CH701236A1 - Vorrichtung zur Schalldämpfung in einem Strömungskanal einer Gasturbine, welche Vorrichtung Zuführungselemente für rezirkulierte Abgase in den Ansaugluftstrom aufweist. - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung (8) zur Schalldämpfung in einem Strömungskanal einer Gasturbine. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Zuführungselemente (18,19) für die Zuführung von rezirkulierten Abgasen in den Ansaugluftstrom (16) und zur Vermischung der Abgase mit dem Ansaugluftstrom (16) aufweist.

Description

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermischung von zurückgeführten Abgasen einer Gasturbine mit Frischluft vor dem Eintritt in einen Kompressor der Gasturbine. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine unter Verwendung einer solchen Vorrichtung.

STAND DER TECHNIK

[0002] Um die Leistungsverluste und Wirkungsgradverluste von Kraftwerken mit Kohlendioxid-Abscheidung zu reduzieren, sind in der Literatur verschiedene Möglichkeiten, den Kohlendioxid-Partialdruck vor der Abscheidung zu erhöhen, vorgeschlagen worden. Die Rezirkulation von Abgasen ist eine Technologie, welche grundsätzlich für unterschiedlichste Zwecke bei Gasturbinen eingesetzt werden kann. So beispielsweise für die Kontrolle der Emission, für die Reduktion des Abgasvolumens für die Kohlendioxid-Abscheidung etc. Bei der Rezirkulation von Abgasen bei einer Gasturbine wird ein wesentlicher Anteil des Abgases aus dem gesamten Abgasstrom abgezweigt und wird normalerweise, nach Kühlung und Reinigung, dem Eingangsmassenstrom der Turbine respektive dem Kompressor der Turbine wieder zugeführt, wobei der rückgeführte Abgasstrom mit frischer Luft vermischt wird, und diese Mischung anschliessend dem Kompressor zugeführt wird.

[0003] So beschreibt beispielsweise die EP-A-1 484 102 einen Prozess, bei welchem Rauchgas beim Ausgang der Turbine abgezweigt wird, gegebenenfalls über einen Kondensator geführt wird, und anschliessend dem Eingangsluftstrom des Kompressors zugemischt wird. Die Abtrennung des Kohlendioxids findet beim in diesem Dokument vorgeschlagenen Prozess vor dem Eintritt der komprimierten Gase in die Brennkammer statt, entweder unmittelbar davor oder in einer Zwischenstufe des Kompressors.

[0004] Aus der WO-A-2005/064 232 ist ein Verfahren im Zusammenhang mit einer sequenziellen Verbrennung bekannt, bei welchem ebenfalls ein Teil des Rauchgases beim Ausgang der Turbine abgezweigt wird, und dem Eingangsmassenstrom des Kompressors wiederum zugeführt wird. Hier findet die Abtrennung des Kohlendioxids in einem teil-verdichteten Luftstrom, welcher in einer Kompressor-Zwischenstufe abgezweigt wird und der zweiten Brennkammer zugeführt wird, statt.

[0005] Aus der WO 2006/018 389 ist ebenfalls ein Verfahren bekannt, bei welchem aus der Turbine austretende Rauchgase zum Eingang des Kompressors rezirkuliert werden. Hier ist der Separator für das Kohlendioxid hinter einer ersten Verdichtungsstufe angeordnet. Diese wie auch andere bekannte Veröffentlichungen beschäftigen sich mit dem theoretischen Kraftwerksprozess und vernachlässigen dabei praktische Probleme, die bei der Realisierung eines solchen Kraftwerks im Wege stehen. Insbesondere machen sie keine Angaben über Wege einer effektiven Zumischung der rezirkulierten Abgase in die Ansaugluft.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0006] Für eine effiziente und unproblematische Zuführung des Luftstroms der zurückgeführten Abgase ist es wichtig, dass die zurückgeführten Abgase optimal mit der frisch zugeführten Luft vermischt werden. Insbesondere bei einem hohen Rezirkulationsanteil (typischerweise grösser als 30 %) ist eine gute Vermischung der rezirkulierten Abgase mit der Ansaugluft notwendig. Da der Restsauerstoffgehalt der Abgase zu klein ist, um eine vollständige Verbrennung im Kraftwerk zu erlauben, führt eine ungenügende Vermischung mit der Ansaugluft lokal zu unvollständiger Verbrennung, zu hohen Kohlenmonoxid und UHC (unburned hydrocarbon) Emissionen und im Bereich mit unverdünnter Frischluft zu lokal hohen Verbrennungstemperaturen mit potentiell hohen NOx Emissionen. Da die rezirkulierten Abgase typischerweise nicht auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden, sondern 10-20 °C wärmer sind als die frische Ansaugluft, führt eine ungenügende Vermischung bei Gasturbinen ausserdem zu kalten und warmen Strähnen in der Kompressoransaugluft. Diese reduzieren die Pumpgrenze und beeinträchtigen die Betriebssicherheit.

