unit, a first Abgasbe ¬ stand part can be separated from the exhaust of the gas turbine. Furthermore, at least a portion of the separated first exhaust gas constituent may be directed to the compressor station via the inlet for the second working medium
Verdichterstation zugeführt werden und/oder in dieser verdichtet werden. Zweckmäßigerweise ist das zweite Arbeitsmedium zumindest ein Teil des abgetrennten ersten Abgasbestandteils. Vorzugsweise wird das zweite Arbeitsmedium aus einem ersten Ausgang der Abtrennungseinheit abgeführt. Weiter kann das zweite Arbeits¬ medium der Verdichterstation zugeführt werden. Compressor station are supplied and / or compressed in this. Conveniently, the second working medium is at least a part of the separated first exhaust gas constituent. Preferably, the second working medium is removed from a first outlet of the separation unit. Further, the second working medium of the compressor station ¬ can be supplied.
Ferner ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Brennstoffer- zeugung in einem Gasturbinenkraftwerk gerichtet, bei dem eine Gasturbinenanlage des Gasturbinenkraftwerks betrieben wird. Bei dem Betrieb der Gasturbinenanlage mit dem zweiten Ar- beitsmedium kann ein Teil des abgetrennten ersten Abgasbestandteils aus der Gasturbinenanlage abgeführt werden. Außer¬ dem kann der aus der Gasturbinenanlage abgeführte Teil des abgetrennten ersten Abgasbestandteils einer Brennstofferzeu¬ gungsanlage des Gasturbinenkraftwerks zugeführt werden. Wei- ter kann in der Brennstofferzeugungsanlage aus dem der Brenn¬ stofferzeugungsanlage zugeführten ersten Abgasbestsandteil ein Brennstoff erzeugt werden. Furthermore, the invention is directed to a method for fuel production in a gas turbine power plant, in which a gas turbine plant of the gas turbine power plant is operated. In the operation of the gas turbine plant with the second working medium, part of the separated first exhaust gas constituent can be removed from the gas turbine plant. Except ¬ which the gas discharged from the gas turbine plant part of the separated first exhaust gas component of a Brennstofferzeu generating installation of the gas turbine power plant can be supplied. WEI ter can from which a fuel is generated of the internal ¬ generation plant material supplied first Abgasbestsandteil in the fuel producing plant.
Der erzeugte Brennstoff kann zumindest teilweise einem Bren- ner der Gasturbinenanlage zugeführt werden. Insbesondere kann der erzeugte Brennstoff zumindest zeitweise dem Brenner der Gasturbinenanlage zugeführt werden. Außerdem kann der erzeug¬ te Brennstoff aus dem Gasturbinenkraftwerk abgeführt werden, und beispielsweise der Mineralölindustrie zur Verfügung ge- stellt werden. Weiterhin kann dem Brenner ein anderer Brennstoff, beispielsweise ein geförderter Brennstoff, zugeführt werden . Dieses Gasturbinenkraftwerk kann insbesondere das oben beschriebene Gasturbinenkraftwerk sein. Außerdem kann diese Gasturbinenanlage insbesondere die oben beschriebene Gastur¬ binenanlage sein. The generated fuel can be at least partially supplied to a burner of the gas turbine plant. In particular, the fuel produced can be supplied at least temporarily to the burner of the gas turbine plant. In addition, the erzeug ¬ te fuel can be discharged from the gas turbine power plant, and be bought, for example, the petroleum industry provides. Furthermore, the burner another fuel, such as a subsidized fuel, are supplied. This gas turbine power plant may in particular be the gas turbine power plant described above. In addition, this gas turbine system may be particularly described above Gastur ¬ binenanlage.
Ferner ist es bevorzugt, wenn der der Brennstofferzeugungsan- lage zugeführte Teil des abgetrennten ersten Abgasbestand¬ teils aus einem Auslass der Gasturbinenanlage abgeführt wird. Vorzugsweise wird beim Anfahrvorgang des Gasturbinenkraft¬ werks wie folgt vorgegangen: Vorteilhafterweise ist zu Beginn des Anfahrvorgangs die Abtrennungseinheit mit einem Oxidati- onsmittel, insbesondere Sauerstoff, gefüllt. Weiter kann das Oxidationsmittel aus der Abtrennungseinheit der Further, it is preferred if the position of the Brennstofferzeugungsan- supplied portion of the separated first exhaust gas constituent ¬ is partly discharged from an outlet of the gas turbine plant. Preferably, during the starting of the gas turbine power plant as ¬ following procedure is used: Advantageously onsmittel at the beginning of the start-separation unit having an oxidation, in particular oxygen, is filled. Further, the oxidizing agent from the separation unit of
Verdichterstation über den Einlass für das zweite Arbeitsme¬ dium zumindest teilweise zugeführt werden. Das der Compressor station via the inlet for the second Arbeitsme ¬ medium are at least partially supplied. That the
Verdichterstation zugeführte Oxidationsmittel kann in der Verdichterstation verdichtet werden. Eine Drehzahl der Compressor station supplied oxidant can be compressed in the compressor station. A speed of
Verdichterstation kann hochgefahren werden, insbesondere in der Weise, dass die Verdichterstation genau die Menge an Oxi¬ dationsmittel, hier z. B. Sauerstoff, verdichtet, die die Gasturbinenanlage in dem Moment des Anfahrvorgangs nutzen kann. Weiter kann das verdichtete Oxidationsmittel ggf. die AufSättigungseinheit und/oder den Rekuperator durchlaufen. Außerdem kann das verdichtete Oxidationsmittel in den Brenner geführt werden. Dem Brenner kann genau die Menge Brennstoff zugeführt werden, die die Gasturbinenanlage in dem Moment des Anfahrvorgangs nutzen kann. Vorzugsweise werden die Menge des Oxidationsmittels und die Menge des Brennstoffs kontinuier- lieh erhöht, insbesondere in der Weise, dass eine Temperatur eines Abgases in einem vorgegeben Bereich liegt. Insbesondere wird die Menge an Oxidationsmittel in einem vorgegebenen Teilchen-Verhältnis zur Menge des Brennstoffs gehalten. Durch eine Verbrennung eines Brennstoffes (d. h. durch eineCompressor station can be started up, in particular in such a way that the compressor station exactly the amount of Oxi ¬ dationsmittel, here z. As oxygen, compressed, which can use the gas turbine plant in the moment of the startup process. Further, the compressed oxidant may optionally pass through the saturation unit and / or the recuperator. In addition, the compressed oxidant can be fed into the burner. The burner can be fed exactly the amount of fuel that can use the gas turbine plant in the moment of startup. Preferably, the amount of the oxidizing agent and the amount of the fuel are continuously increased leh, in particular in such a way that a temperature of an exhaust gas is within a predetermined range. In particular, the amount of oxidizing agent is maintained in a predetermined particle ratio to the amount of fuel. By combustion of a fuel (ie by a
Oxidation des Brennstoffs) kann das Abgas erzeugt werden. Das Abgas kann, insbesondere zu Beginn des Anfahrvorgangs, ein anderes Abgas als das zuvor genannte Abgas sein, insbesondere weil dieses Abgas (hier) kein Gemisch mit einem zuvor abgetrennten Abgasbestandteil ist. Das Abgas kann in der Gastur¬ bine entspannen und so die Gasturbine antreiben. Vorzugsweise hat das entspannte Abgas eine Temperatur von 500 - 600°C. Dann kann das Abgas den Rekuperator durchlaufen. Weiter kann das Abgas in die Abtrennungseinheit geführt werden. Zweckmä¬ ßigerweise wird in der Abtrennungseinheit der erste Abgasbe¬ standteil aus dem Abgas abgetrennt, um es (ggf. zusammen mit dem in der Abtrennungseinheit verbliebenen Oxidationsmittel ) über den Einlass für das zweite Arbeitsmedium zumindest teil¬ weise der Verdichterstation zuzuführen. Der Vorgang kann sich in einem Kreislauf wiederholen. Im Laufe der Zeit wird zweckmäßigerweise das am Anfang in die Abtrennungseinheit gefüllte Oxidationsmittel aufgebraucht sein. Ab einer gewissen Druck- obergrenze in der Abtrennungseinheit kann zumindest ein Teil des abgetrennten ersten Abgasbestandteils aus der Gasturbi¬ nenanlage abgeführt, d. h. ausgespeist, werden. Dann ist zweckmäßigerweise der Anfahrvorgang zu Ende. Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammenge- fasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weite- ren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Gasturbinenanlage kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaft der entsprechenden Gas- turbinenanlage gegenständlich formuliert zu sehen und umge¬ kehrt . Oxidation of the fuel), the exhaust gas can be generated. The exhaust gas may be, in particular at the beginning of the starting process, another exhaust gas than the abovementioned exhaust gas, in particular because this exhaust gas (here) is not a mixture with a previously separated exhaust gas constituent. The exhaust gas can relax in the Gastur ¬ bine and so drive the gas turbine. Preferably, the expanded exhaust gas has a temperature of 500-600 ° C. Then the exhaust gas can pass through the recuperator. Further, the exhaust gas can be fed into the separation unit. Suitably ¬ ßigerweise is separated in the separation unit of the first Abgasbe ¬ standing part from the exhaust gas to feed it (together with the remaining in the separation unit oxidant) via the inlet for the second working medium at least partially ¬, the compressor station. The process can be repeated in a cycle. Over time, the oxidant initially filled in the separation unit will expediently be used up. From a certain pressure limit in the separation unit can be discharged at least a portion of the separated first exhaust gas constituent from the Gasturbi ¬ nena position, ie fed out. Then the starting process is expediently ended. The description of advantageous embodiments of the invention given hitherto contains numerous features which are reproduced in some detail in the individual subclaims. However, these features may conveniently be considered individually and combined into meaningful further combinations. In particular, these features can be combined individually and in any suitable combination with the method according to the invention and the gas turbine plant according to the invention. Thus, process features as property of the respective gas turbine plant formulated objectively to see and vice versa ¬.
Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das je¬ weilige Zahlwort eingeschränkt sein. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit iso¬ liert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung einge¬ bracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert wer¬ den . Even if some of the terms are respectively used in the singular or in conjunction with a numeral in the description and in the claims, the scope of the invention for these terms shall not be restricted to the singular or each ¬ stays awhile numeral. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments which will be described in connection with the drawings. The embodiments serve to illustrate the invention and do not limit the invention to the combination of features specified therein, not even with respect to functional features. In addition, suitable features of each embodiment may also be considered explicitly iso ¬ lated, removed from one embodiment, introduced into another embodiment to supplement it and ¬ combined with any of the claims ¬ the.
Es zeigen Show it
FIG 1 eine nachrüstbare Gasturbinenanlage; FIG 2 ein Gasturbinenkraftwerk mit einer Gasturbinenanlage, welche eine Abtrennungseinheit umfasst; 1 shows a retrofittable gas turbine plant; 2 shows a gas turbine power plant with a gas turbine plant, which comprises a separation unit;
FIG 3 ein Gasturbinenkraftwerk mit einer Brennstofferzeugungsanlage; und 3 shows a gas turbine power plant with a fuel-producing plant; and
FIG 4 ein Gasturbinenkraftwerk mit einer Dampfturbinenanla- ge . 4 shows a gas turbine power plant with a steam turbine plant.
