WO1989004914A1 - Combined gas and steam turbine plant - Google Patents

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WO1989004914A1
WO1989004914A1 PCT/EP1988/001008 EP8801008W WO8904914A1 WO 1989004914 A1 WO1989004914 A1 WO 1989004914A1 EP 8801008 W EP8801008 W EP 8801008W WO 8904914 A1 WO8904914 A1 WO 8904914A1
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turbine
pressure
steam
gas
steam turbine
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PCT/EP1988/001008
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Vinko MUCIC^´
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Tch Thermo-Consulting-Heidelberg Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants 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
    • F01K23/06—Plants 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
    • F01K23/10—Plants 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
    • F01K23/103—Plants 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 with afterburner in exhaust boiler
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Definitions

  • the invention relates to a combined gas-steam turbine plant for generating useful energy, preferably electrical energy, with an open-process gas turbine plant part with at least one gas turbine which has a compressor in which ambient air is compressed, which is then supplied via a combustion chamber, in which thermal energy is supplied exclusively to the compressed ambient air and is completely led to the turbine part of the gas turbine and returned to the ambient atmosphere after performing useful work, and with a steam turbine system part, in which part by means of the in the combustion gases
  • the heat contained in the turbine part of the gas turbine is generated in a heat exchanger from a liquid working medium and this steam is then led to a downstream steam turbine for the performance of useful work, from which the steam after condensation is condensed in a downstream condenser unit is returned to the heat exchanger while increasing the pressure.
  • Power plants in which a gas turbine process is coupled to a steam process are both with a gas turbine working in a closed circuit with nitrogen or helium as the turbine gas (DE-PS 35 09 357) and also with a gas turbine working in the open process with air ( Gas turbine power plants, combined cycle power plants, thermal power plants and
  • the invention has for its object to provide a system operating in a combined gas-steam power process with a gas turbine operating in an open circuit, which provides a further improved overall efficiency of energy generation.
  • this object is achieved according to the invention in that the ambient air supplied by the compressor is passed through a recuperator upstream of the turbine part, and in that the recuperator is flown through by the combustion gases emerging from the turbine part and only after that Heat exchangers are supplied in which ammonia evaporates from a liquid state in ammonia vapor with a supercritical state and this then in the steam turbine to a temperature corresponding to the ambient temperature
  • the turbine part of the gas turbine is preferably divided into a high-pressure and a low-pressure turbine part, an additional combustion chamber being arranged between the outlet from the high-pressure turbine part and the entry into the low-pressure turbine part, in which the combustion gases at one about the root of the highest pressure of the high-pressure turbine part corresponding pressure heat energy is supplied.
  • the combustion chambers of the gas turbine are usually designed for oil or gas firing. Nevertheless, the use of solid fuels, e.g. Coal within the scope of the plant according to the invention is possible in that the turbine part is followed by a combustion chamber fired with solid fuel (coal), in which the combustion gases emerging from the turbine part are post-combusted, so that their temperature level is increased, whereby this combustion chamber is connected upstream of the recuperator. in the
  • the oil or gas-fired combustion chamber upstream of the turbine part can then be dispensed with entirely.
  • the system according to the invention can advantageously be developed so that the low-pressure turbine part has two combustion chambers fired with solid * fuel (coal) for the afterburning of the combustion gases in series are connected downstream, and that between the two afterburning combustion chambers a recuperator through which the combustion gases emerging from the low-pressure turbine part flow is connected, which on the other hand is flowed through by the combustion gases flowing from the high-pressure turbine part to the low-pressure turbine part, so that thermal energy from those in the first , the post-combustion combustor downstream of the low-pressure turbine part is transferred in the temperature level of increased combustion gases to the combustion gases flowing to the low-pressure turbine part.
  • the air or combustion gases flowing to the high-pressure and low-pressure turbine parts can, in the borderline case, be
  • Gas turbine combustion chambers can also be omitted entirely.
  • the recuperator arranged between the two afterburning combustion chambers becomes the combustion gas with respect to the combustion gases flowing from the high-pressure turbine part to the low-pressure turbine part Low pressure turbine part associated additional combustion chamber upstream.
  • the demand-burn combustion chambers resulting combustion gases contained sulfur dioxide and nitrogen oxides, which as an environmental pollutant rule with the applied even in steam boiler furnaces process the sulfur laundering and katal 'yti- reduction of nitrogen oxides to molecular nitrogen can be largely removed with the addition of a reducing agent.
  • the reducing agent used almost exclusively today is ammonia, which is metered from a supply of liquid ammonia into the exhaust gases to be cleaned, evaporated and mixed with the exhaust gases before they flow through the catalyst.
  • the inventive system can for desulfurization and / or denitrification (reduction of N0 X) of the exhaust gases necessary ammonia from the ammonia-cycle of the steam turbine part can be removed, the arrangement being according to the invention then made such that a connection from the selected from the Steam turbine exiting gaseous ammonia leading to the condenser unit line of the steam turbine plant part to which the combustion gases of the gas turbine plant part are provided from the line leading away from the steam generator forming the steam generator, via which gaseous ammonia is subsequently used in a gas cleaning system for reducing in the combustion Combustion gases supplying gases containing sulfur oxides and / or nitrogen oxides, and that a feed line is connected to the liquid ammonia-carrying part of the ammonia circuit of the steam turbine plant part, via which a "ammonia.” - Liquid ammonia is fed into the ammonia circuit in an amount corresponding to the amount of the branched gaseous ammonia.
  • the design of the system according to the invention has the advantage that the ammonia is already removed from the circuit in the form of a vapor and, in so far, no more energy for evaporation has to be withdrawn from the exhaust gases.
  • the exhaust gas temperature upstream of the catalytic converter can accordingly be chosen to be low.
  • the amount of ammonia removed in vapor form as a reducing agent from the circuit is replaced by supplying liquid ammonia in a corresponding amount to the section of the circuit downstream of the condenser unit.
  • the exhaust gas Ammonia removed from cleaning is therefore only removed from the rotary filter when the heat energy absorbed in the steam generator is converted into useful energy in the steam turbine. This means that the amount of ammonia branched off for desulfurization and / or removal is involved in the generation of useful energy (power generation).
  • FIG. 1 shows a schematic circuit diagram of the gas-steam turbine plant according to the invention in its basic structure
  • FIG. 2 shows a circuit diagram of the gas-steam turbine plant according to FIG. 1, in which the gas turbine has a high-pressure and a low-pressure turbine part, between which an additional combustion chamber is provided for the intermediate heating of the combustion gases. is;
  • FIG. 3 shows a schematic circuit diagram of the gas-steam turbine plant according to the invention
  • Fig. 4 is a circuit diagram of a further development in; Fig. 2 shown gas-steam turbine plant, - in which both the high-pressure and the low-pressure turbine part is followed by a post-combustion combustion chamber and by means of a recuperator, thermal energy from the post-combusted combustion gases emerging from the low-pressure turbine part to those flowing from the high-pressure turbine part to the low-pressure turbine part
  • FIG. 5 is a circuit diagram of the plant shown in FIG. 2, in which the gaseous ammonia is additionally drawn off from the
  • Ammonia cycle is illustrated as a reducing agent for combustion gas purification
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a compared to that in Fig.
  • the combined gas-steam turbine plant shown in FIG. 1, designated in its entirety by 10, is in a gas turbine plant part 12 shown above in the drawing with an electric three-phase generator 16 driven by a gas turbine 14 and one in the drawing Steam turbine system part 18 shown below with a second electrical three-phase generator 22 driven by a steam turbine 20.
  • the gas turbine plant part 12 operates in the open process, i.e. ambient air is sucked in as a working medium by the compressor 24 of the gas turbine 14, compressed and then conveyed to an oil or gas-fired combustion chamber 28 via a recuperator 26 in which the compressed air is supplied with thermal energy.
  • the combustion gases of high temperature and high pressure which arise in the combustion chamber 28 are then carried out in the actual work - which is coupled to the compressor 24 via a shaft 30
  • Turbine part 32 of the gas turbine 14 out. From the turbine 32, the temperature flows according to the work performed reduced and relaxed combustion gases via the recuperator 26 to a heat exchanger 34, from which they then exit into the ambient atmosphere. In the recuperator 26, part of the thermal energy contained in the combustion gases still emerging at a relatively high temperature from the turbine part 32 is transferred to the air compressed by the compressor 24 and flowing to the combustion chamber 28.
  • Ammonia which is evaporated from the liquid phase to the supercritical state at the temperatures prevailing in the heat exchange gases flowing into the heat exchanger 34 from the recuperator 26.
  • the ammonia steam then enters the steam turbine 20, in which it is expanded and cooled.
  • the work done in the steam turbine is transferred to the three-phase generator 22.
  • the relaxed and cooled, but still vaporous ammonia is then condensed in a condenser unit 36 by additional cooling and then reclaimed to the heat exchanger 34 in liquid form by two pumps 38 and 40 connected in series with a stepwise increase in pressure.
  • the liquid ammonia is supplied with heat from the cooling of the generators and waste heat obtained in the oil cooling of the sets. Additional preheating of the liquid ammonia is obtained by condensing and feeding gaseous ammonia at a higher temperature into the branch of the line 42 running between the pumps 38, 40. This serves to preheat the liquid ammonia Proportion of gaseous ammonia is obtained by tapping the steam turbine 20, from which the tapped steam is fed via line 43 to the condenser 50 switched on in line 42.
  • Gas turbine process available temperatures can be evaporated in the supercritical state and no vacuum is required for the condensation of the ammonia vapor emerging from the steam turbine 20 after the work at ambient temperature.