[0007] Um die Leistungs- und Wirkungsgradverluste durch Rezirkulation zu minimieren, ist ausserdem der Druckverlust bei der Zumischung der rezirkulierten Abgase beziehungsweise durch Einbauten zur Zumischung zu minimieren. Entsprechend müssen also spezielle Vorrichtungen im Ansaugluftpfad installiert werden, um eine optimale Mischung zwischen der frischen Luft und dem Abgas zu gewährleisten. Die Gestaltung solcher Vorrichtungen muss insbesondere die zwei folgenden Haupterfordernisse erfüllen: 1. Es muss beim Ausgang der Mischvorrichtung eine genügend homogene Verteilung der Gastemperatur und der Sauerstoffkonzentration in der Mischung erreicht werden, um eine stabile Betriebsweise des Kompressors und des Verbrennungssystems der Gasturbine gewährleisten zu können; 2. Druckverluste in den Pfaden der Frischluft und der Abgasluft aufgrund einer solchen Vorrichtung müssen so gering sein wie möglich, um die mit einer solchen Vermischung verbundenen Leistungsverluste der Gasturbine so gering zu halten wie möglich.

[0008] Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mischvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche beide diese Kriterien erfüllen kann.

[0009] Kernpunkt der Erfindung ist es nun unter anderem, erkannt zu haben, dass es unerwarteterweise möglich ist, zur Vermischung ein bereits häufig im Ansaugluftpfad eines Kompressors vorhandenes Element, namentlich den Schalldämpfer, einzusetzen. Um zusätzliche Einbauten und Druckverluste zu verhindern respektive zu minimieren, werden also modifizierte Schalldämpfer zur Zumischung der rezirkulierten Abgase vorgeschlagen. Schalldämpfer sind grossvolumige Bauteile, die durch den gesamten Strömungsquerschnitt des Filterhauses oder Ansaugtrakts gehen und sie dienen dazu, die Schallemissionen im Ansaugtrakt zu reduzieren. Durch ihr Inneres kann die rezirkulierte Luft geführt werden und über ihre häufig als Lochblech ausgeführte Oberfläche mit der Frischluft vermischt werden. Weiter kann mindestens ein Teil der rezirkulierten Abgase durch die stromab gelegene Austrittskante der Schalldämpfer in Richtung der Hauptströmung zugemischt werden. Damit wird die kinetische Energie der zugemischten Abgase nicht durch Verwirbelung vernichtet. Weiter kann durch die Einleitung der Abgase durch die Hinterkante der Schalldämpfer deren effektiver Druckverlust reduziert werden. Durch Einleitung der rezirkulierten Abgase über die Schalldämpfer wird also deren effektiver Druckverlust reduziert und der Druckverlust zur Einleitung der rezirkulierten Abgase durch die Verwendung dieser gross volumigen Bauteile minimiert. Ausserdem wird eine quasi ideale Vermischung mit Frischluft realisiert und Strähnen von heisser Luft in der Kompressoransaugluft vermieden. Auch braucht es wenig zusätzliche Bauteile im Ansaugsystemen, was Kosten und Sicherheitsvorteile mit sich bringt. Zudem kann man in Kraftwerken, insbesondere bei solchen mit geplanter Kohlendioxid-Abscheidung, in einfacher Weise ein Nachrüsten ermöglichen, weil schon vorhandener Platz (Schalldämpfer) eingesetzt wird.