FIG 1 zeigt schematisch eine Gasturbinenanlage 4. Die Gastur- binenanlage 4 in FIG 1 ist eine erste Baustufe und ist nach- rüstbar bzw. ausbaubar, sodass eine Gasturbinenanlage bzw. ein Gasturbinenkraftwerk analog wie FIG 2 bis FIG 4 entstehen kann. Die Gasturbinenanlage 4 in FIG 1 umfasst eine FIG. 1 schematically shows a gas turbine plant 4. The gas turbine plant 4 in FIG. 1 is a first construction stage and can be retrofitted or expanded, so that a gas turbine plant or a gas turbine power plant can be created analogously to FIG. The gas turbine plant 4 in FIG. 1 comprises a
Verdichterstation 8, einen Brenner 10 und eine Gasturbine 12. Die Verdichterstation 8, der Brenner 10 und die Gasturbine 12 sind strömungstechnisch miteinander verbunden. Der Brenner 10 ist strömungstechnisch nach der Verdichterstation 8 und die Gasturbine 12 strömungstechnisch nach dem Brenner 10 angeord- net. Weiter umfasst die Gasturbinenanlage eine Compressor station 8, a burner 10 and a gas turbine 12. The compressor station 8, the burner 10 and the gas turbine 12 are fluidly connected to each other. The burner 10 is fluidically arranged after the compressor station 8 and the gas turbine 12 fluidically after the burner 10 angeord- net. Furthermore, the gas turbine plant comprises a
Verdichterausgangsleitung 16. Durch die Compressor output line 16. Through the
Verdichterausgangsleitung 16 wird ein Ausgang 18 der Compressor output line 16 is an output 18 of the
Verdichterstation 8 mit einem Eingang 20 der Gasturbine 12 verbunden. Compressor station 8 connected to an input 20 of the gas turbine 12.
Weiter umfasst die Gasturbinenanlage 4 einen Generator 32. Der Generator 32 ist zur Stromerzeugung mit der Gasturbine 12 über eine Welle verbunden. Die Gasturbinenanlage 4 ist vorge- sehen, um elektrische Energie zu erzeugen und (als elektri¬ schen Strom) in ein Stromnetz 36 einzuspeisen. Furthermore, the gas turbine plant 4 comprises a generator 32. The generator 32 is connected to the gas turbine 12 via a shaft for generating electricity. The gas turbine system 4 treadmill is intended in order to generate electric power and to feed (as electrical ¬'s current) into a power grid 36th
Weiter umfasst die Gasturbinenanlage 4 eine Filtereinheit 13 mit einem Einlass 15 für ein erstes Arbeitsmedium 17 und eine Zuführungsleitung 19. Die Filtereinheit umfasst mehrere Fil¬ ter (nicht gezeigt) zum Filtern des ersten Arbeitsmediums 17, insbesondere Luft. Beim Filtern des ersten Arbeitsmediums 17 werden insbesondere ( Staub- ) Partikel aus dem ersten Arbeits¬ medium 17 herausgefiltert. Durch die Zuführungsleitung 19 ist ein Ausgang 21 der Filtereinheit 13 mit einem Eingang 28 der Verdichterstation 8 verbunden. Weiter weist die Zuführungsleitung 19 einen Einlass 23 für ein zweites Arbeitsmedium 25 auf. Außerdem umfasst die Zuführungsleitung 19 eine Umschalt¬ einrichtung 27, mittels welcher einstellbar ist, über welchen der beiden Einlasse 15, 23 ein Arbeitsmedium 17, 25 in die Verdichterstation 8 einführbar ist. Die Umschalteinrichtung ist als Wegeventil ausgebildet. Das Wegeventil weist 3 An¬ schlüsse und 2 Stellmöglichkeiten auf. In FIG 1 ist das Wegeventil derart eingestellt, dass der Ein¬ lass 15 für das erstes Arbeitsmedium 17 geöffnet ist und der Einlass 23 für das zweite Arbeitsmedium 25 geschlossen ist. Das heißt, in FIG 1 wird die Gasturbinenanlage mit dem ersten Arbeitsmedium 17 betrieben. Further, the gas turbine system 4 comprises a filter unit 13 having an inlet 15 for a first working fluid 17 and a supply line 19. The filter unit comprises a plurality Fil ¬ ter (not shown) for filtering the first working fluid 17, in particular air. When filtering the first working medium 17 in particular (dust) particles from the first working ¬ medium 17 are filtered out. Through the supply line 19, an output 21 of the filter unit 13 is connected to an input 28 of the compressor station 8. Furthermore, the supply line 19 has an inlet 23 for a second working medium 25. In addition, the supply line 19 comprises a switching ¬ device 27, by means of which is adjustable, via which of the two inlets 15, 23, a working fluid 17, 25 in the compressor station 8 can be inserted. The switching device is designed as a directional control valve. The directional control valve has three to ¬ connections and 2 positions. In FIG 1, the directional control valve is set such that the A ¬ let 15 is opened for the first working fluid 17 and the inlet 23 is closed for the second working medium 25th That is, in FIG. 1, the gas turbine plant is operated with the first working medium 17.
Wenn an den Einlass 23 für das zweite Arbeitsmedium 25 beispielsweise eine Rückführungsleitung angeschlossen wird When, for example, a return line is connected to the inlet 23 for the second working medium 25
(vergl . FIG 2-4), d. h. wenn die Gasturbinenanlage 4 nachge- rüstet wird, kann ein zweites Arbeitsmedium 25 in den Einlass 23 für das zweite Arbeitsmedium 25 eingeführt werden. Dann kann der Verdichterstation 8 mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 betrieben werden. Durch das zur Verfügung stellen des Einlas- ses 23 für das zweite Arbeitsmedium 25 sowie durch die Um¬ schalteinrichtung 27 ist die Gasturbinenanlage 4 in FIG 1 aufwands- und kostengünstig nachrüstbar. (see FIGS 2-4), ie when the gas turbine plant 4 nachgege- is equipped, a second working medium 25 can be introduced into the inlet 23 for the second working medium 25. Then the compressor station 8 can be operated with the second working medium 25. By providing the Einlas- ses 23 for the second working medium 25 and by the order ¬ switching device 27, the gas turbine system 4 is expensed in FIG 1 and inexpensively retrofitted.
Die Verdichterstation 8 und die Gasturbine 12 weisen jeweils eine eigene Welle 11 auf. Das heißt, die Verdichterstation 8 und die Gasturbine 12 sind mechanisch entkoppelt. The compressor station 8 and the gas turbine 12 each have their own shaft 11. That is, the compressor station 8 and the gas turbine 12 are mechanically decoupled.
Die Verdichterstation 8 umfasst zwei Verdichtereinheiten 40 und einen Zwischenkühler 42, der (zumindest strömungstech- nisch) zwischen den beiden Verdichtereinheiten 40 angeordnet ist. Der Verdichterstation 8 ist wahlweise mit dem ersten Arbeitsmedium 17 oder mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 The compressor station 8 comprises two compressor units 40 and an intercooler 42 which is arranged (at least in terms of flow) between the two compressor units 40. The compressor station 8 is optionally with the first working medium 17 or with the second working medium 25
betreibbar. Hier wird der Verdichterstation 8 mit dem ersten Arbeitsmedium 17 betrieben. operated. Here, the compressor station 8 is operated with the first working medium 17.
Die Gasturbinenanlage 4 umfasst zwei Antriebseinheiten 38, die jeweils als elektrischer Motor 38 ausgeführt sind. Jeder der elektrischen Motoren 38 ist drehzahlvariabel. Jede der Verdichtereinheiten 40 ist mit jeweils einem der Motoren 38 jeweils über eine eigene Welle 11 verbunden. Der Antrieb der Verdichterstation 8, insbesondere der Antrieb der The gas turbine plant 4 comprises two drive units 38, which are each designed as an electric motor 38. Each of the electric motors 38 is variable in speed. Each of the compressor units 40 is connected to one of the motors 38 each having its own shaft 11. The drive of the compressor station 8, in particular the drive of the
Verdichtereinheiten 40, erfolgt über die Motoren 38. Jeder der Motoren 38 wird mit elektrischem Strom betrieben, welcher aus dem Stromnetz 36 entnommen wird. Die Drehzahl der Motoren 38 und damit die Drehzahl der Verdichtereinheiten 40 ist inCompressor units 40, via the motors 38. Each of the motors 38 is operated with electric power, which is taken from the power network 36. The speed of the motors 38 and thus the speed of the compressor units 40 is in
Abhängigkeit des der Verdichterstation 8 zugeführten Arbeitsmediums 17, 25 einstellbar. In FIG 1 ist die Drehzahl der Motoren 38 auf das erste Arbeitsmedium 17 optimiert. Weiter umfasst die Gasturbinenanlage 4 eine Dependence of the compressor station 8 supplied working medium 17, 25 adjustable. In FIG. 1, the rotational speed of the motors 38 on the first working medium 17 is optimized. Furthermore, the gas turbine plant 4 comprises a
AufSättigungseinheit 44 sowie einen Rekuperator 46. Der Reku¬ perator 46 umfasst einen Kalteingang 48, einen Kaltausgang 50, einen Warmeingang 52 und einen Warmausgang 54. Die AufSättigungseinheit 44 ist strömungstechnisch zwischen der Verdichterstation 8 und dem Rekuperator 46 angeordnet. Der Rekuperator 46 ist über seinen Kalteingang 48 mit einem Ausgang 18 der Verdichterstation 8, insbesondere über die AufSättigungseinheit 44, verbunden. Weiter ist der Rekupera¬ tor 46 über seinen Kaltausgang 50 mit einem Eingang 20 der Gasturbine 12, insbesondere über den Brenner 10, verbunden. Außerdem ist der Rekuperator 46 über seinen Warmeingang 52 mit dem Ausgang 24 der Gasturbine 12, verbunden. Ferner führt Warmausgang 54 des Rekuperators 46 in die Umwelt / in die At¬ mosphäre . Mittels der Umschalteinrichtung 27 ist einstellbar, ob dieAufSättigungseinheit 44 and a recuperator 46. The Reku ¬ ator 46 includes a cold inlet 48, a cold outlet 50, a hot inlet 52 and a hot output 54th The saturation unit 44 is arranged fluidically between the compressor station 8 and the recuperator 46. The recuperator 46 is connected via its cold inlet 48 to an outlet 18 of the compressor station 8, in particular via the saturation unit 44. Further, the Rekupera ¬ gate 46 is connected via its cold output 50 to an input 20 of the gas turbine 12, in particular about the burner 10. In addition, the recuperator 46 is connected via its heat input 52 to the output 24 of the gas turbine 12. Further, hot output lead 54 of the recuperator 46 in the environment / in the At ¬ gas atmosphere. By means of the switching device 27 is adjustable, whether the
Gasturbinenanlage 4 mit dem ersten Arbeitsmedium 17 oder mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 betrieben wird. Bei dem Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium 17 wird sinnvollerweise das ers¬ te Arbeitsmedium 17 über den Einlass 15 für das erste Ar- beitsmedium 17 in die Verdichterstation 8 geführt bzw. der Verdichterstation 8 zugeführt. Die Verdichterstation 8 verdichtet das der Verdichterstation 8 zugeführte Arbeitsmedium 17. Das in der Verdichterstation 8 verdichtete Arbeitsmedium 17 wird im Folgenden verdichtetes Arbeitsmedium 17 genannt. Gas turbine plant 4 is operated with the first working medium 17 or with the second working medium 25. In the operation with the first working medium 17, the ers ¬ te working medium 17 is usefully guided via the inlet 15 for the first working medium 17 in the compressor station 8 and supplied to the compressor station. 8 The compressor station 8 compresses the compressor station 8 supplied working fluid 17. The compressed in the compressor station 8 working fluid 17 is hereinafter referred to as compressed working fluid 17.
