DE69409019T2 - Elektrizitätskraftwerk - Google Patents

Elektrizitätskraftwerk

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Stromerzeugungssystem einer Art, die sowohl Gas- als auch Dampfturbinen und mit diesen verbundene elektrische Generatoren verwendet. Es ist bekannt, eine Gasturbine mit Gas aus einem Vergasungsapparat des Wirbelschichttyps zu speisen, in dem fester Brennstoff mit niedrigerem Brennwert granuliert, mit feuerfesten Partikeln erhitzt und "aufgewirbelt" wird, indem Luft durch die Materialschicht gedrückt wird. Die Erwärmung wird gesteuert, so daß Mittel- Brenngas erzeugt wird, das nach geeigneter Reinigung und Kühlung der Gasturbine zugeführt wird, wo es mit einem Luftüberschuß und den Verbrennungsprodukten, die verwendet werden, um die Turbine anzutreiben, verbrannt wird.
  • Die Abgase der Gasturbine enthalten nutzbare Wärme, die in einem Dampferzeuger zur Rückgewinnung von Abwärme extrahiert werden kann. Der durch diesen Dampferzeuger erzeugte Dampf wird verwendet, um eine Dampfturbine und den mit dieser verbundenen elektrischen Generator anzutreiben.
  • Zusätzlicher Dampf für die Dampfturbine kann durch einen umlaufenden Vergasungsbrenner mit Wirbelschicht erzeugt werden, der mit Halbkoks aus dem Vergasungsapparat, zusätzlicher Kohle und einem Überschuß an Gas, das durch den Vergasungsapparat erzeugt wird, oder einer Kombination dieser Möglichkeiten gespeist wird.
  • In den wie oben beschriebenen Systemen treten Probleme auf, wenn plötzliche Laständerungen im elektrischen System auftreten, das von den Turbogeneratoren gespeist wird. Es ist unerwünscht, unter diesen Umständen die Gasturbine herunterzufahren, da sich ihr Wirkungsgrad bei Laständerungen signifikant verschlechtert. Laständerungen werden daher soweit wie möglich durch eine Steuerung der Dampft urbine gedämpft. Die Dampfturbine kann schnell heruntergefahren werden; dies führt jedoch zu einer Zuführung von überschüssigem Dampf. Ein beträchtlicher Anteil des zur Verfügung stehenden Dampfes, sprich 30 %, kann zumindest zu Beginn in einen Dampfkondensator umgeleitet werden, wobei er an der Dampfturbine vorbeifließt. Dies ist jedoch unwirtschaftlich und außerdem kann die Turbine nicht in jedem Fall auf diese Weise entladen werden. Eine Verringerung der Dampferzeugung kann erzielt werden, indem das Abgas aus der Gasturbine umgeleitet und (über den Schornsteinablaß) direkt in die Atmosphäre abgelassen wird, so daß es an dem Dampferzeuger zur Rückgewinnung von Abwärme vorbeifließt, oder indem die Gaszuführung in den umlaufenden Vergasungsbrenner mit Wirbelschicht reduziert wird. Die erste Alternative ist unwirtschaftlich, die letztere bewirkt einen Gasüberschuß in dem Ausstoß des Vergasungsapparates.
  • Es ist schwierig, den Vergasungsapparat in irgendeinem signifikanten Ausmaß herunterzustellen, ohne die Möglichkeit aufzugeben, ihn schnell wieder hochzufahren. Er kann abgestellt werden, indem "man das Sprudelbett zusammenbrechen läßt", z.B. indem die Luftzuführung abgeschnitten wird, so daß die Schicht nicht länger aufgewirbelt wird. Hierdurch wird der Vergasungsapparat wirkungsvoll abgestellt, mit dem Ergebnis, daß die Wiederaufnahme der elektrischen Stromerzeugung bis zu 6 Stunden dauern kann. Eine derartige Situation ist natürlich möglichst zu vermeiden.
  • Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 36 42 619 A1 offenbart eine Gasturbinen-/Dampfturbinen-Basisanordnung, in der die Gasturbine durch ein Vergasungssystem mit Wirbelschicht gespeist wird, wobei das Abgas der Turbine Dampf bereitstellt, um die Dampfturbine zu betreiben. Ein zusätzlicher Dampferzeuger ist vorgesehen, der Material aus der Wirbelschicht des Vergasungsapparates aufnimmt und es verbrennt, indem er die Verbrennungsluft des Gasturbinenkompressors nutzt; dabei erzeugt der zusätzliche Dampferzeuger Dampf, um diesen der Dampfturbine zuzuführen. In dieser Anordnung gibt es keine zusätzliche Hilfsdampfturbine.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Stromerzeugungssystem bereitzustellen, bei dem Gas- und Dampfturbinen und Vergasungsvorrichtungen verwendet werden, in denen die Vergasungsvorrichtungen welcher Art auch immer mit dem oder nahe des Nennausstoßes in Gang gehalten werden können, ungeachtet beträchtlicher Änderungen der elektrischen Last der Dampfturbine.
  • Es wird nachdrücklich betont, daß die Erfindung nicht auf ein bestimmtes Dampferzeugungssystem wie das oben beschriebene noch auf einen bestimmten Vergasungsapparat begrenzt ist, denn die Vorteile werden durch ein System erzielt, das nur die folgenden wesentlichen Merkmale beinhaltet:
  • Erfindungsgemäß wird ein elektrisches Stromerzeugungssystem bereitgestellt, enthaltend eine Gasturbine und eine Hauptdampfturbine, die mit den jeweiligen elektrischen Generatoren verbunden sind, und Vergasungsvorrichtungen, um Brenngas zu erzeugen, mit dem die Gasturbine betrieben wird und das Dampferzeugungsvorrichtungen zugeführt wird, um die Hauptdampfturbine zu betreiben, wobei die Vergasungsvorrichtungen den Laständerungen der Hauptdampfturbine nicht so schnell folgen können wie die Hauptdampfturbine selbst, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsdampfturbine und ein mit dieser verbundener elektrischer Generator, Umleitvorrichtungen, die mit den Dampferzeugungsvorrichtungen, der Hauptdampfturbine und der Hilfsdampfturbine verbunden sind, um Dampf weg von der Hauptdampfturbine in die Hilfsdampfturbine umzuleiten, und Steuervorrichtungen vorgesehen sind, die mit den Umleitvorrichtungen verbunden und derart angeordnet sind, daß sie eine Umleitung vornehmen, während die Last in der Hauptdampfturbine reduziert ist.
  • Die Dampferzeugungsvorrichtung beinhaltet bevorzugt einen Vergasungsbrenner für Feststoff, der geeignet ist, zusätzlich das Brenngas zu verbrennen.
  • Die Dampferzeugungsvorrichtung beinhaltet bevorzugt erste Wärmetauschervorrichtungen, um Wärme aus den Abgasen der Gasturbine wiederzugewinnen, und zweite Wärmetauschervorrichtungen, um Wärme aus dem Ausstoß an Roh- Brenngas aus den Vergasungsvorrichtungen zu extrahieren.
  • Die Steuervorrichtungen können derart angeordnet sein, daß sie das Verhältnis der Dampfzuführung zur Hauptdampfturbine und zur Hilfsdampfturbine regeln.
  • Die Umleitvorrichtungen können an die Vergasungsvorrichtungen angeschlossen sein. Die Steuervorrichtungen können derart angeordnet sein, daß sie eine Dampfzuführung in die Vergasungsvorrichtungen steuern. Insbesondere können die Steuervorrichtungen eine Dampfzuführung aus den zweiten Wärmetauschervorrichtungen in die Vergasungsvorrichtungen für die Inbetriebnahme der Vergasungsvorrichtungen steuern.
  • Zumindest ein Teil des elektrischen Stroms zum Betreiben der Vergasungsvorrichtungen und der mit ihnen verbundenen Hilfsantriebe kann von dem elektrischen Generator zur Verfügung gestellt werden, der im Betrieb mit der zusätzlichen Dampfturbine verbunden ist.
  • Es können Vorrichtungen vorgesehen sein, um den Ausstoß an Brenngas aus den Vergasungsvorrichtungen auf eine von der Gasturbine und der Hauptdampfturbine unabhängige Anwendung zu lenken, um einen unabhängigen Betrieb der Vergasungsvorrichtungen zu erlauben.
  • Die Hilfsdampfturbine kann eine Nennleistung von 1/25 bis 1/10 der gesamten Nennleistung des Systems haben.