[0010] Entsprechend betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Schalldämpfung in einem Strömungskanal einer Gasturbine, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung Zuführungselemente für die Zuführung von rezirkulierten Abgasen in den Ansaugluftstrom und zur Vermischung der Abgase mit dem Ansaugluftstrom aufweist. Vorzugsweise werden dabei Schalldämpfer eingesetzt, welche wenigstens ein plattenförmiges Element aufweisen, welches innerhalb des Strömungskanals angeordnet ist, und welches sich im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des Strömungskanals erstreckt. Dabei sind die Zuführungselemente in dem bevorzugtermassen plattenförmigen Element integriert und/oder an diesem plattenförmigen Element befestigt. Grundsätzlich sind solche Schalldämpfer bereits aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der US 6260658, deren Offenbarungsgehalt bezüglich der Bauweise solcher Schalldämpfer ausdrücklich in diesen Offenbarungsgehalt eingeschlossen werden soll. Eine erste bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl plattenförmiger Elemente parallel zueinander im Strömungskanal angeordnet sind, und dass in mehreren, vorzugsweise in allen plattenförmigen Elementen, Zuführungselemente integriert sind.

[0011] Alternativ ist es aber auch möglich, im Volumen eines Schalldämpfers gewissermassen selbsttragende Leitungssysteme für die Abgase mit entsprechenden Austrittsöffnungen vorzusehen. Ebenfalls ist es möglich, entweder zusätzlich zur Zuführung über ein solches Leitungssystem oder über die plattenförmigen Elemente, oder auch für sich allein, die Zuführung der Abgase über die äussere Kanalwand des Schalldämpfers sicherzustellen. Insbesondere bei der Bauweise mit plattenförmigen Elementen ist es möglich, die Zuführungselemente auf wenigstens einer Seite, vorzugsweise auf beiden Seiten der plattenförmigen Elemente, als Austrittsöffnungen für Abgase in den Ansaugluftstrom vorzusehen, wobei vorzugsweise jeweils auf jeder Seite eine Mehrzahl von solchen Austrittsöffnungen vorgesehen ist. Diese Austrittsöffnungen blasen also die Abgase gewissermassen transversal in den Frischluftstrom. Dies kann entweder senkrecht zur Richtung des Frischluftstroms erfolgen, oder aber auch gezielt unter einem Winkel, beispielsweise indem die Hauptrichtung der eingetragenen Abgase mit der Strömungsrichtung der Frischluft einen Winkel von wenigstens 30° einschliesst. Diese Austrittsöffnungen können dabei in Strömungsrichtung des Ansaugluftstroms und/oder senkrecht dazu hintereinander respektive nebeneinander angeordnet sein. Es kann sich also um in im wesentlichen quer zur Durchströmungsrichtung orientierten Linien angeordnete Reihen von Austrittsöffnungen handeln, es kann sich um parallel zur Durchströmungsrichtung angeordnete Reihen von Austrittsöffnungen handeln,, es kann sich um schräg zur Durchströmungsrichtung angeordnete Reihen von Austrittsöffnungen handeln, und es kann sich insbesondere bevorzugt um eine Mehrzahl von quer zur Durchströmungsrichtung orientierten Reihen handeln, welche in Strömungsrichtung hintereinander oder versetzt hintereinander angeordnet sind.

[0012] Davon ausgehend, dass ein plattenförmiges Element ein bezüglich Ansaugluftstrom stromaufwärtiges Ende und ein stromabwärtiges Ende aufweist, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Austrittsöffnungen für Abgase in der stromabwärtigen Hälfte, vorzugsweise im stromabwärtigen Drittel des plattenförmigen Elementes angeordnet sind. Wie bereits eingangs erwähnt, ist es alternativ oder zusätzlich möglich, die Austrittsöffnungen für Abgase an der Kante am stromabwärtigen Ende des plattenförmigen Elements anzuordnen.

