DE19961383A1 - Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage, im wesentlichen bestehend aus einer Gasturbogruppe, einem der Gasturbogruppe nachgeschalteten Abhitzedampferzeuger (15) und einem dem Abhitzedampferzeuger (15) nachgeschalteten Dampfkreislauf, wobei die Gasturbogruppe aus mindestens einer Verdichtereinheit (1), mindestens einer Brennkammer (2, 4), mindestens einer Gasturbine (3, 5) und mindestens einem Generator (14) oder einer Last besteht, wobei die Abgase aus der letzten Gasturbine (5) den Abhitzedampferzeuger (15) durchströmen, in welchem die Erzeugung mindestens eines Dampfes zum Betreiben mindestens einer zum Dampfkreislauf gehörenden Dampfturbine (16) bewerkstelligt wird, dadurch gekennzeichnet, dass verdichtete Luft an mindestens einer Stelle am Verdichter (1) abgezweigt wird und über ein Rückschlagventil (31, 31a) einer Mischtrommel (32, 32a) zugeführt wird, in welcher die vom Verdichter (1) abgezweigte Luft mit über ein Regelventil (30, 30a) geleitetem Heißdampf gemischt wird und danach als Kühlmedium der mindestens einen Gasturbine (3, 5) zugeführt wird.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanla­ ge gemäss Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik

Bei einer Kraftwerksanlage, welche aus einer Gasturbogruppe, einem nachge­ schalteten Abhitzedampferzeuger und einem anschliessenden Dampfkreislauf be­ steht, ist es zur Erzielung eines Maximums an Wirkungsgrad vorteilhaft, im Dampfkreislauf einen überkritischen Dampfprozess vorzusehen.

Im üblichen Fall wird in einer solchen Schaltung die Gasturbine mit verdichteter Luft aus dem Kühler gekühlt. Es ist auch denkbar, die Kühlluft zusätzlich mit Heissdampf anzureichern. Dies hat aber den konstruktiven Nachteil, dass die Mi­ schung zwischen Verdichterluft und Heissdampf nicht variabel ist und in keiner Weise von einer Kühlung aus reiner Verdichterluft auf eine Kühlung aus reinem Heissdampf umgeschaltet werden kann. Diese wäre insbesondere für Anfahrpro­ zesse der Anlage wichtig, da zu diesem Zeitpunkt noch kein Dampf vorliegt, son­ dern lediglich Verdichterluft, welche als Kühlmedium genutzt werden kann.

Darstellung der Erfindung

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art bei Anfahrprozessen eine Kühlung der Gasturbinen mit variablem Kühlmedium von reiner Verdichterluft zu reinem Heissdampf zu schaffen.

Die Erfindung wird dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren, wie es im Oberbe­ griff des unabhängigen Anspruchs 1 beschrieben ist, verdichtete Luft an minde­ stens einer Stelle am Verdichter abgezweigt wird und über ein Rückschlagventil einer Mischtommel zugeführt wird, in welcher die vom Verdichter abgezweigte Luft mit über ein Regelventil geleitetem Heissdampf gemischt wird und danach als Kühlmedium der mindestens einen Gasturbine zugeführt wird.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass bei Anfahrvorgän­ gen der Kraftwerksanlage, wenn also noch nicht ausreichend Dampf aber schon Verdichterluft vorhanden ist, die Kühlung der Gasturbine aus Verdichterluft be­ steht und sich der Druck des Heissdampfs langsam erhöht. Ist ein bestimmter Druck des Dampfes erreicht, schliesst sich das Rückschlagventil und die Kühlung wird zu einer reinen Heissdampfkühlung. Es ist auch denkbar, das Rückschlag­ ventil so zu dimensionieren, dass es im Auslegungspunkt der Anlage konstant ge­ öffnet ist und so Verdichterluft mit Heissdampf in einem konstantem Verhältnis gemischt wird. Bei einem unerwarteten Unterbruch der Dampfversorgung wird sich das Rückschlagventil öffnen und die Kühlung wird durch die Verdichterluft kontinuierlich fortgesetzt.