  • Es können Vorrichtungen vorgesehen sein, um den Dampf aus den zweiten Wärmetauschervorrichtungen zuzuführen, um die Hauptdampfturbine bei der Inbetriebnahme aufzuheizen und/oder die Labyrinthdichtung in der Hauptdampfturbine aufrechtzuerhalten.
  • Unter einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, um eine Lastabnahme einer Hauptdampfturbine eines elektrischen Stromerzeugungssystems auszugleichen, wobei das Erzeugungssystem eine Gasturbine und eine Hauptdampfturbine aufweist, die mit den entsprechenden elektrischen Generatoren verbunden sind, Dampferzeugungsvorrichtungen aufweist, um Brenngas zu erzeugen, um die Gasturbine anzutreiben und den Dampferzeugungsvorrichtungen zuzuführen, um die Hauptdampfturbine anzutreiben, wobei die Vergasungsvorrichtungen Laständerungen der Hauptdampfturbine nicht so schnell wie die Hauptdampfturbine selbst folgen können, eine Hilfsdampfturbine und einen mit dieser verbundenen elektrischen Generator aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: eine Lastabnahme in der Hauptdampfturbine zu messen und anschließend den Dampf von der Hauptdampfturbine in die Hilfsdampfturbine umzuleiten.
  • Ein erfindungsgemäßes elektrisches Stromerzeugungssystem wird im folgenden anhand von Beispielen in bezug auf die beiliegenden Zeichnung beschrieben, die in Form eines Blockdiagramms ein System zeigen, das Gas- und Dampf- Turbogeneratorgruppen zeigen.
  • Die Zeichnung zeigt ein duales Turbinen system, eine Gasturbine 1, die einen elektrischen Generator 3 antreibt, als eine Turbogeneratorgruppe und gleichermaßen eine Dampfturbine 5, die ihren Generator 7 antreibt. Typischerweise sind beide Turbogeneratorgruppen miteinander verbunden, um ein elektrisches Versorgungsystem, z.B. das elektrische Netz, zu speisen.
  • Die Gasturbine 1 wird auf bekannte Weise durch Verbrennungsgase aus der Verbrennung des Brenngases angetrieben, wobei letzteres durch Vergasungsvorrichtungen erzeugt wird, die eine Wirbelschicht 9 enthalten, die das Brenngas aufheizt und es aus den Feststoffgranulaten mit geringem Brennwert extrahiert. Die Inbetriebnahme des Dampferzeugers 9 ist die wichtigste Operation hinsichtlich der Menge des benötigten Materials und erfordert im allgemeinen eine Zugabe von Brennöl 13 zusätzlich zu der normalen Zugabe an komprimierter Luft 11, die die Schicht verwirbelt. Im Normalbetrieb wird außerdem Dampf zugegeben, wie bei 15 angegeben ist.
  • Der Rückstand der Vergasungsschicht nach der Entgasung ist ein Halbkoks, das anderweitig verwendet wird, wie im folgenden erklärt wird.
  • Der Brenngasausstoß aus dem Vergasungsapparat 9 wird zunächst in einem Zyklonfilter 17 filtriert, der mehr Halbkoks erzeugt, und dann in einen Gaskühler 19 geführt, der als Hauptdampferzeuger fungiert, um eine Hilfsdampfturbogeneratorgruppe 21 zu speisen. Unter dem Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Dampfturbine wie diese wesentlich. In diesem Beispiel hat die Dampfturbine 21 eine Nennleistung von 30 MW gegenüber einer Nennleistung von 450 MW des gesamten Systems. Eine geeignete Nennleistung für diese Hilfsdampfturbine 21 liegt näherungsweise in dem Bereich von 1/25 bis 1/10 der gesamten Nennleistung, z.B. bei 18 MW bis 45 MW.