[0013] Das wenigstens eine plattenförmige Element kann wenigstens zwei parallel verlaufende, vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigte Wandelemente umfassen, welche am bezüglich Ansaugluftstrom stromaufwärtigen Ende und am stromabwärtigen Ende unter Bildung eines Hohlraums verbunden sind. Diese Verbindungsbereiche sind vorzugsweise in einer strömungsgünstigen Form ausgebildet, beispielsweise an der Anströmkante in einer abgerundeten Form und an der Abströmkante in einer auslaufenden Form, oder beidseits in einer abgerundeten strömungsgünstigen Form. Vorzugsweise wird im Hohlraum, innerhalb des plattenförmigen Elements, schalldämmendes Material angeordnet. Weiterhin bevorzugtermassen sind die Wandelemente als perforierte Metallbleche ausgebildet.

[0014] Im Hohlraum kann dann ein Bereich (beispielsweise in diesem Bereich kein schalldämmendes Material, das heisst die Wandelemente bilden den Strömungskanal für die Abgase) und/oder eine separate Leitung zur Zuführung der Abgase zu den Austrittsöffnungen vorgesehen werden, wobei der Bereich respektive die Leitung bevorzugtermassen in der stromabwärtigen Teil des plattenförmigen Elementes angeordnet ist. Vorzugsweise werden die Austrittsöffnungen in der stromabwärtigen Hälfte oder im stromabwärtigen Drittel, insbesondere bevorzugt im Wesentlichen unmittelbar am stromabwärtigen Ende angeordnet. Eine besonders einfache Bauweise resultiert, indem an der stromabwärtigen Kante bei einem solchen Schalldämpfer einfach das schalldämmende Material aus dem Hohlraum entfernt wird und dieser Hohlraum von aussen mit Abgasen beaufschlagt wird. Die üblicherweise als Lochplatten ausgeführten Wandelemente bilden dann gleichzeitig den Zuführungskanal für die Abgase und die Löcher bilden die Austrittsöffnungen.

[0015] Ausserhalb der Kanalwand des Ansaugluftstroms kann gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform im Bereich der Vorrichtung zur Schalldämpfung auf beiden Seiten, an welchen die mehreren plattenförmigen Elemente an die Kanalwand Stessen und normalerweise mit dieser verbunden respektive an dieser befestigt sind, ein Verteilerplenum angeordnet werden, welches mit rückgeführten Abgasen beaufschlagt ist und welches den rückgeführten Abgasstrom den Zuführungselementen in den plattenförmigen Elementen zuführt.

[0016] Zur Verbesserung der Effizienz der Vorrichtung können zusätzlich im Bereich der Austrittsöffnungen Verwirbelungselemente (Turbulatoren) angeordnet werden, um den Mischprozess zwischen Abgasen und Ansaugluftstrom zu unterstützen, wobei diese Verwirbelungselemente vorzugsweise stromauf und/oder stromab der Austrittsöffnungen angeordnet sind.