Bei einer Gasturbine mit sequentieller Verbrennung werden entsprechend dem gewünschtem Druck zwei solche Kühlvorrichtungen vorgesehen.

Die Entnahme des Heissdampfes ist an einer Verdampfertrommel des Abhitze­ kessels oder am Ende der Dampfturbine möglich. Zur zusätzlichen Leistungsstei­ gerung ist es auch denkbar, einen Teilstrom des Dampfes abzuzweigen, über ei­ nen Überhitzer im Abhitzekessel zu leiten und der Brennkammer stromab des Verdichters zuzuführen.

Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der erfindungsgemässen Aufga­ benlösung sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemässe Schaltung einer Kraftwerksanlage und

Fig. 2 eine weitere erfindungsgemässe Schaltung einer Kraftwerksanlage.

Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind fortgelassen worden. Die Strömungsrichtung der Medien ist mit Pfeilen ange­ geben. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Be­ zugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Kraftwerksanlage, welche aus einer Gastur­ bogruppe, einem der Gasturbogruppe nachgeschalteten Abhitzedampferzeuger, und einem diesem Abhitzedampferzeuger nachgeschalteten Dampfkreislauf be­ steht.

Die vorliegende Gasturbogruppe ist auf einer sequentiellen Verbrennung aufge­ baut. Die in Fig. 1 nicht ersichtliche Bereitstellung des zum Betrieb der verschie­ denen Brennkammern notwendigen Brennstoffes kann beispielsweise durch eine mit der Gasturbogruppe zusammenwirkende Kohlenvergasung bewerkstelligt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, den zum Einsatz gelangenden Brennstoff aus einem Primärnetz zu beziehen. Wird die Versorgung eines gasför­ migen Brennstoffes zum Betrieb der Gasturbogruppe über eine Pipeline bereitge­ stellt, so kann das Potential aus der Druck- und/oder Temperaturdifferenz zwi­ schen Primärnetz und Verbrauchernetz für die Belange der Gasturbogruppe oder allgemein der Schaltung rekuperiert werden. Die vorliegende Gasturbogruppe, die auch als autonome Einheit wirken kann, besteht aus einem Verdichter 1, einer dem Verdichter nachgeschalteten ersten Brennkammer 2, einer dieser Brenn­ kammer 2 nachgeschalteten ersten Gasturbine 3, einer dieser Gasturbine 3 nach­ geschalteten zweiten Brennkammer 4 und einer dieser Brennkammer 4 nachge­ schalteten zweiten Gasturbine 5. Die genannten Strömungsmaschinen 1, 3, 5 weisen eine einheitliche Rotorwelle 39 auf. Diese Rotorwelle 39 ist vorzugsweise auf zwei in der Figur nicht näher ersichtlichen Lagern gelagert, welche vorzugs­ weise kopfseitig des Verdichters 1 und stromab der zweiten Turbine 5 plaziert sind. Die angesaugte Luft 6 wird im Verdichter 1 komprimiert und strömt dann als verdichtete Luft 7 in ein nicht näher gezeigtes Gehäuse. In diesem Gehäuse ist auch die erste Brennkammer 2 untergebracht, welche vorzugsweise als zusam­ menhängende Ringbrennkammer ausgebildet ist. Selbstverständlich kann die ver­ dichtete Luft 7 zur ersten Brennkammer 2 aus einer nicht gezeigten Luftspeicher­ anlage beigestellt werden. Die Ringbrennkammer 2 weist kopfseitig, auf den Um­ fang verteilt, eine Anzahl von nicht näher gezeigten Brennern auf, welche vor­ zugsweise als Vormischbrenner ausgelegt sind. An sich können hier auch Diffusi­ onsbrenner zum Einsatz gelangen. Im Sinne einer Reduzierung der Schadstoff-Emissionen aus dieser Verbrennung, insbesondere was die NO_x-Emissionen be­ trifft, ist es indessen vorteilhaft, eine Anordnung von Vormischbrennern gemäss EP-PS-0 321 809 vorzusehen, wobei der Erfindungsgegenstand aus der ge­ nannten Druckschrift integraler Bestandteil dieser Beschreibung ist, darüber hin­ aus auch die dort beschriebene Art der Zuführung eines Brennstoffes 12. Was die Anordnung der Vormischbrenner in Umfangsrichtung der Ringbrennkammer 2 an­ belangt, so kann eine solche bei Bedarf von der üblichen Konfiguration gleicher Brenner abweichen, und stattdessen können unterschiedlich grosse Vormisch­ brenner zum Einsatz kommen. Dies geschieht vorzugsweise so, dass jeweils zwi­ schen zwei grossen Vormischbrennern ein kleiner Vormischbrenner gleicher Kon­ figuration disponiert ist. Die grossen Vormischbrenner, welche die Funktion von Hauptbrennern zu erfüllen haben, stehen zu den kleinen Vormischbrennern, wel­ che die Pilotbrenner dieser Brennkammer sind, bezüglich der sie durchströmen­ den Brennerluft, also der verdichteten Luft 7 aus dem Verdichter 1, in einem Grössenverhältnis zueinander, das fallweise festgelegt wird. Im gesamten Lastbereich der Brennkammer 