Das verdichtete Arbeitsmedium 17 wird in der The compressed working medium 17 is in the
AufSättigungseinheit 44 mit einem AufSättigungsmittel 45, hier Wasser, versetzt, insbesondere aufgesättigt . Dann wird das verdichtete (und mit dem AufSättigungsmittel 45 versetzte) Arbeitsmedium 17 in den Rekuperator 46 geleitet, insb. durch den Kalteingang 48. Der Rekuperator 46 wird von dem verdichteten Arbeitsmedium 17 durchströmt. Außerdem wird ein (heißes) Abgas 58 aus der Gasturbine 12 in den Rekuperator 46 (ein) geleitet , insbesondere über den Warmeingang 52. Der Rekuperator 46 wird von dem Abgas 58 durch- strömt, insbesondere entgegengesetzt zu einem Strom des Ar¬ beitsmediums 17, 25 („Gegenstromprinzip"). On saturation unit 44 with a Aufsättigungsmittel 45, here water, added, in particular saturated. Then the compressed (and with the Aufsättigungsmittel 45 offset) working fluid 17 is passed into the recuperator 46, esp. Through the cold inlet 48. The recuperator 46 is flowed through by the compressed working fluid 17. In addition, a (hot) exhaust gas 58 from the gas turbine 12 is directed into the recuperator 46 (in), in particular via the heat input 52. The recuperator 46 is passed through by the exhaust gas 58. flows, in particular opposite to a flow of Ar ¬ beitsmediums 17, 25 ("countercurrent principle").
Im Rekuperator 46 findet ein Wärmeaustausch zwischen dem ver- dichteten (und mit dem AufSättigungsmittel 45 versetzten) Ar¬ beitsmedium 17 und dem Abgas 58 aus der Gasturbine 12 statt. Das Abgas 58 aus der Gasturbine 12 ist heiß (ca. 600°C) und gibt einen Teil seiner thermischen Energie an das verdichtete Arbeitsmedium 17 ab. Auf diese Weise kann das verdichtetet Arbeitsmedium 17 z. B. von ca. 200°C auf etwa 500 - 600°C er¬ wärmt werden. Weil das Arbeitsmedium 17 zuvor (in der In the recuperator 46, a heat exchange takes place between the compressed (and with the Aufsättigungsmittel 45 offset) Ar ¬ beitsmedium 17 and the exhaust gas 58 from the gas turbine 12 instead. The exhaust gas 58 from the gas turbine 12 is hot (about 600 ° C) and gives some of its thermal energy to the compressed working fluid 17 from. In this way, the compressed working medium 17 z. B. from about 200 ° C to about 500 - 600 ° C he ¬ warms. Because the working medium 17 previously (in the
AufSättigungseinheit 44) mit Wasser 66 versetzt wurde, be¬ sitzt das nun „feuchte Arbeitsmedium 17" eine höhere Wärmeka¬ pazität als „trockenes Arbeitsmedium" ( , wobei letztes nicht mit Wasser versetzt ist) , sodass das „feuchte ArbeitsmediumAufSättigungseinheit 44) was mixed with water 66, which now sits be ¬ "wet working medium 17" a higher capacity than Wärmeka ¬ "dry working medium" (in which last is not mixed with water) so that the "wet working medium
17" mehr thermische Energie speichern kann als „trockenes Ar¬ beitsmedium" . 17 "can store more thermal energy than" dry Ar ¬ beitsmedium ".
Das verdichtete (und erwärmte) Arbeitsmedium 17 wird, insbe- sondere nach dem Wärmeaustausch, aus dem Rekuperator 46 entlassen, insbesondere über den Kaltausgang 50. Außerdem wird das (abgekühlte) Abgas 58, insbesondere nach dem Wärmeaus¬ tausch, aus dem Rekuperator 46 entlassen, insbesondere über den Warmausgang 54 und gelangt in die Umwelt. The compressed (and heated) working fluid 17, particularly after the heat exchange, discharged from the recuperator 46, in particular the cold output 50. In addition, the (cooled) exhaust gas 58, in particular the heat from ¬ exchange, discharged from the recuperator 46 , in particular via the hot output 54 and enters the environment.
Das verdichtete (und erwärmte) Arbeitsmedium 17 wird dem Brenner 10 zugeführt, insbesondere über einen The compressed (and heated) working medium 17 is supplied to the burner 10, in particular via a
Arbeitsmediumeingang 71 des Brenners 10. Der Brenner 10 ist wahlweise mit dem ersten Arbeitsmedium 17 oder mit dem zwei- ten Arbeitsmedium 25 betreibbar. Dadurch ist die Gasturbinenanlage 4 aufwands- und kostengünstig nachrüstbar. Working medium input 71 of the burner 10. The burner 10 can be operated either with the first working medium 17 or with the second working medium 25. As a result, the gas turbine plant 4 can be retrofitted and inexpensively retrofitted.
Der Brenner 10 ist mehrstufiger ausgeführt. Weiter weist der Brenner 10 einen ersten Brennstoffeingang 73 und einen zus- chaltbaren zweiten Brennstoffeingang 74 auf. Der zuschaltbare zweite Brennstoffeingang 74 ist durch ein Ventil 75 des zweiten Brennstoffeingangs 74 vom Brenner 10 abtrennbar und/oder dem Brenner 10 zuschaltbar. Der zweite Brennstoffeingang 74 ist separat steuerbar und wird beispielsweise zugeschaltet, wenn die Gasturbinenanlage 4 mehr elektrische und/oder ther¬ mische Energie (pro Zeit) erzeugen soll. Dem Brenner 10 wird Brennstoff 70 zugeführt, insbesondere über den ersten Brenn- Stoffeingang 73 und gegebenenfalls über den zweiten Brennstoffeingang 74. The burner 10 is designed in several stages. Furthermore, the burner 10 has a first fuel inlet 73 and an additional second fuel inlet 74 that can be connected. The switchable second fuel inlet 74 can be separated from the burner 10 by a valve 75 of the second fuel inlet 74 and / or can be connected to the burner 10. The second fuel inlet 74 is separately controllable and is switched on, for example, when the gas turbine plant 4 is to generate more electrical and / or ther ¬ mix energy (per time). The burner 10 is supplied with fuel 70, in particular via the first fuel inlet 73 and optionally via the second fuel inlet 74.
Der Brenner 10 weist einen zuschaltbaren Oxidationsmittelein- gang 77 auf. Der zuschaltbare Oxidationsmitteleingang 77 ist durch ein Ventil 75 des Oxidationsmitteleingangs 77 vom Bren¬ ner 10 abtrennbar und/oder dem Brenner 10 zuschaltbar. The burner 10 has a connectable oxidant inlet 77. The switchable oxidant input 77 is separated by a valve 75 of the oxidant input 77 from Bren ¬ ner 10 and / or the burner 10 connectable.
Bei dem Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium 17 ist der Oxidationsmitteleingang 77 abgetrennt, d. h. das Ventil 75 des Oxidationsmitteleingangs 77 ist verschlossen. Bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 ist der Oxidationsmitteleingang 77 zugeschaltet, d. h. das Ventil 75 des Oxidationsmit¬ teleingangs 77 ist geöffnet, und Oxidationsmittel , hier Sau¬ erstoff 72, wird dem Brenner 10 zugeführt. During operation with the first working medium 17, the oxidant input 77 is disconnected, ie the valve 75 of the oxidant input 77 is closed. In the operation of the second working fluid 25 of the oxidant input is switched 77, ie the valve 75 of the Oxidationsmit ¬ teleingangs 77 is opened, and oxidizing agent here Sau ¬ erstoff 72, the burner 10 is supplied.
Ferner ist der Brenner 10 ein Vormischbrenner, welcher eine Dralleinheit 79 mit verstellbaren Schaufeln 81 umfasst. Die Schaufeln 81 der Dralleinheit 79 sind je nach zugeführtem Arbeitsmedium 17, 25 einstellbar. Das heißt, bei einem Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium 17 nehmen die Schaufeln 81 eine erste Stellung ein. Eine Stellung der Schaufeln 81 kann beispielsweise durch einen bestimmten Neigungswinkel charakterisiert sein. Weiter kann die Stellung der Schaufeln lastabhängig einstellbar sein. Furthermore, the burner 10 is a premix burner comprising a swirl unit 79 with adjustable blades 81. The blades 81 of the swirl unit 79 are adjustable depending on the supplied working medium 17, 25. That is, when operating with the first working fluid 17, the blades 81 occupy a first position. A position of the blades 81 may be characterized for example by a certain angle of inclination. Next, the position of the blades can be load-dependent adjustable.
Bei dem Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium 17 wird mittels der Dralleinheit 79 das erste Arbeitsmedium 17 mit dem Brennstoff 70 vermischt. Weiter wird bei dem Betrieb mit dem ers¬ ten Arbeitsmedium 17 unter Verwendung des Brenners 10 der Brennstoff 70 (gemeinsam mit dem Arbeitsmedium 17) verbrannt, d. h. der Brennstoff 70 wird oxidiert. Der Brenner 10 ist mit einer Brennkammer 9 der Gasturbinenanlage 4 verbunden, in welcher die Verbrennung stattfindet. Der Brennstoff 70 ist in diesem Ausführungsbeispiel Methan und/oder Methanol. Bei der Verbrennung entsteht in dem Brenner 10 ein Abgas 58 mit hoher Temperatur von ca. 1500°C. During operation with the first working medium 17, the first working medium 17 is mixed with the fuel 70 by means of the swirl unit 79. Further, in the operation with the ers ¬ th working medium 17 using the burner 10, the fuel is combusted 70 (together with the working medium 17) that is, the fuel 70 is oxidized. The burner 10 is connected to a combustion chamber 9 of the gas turbine plant 4, in which the combustion takes place. The fuel 70 is methane and / or methanol in this embodiment. During combustion, a high-temperature exhaust gas 58 of approximately 1500 ° C. is produced in the burner 10.
Bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium 25, insbesonde¬ re Kohlendioxid, ist das Abgas 58 ist ein Gemisch aus dem Brenner 10 zugeführten zweiten Arbeitsmedium 25 und einem bei der Verbrennung des Brennstoffs 70 entstehenden Verbrennungs- gas. Das Verbrennungsgas und/oder das Abgas 58 ist bei demIn the operation with the second working medium 25, insbesonde ¬ re carbon dioxide, the exhaust gas 58 is a mixture of the burner 10 supplied second working fluid 25 and a resulting combustion of the fuel 70 combustion gas. The combustion gas and / or the exhaust gas 58 is in the
Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 zumindest im Wesent¬ lichen Kohlendioxid 56 und Wasser 66. Operation with the second working medium 25 at least substantially ¬ carbon dioxide 56 and water 66th
Das heiße Abgas 58 aus der Verbrennung strömt dann in die Gasturbine 12 der Gasturbinenanlage 4, in der das Abgas 58 einen Teil seiner (thermischen) Energie durch Entspannung als Bewegungsenergie an die Gasturbine 12 abgibt, d. h. das Abgas 58 treibt die Gasturbine 12 an. Nach Durchlaufen der Gasturbine 12 ist das Abgas 58 entspannt. The hot exhaust gas 58 from the combustion then flows into the gas turbine 12 of the gas turbine plant 4, in which the exhaust gas 58 releases a portion of its (thermal) energy by relaxation as kinetic energy to the gas turbine 12, d. H. the exhaust gas 58 drives the gas turbine 12. After passing through the gas turbine 12, the exhaust gas 58 is relaxed.