  • the gas-steam turbine system 110 shown in FIG. 2 corresponds to the gas-steam turbine system 10 according to FIG. 1 in its basic circuit structure, so that in order to avoid unnecessary repetitions, it is sufficient to describe only the changes made compared to the latter system 10, especially since those with the Components of the system 10 corresponding components of the gas-steam turbine system 110 with the same reference numerals, but prefixed "1" are designated.
  • the schematic circuit diagram of the gas-steam turbine plant 110 deviates from the representation of the plant 10 in FIG. 1 in that the gas turbine plant part 114 and the steam turbine plant part 118 are not nested one above the other, but nested one inside the other there is obviously no fundamental functional difference. Deviates from the gas-steam turbine system 10.
  • Turbine part 132b divided, which each drive separate ⁇ ⁇ three-phase generators 116a, 116b and waves.
  • ⁇ 130a or 130b are each coupled to separate compressors 124b, 124a connected in series.
  • An additional oil or gas-fired combustion chamber 128b is connected between the low-pressure turbine part 132a and the high-pressure turbine part 132b, in which the combustion gases 128a primarily generated in the combustion chamber 128a connected upstream of the low-pressure turbine part 132a before entering the high-pressure turbine part 132b heat energy is supplied again. Otherwise, the system corresponds. 110 of Appendix 10.
  • FIG. 3 shows a gas turbine plant 210 is darge represents extending described with respect to those shown in Figure 1 und.- in connection with this figure, system 10 differs only ⁇ that the actual turbine part -. 232 of the gas turbine 214 or a combustion chamber 152 is connected downstream, which is not only used for afterburning and thus increasing the temperature level of the combustion gases emerging from the turbine part 232, but also as a combustion chamber for solid fuels, ie preferably coal, because the combustion chamber has no machine or dust-sensitive machine aggregates. egate more. are switched.
  • the afterburning combustion chamber 252 can be fired with any fuels and thus also with coal. It is clear that with a correspondingly powerful design of the afterburning combustion chamber 252, the air supplied by the compressor 224 in the recuperator 226 can also be supplied with such an amount of heat that the oil or gas fired combustion chamber 228 can be omitted entirely.
  • the gas-steam turbine system 310 corresponds to the representation of FIG. 2, the circuit can be interpreted functionally as an additional further developed combination of the circuits according to FIGS. 2 and 3.
  • each of these turbine parts is assigned a separate recuperator 326a or 326b, which is used to heat up the high-pressure Turbine part 332a incoming air. or the combustion gases flowing to the low-pressure turbine part 332b, the oil or gas-fired combustion chamber 328a or 328b assigned to the respective turbine part being arranged downstream of the respective recuperator 326a or 326b in the flow direction of the air or the combustion gases.
  • the two recuperators, on the secondary side, are connected in series and flowed through by the combustion gases emerging from the low-pressure turbine part 323b.
  • the combustion gases emerging from the low-pressure turbine part are also post-burned, in the present case by two post-combustion combustors 352b and 352a, which can be fired with solid fuel, ie coal, each in the flow direction upstream of the recuperator 326b and 326a are arranged.
  • solid fuel ie coal
  • the oil or gas fired gas turbine combustors 32.8a it is also possible.
  • the components of the system 310 are again provided with the reference symbols of the corresponding components in the systems 110 and 210, the first digit of each reference symbol, however, being a "3".
  • FIG. 5 shows a gas-steam turbine system 410 corresponding to the system 110 shown in FIG. 2 both with respect to the gas turbine system part 112 and with respect to the steam turbine system part 118, in which only the steam turbine system part 418 is further developed in that:
  • a small part of the vaporous ammonia emerging from the steam turbine 420 is drawn off and transferred via a branch line 456 into the combustion gases emerging from the heat exchanger 434 serving as a steam generator and mixed with these.
  • the draw-off quantity is controlled in such a way that it is sufficient to substantially completely reduce the sulfur and / or nitrogen oxides contained in the combustion gases in a subsequent catalytic converter (not shown) to molecular nitrogen.
  • FIG. 6 shows a system 110 ′ which largely corresponds in terms of circuitry in the system 110 according to FIG. 2, the same reference numerals as in FIG. 2 also being used for the functionally important system parts.
  • the comparison of the drawing figures shows that the only difference in terms of circuitry lies in the fact that no generator is coupled to the high-pressure turbine part 132a, so that electrical power is thus obtained exclusively from the generator 116b coupled to the low-pressure turbine part 132b.

Abstract

A combined gas and steam turbine plant (10) for the production of useful energy, preferably electrical energy, comprises an open-system gas turbine section (12) with at least one turbine part (32) which drives a compressor (24) that compresses ambient air, said air being then directed through a combustion chamber (28), in which heat energy is supplied to the compressed ambient air, to the turbine part (32) and then returned to the ambient atmosphere after the performance of useful work. The plant (10) also comprises a steam turbine section (18) in which liquid ammonia, used as a working medium, is evaporated by the heat contained in the combustion gases in the turbine part (32) and then directed to a steam turbine (20) connected downstream, after which it is returned to the steam generator (34) after being condensed under increased pressure in a condensation unit (36) connected downstream of the steam turbine (20). The ambient air delivered by the compressor (24) is directed through a recuperator (26) which is connected upstream of the turbine part (32) and through which the combustion gases from the turbine part (32) pass before entering the steam generator (34). A part of the heat energy contained in the combustion gases is thereby transmitted to the air supplied by the compressor (24). The ammonia used as the working medium in the steam turbine section (18) is converted by evaporation from the liquid state to the supercritical gaseous state in the steam generator, which functions as a heat exchanger, by the heat energy still contained in the combustion gases from the turbine part (32) after their passage through the recuperator (26). The ammonia in the supercritical gaseous state is then expanded in the steam turbine (20) to a pressure corresponding to the ambient temperature.

Description

Kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage Die Erfindung betrifft eine kombinierte Gas-Dampfturbinen- anlage zur Erzeugung von Nutzenergie, vorzugsweise elektri¬ scher Energie, mit einem im offenen Prozeß arbeitenden Gasturbinen-Anlagenteil mit wenigstens einer Gasturbine, welche einen Kompressor aufweist, in welchem Umgebungsluft verdichtet wird, die dann über eine Brennkammer, in welcher ausschließlich der verdichteten Umgebungsluft Wärmeenergie zugeführt und vollständig zum Turbinenteil der Gasturbine geführt und nach Leistung von Nutzarbeit in die Umgebungs- atmosphäre zurückgeführt wird, und mit einem Dampfturbinen- Anlagenteil, in welchem mittels der in den Verbrennungs¬ gasen des Turbinenteils der Gasturbine enthaltenen Wärme in einem Wärmetauscher aus einem flüssigen Arbeitsmedium Dampf erzeugt und dieser dann zur Leistung von Nutzarbeit zu einer nachgeschalteten Dampfturbine geführt wird, aus welcher der Dampf nach Kondensation in einer nachgeschalte¬ ten Kondensatoreinheit unter Druckerhöhung zum Wärme¬ tauscher zurückgeführt wird. Combined gas-steam turbine plant The invention relates to a combined gas-steam turbine plant for generating useful energy, preferably electrical energy, with an open-process gas turbine plant part with at least one gas turbine which has a compressor in which ambient air is compressed, which is then supplied via a combustion chamber, in which thermal energy is supplied exclusively to the compressed ambient air and is completely led to the turbine part of the gas turbine and returned to the ambient atmosphere after performing useful work, and with a steam turbine system part, in which part by means of the in the combustion gases The heat contained in the turbine part of the gas turbine is generated in a heat exchanger from a liquid working medium and this steam is then led to a downstream steam turbine for the performance of useful work, from which the steam after condensation is condensed in a downstream condenser unit is returned to the heat exchanger while increasing the pressure.