[0017] Da die Temperatur der rezirkulierten Abgase typischerweise höher ist als die der Frischluft, werden die rezirkulierten Abgase bei der Zumischung und insbesondere unmittelbar vor der Vormischung in dem Schalldämpfer durch die von der Frischluft abgekühlten Wände des Schalldämpfers gekühlt. Da die relative Feuchte in den rezirkulierten Abgasen typischerweise nahe der Sättigung ist, kann es in dem Schalldämpfer durch die zusätzliche Abkühlung zur Kondensation kommen. Um zu verhindern, dass mit den rezirkulierten Abgasen grössere Kondensattropfen mitgerissen werden, die mit der Ansaugluft in den Verdichter eingesaugt werden und dort zu Erosionen führen können, können geeignete Tropfenabscheider in dem Schaldämpfer vorgesehen werden. Dies können beispielsweise kleine Leitbleche oder U-Profile sein, die in Strömungsrichtung vor den Austrittsöffnungen angeordnet sind und vertikal oder unter einem Winkel von oben nach unten auf der Innenseite des Schalldämpfers verlaufen. Alternativ können beispielsweise die einzelnen Austrittsöffnungen auch auf der Innenseite mit einer ringförmigen Wulst ausgeführt sein. Weiter ist eine ausreichend dimensionierte Entwässerung aus dem Inneren des Schaldämpfers vor zu sehen. Dies kann beispielsweise eine einfache Ableitung am Boden der Innenseite jedes Schalldämpfungselementes sein. Da im inneren des Ansaugkanals einer Gasturbine während des Betriebes typischerweise Unterdruck herrscht, ist abhängig von den Druckverhältnissen in dem Schalldämpfungselemente mindestens eine Absaugung oder Absaugpumpe vor zu sehen. Weiterhin bevorzugtermassen kann zusätzlich eine Vorrichtung zur Eindüsung einer Flüssigkeit in den plattenförmigen Elementen integriert, vorzugsweise eine Vorrichtung zur Eindüsung von Wasser unter Zuhilfenahme von mit Zuführungsleitungen verbundenen Eindüsungvorrichtungen, vorzugsweise in Form von Druckzerstäuberdüsen. Beispielsweise möglich ist die Kombination mit einer solchen Vorrichtung zur Eindüsung von Wasser, wie sie in der WO 2004/101 975 offenbart ist, die Offenbarung dieses Dokumentes wird hinsichtlich der zusätzlich vorgesehenen Eindüsung von Flüssigkeit ausdrücklich in diesen Offenbarungsgehalt mit eingeschlossen.

[0018] Mit anderen Worten betrifft die vorliegende Erfindung auch generell die Verwendung eines Schalldämpfers für die Vermischung von rezirkulierten Abgasen einer Gasturbine mit dem Ansaugluftstrom der Gasturbine.

[0019] Zudem betrifft die vorliegende Erfindung eine Gasturbine mit einer Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde.

[0020] Eine solche Gasturbine ist bevorzugtermassen dadurch gekennzeichnet, dass der speziell ausgestaltete Schalldämpfer im Zuströmkanal hinter einem Luftfilter angeordnet ist. Bevorzugtermassen ist eine solche Gasturbine zudem dadurch gekennzeichnet, dass der zurückgeführte Abgasstrom stromab der Turbine und stromab eines Abhitzedampferzeugers vom gesamten Abgasstrom in vorzugsweise geregelter Weise abgezweigt wird., wobei vorzugsweise nach der Abzweigung ein Wärmetauscher und/oder ein Gebläse (Booster) angeordnet sein kann. Eine Regelung des zurückgeführten Massenstroms kann auch durch in der Rezirkulationsleitung angeordnete Klappen oder Ventile oder durch ein regelbares Gebläse (Boster) durchgeführt werden. Im Strömungspfad der rückgeführten Abgase und/oder im Strömungspfad der nicht abgezweigten Abgase und/oder vor der Verzweigung der Abgase kann zudem eine Einheit zur Abscheidimg von Kohlendioxid angeordnet sein.

[0021] Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung auch einen Verfahren zur Rezirkulation von Abgasen einer Gasturbine, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Teilstrom der Abgase dem Ansaugtrakt des Kompressors zugeführt wird und mit frischer Ansaugluft vermischt wird, wobei ein modifizierter Schalldämpfer, wie er oben beschrieben wurde, zur Vermischung eingesetzt wird.

[0022] Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0023] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen: <tb>Fig. 1<sep>eine schematische Darstellung einer Gasturbine mit Rückführung der Verbrennungsgase; und <tb>Fig. 2<sep>einen Schalldämpfer mit Zuführungsmöglichkeiten für zurückgeführte Verbrennungsgase, wobei in a) ein Schnitt senkrecht zu den Dämpfungselementen des Schalldämpfers dargestellt ist, Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, und in b) einen Schnitt im wesentlichen parallel zu den Dämpfungselementen des Schalldämpfers entlang der Linie III-III in Fig. 2a.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0024] Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die wesentlichen Elemente einer Gasturbine. Die Gasturbine umfasst einen Verdichter 1 (Kompressor), die darin verdichtete Verbrennungsluft wird einer Brennkammer 2 zugeführt und anschliessend werden die heissen Verbrennungsgase in einer Turbine 3 entspannt. Die in der Turbine erzeugte Nutzenergie wird dann zum Beispiel mit einem auf der gleichen Welle angeordneten Generator 4 in elektrische Energie umgewandelt.