Durch den an die Gasturbine 12 gekoppelten Generator 32 wird die mechanische Energie dann in elektrische Energie umwan¬ delt, welche als elektrischer Strom in ein Stromnetz 36 eingespeist wird. Das (immer noch heiße) Abgas 58 wird aus der Gasturbine 12 über den Ausgang 24 der Gasturbine 12 entlas¬ sen . By coupled to the gas turbine 12 generator 32, the mechanical energy is then umwan ¬ delt into electrical energy, which is fed as electrical power into a power grid 36. The (still hot) exhaust gas 58 from the gas turbine 12 Release part ¬ sen via the output 24 of the gas turbine 12th
Weiter umfasst die Gasturbine 12 an ihrem Eingang 20 und an ihrem Ausgang 24 jeweils ein Absperrorgan 33. Weiter umfasst die Gasturbinenanlage 4 eine Pumpe 35, die mit der Gasturbine 12 verbunden ist. Die Pumpe 35 ist zum Evakuieren der Gasturbine 12 eingerichtet. Bei einem Betrieb der Gasturbinenanlage 4 mit dem ersten Arbeitsmedium 17 oder dem zweiten Arbeitsmedium 25 sind die Absperrorgane 33 geöffnet und die Pumpe 35 ist außer Betrieb. Befindet sich die Gasturbinenanlage 4, insbesondere der Generator 32, im Leerlauf oder wird der Ge¬ nerator 32 als Motor betrieben, so sind die Absperrorgane 33 verschlossen und die Pumpe 35 ist in Betrieb. Wenn die Pumpe 35 in Betrieb ist, wird die Gasturbine 12 evakuiert. Eine evakuierte Gasturbine 12 kann dann von dem Generator 32, welcher im Leerlauf oder als Motor betrieben wird (d. h. sich im Phasenschieberbetrieb befindet), mitgeschleppt werden. Further, the gas turbine 12 comprises at its entrance 20 and at its output 24 each have a shut-off 33. Further, the gas turbine plant 4 comprises a pump 35 which is connected to the gas turbine 12. The pump 35 is arranged to evacuate the gas turbine 12. During operation of the gas turbine plant 4 with the first working medium 17 or the second working medium 25, the shut-off devices 33 are opened and the pump 35 is out of operation. The gas turbine system 4, in particular the generator 32 is, at idle or the Ge ¬ erator 32 is operated as a motor, so the valves are closed 33 and pump 35 is in operation. When the pump 35 is in operation, the gas turbine 12 is evacuated. An evacuated gas turbine 12 may then be carried along by the generator 32, which is idling or operating as a motor (ie, is in phase shifter operation).
Nach der Gasturbine 12 wird das Abgas 58 zumindest teilweise in den Rekuperator 46 geleitet, insbesondere über den Warmeingang 52. Wie bereits erwähnt durchströmt das Abgas 58 aus der Gasturbine 12 den Rekuperator 46, um einen (weiteren) Teil seiner thermischen Energie an das von der After the gas turbine 12, the exhaust gas 58 is at least partially directed into the recuperator 46, in particular via the heat input 52. As already mentioned, flows through the exhaust gas 58 from the gas turbine 12 to the recuperator 46 to a (further) part of its thermal energy to that of the
Verdichterstation 8 verdichtete Arbeitsmedium 17, 25 abzugeben .  Compressor station 8 compressed working fluid 17, 25 deliver.
Außerdem ist eine Abwärmeleitung 61 der Gasturbinenanlage 4 mit dem Ausgang 24 der Gasturbine 12 verbunden. Die In addition, a waste heat pipe 61 of the gas turbine plant 4 is connected to the output 24 of the gas turbine 12. The
Abwärmeleitung 61 ist durch ein Ventil 75 der Abwärmeleitung Abwärmeleitung 61 is through a valve 75 of the waste heat pipe
61 zuschaltbar und/oder abtrennbar. Die Abwärmeleitung 61 kann bei Bedarf zugeschaltet werden, d. h. das Ventil 75 der Abwärmeleitung 61 kann bei Bedarf geöffnet werden, sodass das Abgas 58 zumindest teilweise als Abwärme 62 genutzt werden kann. Wenn das Abgas 58 aus der Gasturbine 12 vollständig über die Abwärmeleitung 61 abgeleitet wird, wird dem Rekupe¬ rator 46 kein Abgas 58 zugeführt und der Wärmeaustausch im Rekuperator 46 entfällt. 61 switchable and / or separable. The waste heat pipe 61 can be switched on when needed, ie the valve 75 of the waste heat pipe 61 can be opened if necessary, so that the exhaust gas 58 can be used at least partially as waste heat 62. When the exhaust gas is derived 58 from the gas turbine 12 is completely on the heat pipe 61, the Rekupe ¬ rator 46 no exhaust gas 58 is fed to the heat exchange in the recuperator 46 deleted.
Aus der Gasturbinenanlage wird (weitere) Abwärme 62 genutzt. Mithilfe des Zwischenkühlers 42 der Verdichterstation 8 wird Abwärme 62 aus der Verdichterstation 8 abgeführt. Auch der Rekuperator 46 liefert Abwärme 62. Prinzipiell könnte auch dem Abgas nach dem Ausströmen aus dem Rekuperator noch Wärme entzogen werden, welche als Abwärme genutzt wird. Die AbwärmeFrom the gas turbine plant (further) waste heat 62 is used. By means of the intercooler 42 of the compressor station 8, waste heat 62 is removed from the compressor station 8. Also, the recuperator 46 provides waste heat 62. In principle, the exhaust gas after flowing out of the recuperator heat could still be withdrawn, which is used as waste heat. The waste heat
62 wird hier beispielsweise als Fernwärme 64 genutzt. 62 is used here for example as district heating 64.
Die Zuführungsleitung 19, die Verdichterstation 8, die The supply line 19, the compressor station 8, the
Verdichterausgangsleitung 16, die AufSättigungseinheit 44 so¬ wie der Rekuperator 46 weisen ein kohlensäurebeständiges Ma¬ terial auf. Dadurch ist es möglich, die Gasturbinenanlage 4 wahlweise mit dem zweiten Arbeitsmedium 25, insbesondere Koh- lendioxid, zu betreiben - d. h. die Gasturbinenanlage 4 ist aufgrund der kohlensäurehaltigen Materialien nachrüstbar. Kohlendioxid als zweites Arbeitsmedium ist in der Regel koh¬ lensäurehaltig und kann nicht-kohlensäurebeständige Elemente einer Gasturbinenanlage beschädigen. Compressor output line 16, the Aufsättigungseinheit 44 ¬ as the recuperator 46 have a carbonic acid Ma ¬ material. This makes it possible, the gas turbine plant 4 optionally with the second working medium 25, in particular Koh-. lendioxid to operate - ie the gas turbine plant 4 can be retrofitted due to the carbonated materials. Carbon dioxide as the second working medium is koh ¬ lensäurehaltig normally and can damage non-carbonated resistant elements of a gas turbine plant.
FIG 2 zeigt schematisch eine Gasturbinenanlage 4, welche eine Abtrennungseinheit 14 umfasst. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel aus FIG 1, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Elemente werden grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind in das folgende Ausführungsbei¬ spiel übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind. 2 schematically shows a gas turbine plant 4, which comprises a separation unit 14. The following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment of FIG. 1, to which reference is made for features and functions that remain the same. Essentially the same elements are always denoted by the same reference numerals and features not mentioned are taken over into the following Ausführungsbei ¬ game, without being described again.
Die Abtrennungseinheit 14 ist strömungstechnisch nach der Gasturbine 12 angeordnet. Die Abtrennungseinheit 14 ist an ihrem Eingang 22 mit einem Ausgang 24 der Gasturbine 12 verbunden. Insbesondere ist der Eingang 22 der Abtrennungseinheit 14 mit dem Warmausgang 54 des Rekuperators 46 verbunden. The separation unit 14 is arranged downstream of the gas turbine 12 in terms of flow. The separation unit 14 is connected at its input 22 to an output 24 of the gas turbine 12. In particular, the input 22 of the separation unit 14 is connected to the hot output 54 of the recuperator 46.
Weiter umfasst die Gasturbinenanlage 4 eine Rückführungslei- tung 30. Ein erster Ausgang 26 der Abtrennungseinheit 14 ist mit dem Einlass 23 für das zweite Arbeitsmedium 25 verbunden, insbesondere über die Rückführungsleitung 30. Weiter ist der erste Ausgang 26 der Abtrennungseinheit 14 (über den Einlass 23 für das zweite Arbeitsmedium 25) mit dem Eingang 28 der Verdichterstation 8 verbunden. Furthermore, the gas turbine plant 4 comprises a recirculation line 30. A first outlet 26 of the separation unit 14 is connected to the inlet 23 for the second working medium 25, in particular via the recirculation line 30. Further, the first outlet 26 of the separation unit 14 (via the inlet 23 for the second working medium 25) is connected to the inlet 28 of the compressor station 8.
Durch den Einbau der Abtrennungseinheit 14 und der Verbindung der Abtrennungseinheit 14 mit der Verdichterstation 8 über die Rückführungsleitung 30 ist die Gasturbinenanlage 4 zu ei- ner zweiten Stufe ausgebaut. Es bestehen weitere Ausbaumög¬ lichkeiten, wie etwa FIG 3 und FIG 4 zeigen. Die Gasturbinenanlage 4 in FIG 2 kann wahlweise mit dem ers¬ ten Arbeitsmedium 17 oder mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 betrieben werden. Zwischen dem Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium 17 und dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 kann gewählt werden bzw. kann umgeschaltet werden. Der Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium 17 ist in FIG 1 bereits erläutert und funktioniert hier analog. Der Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 läuft im Wesentlichen gleich ab, wobei im Folgenden auf die Unterschiede verwiesen wird. By installing the separation unit 14 and the connection of the separation unit 14 with the compressor station 8 via the return line 30, the gas turbine plant 4 is expanded to a second stage. There are further Ausbaumög ¬ possibilities, such as FIG 3 and FIG 4 show. The gas turbine system 4 in FIG 2 can be operated with the ers ¬ th working medium 17 or to the second working medium 25th Between the operation with the first working medium 17 and the operation with the second working medium 25 can be selected or can be switched. The operation with the first working medium 17 is already explained in FIG. 1 and works analogously here. The operation with the second working medium 25 takes place essentially the same, reference being made to the differences below.
Bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 wird das zweite Arbeitsmedium 25 über den Einlass 23 für das zweite Arbeitsmedium 25 in die Verdichterstation 8 geführt bzw. der Verdichterstation 8 zugeführt. In der Verdichterstation 8 wird wahlweise, d. h. je nach Einstellung der Umschalteinrichtung 27, das erste Arbeitsmedium 17 oder das zweite Arbeitsmedium 25 verdichtet. During operation with the second working medium 25, the second working medium 25 is guided via the inlet 23 for the second working medium 25 into the compressor station 8 or fed to the compressor station 8. In the compressor station 8 is optionally, d. H. depending on the setting of the switching device 27, the first working medium 17 or the second working medium 25 compressed.
Die Verdichterstation 8 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel (im Gegensatz zu FIG 1) nur einen Motor 38, welcher beideThe compressor station 8 comprises in this embodiment (in contrast to FIG. 1) only one motor 38, which both
Verdichtereinheiten 40 der Verdichterstation 8 antreibt. Weiter weisen die Verdichtereinheiten 40 (im Gegensatz zu FIG 1) eine gemeinsame Welle 11 auf. Bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 ist der Oxi- dationsmitteleingang 77 des Brenners 10 zugeschaltet, d. h. das Ventil 75 des Oxidationsmitteleingangs 77 ist geöffnet, und das Oxidationsmittel , hier Sauerstoff 72, wird dem Bren¬ ner 10 zugeführt. Compressor units 40 of the compressor station 8 drives. Next, the compressor units 40 (in contrast to FIG. 1) have a common shaft 11. In the operation of the second working fluid 25 of the oxy is dationsmitteleingang 77 of the burner 10 turned on, ie the valve 75 of the oxidant input 77 is open, and the oxidizing agent, here oxygen 72 is supplied to the Bren ¬ ner 10th
Weiter nehmen bei einem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 die Schaufeln 81 der Dralleinheit 79 eine zweite Stellung ein . Bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 wird mittels der Dralleinheit 79 das zweite Arbeitsmedium 25 mit dem Further, in operation with the second working medium 25, the blades 81 of the swirl unit 79 occupy a second position. In the operation with the second working medium 25 is by means of the swirl unit 79, the second working medium 25 with the
Brennstoff 70 und mit dem Sauerstoff 72 vermischt. Weiter wird bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 der Brennstoff 70 (gemeinsam mit dem Sauerstoff 72 und dem Ar¬ beitsmedium 25) unter Verwendung des Brenners 10 verbrannt, d. h. der Brennstoff 70 wird oxidiert. Indem die Menge an Ar¬ beitsmedium 25 reguliert wird, kann die Temperatur, welche bei der Verbrennung erreicht wird, eingestellt werden. Fuel 70 and mixed with the oxygen 72. Further, in the operation with the second working medium 25 of Fuel 70 (together with the oxygen 72 and the Ar ¬ beitsmedium 25) burned using the burner 10, ie, the fuel 70 is oxidized. By controlling the amount is regulated at Ar ¬ beitsmedium 25, the temperature which is reached during the combustion can be adjusted.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Gasturbine 12 und der Generator 32 über eine Kupplung 34 gekoppelt. Die Pumpe 35 und die Absperrorgane 33 (siehe FIG 1) können hier entfallen. Denkbar wäre jedoch auch ein Phasenschieberbetrieb wie in FIG 1 ohne Kupplung 34 mit Pumpe 35 und Absperrorgane 33. In this embodiment, the gas turbine 12 and the generator 32 are coupled via a coupling 34. The pump 35 and the shut-off devices 33 (see FIG. 1) can be omitted here. However, it would also be conceivable to use a phase shifter operation as in FIG. 1 without a coupling 34 with a pump 35 and shut-off elements 33.