2 arbeiten die Pilotbrenner als selbstgängige Vormischbrenner, wobei die Luftzahl fast konstant bleibt. Die Zu- oder Abschaltung der Hauptbren­ ner erfolgt nach bestimmten anlagespezifischen Vorgaben. Weil die Pilotbrenner im ganzen Lastbereich bei idealem Gemisch gefahren werden können, sind die NO_x-Emissionen auch bei Teillast sehr gering. Bei einer solchen Konstellation kommen die umlaufenden Stromlinien im Frontbereich der Ringbrennkammer 2 sehr nahe an die Wirbelzentren der Pilotbrenner heran, so dass eine Zündung an sich nur mit diesen Pilotbrennern möglich ist. Beim Hochfahren wird die Brenn­ stoffmenge, die über die Pilotbrenner zugeführt wird, soweit gesteigert, bis diese ausgesteuert sind, d. h. bis die volle Brennstoffmenge zur Verfügung steht. Die Konfiguration wird so gewählt, dass dieser Punkt der jeweiligen Lastabwurfbedin­ gungen der Gasturbogruppe entspricht. Die weitere Leistungssteigerung erfolgt dann über die Hauptbrenner. Bei der Spitzenlast der Gasturbogruppe sind sonach auch die Hauptbrenner voll ausgesteuert. Weil die durch die Pilotbrenner initiierte Konfiguration "kleiner" heisser Wirbelzentren zwischen den von den Hauptbren­ nern stammenden "grossen" kühleren Wirbelzentren extrem instabil ausfällt, wird auch bei mager betriebenen Hauptbrennern im Teillastbereich ein sehr guter Aus­ brand mit zusätzlich zu den NO_x-Emissionen niedrigen CO- und UHC-Emissionen erreicht, d. h. die heissen Wirbel der Pilotbrenner dringen sofort in die kleinen Wir­ bel der Hauptbrenner ein. Selbstverständlich kann die Ringbrennkammer 2 aus einer Anzahl einzelner rohrförmiger Brennräume bestehen, welche ebenfalls schrägringförmig, bisweilen auch schraubenförmig, um die Rotorwelle 39 ange­ ordnet sind. Diese Ringbrennkammer 2, unabhängig von ihrer Auslegung, wird und kann geometrisch so angeordnet werden, dass sie auf die Rotorlänge prak­ tisch keinen Einfluss ausübt. Die Heissgasen 8 aus dieser Ringbrennkammer 2 beaufschlagen die unmittelbar nachgeschaltete erste Gasturbine 3, deren kalo­ risch entspannende Wirkung auf die Heissgase 8 bewusst minimal gehalten wird, d. h. diese Gasturbine 3 wird demnach aus nicht mehr als zwei Laufschaufelreihen bestehen. Bei einer solchen Gasturbine 3 wird es nötig sein, einen Druckausgleich an den Stirnflächen zwecks Stabilisierung des Axialschubes vorzusehen. Die in der Gasturbine 3 teilentspannten Heissgase 9, welche unmittelbar in die zweite Brennkammer 4 strömen, weisen aus dargelegten Gründen eine recht hohe Tem­ peratur auf, vorzugsweise ist sie betriebsspezifisch so auszulegen, dass sie sicher noch um 1000°C beträgt. Diese zweite Brennkammer 4 hat im wesentlichen die Form eines zusammenhängenden ringförmigen axialen oder quasi-axialen Ring­ zylinders. Diese Brennkammer 4 kann selbstverständlich auch aus einer Anzahl axial, quasi-axial oder schraubenförmig angeordneten und in sich abgeschlosse­ nen Brennräumen bestehen. Was die Konfiguration der ringförmigen, aus einem einzigen Brennraum bestehenden Brennkammer 4 betrifft, so sind in Umfangs­ richtung und radial dieses ringförmigen Zylinders mehrere in der Figur nicht näher gezeigte Brennstofflanzen disponiert. Diese Brennkammer 4 weist keinen Brenner auf: Die Verbrennung eines in die aus der Gasturbine 3 kommenden teilent­ spannten Heissgase 9 eingedüsten Brennstoffes 13 geschieht hier durch Selbst­ zündung, soweit freilich das Temperaturniveau eine solche Betriebsart zulässt. Ausgehend davon, dass die Brennkammer 4 mit einem gasförmigen Brennstoff, also beispielsweise Erdgas, betrieben wird, muss die Austrittstemperatur der tei­ lentspannten Heissgase 9 aus der Gasturbine 3 noch sehr hoch sein, wie oben dargelegt um die 1000°C, und dies selbstverständlich auch bei Teillastbetrieb, was auf die Auslegung dieser Gasturbine 2 eine ursächliche Rolle spielt. Um die Betriebssicherheit und einen hohen Wirkungsgrad bei einer auf Selbstzündung ausgelegten Brennkammer 4 zu gewährleisten, ist es eminent wichtig, dass die Flammenfront ortsmässig stabil bleibt. Zu diesem Zweck werden in dieser Brenn­ kammer 4, vorzugsweise an der Innen- und Aussenwand in Umfangsrichtung dis­ poniert, eine Reihe von nicht näher gezeigten Elementen vorgesehen, welche in axialer Richtung vorzugsweise stromauf der Brennstofflanzen plaziert sind. Die Aufgabe dieser Elemente besteht darin, Wirbel zu erzeugen, welche eine Rück­ strömzone, analog derjenigen in den bereits erwähnten Vormischbrennern, indu­ zieren. Da es sich bei dieser