Kraftwerke, bei denen ein Gasturbinen- mit einem Dampf- rozeß gekoppelt ist, sind sowohl mit in geschlossenem Kreislauf mit Stickstoff oder Helium als Turbinengas arbei¬ tender Gasturbine (DE-PS 35 09 357) als auch mit im offenen Prozeß mit Luft arbeitender Gasturbine (Gasturbinen- kraftwerke, Kombikraftwerke, Heizkraftwerke undPower plants in which a gas turbine process is coupled to a steam process are both with a gas turbine working in a closed circuit with nitrogen or helium as the turbine gas (DE-PS 35 09 357) and also with a gas turbine working in the open process with air ( Gas turbine power plants, combined cycle power plants, thermal power plants and
Industriekraftwerke von .Kehlhofer, N.Kunze, J.Lehmann, K.-H.Schüller, Technischer Verlag Resch, 1984, S.79 -83) bekannt, wobei in dem an den Gasturbinenprozeß angekoppel¬ ten Dampfprozeß aber in der Regel Wasser bzw. Wasserdampf als Arbeitsmedium für die Dampfturbine verwendet wird, auch wenn die grundsätzliche Möglichkeit der Verwendung von anderen Arbeitsmedien im Dampf rozeß , wie Quecksilber, organische Flüssigkeiten oder Ammoniak, grundsätzlich bekannt ist. Für kombinierte Gas-Dampfturbinenanlagen sind auch bereits Schaltungen vorgeschlagen worden (die Gasturbine J.Kruschik, E.Hüttner, Springer-Verlag 1960, S.653, 654) , bei denen in einem mit fossilen Brennstoff gefeuerten Abhitzekessel sowohl überhitzter Dampf für. den Betrieb des Dampfturbinen-Anlagenteils als auch die Verbrennungsgase zum Betrieb des Turbinenteils der. Gastur¬ bine erzeugt wird, wobei die vom Kompressor der Gasturbine gelieferte Verbrennungsluft für den Abhitzekessel über einen Rekuperator geführt wird, in welchem in den aus dem Turbinenteil austretenden Verbrennungsgasen noch enthaltene Wärmeenergie teilweise auf die Verbrennungsluft übertragen wird. Gegenüber reinen Dampf raf prozessen wird der Wirkungsgrad von kombinierten Gas-Dampfkraftprozessen deut¬ lich erhöht.Industrial power plants by .Kehlhofer, N.Kunze, J.Lehmann, K.-H.Schüller, Technischer Verlag Resch, 1984, pp.79-83) are known, although in the steam process coupled to the gas turbine process water or Steam is used as the working medium for the steam turbine, even if the basic possibility of using other working media in the steam process, such as mercury, organic liquids or ammonia, is known in principle. Circuits have already been proposed for combined gas-steam turbine systems (the Gas turbine J. Kruschik, E. Hüttner, Springer-Verlag 1960, p.653, 654), in which both superheated steam for in a waste heat boiler fired with fossil fuel. the operation of the steam turbine system part and the combustion gases for operating the turbine part of the. Gas turbine is generated, the combustion air supplied by the compressor of the gas turbine for the waste heat boiler being conducted via a recuperator in which the thermal energy still contained in the combustion gases emerging from the turbine part is partly transferred to the combustion air. Compared to pure steam processing, the efficiency of combined gas-steam power processes is significantly increased.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in einem kombinierten Gas-Dampfkraftprozeß mit im offenem Kreislauf arbeitender Gasturbine arbeitende Anlage zu schaffen, welche einen weiter verbesserten Gesamtwirkungsgrad der Energieerzeugung erbringt.The invention has for its object to provide a system operating in a combined gas-steam power process with a gas turbine operating in an open circuit, which provides a further improved overall efficiency of energy generation.
Ausgehend von einer Anlage der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die vom Kompressor gelieferte Umgebungsluft durch einen dem Turbinenteil vorgeschalteten Rekuperator geführt wird, und daß der Rekuperator von den aus dem Turbinenteil austreten¬ den Verbrennungsgasen durchströmt wird und diese erst danach dem Wärmetauscher zugeführt werden, in welchem Ammoniak von flüssigem Zustand in Ammoniak-Dampf mit über¬ kritischem Zustand verdampft und dieser dann in der Dampf- turbine auf einen der Umgebungstemperatur entsprechendenStarting from a system of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that the ambient air supplied by the compressor is passed through a recuperator upstream of the turbine part, and in that the recuperator is flown through by the combustion gases emerging from the turbine part and only after that Heat exchangers are supplied in which ammonia evaporates from a liquid state in ammonia vapor with a supercritical state and this then in the steam turbine to a temperature corresponding to the ambient temperature
Druck entspannt wird. Ein Teil der in den aus dem Turbinen¬ teil austretenden Verbrennungsgasen enthaltenen är en energie wird also im Rekuperator auf die vom Kompressor- zum Turbinenteil geförderte Luft übertragen, während ein weite- rer Teil der Wärmeenergie der dann bereits deutlich abge¬ kühlten Verbrennungsgase anschließend zur Verdampfung- des flüssigen Ammoniaks in überkritischen Zustand verwende wird. Insbesondere die im Vergleich zu Wasser als Arbeits¬ medium für den Dampfkraftprozeß wesentlich günstigeren physikalischen Eigenschaften des Ammoniaks hinsichtlich des Druck-Temperaturverhaltens und der Wärmekapazität erlauben eine Auslegung des Dampfturbinen-Anlagenteils auf wesent¬ lich geringerer Ammoniak-Durchsätze mit wesentlich geringe¬ ren Volumina, wodurch auch deutlich kleinere und weniger massive und dementsprechend kostengünstigere Maschinen- und Bauteile im Dampfturbinen-Anlagenteil Verwendung finden können.Pressure is released. Part of the poor energy contained in the combustion gases emerging from the turbine part is thus transferred in the recuperator to the air conveyed from the compressor part to the turbine part, while a further part of the thermal energy of the combustion gases, which are then already significantly cooled, is then used for evaporation - Use the liquid ammonia in a supercritical state becomes. In particular, the physical properties of ammonia, which are considerably more favorable than water as working medium for the steam power process, with regard to the pressure-temperature behavior and the heat capacity, allow the steam turbine system part to be designed for substantially lower ammonia throughputs with significantly lower volumes, which means that also significantly smaller and less massive and accordingly cheaper machines and components can be used in the steam turbine plant part.
Der Turbinenteil der Gasturbine ist vorzugsweise in einen Hochdruck- und einen Niederdruck-Turbinenteil unterteilt, wobei zwischen dem Austritt aus dem Hochdruck-Turbinenteil und dem Eintritt in den Niederdruck-Turbinenteil eine zu¬ sätzliche Brennkammer angeordnet ist, in welcher den Ver¬ brennungsgasen bei einem etwa der Wurzel aus dem höchsten Druck des Hochdruck-Turbinenteils entsprechenden Druck Wärmeenergie zugeführt wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Gasturbinen-Anlagenteils und somit der Anlage insgesamt erhöht, und zwar bei den gleichen Eintrittstemperaturen in den Turbinenteil rechnerisch auf ein ns-0,63 gegenüber bekannten kombinierten Gas-Dampfkraftprozessen, wo etwa ein r^ » 0,50 erreicht wird, was eine Verbesserung von etwa 26 % darstellt.The turbine part of the gas turbine is preferably divided into a high-pressure and a low-pressure turbine part, an additional combustion chamber being arranged between the outlet from the high-pressure turbine part and the entry into the low-pressure turbine part, in which the combustion gases at one about the root of the highest pressure of the high-pressure turbine part corresponding pressure heat energy is supplied. As a result, the efficiency of the gas turbine plant part and thus of the plant as a whole is increased, and at the same inlet temperatures into the turbine part arithmetically to an ns-0.63 compared to known combined gas-steam power processes, where an r ^ »0.50 is reached , which is an improvement of about 26%.
Die Brennkammern der Gasturbine sind üblicher Weise für öl- oder Gasfeuerung ausgelegt. Trotzdem ist auch eine Ver¬ wendung von Festbrennstoffen, z.B. Kohle im Rahmen der erfindungsgemäßen Anlage dadurch möglich, daß dem Turbinen¬ teil eine mit festem Brennstoff (Kohle) gefeuerte Brenn¬ kammer nachgeschaltet ist, in welcher eine Nachverbrennung der aus dem Turbinenteil austretenden Verbrennungsgase er¬ folgt, so daß deren Temperaturniveau erhöht wird, wobei diese Brennkammer dem Rekuperator vorgeschaltet ist. ImThe combustion chambers of the gas turbine are usually designed for oil or gas firing. Nevertheless, the use of solid fuels, e.g. Coal within the scope of the plant according to the invention is possible in that the turbine part is followed by a combustion chamber fired with solid fuel (coal), in which the combustion gases emerging from the turbine part are post-combusted, so that their temperature level is increased, whereby this combustion chamber is connected upstream of the recuperator. in the
Grenzfall kann dann die dem Turbinenteil vorgeschaltete und öl- oder gasgefeuerte Brennkammer ganz entfallen. Wenn der Turbinenteil der Gasturbine in einen Hochdruck- und einen Niederdruck-Turbinenteil unterteilt ist, kann die erfindungsgemäße Anlage mit Vorteil so weitergebildet werden, daß dem Niederdruck-Turbinenteil zwei mit festem * Brennstoff (Kohle) gefeuerte Brennkammern zur Nachver¬ brennung der Verbrennungsgase in Reihe nachgeschaltet sind, und daß zwischen den beiden Nachverbrennungsbrennkammern ein von den aus dem Niederdruck-Turbinenteil austretenden Verbrennungsgasen durchströmter Rekuperator eingeschaltet ist, der andererseits von den vom Hochdruck-Turbinenteil zum Niederdruck-Turbinenteil strömenden Verbrennungsgasen durchströmt wird, so daß also Wärmeenergie von den in der ersten, dem Niederdruck-Turbinenteil nachgeschalteten Nach¬ verbrennung-Brennkammer im Temperaturniveau erhöhten Ver- brennungsgasen auf die zum Niederdruck-Turbinenteil strö¬ menden Verbrennungsgase übertragen wird. Auch in diesem * ; Fall kann dann die Erwärmung der dem Hochdruck-und dem Niederdruck-Turbinenteil zuströmenden Luft bzw. Verbren-' nungsgase im Grenzfall ausschließlich über die Rekupe- ratoren erfolgen, d.h. die gas- oder δlgefeuertenIn a limiting case, the oil or gas-fired combustion chamber upstream of the turbine part can then be dispensed with entirely. If the turbine part of the gas turbine is divided into a high-pressure and a low-pressure turbine part, the system according to the invention can advantageously be developed so that the low-pressure turbine part has two combustion chambers fired with solid * fuel (coal) for the afterburning of the combustion gases in series are connected downstream, and that between the two afterburning combustion chambers a recuperator through which the combustion gases emerging from the low-pressure turbine part flow is connected, which on the other hand is flowed through by the combustion gases flowing from the high-pressure turbine part to the low-pressure turbine part, so that thermal energy from those in the first , the post-combustion combustor downstream of the low-pressure turbine part is transferred in the temperature level of increased combustion gases to the combustion gases flowing to the low-pressure turbine part. Also in this * ; In this case, the air or combustion gases flowing to the high-pressure and low-pressure turbine parts can, in the borderline case, be heated exclusively via the recuperators, ie the gas or oil-fired ones
Gasturbinen-Brennkammern können auch ganz entfallen-Gas turbine combustion chambers can also be omitted entirely.