Weiter ist in diesem Ausführungsbeispiel (im Gegensatz zu FIG 1) keine Abwärmeleitung 61 vorgesehen, die mit dem Ausgang 24 der Gasturbine 12 verbunden ist. Eine solche Abwärmeleitung 61 wäre jedoch prinzipiell denkbar. Further, in this embodiment (in contrast to FIG. 1), no waste-heat line 61 is provided, which is connected to the output 24 of the gas turbine 12. However, such a waste heat pipe 61 would be conceivable in principle.
Weiter wird bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium 25 wie folgt vorgegangen: Further, in the operation with the second working medium 25, the procedure is as follows:
In der Abtrennungseinheit 14 wird ein erster Abgasbestandteil 56, hier Kohlendioxid 56, abgetrennt, insbesondere aus dem Abgas 58 der Gasturbine 12. Zumindest ein Teil des abgetrenn¬ ten ersten Abgasbestandteils 56 wird in den Einlass 23 für das zweite Arbeitsmedium 25 eingeführt. Das zweite Arbeitsme¬ dium 25 ist demnach der zumindest eine Teil des abgetrennten ersten Abgasbestandteils 56. In the separation unit 14, a first exhaust gas constituent 56, in this case carbon dioxide 56 removed, in particular from the exhaust gas 58 of the gas turbine 12. At least a portion of the abgetrenn ¬ th first exhaust component 56 is inserted into the inlet 23 for the second working medium 25th The second working medium 25 is accordingly at least one portion of the separated first exhaust component 56th
Das zweite Arbeitsmedium 25, d. h. zumindest ein Teil des ab- getrennten ersten Abgasbestandteils 56, wird der The second working medium 25, d. H. at least a part of the separated first exhaust gas component 56, the
Verdichterstation 8 über die Rückführungsleitung 30 zugeführt. Die Verdichterstation 8 verdichtet das zweite Arbeits¬ medium 25. Die Gasturbinenanlage 4 umfasst einen Auslass 78. Insbesonde¬ re umfasst der Auslass 78 ein Ventil 75. Der Auslass 78 der Gasturbinenanlage 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein zweiter Ausgang 80 der Abtrennungseinheit 14. Über den Aus- lass 78 wird ein Teil 82 des abgetrennten ersten Abgasbe¬ standteils 56, d. h. ein Teil 82 des Kohlendioxids 56, aus der Gasturbinenanlage 4 abgeführt. Falls ein Druck in der Ab¬ trennungseinheit 14 über eine vorgegebene Druckobergrenze steigt, kann über den Auslass 78 ein Teil 82 des abgetrennten Kohlendioxids 56 aus der Gasturbinenanlage 4 abgeführt wer¬ den. Das aus der Gasturbinenanlage 4 abgeführte Kohlendioxid 82 wird hier aus der Abtrennungseinheit 14 abgeführt. Bei der Verbrennung entsteht zu dem bereits vorhandenen Kohlendioxid (, d. h. zu dem dem Brenner 10 zugeführten zweiten Arbeitsmediums 25) weiteres Kohlendioxid 82. Demzufolge muss entspre¬ chend ein Teil 82 des abgetrennten Kohlendioxids 56 aus der Gasturbinenanlage 4 abgeführt werden, um einen Überdruck in der Gasturbinenanlage 4 zu verhindern. Compressor station 8 fed via the return line 30. The compressor station 8 compresses the second working ¬ medium 25. The gas turbine system 4 includes an outlet 78. Insbesonde ¬ re includes the outlet 78 a valve 75. The outlet 78 of the gas turbine system 4 is in this embodiment, a second output 80 14 of the separation unit via the Out- let 78 is a part 82 of the separated first Abgasbe ¬ constituent part 56, ie a portion 82 of the carbon dioxide 56, discharged from the gas turbine plant 4. If a pressure in the Ab ¬ separating unit 14 rises above a predetermined upper pressure limit, a part 82 of the separated carbon dioxide 56 may be discharged from the gas turbine system 4 via the outlet 78 to ¬. The discharged from the gas turbine plant 4 carbon dioxide 82 is removed here from the separation unit 14. In the combustion entspre ¬ accordingly to the already existing carbon dioxide (ie, to the burner 10 supplied to the second working medium 25) further produces carbon dioxide 82. Accordingly has a part 82 of the separated carbon dioxide 56 are removed from the gas turbine system 4 to an excess pressure in the Gas turbine plant 4 to prevent.
Der aus der Gasturbinenanlage 4 abgeführte Teil 82 des abge¬ trennten Kohlendioxids 56, kann beispielsweise in die Umwelt entweichen, zu einer Gasinjektion bei einer tertiären Ölge- winnung genutzt werden und/oder einer chemischen Verwertung zugeführt werden. The gas discharged from the gas turbine system 4 part 82 of the abge ¬ separated carbon dioxide 56, for example, can escape into the environment, be used winnung to a gas injection in a tertiary Ölge- and / or are supplied to a chemical recycling.
Weiter trennt die Abtrennungseinheit 14 aus dem Abgas 58 der Gasturbine 12 einen zweiten Abgasbestandteil ab. Der zweite Abgasbestandteil ist hier Wasser 66. Das Wasser 66 wird ins- besondere durch eine Kondensation abgetrennt. Das abgetrennte Wasser 66 wird aus der Abtrennungseinheit 14 abgeführt und gegebenenfalls weitergenutzt. Zumindest ein Teil des abge¬ trennten Wassers 66 wird der AufSättigungseinheit 44 als AufSättigungsmittel 45 zugeführt. Further, the separation unit 14 separates from the exhaust gas 58 of the gas turbine 12 from a second exhaust gas component. The second exhaust gas component here is water 66. The water 66 is separated in particular by a condensation. The separated water 66 is removed from the separation unit 14 and optionally used further. At least a portion of the separated water 66 abge ¬ the AufSättigungseinheit 44 is supplied as AufSättigungsmittel 45th
Bei der in der Abtrennungseinheit 14 stattfindenden Abtrennung gegebenenfalls verbleibendes Restgas 88 kann in die Um¬ welt/in die Atmosphäre entlassen werden. FIG 3 zeigt ein Gasturbinenkraftwerk 2 mit einer Brennstofferzeugungsanlage 6 sowie einer Gasturbinenanlage 4, welche in ähnlicher Weise zu der Gasturbinenanlage 4 aus FIG 2 aufge- baut ist. Das Gasturbinenkraftwerk 2 in FIG 3 entspricht ei¬ ner dritten Ausbaustufe. Any remaining residual gas 88 remaining in the separation unit 14 can be released into the environment / into the atmosphere. 3 shows a gas turbine power plant 2 with a fuel production plant 6 and a gas turbine plant 4, which in a similar manner to the gas turbine plant 4 from FIG. is building. The gas turbine power plant 2 in FIG 3 corresponds ei ¬ ner third stage.
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel aus FIG 2, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Elemente werden grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind in das folgende Ausführungsbei- spiel übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind. The following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment from FIG. 2, to which reference is made with regard to features and functions that remain the same. Essentially identical elements are generally designated by the same reference numerals, and features not mentioned are taken over into the following exemplary embodiment, without being described again.
Die Brennstofferzeugungsanlage 6 des Gasturbinenkraftwerks 2 umfasst eine Elektrolyseeinheit 94, einen Gasspeicher 95, ei¬ nen Speicher 98, eine Syntheseeinheit 100 sowie einen Brenn- stoffSpeicher 102. Der Gasspeicher 95 ist als Kombispeicher für Sauerstoff 72 und Kohlendioxid 82 ausgeführt. Weiter um¬ fasst der Gasspeicher 95 zwei Kammern 96, 97, die durch eine Wandung 99 voneinander getrennt sind. Zudem umfasst die The fuel-producing plant 6 of the gas turbine power plant 2 comprises an electrolysis unit 94, a gas storage 95, a storage ¬ 98, a synthesis unit 100 and a fuel storage 102. The gas storage 95 is designed as a combined storage for oxygen 72 and carbon dioxide 82. Next to the gas ¬ memory holds 95 two chambers 96, 97, which are separated by a wall 99th In addition, the includes
Brennstofferzeugungsanlage 6 einen Verdichter 104 für Sauer- stoff 72, welcher Verdichter 104 von einem eigenen Motor 106 angetrieben wird, sowie einen Verdichter 104 für Kohlendioxid 82, welcher Verdichter 104 ebenfalls von einem eigenen Motor 106 angetrieben wird. Der Auslass 78 der Gasturbinenanlage 4 ist mit dem Gasspei¬ cher 95, insbesondere mit einer ersten Kammer 96 des Gasspei¬ chers 95, verbunden. Außerdem ist der Gasspeicher 95, insbesondere die erste Kammer 96 des Gasspeichers 95, mit der Syn¬ theseeinheit 100 verbunden. Fuel Generating Unit 6 a compressor 104 for oxygen 72, which compressor 104 is driven by its own engine 106, and a compressor 104 for carbon dioxide 82, which compressor 104 is also driven by its own motor 106. The outlet 78 of the gas turbine system 4 is connected to the Gasspei ¬ cher 95, in particular with a first chamber 96 of the Gasspei ¬ Chers 95. Moreover, the gas reservoir 95, in particular the first chamber 96 of the gas reservoir 95, connected to the Syn ¬ synthesis unit 100th
Weiter ist der weitere Ausgang 87 der Abtrennungseinheit 14 mit der Elektrolyseeinheit 94 verbunden. Zwischen der Abtrennungseinheit 14 und der Elektrolyseeinheit 94 kann zudem ein Wasserspeicher (nicht gezeigt) angeordnet sein, um zumin- dest einen Teil 68 des von der Abtrennungseinheit 14 abge¬ trennten Wassers 66 zu speichern. Die Elektrolyseeinheit 94 ist (ausgangsseitig) mit der Syn¬ theseeinheit 100 verbunden. Weiter ist die Elektrolyseeinheit 94 (ausgangsseitig) mit dem Gasspeicher 95, insbesondere mit der zweiten Kammer 97 des Gasspeichers 95, verbunden. Further, the further output 87 of the separation unit 14 is connected to the electrolysis unit 94. Between the separation unit 14 and the electrolysis unit 94, a water tank can also (not shown) may be disposed to least zumin- of storing part 68 of the abge ¬ separated by the separation unit 14 water 66th The electrolysis unit 94 is (the output side) to the Syn ¬ synthesis unit 100th Furthermore, the electrolysis unit 94 (on the output side) is connected to the gas reservoir 95, in particular to the second chamber 97 of the gas reservoir 95.