  • Dem Gaskühler/Dampferzeuger 19 schließt sich ein "Kerzenfilter" 23 an, der kerzenähnliche, poröse Keramikrohre aufweist und Gas erzeugt, das einen vernachlässigbaren Feststoffgehalt aufweist. Dieses gereinigte Gas wird hauptsächlich der Gasturbine 1 zur Verbrennung, zur Kompression und zum Antreiben der Turbine zugeführt. Die Abgase der Turbine, bei 25, haben eine ziemlich hohe Temperatur, und gespeicherte Wärme wird durch einen Dampferzeuger 27 zur Wiedergewinnung von Abwärme extrahiert, so daß Dampf erzeugt wird. Dieser Dampf wird einer gesteuerten Verteilereinheit 29 zugeführt, aus der er der Dampfturbine 5 über den Weg 31 oder einer weiteren Verteilereinheit 33 über den Weg 35 oder beiden in gewählten Anteilen zugeführt werden kann. Die Einheit 33 kann so gesteuert werden, daß Dampf aus dem Gaskühler/Dampferzeuger 19 in die Hilfsdampfturbine 21 oder über den Weg 34 in den Vergasungsapparat 9 oder über den Weg 35 zu der Einheit 29 und der Hauptdampfturbine 5 geführt wird. Unter anderen Umständen, wenn es erforderlich ist, die Hauptdampfturbine 5 zu entladen, wird Dampf aus der Einheit 29 und aus dem Kühler/ Dampferzeuger 19 in die Einheit 33 geführt, um ihn zusammengeleitet der Hilfsdampfturbine 21 zuzuführen. Die Einheiten 29 und 33 haben ihre Auslasse und Einlässe und eine Einheit nutzt zeitweise viele Ein- und Ausgänge.
  • Ein Vergasungsbrenner für Feststoff in Form eines umlaufenden Wirbelschichtbrenners 37 wird mit Halbkoks aus dem Dampferzeuger 9, dem Zyklonfilter 17 und dem Kerzenfilter 23 gespeist. Er kann ebenfalls mit Kohle gespeist werden. Der Dampferzeuger erzeugt normalerweise mehr Brenngas als von der Gasturbine benötigt wird, und der Überschuß wird dem Vergasungsbrenner 37 zugeführt, um die Feststoffzufuhr zu ergänzen.
  • Die Einheit 29 nimmt Dampf aus dem Dampferzeuger 27, dem Vergasungsbrenner 37 und unter Umständen über den Weg 35 aus dem Kühler/Dampferzeuger 19 auf und führt ihn der Hauptdampfturbine 5 zu.
  • Komprimierte Luft für den Vergasungsapparat 9 wird von einem verstärkten Luftkompressor 39 bereitgestellt, der Luft empfängt, die von dem Kompressor der Gasturbine 1 über einen Luft/Luft-Wärmetauscher 43 und einen Luft/Wasser- Wärmetauscher 41 abgelassen worden ist.
  • In dem hier vorgeschlagenen Grundzyklus wird das Gas mit niedrigem Brennwert, das durch den Vergasungsprozeß 9 erzeugt wird, in der Gasturbine 1 als Brennstoff verbrannt. Das Abgas aus der Turbine wird durch einen Divertor 45 geschickt, wobei es während der Inbetriebnahme oder bei bestimmten Störfallbedingungen normalerweise in den Dampferzeuger 27 oder den Schornsteinablaß 47 (Umleitung) geleitet wird.
  • Zusätzlich zu den beiden Dampferzeugern 27 und 37 wird Wärme aus dem Roh-Brenngas in dem Dampferzeuger 19 extrahiert, und Wärme aus dem Mittelprodukt wird aus zusätzlichen Kühlem (nicht dargestellt)in dem Ablaß des Vergasungsapparat für den Halbkoks und den Förderleitungen des verstärkten Kompressors 19 extrahiert.
  • Die gesamte Wärme, die an verschiedenen Punkten des thermodynamischen Zyklus erzeugt wird, wird gesammelt, und der resultierende Dampf wird (und zwar ausschließlich) durch die Hauptdampfturbine 5 geleitet.
  • Falls die Dampfturbine aus irgendeinem Grund Last verliert, wird die Wärme abgeführt, indem man 30% des normalen Dampfstroms direkt in den Kondensator fließen läßt.
  • Die Wärmezufuhr muß nun reduziert werden, um sie auf den Ausstoß abzustimmen.
  • Um dies zu tun, muß der Ausstoß der Gasturbine HRSG 27 reduziert werden. Die Gasturbine kann schnell entladen werden, und das Abgas kann unter Verwendung des Divertors 45 in den Schornsteinablaß 47 abgeleitet werden. Der umlaufende Vergasungsbrenner mit Wirbelschicht (CFBC) 37 und der Vergasungsapparat 9 müssen heruntergefahren werden, um sie an den 30%igen Wasserstrom (z.B. den kondensierten Dampfnebenstrom) anzupassen.