Falls aber zwischen dem Hochdruck- und dem Niederdruck- Turbinenteil eine öl- oder gasgefeuerte zusätzliche Brenn- ka mer vorgesehen ist, wird der zwischen den beiden Nach- verbrennungs-Brennkammern angeordnete Rekuperator bezüglich der vom Hochdruck-Turbinenteil zum Niederdruck-Turbineπteil strömenden Verbrennungsgase der dem Niederdruck-Turbinen¬ teil zugeordneten zusätzlichen Brennkammer vorgeschaltet.If, however, an oil or gas-fired additional combustion chamber is provided between the high-pressure and the low-pressure turbine part, the recuperator arranged between the two afterburning combustion chambers becomes the combustion gas with respect to the combustion gases flowing from the high-pressure turbine part to the low-pressure turbine part Low pressure turbine part associated additional combustion chamber upstream.
In den in den Brennkammern und - gegebenenfalls - den Nach- verbrennungs-Brennkammern entstehenden Verbrennungsgasen sind Schwefeldioxid und Stickoxide enthalten , welche als Umwelt-Schadstoffe mit den auch bei Dampfkessel-Feuerungen angewandten Verfahren der Schwefelwäsche und der katal'yti- schen Reduzierung der Stickoxide zu molekularem Stickstoff unter Zugabe eines Reduktionsmittels weitgehend entfernt werden können. Das heute fast ausschließlich verwendete Reduktionsmittel ist Ammoniak, welches aus einem Vorrat mit flüssigem Ammoniak dosiert in die zu reinigenden Abgase eingespritzt wird, verdampft und mit den Abgasen vermischt wird, bevor diese den Katalysator durchströmen. Bei der erfindungsgemäßen Anlage kann das für die Entschwefelung und/oder Entstickung (Reduzierung des N0X ) der Abgase erforderliche Ammoniak aus dem Ammoniak-Kreislauf des Dampfturbinenteil entnommen werden, wobei die Ausgestaltung erfindungsgemäß dann so getroffen ist, daß eine Verbindung von der das aus der Dampfturbine austretende gasförmige Ammoniak zur Kondensatoreinheit führenden Leitung des Dampfturbinen-Anlagenteils zu dem die Verbrennungsgase des Gasturbinen-Anlagenteils aus dem den Dampferzeuger bilden¬ den Wärmetauscher abführenden Leitung vorgesehen ist, über welche gasförmiges Ammoniak den anschließend einer Gas- Reinigungsanlage zur Reduzierung von in den Verbrennungs¬ gasen enthaltenden Schwefeloxiden und/oder Stickoxiden zu- zuführenden Verbrennungsgasen zugeführt wird, und daß an dem flüssiges Ammoniak führenden Teil des Ammoniak-Kreis¬ laufs des Dampfturbinen-Anlagenteils eine Speiseleitung an¬ geschlossen ist, über welche aus" einem Ammoniak-Vorrat flüssiges Ammoniak in einer der Menge des abgezweigten gas- fδr igen Ammoniaks entsprechenden Menge in den Ammoniak- Kreislauf eingespeist wird. Gegenüber der beim Stand der Technik üblichen Einspritzung flüssigen Ammoniaks in die Abgase hat die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Anlage den Vorteil, daß das Ammoniak dem Kreislauf bereits dampf- fδrmig entnommen wird und den Abgasen insoweit keine Ener¬ gie für die Verdampfung mehr entzogen werden muß. Die Abgastemperatur vor dem Katalysator kann dementsprechend niedrig gewählt werden. Andererseits wird die dem Kreislauf dampfförmig als Reduktionsmittel entnommene Menge des Ammoniaks durch Zufuhr von flüssigem Ammoniak in ent¬ sprechender Menge in den der Kondensatoreinheit nachge¬ schalteten Abschnitt des Kreislaufs ersetzt. Das zur Abgas- reinigung entnommene Ammoniak wird also dem Kreislatrf-erst dann entnommen, wenn die im Dampferzeuger aufgenommene Wärmeenergie in der Dampfturbine in Nutzenergie umgewandelt ist. D.h. die für die Entschwefelung und/oder Entstirckung abgezweigte Menge von Ammoniak ist an der Nutzenergieerzeu¬ gung (Stromerzeugung) beteiligt.In the in the combustion chambers and - where appropriate - the demand-burn combustion chambers resulting combustion gases contained sulfur dioxide and nitrogen oxides, which as an environmental pollutant rule with the applied even in steam boiler furnaces process the sulfur laundering and katal 'yti- reduction of nitrogen oxides to molecular nitrogen can be largely removed with the addition of a reducing agent. The reducing agent used almost exclusively today is ammonia, which is metered from a supply of liquid ammonia into the exhaust gases to be cleaned, evaporated and mixed with the exhaust gases before they flow through the catalyst. In the inventive system can for desulfurization and / or denitrification (reduction of N0 X) of the exhaust gases necessary ammonia from the ammonia-cycle of the steam turbine part can be removed, the arrangement being according to the invention then made such that a connection from the selected from the Steam turbine exiting gaseous ammonia leading to the condenser unit line of the steam turbine plant part to which the combustion gases of the gas turbine plant part are provided from the line leading away from the steam generator forming the steam generator, via which gaseous ammonia is subsequently used in a gas cleaning system for reducing in the combustion Combustion gases supplying gases containing sulfur oxides and / or nitrogen oxides, and that a feed line is connected to the liquid ammonia-carrying part of the ammonia circuit of the steam turbine plant part, via which a "ammonia." - Liquid ammonia is fed into the ammonia circuit in an amount corresponding to the amount of the branched gaseous ammonia. Compared to the injection of liquid ammonia into the exhaust gases, which is customary in the prior art, the design of the system according to the invention has the advantage that the ammonia is already removed from the circuit in the form of a vapor and, in so far, no more energy for evaporation has to be withdrawn from the exhaust gases. The exhaust gas temperature upstream of the catalytic converter can accordingly be chosen to be low. On the other hand, the amount of ammonia removed in vapor form as a reducing agent from the circuit is replaced by supplying liquid ammonia in a corresponding amount to the section of the circuit downstream of the condenser unit. The exhaust gas Ammonia removed from cleaning is therefore only removed from the rotary filter when the heat energy absorbed in the steam generator is converted into useful energy in the steam turbine. This means that the amount of ammonia branched off for desulfurization and / or removal is involved in the generation of useful energy (power generation).
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:The invention is explained in more detail in the following description of several exemplary embodiments in conjunction with the drawing, which shows:
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild der erfin¬ dungsgemäßen Gas-Dampfturbinenanlage in ihrem grundsätzlichen Aufbau;1 shows a schematic circuit diagram of the gas-steam turbine plant according to the invention in its basic structure;
Fig. 2 ein Schaltbild der Gas-Dampfturbinenanlage gemäß Fig. 1, bei welcher die Gasturbine in einen Hochdruck- und einen Niederdruck- Turbinenteil aufweist, zwischen denen eine zusätzliche Brennkammer zur Zwischen¬ erhitzung der Verbrennungsgase vorgesehen . ist;FIG. 2 shows a circuit diagram of the gas-steam turbine plant according to FIG. 1, in which the gas turbine has a high-pressure and a low-pressure turbine part, between which an additional combustion chamber is provided for the intermediate heating of the combustion gases. is;
Fig. 3 ein schematisches Schaltbild der erfin- dungsgemäßen Gas-Dampfturbinenanlage gemäß3 shows a schematic circuit diagram of the gas-steam turbine plant according to the invention
Fig. 1, bei welcher dem Turbinenteil der Gasturbine in Vorschaltung zu dem die komprimierte Luft vorwärmenden Rekuperator eine mit festem Brennstoff befeuerbare . Nachverbrennungs-Brennkammer nachgeschaitet ist;Fig. 1, in which the turbine part of the gas turbine upstream of the recuperator which preheats the compressed air is fired with solid fuel. Post-combustion combustor;
Fig. 4 ein Schaltbild einer Weiterbildung der in; Fig. 2 gezeigten Gas-Dampfturbinenanlage, - bei welcher sowohl dem Hochdruck- als auch dem Niederdruck-Turbinenteil eine Nach¬ verbrennungs-Brennkammer nachgeschaltet ist und durch einen Rekuperator Wärmeenergie von den aus dem Niederdruck-Turbinenteil austretenden nachverbrannten Verbrennungs¬ gasen auf die vom Hochdruck-Turbinenteil zum Niederdruck-Turbinenteil strömendenFig. 4 is a circuit diagram of a further development in; Fig. 2 shown gas-steam turbine plant, - in which both the high-pressure and the low-pressure turbine part is followed by a post-combustion combustion chamber and by means of a recuperator, thermal energy from the post-combusted combustion gases emerging from the low-pressure turbine part to those flowing from the high-pressure turbine part to the low-pressure turbine part
Verbrennungsgase übertragen wird;Combustion gases is transmitted;
Fig. 5 ein Schaltbild der in Fig. 2 gezeigten Anlage, bei welchem zusätzlich die Ab- zapfung von gasförmigem Ammoniak aus demFIG. 5 is a circuit diagram of the plant shown in FIG. 2, in which the gaseous ammonia is additionally drawn off from the
Ammoniak-Kreislauf als Reduktionsmittel für die Verbrennungsgas-Reinigung veranschau¬ licht ist; undAmmonia cycle is illustrated as a reducing agent for combustion gas purification; and
Fig. 6 ein Schaltbild einer gegenüber der in Fig.6 is a circuit diagram of a compared to that in Fig.