Brennkammer 4, aufgrund der axialen Anordnung und der Baulänge, um eine Hochgeschwindigkeitsbrennkammer handelt, bei wel­ cher die mittlere Geschwindigkeit der Arbeitsgase grösser ca. 60 m/s ist, müssen die wirbelerzeugenden Elemente strömungskonform ausgebildet werden. Anströ­ mungsseitig sollen diese vorzugsweise aus einer tetraederförmigen Form mit an­ strömungsschiefen Flächen bestehen. Die wirbelerzeugenden Elemente können entweder an der Aussenfläche und/oder an der Innenfläche plaziert sein. Selbst­ verständlich können die wirbelerzeugenden Elemente auch axial zueinander ver­ schoben sein. Die abströmungsseitige Fläche der wirbelerzeugenden Elemente ist im wesentlichen radial ausgebildet, so dass sich ab dort eine Rückströmzone ein­ stellt. Die Selbstzündung in der Brennkammer 4 muss indessen auch in den tran­ sienten Lastbereichen sowie im Teillastbereich der Gasturbogruppe gesichert bleiben, d. h., es müssen Hilfsvorkehrungen vorgesehen werden, welche die Selbstzündung in der Brennkammer 4 auch dann sicherstellen, wenn sich eine Flexion der Temperatur der Gase im Bereich der Eindüsung des Brennstoffes ein­ stellen sollte. Um eine sichere Selbstzündung des in die Brennkammer 4 eingedü­ sten gasförmigen Brennstoffes zu gewährleisten, wird diesem eine kleine Menge eines anderen Brennstoffes mit einer niedrigeren Zündtemperatur beigegeben. Als Hilfsbrennstoff eignet sich hier beispielsweise Brennöl sehr gut. Der flüssige Hilfs­ brennstoff, entsprechend eingedüst, erfüllt die Aufgabe, sozusagen als Zünd­ schnur zu wirken, und ermöglicht auch dann eine Selbstzündung in der Brenn­ kammer 4, wenn die teilentspannten Heissgase 9 aus der ersten Gasturbine 3 ei­ ne Temperatur unterhalb des angestrebten optimalen Niveaus von 1000°C auf­ weisen sollten. Diese Vorkehrung, Brennöl zur Sicherstellung einer Selbstzündung vorzusehen, erweist sich freilich immer dann als besonders angebracht, wenn die Gasturbogruppe mit stark reduzierter Last betrieben wird. Diese Vorkehrung trägt des weiteren entscheidend dazu bei, dass die Brennkammer 4 eine minimale axiale Länge aufweisen kann. Die kurze Baulänge der Brennkammer 4, die Wir­ kung der wirbelerzeugenden Elemente zur Flammenstabilisierung sowie die fort­ währende Sicherstellung der Selbstzündung sind demnach dafür verantwortlich, dass die Verbrennung sehr rasch erfolgt, und die Verweilzeit des Brennstoffes im Bereich der heissen Flammenfront minimal bleibt. Eine unmittelbar verbrennungs­ spezifisch messbare Wirkung hieraus betrifft die NO_x-Emissionen, welche eine Mi­ nimierung erfahren, dergestalt, dass sie nunmehr kein Thema mehr bilden. Diese Ausgangslage ermöglicht ferner, den Ort der Verbrennung klar zu definieren, was sich in einer optimierten Kühlung der Strukturen dieser Brennkammer 4 nieder­ schlägt. Die in der Brennkammer 4 aufbereiteten Heissgase 10 beaufschlagen anschliessend eine nachgeschaltete zweite Gasturbine 5. Die thermodynami­ schen Kennwerte der Gasturbogruppe können so ausgelegt werden, dass die Ab­ gase 11 aus der zweiten Gasturbine 5 noch soviel kalorisches Potential aufwei­ sen, um damit eine hier anhand eines Abhitzedampferzeugers 15 dargestellte Dampferzeugungsstufe und Dampfkreislauf zu betreiben. Wie bereits bei der Be­ schreibung der Ringbrennkammer 2 hingewiesen wurde, ist diese geometrisch so angeordnet, dass sie auf die Rotorlänge der Gasturbogruppe praktisch keinen Einfluss ausübt. Des weiteren ist feststellbar, dass die zweite zwischen Abströ­ mungsebene der ersten Gasturbine 3 und Anströmungsebene der zweiten Gas­ turbine 5 verlaufende Brennkammer 4 eine minimale Länge aufweist. Da ferner die Entspannung der Heissgase in der ersten Gasturbine 3, aus dargelegten Gründen, über wenige, vorzugsweise über nur 1 bis 2 Laufschaufelreihen erfolgt, lässt sich eine Gasturbogruppe bereitstellen, deren Rotorwelle 39 aufgrund ihrer minimierten Länge technisch einwandfrei auf zwei Lagern abstützbar ist. Die Lei­ stungsabgabe der Strömungsmaschinen geschieht über einen verdichterseitig an­ gekoppelten Generator 14, der auch als Anwurfmotor dienen kann. Nach Ent­ spannung in der Gasturbine 5 durchströmen die noch mit einem hohen kalori­ schen Potential versehenen Abgase 11 einen Abhitzedampferzeuger 15, in wel­ chem in Wärmetauschverfahren verschiedentlich Dampf erzeugt wird, der dann das Arbeitsmedium des nachgeschalteten Dampfkreislaufes bildet. Die kalorisch ausgenutzten Abgase strömen anschliessend als Rauchgase 35 ins Freie.