Ferner ist der Gasspeicher 95, insbesondere die zweite Kammer 97 des Gasspeichers 95, mit dem Brenner 10 der Gasturbinenanlage 4 verbunden. Die Brennstofferzeugungsanlage 6 ist zur Erzeugung, insbeson¬ dere zur Synthese, eines Brennstoffs 70 eingerichtet. Der Brennstoff 70 ist Methan und/oder Methanol. Furthermore, the gas reservoir 95, in particular the second chamber 97 of the gas reservoir 95, is connected to the burner 10 of the gas turbine plant 4. The fuel generating system 6 is adapted to generate, insbeson ¬ particular for synthesis, a fuel 70th The fuel 70 is methane and / or methanol.
Das Wasser 45, welches der AufSättigungseinheit 44 zugeführt wird, ist aufbereitetes Leitungswasser. Alternativ oder zusätzlich könnte der AufSättigungseinheit 44 auch von der Ab¬ trennungseinheit 14 abgetrenntes Wasser zugeführt werden (vgl. FIG 2) . Umgekehrt könnte der Aufsättigungseinheit44 in FIG 2 alternativ oder zusätzlich aufbereitetes Leitungswasser zugeführt werden. The water 45 supplied to the saturation unit 44 is treated tap water. Alternatively or additionally, the AufSättigungseinheit 44 could be also supplied from the separating unit 14 from ¬ separated water (see FIG. 2). Conversely, the saturation unit 44 in FIG. 2 could alternatively or additionally be supplied with treated tap water.
Der Auslass 78 der Gasturbinenanlage 4, über welchen ein Teil 82 des abgetrennten ersten Abgasbestandteils 56 aus der Gas¬ turbinenanlage 4 abgeführt wird, ist in diesem Ausführungs- beispiel ein Ausgang 92 der Rückführungsleitung 30. Der erste Abgasbestandteil ist Kohlendioxid. The outlet 78 of the gas turbine system 4, through which a portion 82 of the separated first exhaust component is discharged from the gas turbine installation 4 56, in this exemplary example, an output 92 of the return pipe 30. The first exhaust gas component is carbon dioxide.
Das heißt, im Gegensatz zu FIG 2(, in welcher über den ersten Ausgang 26 der Abtrennungseinheit 14 nur ein Teil des abge- trennten Kohlendioxids 56 ausgeführt wurde, ) werden hier - in FIG 2 - ein erster Teil 60 und ein zweiter Teil 82 des abge¬ trennte Kohlendioxid 56 gemeinsam über den ersten Ausgang 26 aus der Abtrennungseinheit 14 abgeführt. Der erste Teil 60 des abgetrennten Kohlendioxids 56 wird dann als zweites Ar- beitsmedium 25 dem Einlass 25 für das zweite Arbeitsmedium 25 zugeführt . Das der Brennstofferzeugungsanlage 6 zugeführte Kohlendioxid 82 entspricht dem aus der Gasturbinenanlage 4 über den Aus- lass 78 abgeführten Kohlendioxid 82. Das der Brennstofferzeu¬ gungsanlage 6 zugeführte Kohlendioxid 82 ist ein anderer Teil des abgetrennten Kohlendioxids 56, als das zweite Arbeitsme¬ dium 25. That is, in contrast to FIG. 2 (in which only part of the separated carbon dioxide 56 has been carried out via the first outlet 26 of the separation unit 14), a first part 60 and a second part 82 of FIG abge ¬ separated carbon dioxide 56 removed in common via the first output 26 from the separation unit fourteenth The first part 60 of the separated carbon dioxide 56 is then supplied as a second working medium 25 to the inlet 25 for the second working medium 25. The fuel generating system 6 carbon dioxide fed 82 corresponds to that of the gas turbine system 4 let through the initial 78 discharged carbon dioxide 82. The the Brennstofferzeu generating installation 6 carbon dioxide fed 82 is another portion of the separated carbon dioxide 56, as the second working medium 25th
Das aus der Gasturbinenanlage 4 abgeführte Kohlendioxid 82 wird in den Gasspeicher 95, insbesondere in dessen erster Kammer 96, geführt und kann dort zumindest teilweise gespei¬ chert werden. Weiter kann das aus der Gasturbinenanlage 4 ab¬ geführte Kohlendioxid 82 zumindest teilweise der Syntheseein¬ heit 100 zugeführt werden. Dabei verdichtet der zwischen dem Gasspeicher 95 und der Syntheseeinheit 100 angeordnete Ver- dichter 104 das Kohlendioxid 82, bevor letzteres 82 der Syntheseeinheit 100 zugeführt wird. The discharged from the gas turbine plant 4 carbon dioxide 82 is in the gas storage 95, in particular in the first chamber 96, out and can there at least partially stored ¬ chert. Further, the from the gas turbine system 4 from ¬ guided carbon dioxide 82 can be at least partially the Syntheseein ¬ integral are fed 100th In this case, the compressor 104 arranged between the gas storage 95 and the synthesis unit 100 compresses the carbon dioxide 82 before the latter 82 is supplied to the synthesis unit 100.
Zumindest ein Teil 68 des aus der Abtrennungseinheit 14 abge¬ führten Wassers 66 wird der Elektrolyseeinheit 94 zugeführt. Die Elektrolyseeinheit 94 kann einen zusätzlichen Wasseran- schluss aufweisen (nicht gezeigt) , über welchen Wasser 68 aus einer anderen Quelle (z. B. Leitungswasser) zugeführt werden kann. Der Elektrolyseeinheit 94 wird zudem Abwärme 62 aus der Syntheseeinheit 100 und/oder aus der Gasturbinenanlage 4 zu- geführt. Weiter ist die Elektrolyseeinheit 94 mit dem Genera¬ tor 32 der Gasturbinenanlage 4, insbesondere über das Strom¬ netz 36, elektrisch verbunden, sodass der Elektrolyseeinheit 94 elektrische Energie zugeführt werden kann. In der Elektrolyseeinheit 94 wird eine Elektrolyse durchge¬ führt, bei welcher aus dem (der Elektrolyseeinheit 94 zuge¬ führten) Wasser 68 ein Ausgangsstoff und ein Oxidationsmittel erzeugt wird. Der Ausgangsstoff ist Wasserstoff 108 und das Oxidationsmittel ist Sauerstoff 72. Die Elektrolyse kann im Wasserbad, d. h. in der flüssigen Phase, durchgeführt werden. Vorzugsweise wird die Elektrolyse im Wasserdampf, d. h. in der Gasphase, durchgeführt. Der (bei der Elektrolyse) erzeugte Sauerstoff 72 wird dem Gasspeicher 95 zugeführt und zumindest teilweise in dem Gas¬ speicher 95 gespeichert. Weiter wird der Sauerstoff 72 zumin¬ dest teilweise der Gasturbinenanlage 4, insbesondere dem Brenner 10, zugeführt. Insbesondere ist die Elektrolyseein¬ heit 94 ausgangseitig mit dem Oxidationsmitteleingang 77 des Brenners 10 verbunden. Dabei verdichtet der zwischen dem Gas¬ speicher 95 und der Brenner 10 angeordnete Verdichter 104 den Sauerstoff 72, bevor letzterer 72 dem Brenner 10 zugeführt wird. At least part 68 of the water removed from the separation unit 14 ¬ water 66 is supplied to the electrolysis unit 94. The electrolysis unit 94 can have an additional water connection (not shown), via which water 68 can be supplied from another source (eg tap water). In addition, the electrolysis unit 94 is supplied with waste heat 62 from the synthesis unit 100 and / or from the gas turbine plant 4. Next, the electrolysis unit 94 to the genera ¬ tor 32 of the gas turbine plant 4, in particular via the power ¬ network 36, electrically connected, so that the electrolysis unit 94 electrical energy can be supplied. In the electrolysis unit 94 is an electrolytic Runaway ¬ leads, wherein in the (electrolysis unit 94 supplied ¬ led) water 68, a starting material and an oxidizing agent is generated. The starting material is hydrogen 108 and the oxidizing agent is oxygen 72. The electrolysis can be carried out in a water bath, ie in the liquid phase. The electrolysis is preferably carried out in steam, ie in the gas phase. The (generated in the electrolysis) oxygen 72 is supplied to the gas storage 95 and at least partially stored in the gas ¬ memory 95. Further, the oxygen 72 at ¬ least partially the gas turbine system 4, in particular the burner 10 is supplied. In particular, the Elektrolyseein ¬ standardized 94 has its output connected with the oxidant input 77 of the burner 10 degrees. Here, the arranged between the gas ¬ memory 95 and the burner 10 compressor 104 compresses the oxygen 72 before the latter 72 is fed to the burner 10th
Die Gasturbinenanlage 4 umfasst - zusätzlich zu dem (ersten) Oxidationsmitteleingang 77 an dem Brenner 10 - einen zweiten zuschaltbaren Oxidationsmittleingang 77 an der Zuführungslei- tung 19. Insbesondere ist die Elektrolyseeinheit 94 ausgang¬ seitig mit dem Oxidationsmitteleingang 77 der Zuführungsleitung 19 verbunden. Mittels des zweiten Oxidationsmittelein- gangs 77 an der Zuführungsleitung 19 kann Oxidationsmittel 72, insbesondere Sauerstoff 72, in die Verdichterstation 8 (insbesondere bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmittel 25) eingeführt werden. The gas turbine system 4 includes - in addition to the (first) oxidant input 77 to the torch 10 - a second shiftable Oxidationsmittleingang 77 to the feed line 19. In particular, the electrolysis unit 94 is output ¬ side is connected to the oxidizer input 77 of the feed line nineteenth By means of the second oxidant inlet 77 on the supply line 19, oxidizing agent 72, in particular oxygen 72, can be introduced into the compressor station 8 (in particular during operation with the second working medium 25).
Der (bei der Elektrolyse) erzeugte Wasserstoff 108 kann zu¬ mindest teilweise dem Speicher 98 der Brennstofferzeugungsan- läge 6 zugeführt werden. Außerdem kann der (bei der Elektro¬ lyse) erzeugte Wasserstoff 108 zumindest teilweise der Syn¬ theseeinheit 100 zugeführt werden. The produced (in the electrolysis), hydrogen 108 can ¬ least partially the memory 98 of the Brennstofferzeugungsan- 6 would be supplied. In addition, the generated (in electrophotography ¬ analysis) hydrogen 108 may at least partially be fed to the 100 Syn ¬ synthesis unit.
Die Syntheseeinheit 100 ist zum Synthetisieren des Brenn- Stoffs 70 eingerichtet. Der Brennstoff 70 wird aus dem Was¬ serstoff 108 und dem aus der Gasturbinenanlage 4 abgeführten ersten Abgasbestandteil 82 synthetisiert. Dann wird der The synthesis unit 100 is configured to synthesize the fuel 70. The fuel 70 is synthesized from the What ¬ serstoff 108 and discharged from the gas turbine system 4 first exhaust gas constituent 82nd Then the
Brennstoff 70 dem BrennstoffSpeicher 102 zugeführt. Der Fuel 70 is supplied to the fuel storage 102. Of the
Brennstoff 70 kann zumindest teilweise in dem Brennstoffspei- eher 102 gespeichert werden. Auf diese Weise kann Energie ge¬ speichert werden. Weiter kann der Brennstoff 70 zumindest teilweise der Gasturbinenanlage 4, insbesondere der Brenner 10 der Gasturbinenanlage 4, zugeführt werden. Prinzipiell kann der erzeugte Brennstoff zumindest teilweise aus dem Gasturbinenkraftwerk 2 abgeführt werden, z. B. indem er der Mineralölindustrie zur Verfügung gestellt wird (nicht gezeigt) . Fuel 70 may be stored at least partially within the fuel supply 102. In this way, energy can be ge ¬ stores. Furthermore, the fuel 70 can be at least partially supplied to the gas turbine plant 4, in particular the burner 10 of the gas turbine plant 4. In principle, the fuel produced can be at least partially removed from the gas turbine power plant 2, z. By being made available to the petroleum industry (not shown).