  • Die Zeit hierfür ist sehr kurz und kann nur dadurch eingehalten werden, indem man das Sprudelbett des CFBC zusammenbrechen läßt, wie oben erwähnt wurde.
  • Demzufolge führt ein Lastverlust der Dampfturbine zu einer Stillegung des Vergasungsapparates: Die Wiederaufnahme der elektrischen Stromerzeugung wird dann bis zu 6 Stunden dauern.
  • Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel bricht diesen Kreis der Abhängigkeit der Hauptdampfturbine. Dies wird erzielt, indem eine kleine Hilfsdampfturbine 21 zusätzlich eingesetzt wird, die die gesamte Wärme, die in dem Dampferzeugerteil des Prozesses erzeugt wird, ausnutzt.
  • Wärme aus dem Gebläsekompressor 43 und dem Kühler für das Halbkoks (nicht dargestellt), die insgesamt 18 (MTW) beträgt, wird als Wärmezufuhr niedriger Temperatur genutzt.
  • Der Kühler 19 für das Rohgas wird als Hauptverdampfer eingesetzt und der Ausstoß ist ein überhitzter Dampf mit einem hohen Druck von bis zu 160 bar (2300 psi), wie in den vergleichbaren "Syn-Gas"-Verdampfern der Prozeßindustrie.
  • Für eine Toppdestillationsanlage von 450 MW mit Rückführung würde die Nennleistung der vorgeschlagenen Hilfsdampfturbine 21 ungefähr 30 MW sein und einen Dampfeinlaßdruck von ungefähr 40 bar (580 psig) und 400ºC (750ºF) für einen optimalen thermischen Wirkungsgrad erfordern.
  • Der Hochdruckdampf wird abgekühlt, und der Druck wird soweit reduziert, wie es notwendig ist, um die Erfordernisse der Hilfsdampfturbine zu erfüllen.
  • Das Hilfsdampfturbinensystem beinhaltet ein vollständiges Erwärmen der Zuführung, gedichtete Dampfkondensatoren, Kondensatorpumpen und Förderpumpen für den Dampferzeuger. Es ist für einen vollständigen, von der Hauptdampfturbine unabhängigen Betrieb geeignet.
  • Die Vorteile sind wie folgt:
  • 1. Die Hilfsdampfturbine stellt die gesamte elektrische Energie bereit, um das Verdampfungssystem und alle anderen Hilfsantriebe des Verdampfungssystems in Gang zu halten.
  • 2. Das Vergasungssystem kann unabhängig von der Gasturbine 1 oder der Hauptdampfturbine 5 betrieben werden, wobei es das Gas bereitstellt, das anderweitig erzeugt werden kann (z.B. wie bei 49 gezeigt ist).
  • 3. Die Gasturbine 1 kann getrennt betrieben werden.
  • 4. Die Hauptdampfturbine 5 kann über einen breiten Lastbereich betrieben werden, ohne den Gasstrom des Brennstoffs in die Gasturbine zu verändern.
  • 5. Wenn die Anlage mit einem hohen Lastfaktor betrieben wird, können plötzliche Laständerungen auf die 30 MW- Dampfturbine übertragen werden, die sehr viel schneller anspricht. Die Last kann dann auf der Hauptgas- (1) und der Dampfturbine (5) mit geringerer Geschwindigkeit nachgeregelt werden. Dies bedeutet eine Verbesserung, da die Wirkung eines thermischen Kreisprozesses in der Hauptgasturbine verringert wird.
  • 6. Aus dem Kühler/Dampferzeuger 19 kann Dampf extrahiert werden und in dem Vergasungsapparat 9 genutzt werden. (Es ist anzumerken, daß in dem bekannten System dieser Dampf für den Vergasungsapparat aus der der HP-Hauptdampfturbine zugeführten Menge extrahiert wird. Eine Reduzierung der Last der Dampfturbine reduziert die Anforderungen an den Dampfdruck, und bei niedrigeren Lasten wird diese Anforderung geringer als der Druck des Dampferzeugers. So kann die Hauptdampfturbine nicht als Basis-Dampfquelle. für den Dampferzeuger genutzt werden).
  • 7. Die Dampfzuführung in die Hilfsdampfturbine 21 kann genutzt werden, um die Hauptdampfturbine aufzuheizen und eine Labyrinthdichtung aufrechtzuerhalten.