2 gezeigten Anlage abgewandelte Anlage.2 plant shown modified plant.
Die in Fig. 1 gezeigte, in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeich¬ nete kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage ist in einen in der Zeichnung oben dargestellten Gasturbinen-Anlagenteil 12 mit einem von einer Gasturbine 14 angetriebenen elektri¬ schen Drehstrom-Generator 16 und einen in der Zeichnung unten dargestellten Dampfturbinen-Anlagenteil 18 mit einem zweiten, von einer Dampfturbine 20 angetriebenen elektri- sehen Drehstrom-Generator 22 unterteilt.The combined gas-steam turbine plant shown in FIG. 1, designated in its entirety by 10, is in a gas turbine plant part 12 shown above in the drawing with an electric three-phase generator 16 driven by a gas turbine 14 and one in the drawing Steam turbine system part 18 shown below with a second electrical three-phase generator 22 driven by a steam turbine 20.
Der Gasturbinen-Anlagenteil 12 arbeitet im offenen Prozeß, d.h. als Arbeitsmedium wird Umgebungsluft vom Kompressor 24 der Gasturbine 14 angesaugt, verdichtet und dann über einen Rekuperator 26, in welchem der komprimierten Luft Wärme¬ energie zugeführt wird, zu einer öl- oder gasgefeuerten Brennkammer 28 gefördert. Die in der Brennkammer 28 entste¬ henden Verbrennungsgase hoher Temperatur und hohen Drucks werden anschließend in den - über eine Welle 30 mit dem Kompressor 24 gekoppelte - eigentliche Arbeit leistendenThe gas turbine plant part 12 operates in the open process, i.e. ambient air is sucked in as a working medium by the compressor 24 of the gas turbine 14, compressed and then conveyed to an oil or gas-fired combustion chamber 28 via a recuperator 26 in which the compressed air is supplied with thermal energy. The combustion gases of high temperature and high pressure which arise in the combustion chamber 28 are then carried out in the actual work - which is coupled to the compressor 24 via a shaft 30
Turbinenteil 32 der Gasturbine 14 geführt. Aus der Turbine 32 strömen die nach Arbeitsleistung in der Temperatur erniedrigten und entspannten Verbrennungsgase über den Rekuperator 26 zu einem Wärmetauscher 34, aus dem sie dann in die Umgebungsatmosphäre austreten. Im Rekuperator 26 wird ein Teil der in den aus dem Turbinenteil 32 austreten- den Verbrennungsgasen immer noch relativ hoher Temperatur enthaltenen Wärmeenergie auf die vom Kompressor 24 verdich.- tete, zur Brennkammer 28 strömende Luft übertragen.Turbine part 32 of the gas turbine 14 out. From the turbine 32, the temperature flows according to the work performed reduced and relaxed combustion gases via the recuperator 26 to a heat exchanger 34, from which they then exit into the ambient atmosphere. In the recuperator 26, part of the thermal energy contained in the combustion gases still emerging at a relatively high temperature from the turbine part 32 is transferred to the air compressed by the compressor 24 and flowing to the combustion chamber 28.
Ein weiterer Anteil der in den Verbrennungsgasen nach Durchtritt durch den Rekuperator 26 dann noch enthaltenen Wärmeenergie wird schließlich im Wärmetauscher 34 auf das Arbeitsmedium des Dampfturbinen-Anlagenteils 18 übertragen. Der Wärmetauscher 34 stellt also gleichzeitig den Dampfer¬ zeuger des Dampfturbinen-Anlagenteils 18 dar. Das im Dampf- turbinen-Anlagenteil 18 verwendete Arbeitsmedium istAnother portion of the thermal energy still contained in the combustion gases after passing through the recuperator 26 is finally transferred in the heat exchanger 34 to the working medium of the steam turbine plant part 18. The heat exchanger 34 thus simultaneously represents the steam generator of the steam turbine plant part 18. The working medium used in the steam turbine plant part 18 is
Ammoniak, welches bei den in den als Dampferzeuger dienen¬ den Wärmetauscher 34 vom Rekuperator 26 zuströmenden Ver- breπnungsgasen herrschenden Temperaturen aus der flüssigen Phase bis in überkritischen Zustand verdampft wird. Der Ammoniak-Dampf tritt dann in die Dampfturbine 20, in welcher er entspannt und abgekühlt wird. Die dabei in der Dampfturbine geleistete Arbeit wird auf den Drehstrom-Gene¬ rator 22 übertragen. Das entspannte und abgekühlte, jedoch immer noch dampfförmige Ammoniak wird dann in einer Konden- satoreinheit 36 durch zusätzliche Kühlung kondensiert und dann in flüssiger Form von zwei in Reihe geschalteter Pum¬ pen 38 und 40 unter stufenweiser Druckerhδhung zum Wärme¬ tauscher 34 zurückgefordert. Im Bereich zwischen den Pumpen 38, 40 in die das kondensierte Ammoniak zum Wärmetauscher 34 zurückführende Leitung 42 geschaltete Wärmetauscher' 44 und 46 führen dem flüssigen Ammoniak Wärme aus der Kühlung der Generatoren und bei der ölkühlung der Sätze gewonnene Abwärme zu. Eine zusätzliche Vorwärmung des flüssigen Ammoniaks wird durch Kondensation und Einspeisung von gas- förmigem Ammoniak höherer Temperatur in den zwischen den Pumpen 38, 40 verlaufenden Zweig der Leitung 42 erhalten. Dieser zur Vorwärmung des flüssigen Ammoniaks dienende Anteil von gasförmigem Ammoniak wird durch Anzapfen der Dampfturbine 20 erhalten, von welcher der Anzapf-Dampf über die Leitung 43 zu dem in die Leitung 42 eingeschalteten Kondensator 50 geführt wird.Ammonia, which is evaporated from the liquid phase to the supercritical state at the temperatures prevailing in the heat exchange gases flowing into the heat exchanger 34 from the recuperator 26. The ammonia steam then enters the steam turbine 20, in which it is expanded and cooled. The work done in the steam turbine is transferred to the three-phase generator 22. The relaxed and cooled, but still vaporous ammonia is then condensed in a condenser unit 36 by additional cooling and then reclaimed to the heat exchanger 34 in liquid form by two pumps 38 and 40 connected in series with a stepwise increase in pressure. In the area between the pumps 38, 40 into the heat exchangers 44 and 46, which are connected to the line 42 returning the condensed ammonia to the heat exchanger 34, the liquid ammonia is supplied with heat from the cooling of the generators and waste heat obtained in the oil cooling of the sets. Additional preheating of the liquid ammonia is obtained by condensing and feeding gaseous ammonia at a higher temperature into the branch of the line 42 running between the pumps 38, 40. This serves to preheat the liquid ammonia Proportion of gaseous ammonia is obtained by tapping the steam turbine 20, from which the tapped steam is fed via line 43 to the condenser 50 switched on in line 42.
Vorstehend ist in Verbindung mit Fig. 1 der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen Gas-Dampfturbinenanlage beschrieben, welche in der Praxis durch verschiedene - teilweise nachstehend erörterte - Maßnahmen in ihrem Wir- kungsgrad weiter verbessert bzw. besonderen Betriebsbe¬ dingungen angepaßt werden kann. Wesentlich ist jedenfalls, daß dem Gasturbinen-Anlagenteil 12 der mit Ammoniak als Arbeitsmedium arbeitende Dampfturbinen-Anlageteil 18 nach¬ geschaltet ist, wobei die Verwendung von Ammoniak den Vor- teil hat, daß das Arbeitsmedium Ammoniak bei den aus demThe basic structure of the gas-steam turbine plant according to the invention is described above in connection with FIG. 1, and its efficiency can be further improved in practice or adapted to special operating conditions by various measures, some of which are discussed below. In any case, it is essential that the gas turbine plant part 12 is followed by the steam turbine plant part 18, which works with ammonia as the working medium, the use of ammonia having the advantage that the working medium ammonia in those from the
Gasturbinen-Prozeß zur Verfügung stellbaren Temperaturen in den überkritischen Zustand verdampfbar ist und für die Kon¬ densation des nach der Arbeitsleistung aus der Dampfturbine 20 austretenden Ammoniakdampfs bei Umgebungstemperatur kein Vakuum erforderlich ist.Gas turbine process available temperatures can be evaporated in the supercritical state and no vacuum is required for the condensation of the ammonia vapor emerging from the steam turbine 20 after the work at ambient temperature.