Weiter könnte dem Brenner auch anderer Brennstoff als der in der Brennstofferzeugungsanlage erzeugte Brennstoff zugeführt werden, beispielsweise geförderter Brennstoff. Further, the burner could also be supplied with other fuel than the fuel produced in the fuel-producing plant, for example, subsidized fuel.
Die Gasturbinenanlage 4, insbesondere die Rückführungsleitung 30, weist zusätzlich einen anderen Auslass 84 auf, über den ein anderer Teil 86 des abgetrennten Kohlendioxids 56 abge¬ führt werden kann. Der andere Teil 86 des abgetrennten Koh- lendioxids 56 kann beispielsweise in die Atmosphäre entwei¬ chen und/oder zu einer Gasinjektion bei einer tertiären Ölge- winnung genutzt werden. The gas turbine system 4, in particular the return line 30, in addition has another outlet 84 through which another portion of the separated carbon dioxide can be 86 56 abge ¬ leads. The other part 86 of the separated coal lendioxids 56 can be used, for example, in the atmosphere winnung entwei ¬ surfaces and / or to a gas injection in a tertiary Ölge-.
Wenn die erste Kammer 96 des Gasspeichers 95 (mit Kohlendio- xid 82) voll ist und entsprechend die zweite Kammer 97 des Gasspeichers 95 leer ist, d.h. kein Sauerstoff 72 enthält, dann wird das abgetrennte Kohlendioxid 60 + 82, welches aus dem ersten Ausgang der Abtrennungseinheit 14 entlassen wird, über den weiteren Auslass 84 der Rückführungsleitung aus der Gasturbinenanlage 4 abgeführt und gelangt beispielsweise in die Atmosphäre. In diesem Fall wird die Gasturbinenanlage 4 auf einen Betrieb mit dem ersten Arbeitsmedium 17, insbesondere Luft, umgeschaltet. Das heißt, in diesem Fall wird die Stellung der Umschalteinrichtung 27 derart eingestellt, dass das erste Arbeitsmedium 17 über den Einlass 17 für das erste Arbeitsmedium 17 der Verdichterstation 8 zugeführt wird. When the first chamber 96 of the gas reservoir 95 (with carbon dioxide 82) is full and, accordingly, the second chamber 97 of the gas reservoir 95 is empty, i. contains no oxygen 72, then the separated carbon dioxide 60 + 82, which is discharged from the first output of the separation unit 14, discharged via the further outlet 84 of the return line from the gas turbine plant 4 and enters, for example, in the atmosphere. In this case, the gas turbine plant 4 is switched over to operation with the first working medium 17, in particular air. That is, in this case, the position of the switching device 27 is set such that the first working fluid 17 is supplied to the compressor station 8 via the inlet 17 for the first working fluid 17.
Anstelle eines jeweiligen Speichers (erste Kammer 96 des Gas¬ speichers 95, zweite Kammer 97 des Gasspeichers 95 und/oder Speicher 98 für Wasserstoff 108) kann prinzipiell auch ein jeweiliges Rohrsystem vorgesehen sein. FIG 4 zeigt schematisch ein weiteres Gasturbinenkraftwerk 110 mit einer Gasturbinenanlage 4, einer Brennstofferzeugungsan- lage 6 und einer Dampfturbinenanlage 112. Dieses Gasturbinen¬ kraftwerk 110 entspricht einer modifizierten dritten Ausbau- stufe. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im We¬ sentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel aus FIG 3, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Elemente werden grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen be- zeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind in das folgende Ausführungsbeispiel übernommen, ohne dass sie erneut be¬ schrieben sind. Instead of a respective memory (first chamber 96 of the gas ¬ memory 95, second chamber 97 of the gas storage 95 and / or storage 98 for hydrogen 108) may in principle also be provided a respective pipe system. 4 shows schematically another gas turbine power plant 110 with a gas turbine system 4, a Brennstofferzeugungsan- position 6 and a steam turbine plant 112. The gas turbine power plant ¬ 110 corresponds to stage a modified third expansion. The following description is restricted We ¬ sentlichen the differences from the embodiment of Figure 3, to remain the same features and functions, reference is made. Essentially identical elements are always loading draws with the same reference numbers and are not mentioned features are included in the following embodiment, without being re ¬ be enrolled.
Der Auslass 78 der Gasturbinenanlage 4 ist in diesem Ausfüh- rungsbeispiel ein Ausgang 113 der Verdichterausgangsleitung 16. The outlet 78 of the gas turbine plant 4 is an output 113 of the compressor outlet line 16 in this exemplary embodiment.
Das aus der Gasturbinenanlage 4 abgeführte Kohlendioxid 82 wird der Brennstofferzeugungsanlage 6 zugeführt. Die Brenn- stofferzeugungsanlage 6 ist dazu eingerichtet, zumindest ei¬ nen Teil des aus der Gasturbine 12 abgeführten Kohlendioxids 82 zur Herstellung von Brennstoff 70 zu verwenden. The discharged from the gas turbine plant 4 carbon dioxide 82 is fed to the fuel production plant 6. The fuel material production unit 6 is adapted to at least part of the egg ¬ NEN discharged from the gas turbine 12 carbon dioxide 82 for production of fuel 70 to be used.
Im Gegensatz zu FIG 2 und FIG 3(, in welchen der aus der Gas- turbinenanlage 4 abgeführte Teil 82 des abgetrennten erstenIn contrast to FIG 2 and FIG 3 (in which the discharged from the gas turbine plant 4 part 82 of the separated first
Abgasbestandteils 56 ein anderer Teil ist, als das zweite Ar¬ beitsmedium 25) , ist hier der aus der Gasturbinenanlage 4 ab¬ geführte Teil 82 des abgetrennten ersten Abgasbestandteils 56 eine Teilmenge des zweiten Arbeitsmediums 25. Exhaust component 56 is another part, as the second Ar ¬ beitsmedium 25), here the group consisting of the gas turbine system 4 from ¬ guided part 82 of the separated first exhaust component 56, a subset of the second working medium 25th
Weiter ist in diesem Ausführungsbeispiel (im Gegensatz zu FIG 3) kein zweiter zuschaltbaren Oxidationsmittleingang 77 an der Zuführungsleitung 19 vorgesehen, wäre jedoch prinzipiell denkbar . Furthermore, in this exemplary embodiment (in contrast to FIG. 3), no second switchable oxidant inlet 77 is provided on the supply line 19, but would be conceivable in principle.
Der Gasspeicher 95 ist hier als Druckspeicher ausgelegt (im Gegensatz zu FIG 3, in welcher der Gasspeicher atmosphärisch ausgelegt ist) . Die Dampfturbinenanlage 112 ist mit der Gasturbine 12 der Gasturbinenanlage 4 gekoppelt. Weiter umfasst die Dampfturbi¬ nenanlage 112 einen Wärmeübertrager 114, eine Dampfturbine 116, einen Kondensator 118 und eine Kondensatpumpe 120. The gas storage 95 is designed here as an accumulator (in contrast to FIG. 3, in which the gas accumulator is designed to be atmospheric). The steam turbine plant 112 is coupled to the gas turbine 12 of the gas turbine plant 4. Further, the steam turbines ¬ nena location 112 includes a heat exchanger 114, a steam turbine 116, a condenser 118 and a condensate pump 120th
Der Wärmeübertrager 114 wird von zumindest einem Teil des Abgases 58 aus der Gasturbine 12 durchströmt. Der Teil des (heißen) Abgases 58, welches den Wärmeübertrager 114 durch- strömt, überträgt thermische Energie bzw. Wärme an ein Ar¬ beitsmittel - meist Wasser bzw. Wasserdampf. Der Teil des heißen Abgases 58, welches den Wärmeübertrager 114 durchströmt, wird nach dem Durchströmen des Wärmeübertragers 114 der Abtrennungseinheit 14 zugeführt. The heat exchanger 114 is flowed through by at least a portion of the exhaust gas 58 from the gas turbine 12. The part of the (hot) exhaust gas 58, which flows through the heat exchanger 114, transfers thermal energy or heat to an Ar ¬ beitsmittel - usually water or water vapor. The part of the hot exhaust gas 58, which flows through the heat exchanger 114, is supplied to the separation unit 14 after flowing through the heat exchanger 114.
Das im Wärmeübertrager 114 erhitzte Arbeitsmittel durchströmt die Dampfturbine 116 und treibt diese an. Weiter wird die me¬ chanische Energie der Dampfturbine 116 mittels eines weiteren Generators 32 in elektrische Energie umgewandelt. Die elekt- rische Energie kann als elektrischer Strom in das StromnetzThe heated in the heat exchanger 114 working fluid flows through the steam turbine 116 and drives it. Further, the me ¬ chanic energy of the steam turbine 116 is converted by means of another generator 32 into electrical energy. The electrical energy can be used as electricity in the power grid
36 eingespeist werden. Weiter ist der Generator 32 der Dampfturbinenanlage 112 mit dem Motor 38 verbunden, welcher die Verdichterstation 8 antreibt. Dieser Motor 38 und damit auch die Verdichterstation 8 können so von der Dampfturbinenanlage 112 (über den Generator 32 der Dampfturbinenanlage 112) angetrieben werden. 36 are fed. Further, the generator 32 of the steam turbine plant 112 is connected to the motor 38, which drives the compressor station 8. This motor 38 and thus also the compressor station 8 can be driven by the steam turbine plant 112 (via the generator 32 of the steam turbine plant 112).
Das Arbeitsmittel wird nach der Dampfturbine 116 in dem Kon¬ densator 118 kondensiert und durch die Kondensatpumpe 120 wieder dem Wärmeübertrager 114 zugeführt. Die Abwärme aus dem Kondensator 118 kann vielfältig genutzt werden, z. B. wie oben beschreiben. The working fluid is condensed after the steam turbine 116 in the Kon ¬ capacitor 118 and fed back to the heat exchanger 114 by the condensate pump 120. The waste heat from the condenser 118 can be used in many ways, eg. B. as described above.
Die Gasturbinenanlage 4 in FIG 1 und 2 sowie das jeweilige Gasturbinenkraftwerk 2 in FIG 3 und 4 können weitere Elemente, z. B. weitere Ventile 75, umfassen. Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . The gas turbine plant 4 in Figures 1 and 2 and the respective gas turbine power plant 2 in Figures 3 and 4, further elements, for. B. further valves 75 include. While the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, 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.

Claims

Patentansprüche claims
1. Gasturbinenanlage (4), welche eine Gasturbine (12), eine Verdichterstation (8), eine Filtereinheit (13) mit einem Ein- lass (15) für ein erstes Arbeitsmedium (17) und eine Zuführungsleitung (19) umfasst, durch welche Zuführungsleitung (19) ein Ausgang (21) der Filtereinheit (13) mit einem Eingang (28) der Verdichterstation (8) verbunden ist, A gas turbine plant (4) comprising a gas turbine (12), a compressor station (8), a filter unit (13) with an inlet (15) for a first working medium (17) and a supply line (19) through which Supply line (19) an output (21) of the filter unit (13) is connected to an input (28) of the compressor station (8),
dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsleitung (19) einen Einlass (23) für ein zweites Arbeitsmedium (25) sowie einecharacterized in that the supply line (19) has an inlet (23) for a second working medium (25) and a
Umschalteinrichtung (27) aufweist, mittels welcher einstellbar ist, über welchen der beiden Einlasse (15, 23) ein Arbeitsmedium (17, 25) in die Verdichterstation (8) einführbar ist . Switching device (27), by means of which is adjustable, via which of the two inlets (15, 23) a working medium (17, 25) in the compressor station (8) can be inserted.