Der Abhitzedampferzeuger 15 weist einen Economizer 17, einen Verdampfer 18 und einen Überhitzer 19 auf. Der Economizer 17 ist mit einer Dampftrommel 20 verbunden, welche den Verdampfer 18 speist und den im Verdampfer 18 erzeug­ ten Dampf aufnimmt, um ihn an den Überhitzer 19 weiterzuleiten. Der im Überhit­ zer 19 erzeugte Dampf wird über eine Leitung 26 zu einer Dampfturbine 16 gelei­ tet. Diese Dampfturbine 16 ist über eine Welle 40 mit einem Generator 36 oder einer anderen Last verbunden. Es ist auch denkbar, die Gasturbogruppe und Dampfturbine 16 gemeinsam auf einer Welle zu lagern, wobei vorzugsweise Ro­ torwelle 39 und Rotorwelle 40 über eine nicht gezeigte Kupplung gekoppelt sind. An diese Welle wird in diesem Fall ein gemeinsamer Generator angeschlossen. Nach der Dampfturbine 16 wird der entspannte Dampf zu einem Kondensator 21 geleitet. Der Kondensator 21 wird mit einem Kühlungsmedium 22 gespeist. Der Kondensator 21 ist über eine Leitung 24 und eine Pumpe 25 mit dem Economizer 17 verbunden.