  • 8. Unter Bedingungen hoher Last kann der Dampf aus dem Kühler/Dampferzeuger 19 über den Weg 35 oder umgekehrt in die Hauptdampfturbine 5 übertragen werden, um einen optimalen Wirkungsgrad für den Zyklus zu erhalten.
  • 9. Unter Bedingungen anomal niedriger Frequenz in dem elektrischen Zuführungssystem, das normalerweise die Geschwindigkeit der Hilfsantriebe in dem System bestimmt, (wie im Jahre 1963 im nationalen Netz), ermöglicht der unabhängige Ausstoß, der durch die Dampfturbine 21 erzeugt wird, daß alle Hilfsantriebe mit voller Geschwindigkeit anstelle entsprechend der Netzfrequenz arbeiten. Die Förderpumpen für den Dampferzeuger werden von elektrischen Motoren betrieben und können bei dieser reduzierten Geschwindigkeit nicht den vollständigen Druck erzeugen.
  • 10. Bei "Black-Start"-Bedingungen kann die Inbetriebnahme des Vergasungsapparates mit Öl Dampf in dem Kühler 19 erzeugen, der dann über den Weg 34 zugeführt und genutzt wird, um die vollständige Vergasung in Gang zu setzen. Da mehr Wärme erzeugt wird, kann die Dampfturbine 21 eingesetzt werden, um für elektrische Energie zu sorgen, bis genügend vorhanden ist, um die Hauptdampfturbine in Gang zu setzen.
  • 11. Im Falle eines Netzausfalles und dem damit verbundenen Lastverlust, werden die Hilfsantriebe weiter in Gang gehalten und das Vergasungssystem bei Betriebstemperatur gehalten, so daß die volle Last schnell wiederaufgenommen werden kann, wenn erneut Bedarf besteht.
  • 12. Wird das Hilfsdampfturbinensystem als Teil in das Vergasungssystems eingepaßt, wird die Vielseitigkeit des kombinierten Gas-/Dampf-Zyklus und seine Sicherheit und betriebsfähige Integrität verbessert.

Claims (12)

1. Elektrisches Stromerzeugungssystem, enthaltend eine Gasturbine (1) und eine Hauptdampfturbine (5), die mit den jeweiligen elektrischen Generatoren (3,7) verbunden sind, und
Vergasungsvorrichtungen (9), um Brenngas zu erzeugen, mit dem die Gasturbine (1) betrieben wird und das dem Dampferzeugungssystem (37,19) zugeführt wird, um die Hauptdampfturbine (5) zu betreiben,
wobei die Vergasungsvorrichtungen (9) den Laständerungen der Hauptdampfturbine (5) nicht so schnell folgen können wie die Hauptdampfturbine (5) selbst,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Hilfsdampfturbine (21) und ein mit dieser verbundener elektrischer Generator (22), Umleitvorrichtungen (29,33), die mit den Dampferzeugungsvorrichtungen, der Hauptdampfturbine und der Hilfsdampfturbine verbunden sind, um Dampf weg von der Hauptdampfturbine (5) in die Hilfsdampfturbine (21) umzuleiten, und Steuervorrichtungen vorgesehen sind, die mit den Umleitvorrichtungen verbunden und derart angeordnet sind, daß sie eine Umleitung vornehmen, während die Last in der Hauptdampfturbine reduziert ist.
2. Elektrisches Stromerzeugungssystem nach Anspruch 1, wobei die Dampferzeugungsvorrichtungen einen Vergasungsbrenner (37) für festen Brennstoff beinhalten, der geeignet ist, das Brenngas zusätzlich zu verbrennen.
3. Elektrisches Stromerzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Dampferzeugungsvorrichtungen erste Wärmetauschervorrichtungen (27) beinhalten, um die Wärme aus den Abgasen der Gasturbine zurückzugewinnen.
4. Elektrisches Stromerzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dampferzeugungsvorrichtungen zweite Wärmetauschervorrichtungen (19) beinhalten, um die Wärme aus den Brenngasausstoß der Vergasungsvorrichtungen (9) zurückzugewinnen.
5. Elektrisches Stromerzeugungssystem nach Anspruch 4, wobei eine Steuervorrichtung so eingerichtet ist, daß sie das Verhältnis der Dampfzuführung in die Hauptdampfturbine (5) und der Dampfzuführung in die Hilfsdampfturbine (21) mißt.