2. Gasturbinenanlage (4) nach Anspruch 1, 2. Gas turbine plant (4) according to claim 1,
gekennzeichnet durch eine mit der Verdichterstation (8) verbundene Antriebseinheit (38) zum Antreiben der characterized by a drive unit (38) connected to the compressor station (8) for driving the
Verdichterstation (8), wobei die Verdichterstation (8) und die Gasturbine (12) jeweils eine eigene Welle (11) aufweisen. Compressor station (8), wherein the compressor station (8) and the gas turbine (12) each have their own shaft (11).
3. Gasturbinenanlage (4) nach Anspruch 1 oder 2, 3. Gas turbine plant (4) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichterstation (8) mehre¬ re Verdichtereinheiten (40) aufweist, wobei für jede der Verdichtereinheiten (40) jeweils eine eigene Antriebseinheit (38) vorgesehen ist. characterized in that the compressor station (8) ¬ re several compressor units (40), wherein for each of the compressor units (40) each have an own drive unit (38) is provided.
4. Gasturbinenanlage (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Gas turbine plant (4) according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch einen Brenner (10), welcher wahlweise mit dem ersten Arbeitsmedium (17) oder mit dem zweiten Arbeitsmedium (25) betreibbar ist, wobei der Brenner (10) ein mehrstufiger Brenner (10) ist, welcher einen ersten Brennstoffeingang (73) sowie einen zuschaltbaren zweiten Brenn- Stoffeingang (74) und mindestens einen zuschaltbaren Oxidati- onsmitteleingang (77) aufweist, und wobei der Brenner (10) ein Vormischbrenner ist, welcher eine Dralleinheit (79) mit verstellbaren Schaufeln (81) umfasst. characterized by a burner (10) which is selectively operable with the first working medium (17) or with the second working medium (25), wherein the burner (10) is a multi - stage burner (10) having a first fuel inlet (73) as well a switchable second fuel inlet (74) and at least one switchable Oxidsi-smitteleingang (77), and wherein the burner (10) is a premix burner, which comprises a swirl unit (79) with adjustable blades (81).
5. Gasturbinenanlage (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Gas turbine plant (4) according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch eine Pumpe (35) zum Evakuieren der Gas- turbine (12), welche Pumpe (35) an die Gasturbine (12) ange¬ schlossen ist. is characterized by a pump (35) for evacuating the gas turbine (12), which pump (35) to the gas turbine (12) ¬ closed.
6. Gasturbinenanlage (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Gas turbine plant (4) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichterstation (8) und die Gasturbine (12) ein kohlensäurebeständiges Material auf¬ weisen . characterized in that the compressor station (8) and the gas turbine (12) have a carbonaceous material on ¬ .
7. Gasturbinenanlage (4) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, 7. Gas turbine plant (4) according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch eine Abtrennungseinheit (14), welche zur Abtrennung eines ersten Abgasbestandteils (56) aus einem Ab¬ gas (58) der Gasturbine (12) eingerichtet ist, wobei die Ab¬ trennungseinheit (14) einen Eingang (22) aufweist, welcher mit einem Ausgang (24) der Gasturbine (12) verbunden ist, und einen ersten Ausgang (26) aufweist, welcher mit dem Einlass (23) für das zweite Arbeitsmedium (25) verbunden ist. characterized by a separation unit (14) which is arranged for separating a first gas component (56) from a From ¬ gas (58) of the gas turbine (12), wherein the Ab ¬ separating unit (14) having an input (22) connected to an output (24) of the gas turbine (12) is connected, and a first output (26) which is connected to the inlet (23) for the second working medium (25).
8. Gasturbinenkraftwerk (2, 110) mit einer Gasturbinenanlage (4) nach Anspruch 7, 8. gas turbine power plant (2, 110) with a gas turbine plant (4) according to claim 7,
gekennzeichnet durch eine Brennstofferzeugungsanlage (6), welche mit einem Auslass (78) der Gasturbinenanlage (4) ver¬ bunden ist, über welchen ein Teil (82) des abgetrennten ersten Abgasbestandteils (56) aus der Gasturbinenanlage (4) abführbar ist. characterized by a fuel production system (6) which is ver ¬ connected with an outlet (78) of the gas turbine plant (4), via which a part (82) of the separated first exhaust gas component (56) from the gas turbine plant (4) can be discharged.
9. Gasturbinenkraftwerk (2, 110) nach Anspruch 8, 9. gas turbine power plant (2, 110) according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Auslass (78) der Gasturbinenanlage (4) ein zweiter Ausgang (80) der Abtrennungseinheit (14) ist oder dass der Auslass (78) der Gasturbinenanlage (4) ein Ausgang (92) einer Rückführungsleitung (30) ist, durch welche der erste Ausgang (26) der Abtrennungseinheit (14) mit dem Einlass (23) für das zweite Arbeitsmedium (25) verbunden ist, oder dass the outlet (78) of the gas turbine plant (4) is a second outlet (80) of the separation unit (14) or the outlet (78) of the gas turbine plant (4) is an outlet (92) of a recirculation conduit (30) through which the first Output (26) of the separation unit (14) with the Inlet (23) for the second working medium (25) is connected, or that
der Auslass (78) der Gasturbinenanlage (4) ein Ausgang (113) einer Verdichterausgangsleitung (16) ist, durch wel- che ein Ausgang (18) der Verdichterstation (8) mit einem the outlet (78) of the gas turbine plant (4) is an outlet (113) of a compressor outlet line (16), through which an outlet (18) of the compressor station (8) is provided with a
Eingang (20) der Gasturbine (12) verbunden ist. Input (20) of the gas turbine (12) is connected.
10. Gasturbinenkraftwerk (2, 110) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstofferzeugungsanlage (6) eine Elektrolyseeinheit (94) umfasst und dass die Brenn¬ stofferzeugungsanlage (6) eine Syntheseeinheit (100) zum Syn¬ thetisieren eines Brennstoffs (70) umfasst, wobei die Synthe¬ seeinheit (100) ausgangsseitig mit einem Brenner (10) der Gasturbinenanlage (4) verbunden ist. 10. Gas turbine power plant (2, 110) according to claim 8 or 9, characterized in that the fuel-producing plant (6) comprises an electrolysis unit (94) and that the fuel ¬ stofferzeugungsanlage (6) a synthesis unit (100) for Syn ¬ thetisieren a fuel ( 70), wherein the synthesis ¬ unit (100) on the output side with a burner (10) of the gas turbine plant (4) is connected.
11. Gasturbinenkraftwerk (2, 110) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, 11. Gas turbine power plant (2, 110) according to one of claims 8 to 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstofferzeugungsanlage (6) einen Gasspeicher (95) umfasst, welcher zwei Kammern (96, 97) aufweist, die durch eine bewegliche Wandung (99) vonei¬ nander getrennt sind, wobei eine der Kammern (96) mit dem Auslass (78) der Gasturbinenanlage (4) sowie mit einer Syn¬ theseeinheit (100) der Brennstofferzeugungsanlage (6) verbun¬ den ist und die andere Kammer (97) mit einer Elektrolyseein- heit (94) der Brennstofferzeugungsanlage (6) sowie mit einem Brenner (10) der Gasturbinenanlage (4) verbunden ist. characterized in that the fuel generating plant (6) a gas storage comprises (95), which two chambers (96, 97) which (99) vonei ¬ Nander are separated by a movable wall, one of said chambers (96) with the outlet (78) the gas turbine system (4) and with a Syn ¬ synthesis unit (100) is verbun the fuel generating plant (6) ¬ and the other chamber (97) having a Elektrolyseein- unit (94) of the fuel generating plant (6) and with a burner (10) of the gas turbine plant (4) is connected.
12. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbinenanlage (4), welche eine Gasturbine (12), eine Verdichterstation (8), eine Filtereinheit (13) mit einem Einlass (15) für ein erstes Ar¬ beitsmedium (17) und eine Zuführungsleitung (19) umfasst, welche Zuführungsleitung (19) einen Ausgang (21) der Filtereinheit (13) mit einem Eingang (28) der Verdichterstation (8) verbindet, 12. A method of operating a gas turbine system (4) comprising a gas turbine (12), a compressor station (8), a filter unit (13) having an inlet (15) for a first Ar ¬ beitsmedium (17) and a feed line (19) comprising which supply line (19) connects an output (21) of the filter unit (13) to an input (28) of the compressor station (8),
dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsleitung (19) einen Einlass (23) für ein zweites Arbeitsmedium (25) umfasst und mithilfe einer Umschalteinrichtung (27) eingestellt wird, ob die Gasturbinenanlage (4) mit dem ersten Arbeitsmedium (17) oder mit dem zweiten Arbeitsmedium (25) betrieben wird. characterized in that the supply line (19) comprises an inlet (23) for a second working medium (25) and is adjusted by means of a switching device (27) the gas turbine plant (4) is operated with the first working medium (17) or with the second working medium (25).
13. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbinenanlage (4) nach Anspruch 12, 13. A method for operating a gas turbine plant (4) according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Arbeitsmedium (17) Luft ist und das zweite Arbeitsmedium (25) Kohlendioxid ist. characterized in that the first working medium (17) is air and the second working medium (25) is carbon dioxide.
14. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbinenanlage (4) nach Anspruch 12 oder 13, 14. A method for operating a gas turbine plant (4) according to claim 12 or 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gasturbinenanlage (4) eine Abtrennungseinheit (14) aufweist und bei dem Betrieb mit dem zweiten Arbeitsmedium (25) characterized in that the gas turbine plant (4) has a separation unit (14) and in the operation with the second working medium (25)
ein Abgas (58) aus der Gasturbine (12) in die Abtrennungs- einheit (8) geleitet wird,  an exhaust gas (58) from the gas turbine (12) is passed into the separation unit (8),
in der Abtrennungseinheit (8) ein erster Abgasbestandteil (56) aus dem Abgas (58) der Gasturbine (12) abgetrennt wird,  in the separation unit (8) a first exhaust gas constituent (56) is separated from the exhaust gas (58) of the gas turbine (12),
zumindest ein Teil des abgetrennten ersten Abgasbestand- teils (56) über den Einlass (23) für das zweite Arbeitsme¬ dium (25) zu der Verdichterstation (8) geleitet wird und in dieser verdichtet wird. at least a part of the exhaust gas constituents separated first part (56) via the inlet (23) for the second working medium (25) to the compressor station (8) is passed and is compressed therein.
15. Verfahren zur Brennstofferzeugung in einem Gasturbinen- kraftwerk (2, 110), bei dem eine Gasturbinenanlage (4) des15. A process for the production of fuel in a gas turbine power plant (2, 110), wherein a gas turbine plant (4) of the
Gasturbinenkraftwerks (2, 110) nach Anspruch 14 betrieben wird, Gas turbine power plant (2, 110) is operated according to claim 14,
dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Betrieb der Gasturbinen¬ anlage (4) mit dem zweiten Arbeitsmedium (25) characterized in that in the operation of the gas turbine ¬ system (4) with the second working medium (25)
- ein Teil (82) des abgetrennten ersten Abgasbestandteils (56) aus der Gasturbinenanlage (4) abgeführt wird, der aus der Gasturbinenanlage (4) abgeführte Teil (82) des abgetrennten ersten Abgasbestandteils (56) einer Brennstofferzeugungsanlage (6) des Gasturbinenkraftwerks (2, 110) zugeführt wird und a part (82) of the separated first exhaust gas component (56) is removed from the gas turbine plant (4), the part (82) of the separated first exhaust gas constituent (56) of a fuel production plant (6) of the gas turbine power plant (2) discharged from the gas turbine plant (4) , 110) is supplied and
in der Brennstofferzeugungsanlage (6) aus dem der Brenn¬ stofferzeugungsanlage (6) zugeführten ersten Abgasbest¬ sandteil (82) ein Brennstoff (70) erzeugt wird. in the fuel generating plant (6) from which the internal ¬ hydrogen generation system (6) supplied first Abgasbest ¬ sand part (82), a fuel (70) is generated.
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