Erfindungsgemäss wird in der Fig. 1 eine variable Kühlung von Verdichterluft und Dampf für die beiden Gasturbinen 3, 5 der Gasturbogruppe vorgesehen. In der Fig. 1 werden dem Verdichter 1 an zwei Stellen verdichtete Luft abgenommen und über je ein Rückschlagventil 31, 31a, über je eine Mischtrommel 32, 32a je einer Gasturbine 3, 5 zugeführt. In je einer Mischtrommel 32, 32a wird der Kühlluft Heissdampf, welcher aus der Dampftrommel 20 entnommen und über je ein Re­ gelventil 30, 30a geleitet wird, zugeführt. Die Funktionsweise dieser Gasturbinen- Kühlung ist nun wie folgt: In der Inbetriebnahme der Anlage, wenn also bereits verdichtete Luft aber noch kein oder nicht ausreichend Dampf vorhanden ist, wer­ den die Gasturbinen 3, 5 mit der verdichteten Luft des Verdichters 1 gekühlt und kein oder nur geringe Mengen von Dampf wird der Kühlluft in den Mischtrommeln 32, 32a zugeführt. Je länger die Kombianlage in Betrieb ist, desto mehr Dampf wird von dem Abhitzekessel 15 im Dampfkreislauf erzeugt und desto höher wird auch der Anteil des Dampfes, welcher der verdichteten Luft im den Mischtrom­ meln 32, 32a zugeführt wird. Sobald der Betriebspunkt der Kombianlage erreicht ist, sind verschiedene Varianten der erfindungsgemässen Schaltung möglich. Die Rückschlagventile können so dimensioniert sein, dass sie ab einem bestimmten Druck des Heissdampfes schliessen, somit keine Verdichterluft in die Mischtrom­ mel eindringt und damit eine Kühlung der Gasturbinen 3, 5 mit reinem Dampf vor­ liegt. Für einen unvorhergesehen Ausfall der Dampfversorgung durch Riss bei­ spielsweise einer Leitung oder eine sonstige Störung, welche einen Abfall des Dampfdruckes herbeiführt, werden die Rückschlagventile 31, 31a sich durch den Gegendruck des Verdichters 1 wieder öffnen und die Kühlluftversorgung der Ga­ sturbinen 3, 5 wird ununterbrochen ohne jegliche Gefahr eines Unterbruchs wei­ tergeführt. In einem anderen Auslegungsfall werden die Rückschlagventile 31, 31a so dimensioniert, dass sie auch bei dem Druck der Heissgase im Betriebspunkt ständig offenbleiben. Damit besteht das Kühlmedium aus verdichteter Luft und Heissdampf, welche in einem bestimmten, festgelegten Verhältnis zueinander in den Mischtrommeln 32, 32a gemischt werden. Wiederum wird bei einem unerwar­ teten Unterbruch der Dampfversorgung die Kühlluftversorgung der Gasturbinen 3, 5 lediglich durch die verdichtete Luft des Verdichters 1 vorgenommen.