Die in Figur 2 dargestellte Gas-Dampfturbinenanlage 110 entspricht der Gas-Dampfturbinenanlage 10 gemäß Fig. 1 in ihrem grundsätzlichen schaltungsmäßigen Aufbau, so daß zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen genügt, nachfolgend nur die gegenüber der letztgenannten Anlage 10 getroffenen Änderungen zu beschreiben, zumal die mit den Bauteilen der Anlage 10 übereinstimmenden Bauteile der Gas-Dampfturbinen¬ anlage 110 mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch vorange- stellte "1" bezeichnet sind. Die schematische schaltungs¬ mäßige Darstellung der Gas-Dampfturbinenanlage 110 weicht von der Darstellung der Anlage 10 in Fig. 1 insofern ab, als der Gasturbinen-Anlagenteil 114 und der Dampfturbinen- Anlagenteil 118 nicht in Übereinanderanordnung, sondern ineinandergeschachtelt dargestellt sind, woraus aber er¬ sichtlich kein prinzipieller funktioneller Unterschied resultiert. Abweichend von der Gas-Dampfturbinenanlage 10 ist der . eigentliche Arbeit leistende Turbinenteil der Gasturbine'.-in¬ einen Niederdruck-Turbinenteil 132a und einen Hochdruck- - :',. Turbinenteil 132b unterteilt, welche jeweils gesonderte ' \ Drehstrom-Generatoren 116a, 116b antreiben und über Wellen;. ■ 130a bzw. 130b mit jeweils gesonderten, hintereinanderge— schalteten Kompressoren 124b, 124a gekoppelt sind. Zwischen dem Niederdruck-Turbinenteil 132a und dem Hochdruck-Turbinenteil 132b ist eine zusätzliche öl- oder gasgefeuerte Brennkammer 128b eingeschaltet, in welcher den primär in der dem Niederdruck-Turbinenteil 132a vorgeschal¬ teten Brennkammer 128a erzeugten Verbrennungsgasen vor dem Eintritt in den Hochdruck-Turbinenteil 132b erneut Wärme-' energie zugeführt wird. Im übrigen entspricht die Anlage . 110 der Anlage 10.The gas-steam turbine system 110 shown in FIG. 2 corresponds to the gas-steam turbine system 10 according to FIG. 1 in its basic circuit structure, so that in order to avoid unnecessary repetitions, it is sufficient to describe only the changes made compared to the latter system 10, especially since those with the Components of the system 10 corresponding components of the gas-steam turbine system 110 with the same reference numerals, but prefixed "1" are designated. The schematic circuit diagram of the gas-steam turbine plant 110 deviates from the representation of the plant 10 in FIG. 1 in that the gas turbine plant part 114 and the steam turbine plant part 118 are not nested one above the other, but nested one inside the other there is obviously no fundamental functional difference. Deviates from the gas-steam turbine system 10. actual work-performing turbine part of the gas turbine '.- in¬ a low pressure turbine part 132a and a high pressure - -: ' ,. Turbine part 132b divided, which each drive separate \ \ three-phase generators 116a, 116b and waves. ■ 130a or 130b are each coupled to separate compressors 124b, 124a connected in series. An additional oil or gas-fired combustion chamber 128b is connected between the low-pressure turbine part 132a and the high-pressure turbine part 132b, in which the combustion gases 128a primarily generated in the combustion chamber 128a connected upstream of the low-pressure turbine part 132a before entering the high-pressure turbine part 132b heat energy is supplied again. Otherwise, the system corresponds. 110 of Appendix 10.
In Figur 3 ist eine Gas-Dampfturbinenanlage 210 darge¬ stellt, welche sich gegenüber den in Fig. 1 gezeigten und.- in Verbindung mit dieser Figur beschriebenen Anlage 10 nur ■ dadurch unterscheidet, daß dem eigentlichen Turbinenteil - 232 der Gasturbine 214 noch eine Verbrennungskammer 152 nachgeschaltet ist, die nicht nur zur Nachverbrennung und somit Erhöhung des Temperaturniveaus der aus dem Turbinen¬ teil 232 austretenden Verbrennungsgase dient, sondern auch als Brennkammer für Festbrennstoffe, d.h. bevorzugt Kohle, ausgebildet werden kann, weil der Brennkammer keine staub- oder ablagerungsempfindlichen Maschinenaggr.egate mehr nach- . geschaltet sind. D.h. während die dem Turbinenteil 23.2 der Gasturbine 214 vorgeschaltete Brennkammer also mit einem: für die Turbine verträglichen Brennstoff wie Erdöl .oder .Gas befeuert werden muß , kann die Nachverbrennungs-Brennkammer 252 mit beliebigen Brennstoffen und damit auch mit -Kohle befeuert werden. Es ist klar, daß bei entsprechend leistungsfähiger Auslegung der Nachverbrennungs-Brennkammer 252 der vom Kompressor 224 gelieferten Luft im Rekuperator 226 auch eine solche Wärmemenge zugeführt werden kann, daß die öl- oder gasgefeuerte Brennkammer 228 ganz entfallen kann.3 shows a gas turbine plant 210 is darge represents extending described with respect to those shown in Figure 1 und.- in connection with this figure, system 10 differs only ■ that the actual turbine part -. 232 of the gas turbine 214 or a combustion chamber 152 is connected downstream, which is not only used for afterburning and thus increasing the temperature level of the combustion gases emerging from the turbine part 232, but also as a combustion chamber for solid fuels, ie preferably coal, because the combustion chamber has no machine or dust-sensitive machine aggregates. egate more. are switched. That is, while the combustion chamber upstream of the turbine part 23.2 of the gas turbine 214 must be fired with a fuel that is compatible with the turbine, such as oil or gas, the afterburning combustion chamber 252 can be fired with any fuels and thus also with coal. It is clear that with a correspondingly powerful design of the afterburning combustion chamber 252, the air supplied by the compressor 224 in the recuperator 226 can also be supplied with such an amount of heat that the oil or gas fired combustion chamber 228 can be omitted entirely.
Bezüglich der weiteren Ausgestaltung der Gas-Dampfturbinen- anl ge 210 kann wiederum auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen werden, wobei zu beachten ist, daß gleiche Teile der Anlagen mit gleichen Bezugszeichen - jedoch im Falle der Anlage 210 mit vorangestellter "2" - bezeichnet sind.With regard to the further configuration of the gas-steam turbine system 210, reference can again be made to the description of FIG. 1, wherein it should be noted that the same parts of the systems have the same reference numerals - but in the case of the system 210 with the prefix "2" - are designated.
Die in Fig. 4 als schematischer Schaltplan dargestellteThe shown in Fig. 4 as a schematic circuit diagram
Gas-Dampfturbinenanlage 310 entspricht in der Darstellungs¬ weise der Fig. 2, wobei die Schaltung funktionell als zusätzlich weitergebildete Kombination der Schaltungen gemäß den Figuren 2 und 3 interpretiert werden kann.The gas-steam turbine system 310 corresponds to the representation of FIG. 2, the circuit can be interpreted functionally as an additional further developed combination of the circuits according to FIGS. 2 and 3.
Entsprechend der Unterteilung des eigentlichen Turbinen¬ teils der Gasturbine in einen Hochdruck- und einen Nieder¬ druck-Turbinenteil 332a bzw. 332b ist jedem dieser Tur¬ binenteile ein gesonderter Rekuperator 326a bzw. 326b zuge- ordnet, welche jeweils zur Aufwärmung der dem Hochdruck- Turbinenteil 332a zuströmenden Luft. bzw. der dem Nieder¬ druck-Turbinenteil 332b zuströmenden Verbrennungsgase dient, wobei die dem jeweiligen Turbinenteil zugeordnete öl- oder gasgefeuerte Brennkammer 328a bzw. 328b jeweils in Strömungsrichtung der Luft bzw. der Verbrennungsgase hinter dem jeweiligen Rekuperator 326a bzw. 326b angeordnet ist. Beide Rekuperatoren werden sekundärseitig in Reihe geschal¬ tet von den aus dem Niederdruck-Turbinenteil 323b aus¬ tretenden Verbrennungsgasen durchströmt.In accordance with the subdivision of the actual turbine part of the gas turbine into a high-pressure and a low-pressure turbine part 332a or 332b, each of these turbine parts is assigned a separate recuperator 326a or 326b, which is used to heat up the high-pressure Turbine part 332a incoming air. or the combustion gases flowing to the low-pressure turbine part 332b, the oil or gas-fired combustion chamber 328a or 328b assigned to the respective turbine part being arranged downstream of the respective recuperator 326a or 326b in the flow direction of the air or the combustion gases. The two recuperators, on the secondary side, are connected in series and flowed through by the combustion gases emerging from the low-pressure turbine part 323b.
Entsprechend der Anlage 210 erfolgt auch eine Nachver¬ brennung der aus dem Niederdruck-Turbinenteil austretenden Verbrennungsgasen, und zwar im vorliegenden Fall durch zwei mit festem Brennstoff, d.h. Kohle befeuerbaren Nach- Verbrennungs-Brennkammern 352b bzw. 352a, welche jeweils in Strömungsrichtung vor dem Rekuperator 326b bzw. 326a ange¬ ordnet sind. Auch in diesem Falle ist es wieder möglich, die öl- bzw. gasgefeuerten Gasturbinen-Brennkammern 32.8a . bzw. 328b ganz entfallen zu lassen und die Erwärmung "der vom Kompressor 324b gelieferten Luft bzw. die aus dem Hochdruck-Turbinenteii 332a austretenden Verbrennungsgasε ausschließlich durch Wärmeübertragung in den Rekuperatoren 326a bzw. 326b durchzuführen, so daß dann die Wärmeenergie also ausschließlich von den mit Festbrennstoffen gefeuerten Nachverbrennungs-Brennkammern 352a bzw. 352b geliefert wird.According to the system 210, the combustion gases emerging from the low-pressure turbine part are also post-burned, in the present case by two post-combustion combustors 352b and 352a, which can be fired with solid fuel, ie coal, each in the flow direction upstream of the recuperator 326b and 326a are arranged. In this case it is also possible the oil or gas fired gas turbine combustors 32.8a. or 328b to be omitted entirely and the heating "of the air supplied by the compressor 324b or the combustion gas escaping from the high-pressure turbine part 332a is carried out exclusively by heat transfer in the recuperators 326a and 326b, so that the thermal energy is then exclusively from those with Solid fuel fired post-combustion combustors 352a and 352b is supplied.