[0025] Die aus der Turbine 3 austretenden Abgase werden zur optimalen Nutzung der darin noch enthaltenen Energie in einem Abhitzedampferzeuger 9 (Heat recovery steam generator, HRSG) dazu verwendet, Dampf für die Gasturbine oder für andere Anlagen zu erzeugen. Die Ansaugluft für den Kompressor wird typischerweise über einen speziell ausgestalteten Zuströmkanal 5 zugeführt. Frische Ansaugluft 16 wird dabei zunächst über einen am Eintritt mit grossem Querschnitt angeordneten Luftfilter 7 geführt, vor welchem üblicherweise Abdecklammellen 6 angeordnet sind. Stromab dieses Luftfilters 7 können Schalldämpfer 8 im Führungskanal der Ansaugluft angeordnet sein. Hinter dem Schalldämpfer 8 wird typischerweise der Ansaugluftstrom von der horizontalen in die vertikale Richtung umgelenkt und nach unten geführt, um anschliessend an diesen vertikalen Abschnitt wiederum in die horizontale Richtung umgelenkt zu werden (vor dem bell-mouth) und dort dem Kompressor zugeführt.

[0026] Ein Teil der Abgase wird nun bei einer solchen Anlage hinter dem Abhitzedampferzeuger 9 in einem Strömungsteiler 13, welcher geregelt sein kann, zurückgeführt in einem zurückgeführten Abgasstrom 14. Der nicht abgezweigte Teil 15 wird typischerweise zu einer Kohlendioxid Abscheidungseinheit geführt oder über ein Stack (Schornstein) an die Umwelt abgegeben.

[0027] Der zurückgeführte Abgasstrom 14 wird in einem Wärmetauscher 17, welcher mit Kondensator ausgestattet sein kann, auf etwas über Umgebungstemperatur abgekühlt. Stromab dieses Wärmetauschers 17 kann ein Booster 22 für den Rezirkulationsstrom angeordnet sein.

[0028] Dieser zurückgeführte Abgasstrom 14 wird nun dem Schalldämpfer 8 zugeführt. Der Schalldämpfer 8 ist dabei ausgestaltet, wie dies im Zusammenhang mit der in der Folge beschriebenen Fig. 2 beschrieben werden soll.

[0029] Der Schalldämpfer 8 umfasst eine Mehrzahl (in diesem Fall vier) von im Strömungskanal parallel nebeneinander beabstandet angeordneten Platten 12. Zwischen diesen Platten strömt die frische Ansaugluft 16 hindurch. Die Platten 12 sind derart ausgebildet, dass sie perforierte Wandbleche aufweisen, welche einen an der Anströmkante und an der Abströmkante abgerundeten Verbindungsbereich aufweisen und dadurch einen Hohlraum 24 bilden. In diesem Hohlraum ist schalldämmendes Material angeordnet, wie dies durch den im Hohlraum 24 angegebenen schraffierten Bereich illustriert sein soll. Am stromabwärtigen Ende der plattenförmigen Elemente 12 ist nun dieses isolierende Material entfernt resp. weggelassen, so dass sich in diesem hinteren Bereich gewissermassen eine Rezirkulationsleitung 18 im Schalldämpfer bildet. Diese Rezirkulationsleitung 18 wird über ein Verteilerplenum 21 mit zurückgeführtem Abgasstrom 14 beaufschlagt. Es gibt dabei auf beiden Seiten der Kanalwand 11, dort wo die Platten 12 an die Kanalwand stossen, jeweils ein solches Verteilerplenum 21. Aus dieser Rezirkulationsleitung 18 strömt die Abgasluft nun einerseits durch an den Seiten der Platten 12 angeordnete Austrittsöffnungen 19 in den Ansaugluftstrom 16. Der entsprechende Luftstrom 23 ist also transversal zur Strömungsrichtung der Ansaugluft 16. Andererseits ist an der Abströmkante der Platten 12 eine weitere Lochreihe 19 ́ angeordnet, über welche ein Teil der Abgasluft axial, wie durch den Pfeil 20 angedeutet, in den Luftstrom 16 ausströmt.