Die Stellen an dem Verdichter 1, an welchen die verdichtete Luft zum Zwecke der Kühlung abgenommen wird, ist entsprechend den Geometrien und den Ar­ beitspunkten der Gasturbinen anzupassen. Es ist auch möglich, den Heissdampf, welcher der Dampftrommel 20 entnommen wird, durch eine Teilentnahme 38 an der Dampfturbine 16 mit weiteren, teilentspannten Heissdämpfen anzureichern.

In der Fig. 1 wird das dem Dampfkreislauf entzogene Wasser durch eine Was­ serzufuhr 23 ersetzt.

Die Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemässen Schal­ tung einer Kraftwerksanlage. Sie entspricht in ihrem wesentlichen Aufbau, was die Gasturbogruppe, den Abhitzekessel 15 und die Erzeugung von Dampf angeht, der Fig. 1. Auch die Art die kombinierten Kühlung mit verdichteter Luft und/oder Heissdampf mit Rückschlagventil 31, 31a, Mischtrommel 32, 32a und Regelventil 30, 30a für die Heissgase entspricht der in der Fig. 1 geschilderten Weise. In der Fig. 2 wird im Gegensatz aber der im Abhitzekessel 15 erzeugte Dampf über die Dampfturbine 16 entspannt und ein Teil des Dampfes danach der Mischtrommel 32, 32a über die Regelventile 30, 30a zugeführt. Ein anderer Teil der Heissgase wird über einen, sich im Abhitzekessel befinden Überhitzer 19a wieder erhitzt und danach der Brennkammer 2 stromabwärts des Verdichters 1 zur Leistungsteige­ rung der Gasturbogruppe zugeführt.

Bezugszeichenliste

1

Verdichter

2

Erste Brennkammer

3

Erste Gasturbine

4

Zweite Brennkammer

5

Zweite Gasturbine

6

Ansaugluft

7

Verdichtete Luft

8

Heissgase

9

Teilentspannte Heissgase

10

Heissgase

11

Abgase

12

Brennstoff

13

Brennstoff

14

Generator

15

Abhitzedampferzeuger

16

Dampfturbine

17

Economizer

18

Verdampfer

19

,

19

a Überhitzer

20

Dampftrommel

21

Kondensator

22

Kühlungsmedium für

21

23

Leitung

24

Kondensat nach Kondensator

21

25

Kondensatpumpe

26

Dampfzuleitung zur Dampfturbine

16

29

Leitung von Dampftrommel

20

30

,

30

a Regelventil

31

,

31

a Rückschlagventil

32

,

32

a Mischtrommel

33

,

33

a Abzweigung von Verdichter

1

34

Leitung von Regelventil

31

und Mischtrommel

32

34

a Leitung von Regelventil

31

a und Mischtrommel

32

a

35

Rauchgase

36

Generator

37

Dampfeindüsung

38

Teildampfentnahme

39

Rotorwelle

40

Rotorwelle

Claims (8)

1. Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage, im wesentlichen bestehend aus einer Gastubogruppe, einem der Gasturbogruppe nachgeschalteten Abhitzedampferzeuger (15) und einem dem Abhitzedampferzeuger (15) nachgeschalteten Dampfkreislauf, wobei die Gasturbogruppe aus minde­ stens einer Verdichtereinheit (1), mindestens einer Brennkammer (2, 4), mindestens einer Gasturbine (3, 5) und mindestens einem Generator (14) oder einer Last besteht, wobei die Abgase aus der letzten Gasturbine (5) den Abhitzedampferzeuger (15) durchströmen, in welchem die Erzeugung mindestens eines Dampfes zum Betreiben mindestens einer zum Dampf­ kreislauf gehörenden Dampfturbine (16) bewerkstelligt wird, dadurch gekennzeichnet, dass verdichtete Luft an mindestens einer Stelle am Verdichter (1) abgezweigt wird und über ein Rückschlagventil (31, 31a) einer Mischtommel (32, 32a) zugeführt wird, in welcher die vom Verdichter (1) abgezweigte Luft mit über ein Regelventil (30, 30a) geleitetem Heissdampf gemischt wird und danach als Kühlmedium der mindestens einen Gasturbine (3, 5) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasturbogruppe aus zwei Gasturbinen (3, 5) besteht und die verdichte­ te Luft des Verdichters (1) an zwei Orten entnommen wird, über je ein Rückschlagventil (31, 31a) geleitet und in je einer Mischtrommel (32, 32a) mit je einem Teilstrom der über je ein Regelventil (30, 30a) geleitenden Heissgase gemischt wird und je einer der beiden Gasturbine (3, 5) als Kühlmedium zugeführt wird.

3. Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heissdampf aus einer Dampftrommel (20), welche an Rohrbündel eines Verdampfers (18) des Abhitzekessels (15) gekoppelt ist, über das Regel­ ventil (30, 30a) zur Mischtrommel (32, 32a) geleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Heissdampf, welcher aus der Dampftrommel (20) stammt, zusätzlich teilentspannter Dampf aus der Dampfturbine (16) gemischt wird.

5. Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heissdampf, welcher über das Regelventil (30, 30a) zur Mischtrommel (32, 32a) geleitet wird, dort mit der verdichteten Luft des Verdichters (1) gemischt und danach als Kühlmedium zur mindestens einen Gasturbine (3, 5) gelangt, aus der mindestens einen Dampfturbine (16) stammt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Teil des Heissdampfes, welcher mit der verdichteten Luft des Verdichters (1) in der Mischtrommel (32, 32a) gemischt und danach der Ga­ sturbine als Kühlmedium zugeführt wird, ein Teil des Heissdampfes über einen Überhitzer (19a), welcher im Abhitzekessels (15) abgeordnet ist, ge­ leitet wird und der Brennkammer (2) stromab des Verdichters (1) zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einem solchen Dampfdruck arbeitet, dass auf das oder die Rückschlagventil(e) (31, 31a) vom Dampf ein ausreichend grosser Druck ausgeübt wird, so dass sie während des Betriebes geschlossen sind und es sich bei der Kühlung um eine reine Dampfkühlung handelt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einem solchen Dampfdruck arbeitet, dass auf das oder die Rückschlagventil(e) (31, 31a) vom Dampf ein solcher Druck ausgeübt wird, dass das oder die Rückschlagventil(e) (31, 31a) geöffnet sind und es sich bei der Kühlung der mindestens einen Gasturbine (3, 5) um eine ge­ mischte Kühlung aus verdichteter Luft und Heissdampf handelt.