6. Elektrisches Stromerzeugungssystem nach Anspruch 5, wobei die Umleitvorrichtung (33) mit dem Vergasungssystem (34,9) verbunden ist und die Steuervorrichtung so eingerichtet ist, daß sie die Dampfzuführung in die Vergasungsvorrichtungen (9) steuert.
7. Elektrisches Stromerzeugungssystem nach Anspruch 6, wobei die eine Steuervorrichtung so eingerichtet ist, daß sie die Dampfzuführung aus den zweiten Wärmetauschervorrichtungen (19) in die Vergasungsvorrichtungen (9) steuert, um die Vergasungsvorrichtung (9) in Betrieb zu nehmen.
8. Elektrisches Stromerzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil des elektrischen Stroms aus dem elektrischen Generator (22), der mit der Hilfsdampfturbine (21) verbunden ist, bezogen werden kann, um die Vergasungsvorrichtungen (9) und die mit diesem verbundenen Hilfsantriebe zu betreiben.
9. Elektrisches Stromerzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Vorrichtungen (49) enthält, um den Ausstoß der Vergasungsvorrichtungen (9) an Brenngas für eine Anwendung, die von der Gasturbine (1) und der Hauptdampfturbine (5) unabhängig ist, zu nutzen, um einen unabhängigen Betrieb der Vergasungsvorrichtungen (9) zu erlauben.
10. Elektrisches Stromerzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hilfsdampfturbine (21) eine Nennleistung in dem Bereich von 1/25 bis 1/10 der gesamten Nennleistung des Systems hat.
11. Elektrisches Stromerzeugungssystem nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 9 in Abhängigkeit von 2, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, um Dampf aus den zweiten Wärmetauschervorrichtungen (19) zuzuführen, um die Hauptdampfturbine (5) bei der Inbetriebnahme aufzuheizen und/oder die Labyrinthdichtung in der Hauptdampfturbine (5) aufrechtzuerhalten.
12. Verfahren, um eine Lastabnahme einer Hauptdampfturbine eines elektrischen Stromerzeugungssystems auszugleichen, wobei das Erzeugungssystem eine Gasturbine (1) und eine Hauptdampfturbine (5) aufweist, die mit den entsprechenden elektrischen Generatoren (3,7) verbunden sind, Vergasungsvorrichtungen (9) aufweist, um Brenngas zu erzeugen, um die Gasturbine (1) anzutreiben und den Dampferzeugungsvorrichtungen (37,19) zuzuführen, um die Hauptdampfturbine (5) anzutreiben, wobei die Vergasungsvorrichtungen (9) Laständerungen der Hauptdampfturbine (5) nicht so schnell wie die Hauptdampfturbine (5) selbst folgen können, eine Hilfsdampfturbine (21) und einen mit dieser verbundenen elektrischen Generator (22) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: eine Lastabnahme in der Hauptdampfturbine zu messen und anschließend den Dampf von der Hauptdampfturbine (5) in die Hilfsdampfturbine (21) umzuleiten.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5469699A (en) * 1994-10-14 1995-11-28 Foster Wheeler Development Corporation Method and apparatus for generating electrical energy utilizing a boiler and a gas turbine powered by a carbonizer
US5666801A (en) * 1995-09-01 1997-09-16 Rohrer; John W. Combined cycle power plant with integrated CFB devolatilizer and CFB boiler
JP4154029B2 (ja) * 1998-04-07 2008-09-24 株式会社東芝 廃棄物の処理方法および廃棄物処理装置
US6167692B1 (en) * 1998-06-29 2001-01-02 General Electric Co. Method of using fuel gas expander in power generating plants
US6510695B1 (en) * 1999-06-21 2003-01-28 Ormat Industries Ltd. Method of and apparatus for producing power
DE10001995A1 (de) 2000-01-19 2001-07-26 Alstom Power Schweiz Ag Baden Verfahren zur Einstellung bzw. Regelung der Dampftemperatur des Frischdampfes und/oder Zwischenüberhitzerdampfers in einem Verbundkraftwerk sowie Verbundkraftwerk zur Durchführung des Verfahrens
GB2410380B (en) * 2000-11-30 2005-08-31 Richard Julius Gozdawa Rotor for electric generator or motor