[0030] So resultiert eine optimale Vermischung der frischen Ansaugluft 16 mit einerseits den transversalen Luftströmen 23 und andererseits mit den axialen Luftströmen 20. So kann über den gesamten Strömungskanal 10 verteilt und ohne grosse Druckverluste unter Zuhilfenahme der in diesem Bereich vorhandenen Verwirbelungen eine äusserst effiziente Vermischung gewährleistet werden.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0031] <tb>1<sep>Verdichter <tb>2<sep>Brennkammer <tb>3<sep>Turbine <tb>4<sep>Generator <tb>5<sep>Zuströmkanal, Ansaugtrakt <tb>6<sep>Abdecklamellen <tb>7<sep>Luftfilter <tb>8<sep>Schalldämpfungsvorrichtung, <tb><sep>Ansaugschalldämpfer <tb>9<sep>Abhitzedampferzeuger, <tb><sep>HRSG <tb>10<sep>Strömungskanal <tb>11<sep>Kanalwand <tb>12<sep>plattenförmiges Element, <tb><sep>Schalldämpfungselement <tb>13<sep>Strömungsteiler, optional <tb><sep>regelbar <tb>14<sep>zurückgeführter Abgasstrom, <tb><sep>Rezirkulationsleitung <tb>15<sep>Abgas zum Stack oder C02 <tb><sep>Capture Plant <tb>16<sep>frische Ansaugluft, <tb><sep>Durchströmung, <tb><sep>Gasströmung <tb>17<sep>Wärmetauscher, optional mit <tb><sep>Kondensator <tb>18<sep>Rezirkulationsleitung im <tb><sep>Schalldämpfer <tb>19<sep>Austrittsöffnung transversal <tb>19 ́<sep>Austrittsöffnung axial <tb>20<sep>axialer Austritt <tb>21<sep>Verteilerplenum <tb>22<sep>Gebläse oder Booster für <tb><sep>Rezirkulationsstrom, optional <tb>23<sep>transversaler Austritt <tb>24<sep>Hohlraum in 12

Claims (15)