Auch in diesem Fall sind die Bauteile der Anlage 310 wieder mit den Bezugszeichen der entsprechenden Bauteile in den Anlagen 110 bzw. 210 versehen, wobei die erste Ziffer jedes Bezugszeichens jedoch eine "3" ist.In this case too, the components of the system 310 are again provided with the reference symbols of the corresponding components in the systems 110 and 210, the first digit of each reference symbol, however, being a "3".
Figur 5 zeigt schließlich eine der in Figur 2 gezeigten Anlage 110 sowohl bezüglich des Gasturbinen-Anlagenteils 112 als auch bezüglich des Dampf urbinen-Anlagenteils 118 entsprechende Gas-Dampfturbinenanlage 410 , bei welcher lediglich der Dampfturbinen-Anlagenteil 418 dadurch weiter¬ gebildet ist, daß aus dem aus der Dampfturbine 420 austre¬ tenden dampfförmigen Ammoniak vor dessen Verflüssigung in der Kondensatorereinheit 436 eine geringe Teilmenge abge¬ zapft und über eine Zweigleitung 456 in die aus dem als Dampferzeuger dienenden Wärmetauscher 434 austretenden Ver¬ brennungsgase überführt und mit diesen vermischt wird. Die Abzapfmenge wird dabei so gesteuert, daß sie ausreicht, um die in den Verbrennungsgasen enthaltenen Schwefel- und/oder Stickoxide in einem anschließend nachgeschalteten - nicht gezeigten - Katalysator weitgehend vollständig zu moleku¬ larem Stickstoff zu reduzieren.Finally, FIG. 5 shows a gas-steam turbine system 410 corresponding to the system 110 shown in FIG. 2 both with respect to the gas turbine system part 112 and with respect to the steam turbine system part 118, in which only the steam turbine system part 418 is further developed in that: Before the liquefaction in the condenser unit 436, a small part of the vaporous ammonia emerging from the steam turbine 420 is drawn off and transferred via a branch line 456 into the combustion gases emerging from the heat exchanger 434 serving as a steam generator and mixed with these. The draw-off quantity is controlled in such a way that it is sufficient to substantially completely reduce the sulfur and / or nitrogen oxides contained in the combustion gases in a subsequent catalytic converter (not shown) to molecular nitrogen.
Die dem Dampfturbinen-Anlagenteil 418 gasförmig entnommene Menge des Ammoniaks wird im Bereich zwischen den Pumpen 438 und 440 aus einer Ammoniak-Vorratsquelle 458 ergänzt. Eine Pumpe 460 erzeugt den erforderlichen Einspeisedruck für das in die Leitung 442 einzuspeisende flüssige Ammoniak. In Figur 6 ist eine in der Anlage 110 gemäß Fig. 2 im schaltungsmäßigen Aufbau weitgehend entsprechende Anlage 110'gezeigt, wobei für die f nktionswesentlichen Anlage¬ teile auch die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 verwen- det sind. Aus dem Vergleich der Zeichnungsfiguren geht hervor, daß der einzige schaltungsmäßige Unterschied darin liegt, daß am Hochdruck-Turbinenteil 132a kein Generator angekoppelt ist, so daß elektrische Leistung also aus¬ schließlich von dem am Niederdruck-Turbinenteil 132b ange- koppelten Generator 116b gewonnen wird. Damit sinken die Investitionskosten für einen zweiten Generator sowie die Regelung der Anlage. Allerdings bedingt dieser Unterschied auch eine etwas andere Betriebsweise der Anlage 110 inso¬ fern, als der Hochdruck-Turbinenteil 132a lediglich noch eine Leistung erbringen muß, welche der Antriebsleistung des Hochdruck-Kompressors 124b entspricht. Dies wird dadurch erreicht, daß der dem austrittsseitigen Druck des Niederdruck-Kompressors 124a entsprechende eintritts- oder saugseitige Druck des Hochdruck-Kompressors 124b gegenüber dem in der Anlage gemäß Fig. 2 verwendeten Druck geändert wird. Der Wegfall des vom Hochdruck-Turbinenteil 132a ange¬ triebenen Generators ermöglicht es, diesen sowie den mit ihm gekoppelten Hochdruck-Kompressor 124b mit höherer Dreh¬ zahl als 3000 U/min. anzutreiben, wodurch sich die Abmes- sungen des Hochdruck- Turbinenteils und Kompressors verrin¬ gern, was ebenfalls zu Einsparungen von Investitionskosten beiträgt.The amount of ammonia removed in gaseous form from the steam turbine plant part 418 is supplemented in the area between the pumps 438 and 440 from an ammonia supply source 458. A pump 460 generates the required feed pressure for the liquid ammonia to be fed into line 442. FIG. 6 shows a system 110 ′ which largely corresponds in terms of circuitry in the system 110 according to FIG. 2, the same reference numerals as in FIG. 2 also being used for the functionally important system parts. The comparison of the drawing figures shows that the only difference in terms of circuitry lies in the fact that no generator is coupled to the high-pressure turbine part 132a, so that electrical power is thus obtained exclusively from the generator 116b coupled to the low-pressure turbine part 132b. This reduces the investment costs for a second generator and the control of the system. However, this difference also necessitates a somewhat different mode of operation of the system 110, in that the high-pressure turbine part 132a only has to produce an output which corresponds to the drive output of the high-pressure compressor 124b. This is achieved in that the inlet or suction-side pressure of the high-pressure compressor 124b corresponding to the outlet-side pressure of the low-pressure compressor 124a is changed compared to the pressure used in the system according to FIG. 2. The elimination of the generator driven by the high-pressure turbine part 132a makes it possible for this and the high-pressure compressor 124b coupled to it to be operated at a higher speed than 3000 rpm. to drive, which reduces the dimensions of the high-pressure turbine part and compressor, which also contributes to savings in investment costs.
Anhand der in Fig. 6 gezeigten Anlage soll auch noch eine weitere Änderung der Betriebsweise der Anlage beschrieben werden, die zu Verringerungen von Investitionskosten bei nur geringfügiger Einbuße des Klemmenwirkungsgrades führt. Wenn nämlich der Druck in der zwischen dem Hochdruck- Turbinenteils 132a und dem Niederdruck-Turbinenteil 132b vorgesehenen zusätzlichen Brennkammer 128b gegenüber dem bezüglich des Wirkungsgrades optimalen Druck (= Wurzel aus dem höchsten Druck des Hochdruck-Turbinenteils) erhöht- .-. wird, sinkt die Temperatur der aus dem Niederdruck- Turbinenteil 132b austretenden Verbrennungsgase und somit- die Temperatur am Eintritt in den Rekuperator 126. Damit . ist es dann möglich, für den Rekuperator in geringerem Maß wärmebelastbaren Materialien zu verwenden, was die Investi¬ tionskosten wiederum senkt. A further change in the mode of operation of the system is also to be described on the basis of the system shown in FIG. 6, which leads to reductions in investment costs with only a slight loss in terminal efficiency. Namely, when the pressure in the additional combustion chamber 128b provided between the high-pressure turbine part 132a and the low-pressure turbine part 132b compared with the pressure which is optimal in terms of efficiency (= root) the highest pressure of the high pressure turbine part) increased .-. the temperature of the combustion gases emerging from the low-pressure turbine part 132b and thus the temperature at the entry into the recuperator 126 decrease. it is then possible to use less heat-resistant materials for the recuperator, which in turn lowers the investment costs.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage zur Erzeugung von Nutzenergie, vorzugsweise' elektrischer Energie, mit einem im offenen Prozeß arbeitenden Gasturbinen-Anlagenteil mit wenigstens einer Gasturbine, welche einen Kompressor auf- weist, in welchem Umgebungsluft verdichtet wird, die dann über eine Brennkammer, in welcher ausschließlich der ver¬ dichteten Umgebungsluft Wärmeenergie zugeführt und voll¬ ständig zum Turbinenteil der Gasturbine geführt und nach Leistung von Nutzarbeit in die Umgebungsatmosphäre zurück- geführt wird, und mit einem Dampfturbinen-Anlagenteil, in welchem mittels der in den Verbrennungsgasen des Turbinen¬ teils der Gasturbine enthaltenen Wärme in einem Wärme¬ tauscher aus einem flüssigen Arbeitsmedium Dampf erzeugt und dieser dann zur Leistung von Nutzarbeit zu einer nach- geschalteten Dampfturbine geführt wird, aus welcher der1. Combined gas-steam turbine plant for the production of useful energy, preferably ' electrical energy, with a gas turbine plant part operating in the open process with at least one gas turbine which has a compressor in which ambient air is compressed, which is then compressed via a combustion chamber which supplies thermal energy exclusively to the compressed ambient air and is completely guided to the turbine part of the gas turbine and is returned to the ambient atmosphere after performing useful work, and with a steam turbine system part in which the combustion gases of the turbine part of the Gas turbine contained heat generated in a heat exchanger from a liquid working medium steam and this is then performed to perform useful work to a downstream steam turbine from which the
Dampf nach Kondensation in einer nachgeschalteten Kondensa¬ toreinheit unter Druckerhöhung zum Wärmetauscher zurückge¬ führt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die vom Kompressor (24) gelieferte Umgebungsluft durch einen dem Turbinenteil (32) vorgeschalteten Rekuperator geführt wird, und daß der Rekuperator (26) von den aus dem Turbinenteil (32) austretenden Verbrennungsgasen durch¬ strömt wird und diese erst danach dem Wärmetauscher (34) zugeführt werden, in welchem Ammoniak von flüssigem Zustand in Ammoniak-Dampf mit überkritischem Zustand verdampft und dieser dann in der Dampfturbine (20) auf einen der Umgebungstemperatur entsprechenden Druck entspannt wird.Steam after condensation is returned to the heat exchanger in a downstream condenser unit, increasing the pressure, characterized in that the ambient air supplied by the compressor (24) is passed through a recuperator upstream of the turbine part (32), and that the recuperator (26) is driven by the Combustion gases emerging from the turbine part (32) are flowed through and are only then fed to the heat exchanger (34), in which ammonia evaporates from a liquid state in ammonia vapor with a supercritical state and this then in the steam turbine (20) to one of the Ambient temperature corresponding pressure is released.
2. Kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasturbine einen Hochdruck- und einen Niederdruck-Turbinenteil (132a; 132b) aufweist, wobei zwischen dem Austritt aus dem Hochdruck-Turbinenteil (132a) und dem Eintritt in den Niederdruck-Turbinenteil. (132b) eine zusätzliche Brennkammer (128b) angeordnet ist-.2. Combined gas-steam turbine system according to claim 1, characterized in that the gas turbine has a high-pressure and a low-pressure turbine part (132a; 132b), being between the outlet from the high-pressure turbine part (132a) and entry into the low pressure turbine section. (132b) an additional combustion chamber (128b) is arranged.
3. Kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der zusätzlichen- Brennkammer (128b) etwa der Wurzel aus dem höchsten Druck des Hochdruck-Turbinenteils (132a) entsprechend eingestellt ist.3. Combined gas-steam turbine system according to claim 2, characterized in that the pressure in the additional combustion chamber (128b) is approximately adjusted to the root of the highest pressure of the high-pressure turbine part (132a).
4. Kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der zusätzlichen Brennkammer (128b) zur Verringerung der maximalen Tempera¬ tur der aus dem Niederdruck-Turbinenteil (132b) in den Rekuperator (126) eintretenden Verbrennungsgase höher als der der Wurzel aus dem höchsten Druck des Hochdruck- Turbinenteils (132a) entsprechende Druckwert eingestellt ist.4. Combined gas-steam turbine plant according to claim 2, characterized in that the pressure in the additional combustion chamber (128b) to reduce the maximum temperature of the low-pressure turbine part (132b) entering the recuperator (126) combustion gases higher than that the pressure value corresponding to the root of the highest pressure of the high-pressure turbine part (132a) is set.
5. Kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruck-Turbinenteil5. Combined gas-steam turbine system according to claim 2, characterized in that the high-pressure turbine part
(132a) und der Niederdruck-Turbinenteil (132b) jeweils mit einem gesonderten Hochdruck-Kompressor (124b) bzw. einem diesem in Reihe vorgeschalteten Niederdruck-Kompressor (124a) gekoppelt ist.(132a) and the low-pressure turbine part (132b) are each coupled to a separate high-pressure compressor (124b) or to a low-pressure compressor (124a) connected upstream of this.
6. Kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eintrittsseitige Druck in den Hochdruck-Kompressor (124b) auf einen etwa der Wurzel aus seinem austrittsseitigen Druck entsprechenden Druckwert eingestellt ist.6. Combined gas-steam turbine plant according to claim 5, characterized in that the inlet-side pressure in the high-pressure compressor (124b) is set to a pressure value corresponding approximately to the root of its outlet-side pressure.
7. Kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eintrittsseitige Druck in den Hochdruck-Kompressor (124b) auf einen Wert eingestellt ist, bei dem der zugeordnete Hochdruck-Turbinenteil (132a) eine gerade der erforderlichen Antriebsleistung des Hochdruck-Kompressors (124b) entsprechende Leistung erbringt, und daß ein elektrischer Generator (116b) nur am Niederdruck-Turbinenteil (132b) angekoppelt ist.7. Combined gas-steam turbine system according to claim 5, characterized in that the inlet-side pressure in the high-pressure compressor (124b) is set to a value at which the associated high-pressure turbine part (132a) is just the required drive power of the high-pressure compressor (124b) corresponding performance and that an electric generator (116b) is only coupled to the low-pressure turbine part (132b).
8. Kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Turbinenteil (232) der8. Combined gas-steam turbine system according to claim 1, characterized in that the turbine part (232) of
Gasturbine (210) eine mit festem Brennstoff (Kohle) gefeu¬ erte Brennkammer (252) nachgeschaltet ist, in welcher eine Nachverbrennung der aus dem Turbinenteil (232) austretenden Verbrennungsgase erfolgt, so daß deren Temperaturniveau erhöht wird, und daß diese Brennkammer (252) dem Rekupera¬ tor (226) vorgeschaltet ist.Gas turbine (210) is followed by a combustion chamber (252) fired with solid fuel (coal), in which the combustion gases emerging from the turbine part (232) are afterburned so that their temperature level is increased, and that this combustion chamber (252) is connected upstream of the recuperator (226).
9. Kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß dem Niederdruck-Turbinenteil (332b) zwei mit festem Brennstoff (Kohle) gefeuerte Brennkammern (352b; 352a) zur Nachver¬ brennung der Verbrennungsgase in Reihe nachgeschaltet sind, und daß zwischen den beiden Nachverbrennungs-Brennkammern (352b; 352a) ein von den aus dem Niederdruck-Turbinenteil (332b) austretenden Verbrennungsgasen durchströmter Rekupe¬ rator (326b) eingeschaltet ist, der andererseits von den vom Hochdruck-Gasturbinenteil (332a) zum Niederdruck- Turbinenteil (332b) strömenden Verbrennungsgasen durch¬ strömt wird, wobei Wärmeenergie von den in der ersten, dem Niederdruck-Turbinenteil (332b) nachgeschalteten Nachver¬ brennungs-Brennkammer (352b) im Temperaturniveau erhöhten Verbrennungsgasen auf die zum Niederdruck-Turbinenteil (332b) strömenden Verbrennungsgase übertragen wird.9. Combined gas-steam turbine system according to one of claims 2 to 7, characterized in that the low-pressure turbine part (332b) two with solid fuel (coal) fired combustion chambers (352b; 352a) are connected in series for afterburning the combustion gases, and that between the two afterburning combustion chambers (352b; 352a) a recuperator (326b), through which the combustion gases escaping from the low-pressure turbine part (332b) flows, is connected, on the other hand, from those from the high-pressure gas turbine part (332a) to the low-pressure turbine part (332b) flowing combustion gases is flowed through, heat energy being transferred from the post-combustion combustion chamber (352b) downstream of the first combustion chamber (332b) which is at elevated temperature level to the combustion gases flowing to the low-pressure turbine part (332b) becomes.
10. Kombinierte Gas-Dampfturbinenanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den beiden Nach¬ verbrennungs-Brennkammern (352b; 352a) angeordnete Rekupe¬ rator (326b) bezüglich der vom Hochdruck-Turbinenteil (332a) zum Niederdruck-Gasturbinenteil (332b) strömenden Verbrennungsgase der dem Niederdruck-Turbinenteil (322b) zugeordneten zusätzlichen Brennkammer (328b) vorgeschaltet ist. 10. Combined gas-steam turbine system according to claim 9, characterized in that between the two after-combustion combustion chambers (352b; 352a) arranged Rekupe¬ rator (326b) with respect to the high-pressure turbine part (332a) to the low-pressure gas turbine part (332b ) flowing combustion gases upstream of the additional combustion chamber (328b) assigned to the low-pressure turbine part (322b).
11. Kombinierte Gas-t>ampfturbinenanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung (456) von der das aus der Dampfturbine (420) austretende gasförmige Ammoniak zur Kondensatorein-' heit (436) führenden Leitung des Dampfturbinen-Anlagenteils (418) zu dem die Verbrennungsgase des Gasturbinen-Anlagen- - teils (412) aus dem den Dampferzeuger bildenden Wärmetau- ■ scher (434) abführenden Leitung vorgesehen ist, über wel¬ che gasförmiges Ammoniak den anschließend einer Gas-Reini- gungsanlage zur Reduzierung von in den Verbrennungsgasen enthaltenen Schwefel- und/oder Stickoxiden zuzuführenden Verbrennungsgasen zugeführt wird, und daß an dem flüssiges Ammoniak führenden Teil des Ammoniak-Kreislaufs des Dampf¬ turbinen-Anlagenteils (418) eine Speiseleitung an- - geschlossen ist, über welche aus einem Ammoniak-Vorrat11. Combined gas-t> steam turbine system according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that a connection (456) from which the gaseous ammonia emerging from the steam turbine (420) leads to the condenser unit '(436) leading the steam turbine plant part to the (418), the combustion gases of the gas turbine plant - from the shear (434) outgoing line is partly (412) the steam generator forming heat exchangers ■ provided via wel¬ che gaseous ammonia to then a gas-cleaning tion system for reducing the sulfur and / or nitrogen oxides to be supplied in the combustion gases to be supplied, and that a feed line is connected to the liquid ammonia-carrying part of the ammonia circuit of the steam turbine system part (418), via which from an ammonia supply
(458) flüssiges Ammoniak in einer der Menge des abgezweig¬ ten gasförmigen Ammoniaks entsprechenden Menge in den Ammo¬ niak-Kreislauf eingespeist wird. (458) liquid ammonia is fed into the ammonia cycle in an amount corresponding to the amount of the branched gaseous ammonia.
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