JP2006118391A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガス化複合発電プラントにおける抽気空気昇圧設備の制御装置
US20060149423A1 (en) * 2004-11-10 2006-07-06 Barnicki Scott D Method for satisfying variable power demand
US7489045B1 (en) * 2005-05-11 2009-02-10 Watson Borman Acme Corporation Energy generating expansion joint
GB0522591D0 (en) * 2005-11-04 2005-12-14 Parsons Brinckerhoff Ltd Process and plant for power generation
US7503947B2 (en) 2005-12-19 2009-03-17 Eastman Chemical Company Process for humidifying synthesis gas
US7934383B2 (en) * 2007-01-04 2011-05-03 Siemens Energy, Inc. Power generation system incorporating multiple Rankine cycles
US20080302106A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 Econo-Power International Corporation Integration of coal fired steam plants with integrated gasification combined cycle power plants
US7939953B2 (en) * 2008-04-16 2011-05-10 Schlumberger Technology Corporation Micro scale fischer-tropsch and oxygenate synthesis process startup unit
US8293805B2 (en) * 2008-05-29 2012-10-23 Schlumberger Technology Corporation Tracking feedstock production with micro scale gas-to-liquid units
EP2305364A1 (de) * 2009-09-29 2011-04-06 Alstom Technology Ltd Kraftwerksanlage zur CO2-Erfassung
US8161724B2 (en) * 2010-03-31 2012-04-24 Eif Nte Hybrid Intellectual Property Holding Company, Llc Hybrid biomass process with reheat cycle
US8596034B2 (en) 2010-03-31 2013-12-03 Eif Nte Hybrid Intellectual Property Holding Company, Llc Hybrid power generation cycle systems and methods
US8495878B1 (en) 2012-04-09 2013-07-30 Eif Nte Hybrid Intellectual Property Holding Company, Llc Feedwater heating hybrid power generation
US9574496B2 (en) * 2012-12-28 2017-02-21 General Electric Company System and method for a turbine combustor
JP6941587B2 (ja) * 2018-04-27 2021-09-29 三菱パワー株式会社 コンバインドサイクルプラント及びその運転方法
CN110513165B (zh) * 2019-09-04 2021-11-16 深圳万润综合能源有限公司 一种冷热电三联供分布式能源***

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR89216E (fr) * 1965-01-26 1967-05-26 Babcock & Wilcox France Association turbine à gaz-turbine à vapeur
US3986348A (en) * 1973-04-25 1976-10-19 Switzer Jr George W Coal-fueled combined cycle power generating system
GB1493604A (en) * 1974-10-18 1977-11-30 Coal Ind Power plant
US4132065A (en) * 1977-03-28 1979-01-02 Texaco Inc. Production of H2 and co-containing gas stream and power
JPS5532916A (en) * 1978-08-25 1980-03-07 Hitachi Ltd Method of making temperature of steam turbine metal of combined plant constant and its device
DE3415224A1 (de) * 1984-04-21 1985-10-24 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Gasturbinen- und dampfkraftwerk mit einer integrierten kohlevergasungsanlage
DE3542518A1 (de) * 1985-12-02 1987-06-04 Mannesmann Ag Einrichtung zum senkrechten, diskontinuierlichen stranggiessen von metallen, insbesondere von stahl
DE3612888A1 (de) * 1986-04-17 1987-10-29 Metallgesellschaft Ag Kombinierter gas-/dampfturbinen-prozess
DE3642619A1 (de) * 1986-12-13 1988-06-23 Bbc Brown Boveri & Cie Kombiniertes gas/dampfturbinenkraftwerk mit wirbelschichtkohlevergasung
CH668290A5 (en) * 1987-09-02 1988-12-15 Sulzer Ag Combined gas turbine steam plant - has overheating device for saturated steam coupled to steam generator
DE3731627A1 (de) * 1987-09-19 1989-03-30 Klaus Prof Dr Ing Dr In Knizia Verfahren zur leistungsregelung eines kohlekombiblocks mit integrierter kohlevergasung und nach dem verfahren betriebenes kohlekraftwerk
GB2253407B (en) * 1991-03-06 1994-11-16 British Gas Plc Electrical power generation

Also Published As

Publication number Publication date
EP0609991B1 (de) 1998-03-18
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GB2274883B (en) 1996-09-11
GB9302081D0 (en) 1993-03-24

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