1. Vorrichtung (8) zur Schalldämpfung in einem Strömungskanal (5) einer Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Zuführungselemente (18,19,21) für die Zuführung von rezirkulierten Abgasen (14) in den Ansaugluftstrom (16) und zur Vermischung der Abgase (14) mit dem. Ansaugluftstrom (16) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens ein plattenförmiges Element (12) aufweist, welches innerhalb des Strömungskanals angeordnet ist, und welches sich im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung (16) des Strömungskanals erstreckt, und dass die Zuführungselemente (18, 19,21) in dem plattenförmigen Element (12) integriert und/oder an diesem plattenförmigen Element (12) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl plattenförmiger Elemente (12) parallel zueinander im Strömungskanal angeordnet sind, und dass vorzugsweise in mehreren, insbesondere vorzugsweise in allen plattenförmigen Elementen (12) Zuführungselemente (18, 19,21) integriert sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungselemente (18, 19,21) auf wenigstens einer Seite, vorzugsweise auf beiden Seiten der plattenförmigen Elemente (12), angeordnete Austrittsöffnungen (19) für Abgase (14) in den Ansaugluftstrom (16) umfassen, wobei vorzugsweise jeweils auf jeder Seite eine Mehrzahl von solchen Austrittsöffnungen (19) vorgesehen ist, und wobei bevorzugtermassen die Austrittsöffnungen (19) in Strömungsrichtung des Ansaugluftstroms (16) und/oder senkrecht dazu hintereinander respektive nebeneinander angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein plattenförmiges Element (12) ein bezüglich Ansaugluftstrom (16) stromaufwärtiges Ende und ein stromabwärtiges Ende aufweist, und dass die Austrittsöffnungen (19) für Abgase (14) in der stromabwärtigen Hälfte, vorzugsweise im stromabwärtigen Drittel des plattenförmigen Elementes (12) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass ein plattenförmiges Element (12) ein bezüglich Ansaugluftstrom (16) stromaufwärtiges Ende und ein stromabwärtiges Ende aufweist, und dass die Austrittsöffnungen (19 ́) für Abgase (14) an der Kante am stromabwärtigen Ende des plattenförmigen Elements (12) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Element (12) wenigstens zwei parallel verlaufende, vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigte Wandelemente umfasst, welche am bezüglich Ansaugluftstrom (16) stromaufwärtigen Ende und am stromabwärtigen Ende unter Bildung eines Hohlraums (24) verbunden sind, vorzugsweise in einer abgerundeten strömungsgünstigen Form, und dass, vorzugsweise im Hohlraum (24), innerhalb des plattenförmigen Elements (12) schalldämmende Materialien angeordnet sind, wobei bevorzugtermassen die Wandelemente als perforierte Metallbleche ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum (24) ein Bereich und/oder eine Leitung (18) zur Zuführung der Abgase (14) zu den Austrittsöffnungen (19,19 ́) vorgesehen ist, wobei der Bereich respektive die Leitung (18) bevorzugtermassen in der stromabwärtigen Hälfte, vorzugsweise im stromabwärtigen Drittel, insbesondere bevorzugt im wesentlichen unmittelbar am stromabwärtigen Ende des plattenförmigen Elementes (12) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Schalldämpfungselemente (12) Tropfenabscheider angeordnet sind, die ein. Austritt von Kondensatttropfen durch die Austrittsöffnungen (19) des Schalldämpfungselementes (12) in den Ansaugstrom des Verdichters (1) verhindern.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Austrittsöffnungen (19,19 ́) Verwirbelungselemente angeordnet sind, um den Mischprozess zwischen Abgasen (14) und Ansaugluftstrom (16) zu unterstützen, wobei diese Verwirbelungselemente vorzugsweise stromauf und/oder stromab der Austrittsöffnungen (19,19 ́) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Vorrichtung zur Eindüsung einer Flüssigkeit in den plattenförmigen Elementen (12) integriert ist, vorzugsweise eine Vorrichtung zur Eindüsung von Wasser unter Zuhilfenahme von mit Zuführungsleitungen verbundenen Eindüsungvorrichtungen, vorzugsweise in Form von Druckzerstäuberdüsen.

12. Verwendung eines Schalldämpfers (8) für die Vermischung von rezirkulierten Abgasen (14) einer Gasturbine mit dem Ansaugluftstrom (16) der Gasturbine.

13. Gasturbine mit einer Vorrichtung (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-11.

14. Gasturbine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (8) im Zuströmkanal (5) hinter einem Luftfilter (7) angeordnet ist und dass der zurückgeführte Abgasstrom (14) stromab der Turbine (3) und stromab eines Abhitzedampferzeugers (9) vom gesamten Abgasstrom in vorzugsweise geregelter Weise abgezweigt wird, wobei vorzugsweise nach der Abzweigung ein Wärmetauscher (17) und/oder ein Gebläse (22) angeordnet ist und wobei vorzugsweise im Strömungspfad der rückgeführten Abgase (14) und/oder im Strömungspfad der nicht abgezweigten Abgase (15) und/oder vor der Verzweigung (13) der Abgase eine Einheit zur Abscheidung von Kohlendioxid angeordnet ist.

15. Verfahren zur Rezirkulation von Abgasen (14) einer Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom der Abgase (14) dem Ansaugtrakt (5) des Kompressors zugeführt wird und mit frischer Ansaugluft (16) vermischt wird, wobei eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11 zur Vermischung eingesetzt wird.