WO1998032954A1 - Kombinierte gas- und dampfturbinenanlage sowie verfahren zu deren betrieb - Google Patents

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WO1998032954A1
WO1998032954A1 PCT/DE1998/000114 DE9800114W WO9832954A1 WO 1998032954 A1 WO1998032954 A1 WO 1998032954A1 DE 9800114 W DE9800114 W DE 9800114W WO 9832954 A1 WO9832954 A1 WO 9832954A1
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steam
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Bernard Becker
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Definitions

  • the invention relates to a combined gas and steam turbine system with a gas turbine, a steam turbine and a waste heat boiler and a method for operating such a combined gas and steam turbine system.
  • EP 0436536 B1 describes a method for operating a steam turbine which has at least one medium-pressure part and one high-pressure part.
  • Hot steam for driving the steam turbine is generated with the aid of a waste heat steam generator through which a hot gas, in particular the hot exhaust gas of a gas turbine system, flows.
  • the waste heat steam generator has different sections for generating steam of different pressure and temperature levels.
  • the gas turbine system and the steam turbine system are each arranged on their own turbine shaft and with a respective one
  • the superheated steam at the highest pressure and temperature is fed to the high-pressure turbine section.
  • the steam released therein is in turn fed to the waste heat steam generator, reheated in it and fed to a medium-pressure part of the steam turbine.
  • the steam released therein is combined with steam from the waste heat steam generator at lower pressure and temperature levels and fed into the low-pressure turbine section.
  • the object of the invention is a combined gas and
  • Another object of the invention is to provide a method for operating such a combined gas and steam turbine plant.
  • the object directed to a system according to the preamble of claim 1 is achieved in that the gas turbine has at least one component which can be cooled with cooling steam and which is connected to the steam turbine and / or the waste heat boiler for cooling steam introduction and to a jet mixer for cooling steam discharge.
  • the jet mixer has a jet inlet for feeding hot steam, a jet outlet and a cooling steam inlet connected to the gas turbine, the jet outlet being connected to the steam turbine.
  • cooling steam from the gas turbine By mixing cooling steam from the gas turbine into hot steam, which is preferably discharged from the waste heat boiler, into a jet mixer, the cooling steam is effectively mixed into the hot steam.
  • the resulting steam mixture has a significantly higher pressure than the cooling steam.
  • the steam mixture thus permits feeding into the steam turbine with a particularly high degree of efficiency. The losses resulting from cooling the component or components of the gas turbine are thus reduced, viewed over the entire steam process.
  • the jet inlet of the jet mixer is preferably connected to the waste heat boiler and / or a high-pressure sub-turbine of the steam turbine, in particular to the outlet of the high-pressure sub-turbine. This ensures a high pressure of the steam mixture formed from cooling steam and superheated steam in the jet mixer.
  • the jet outlet of the jet mixer is preferably connected to a medium-pressure partial turbine and / or a low-pressure partial turbine of the steam turbine, in particular to the inlet for steam of the medium-pressure turbine and / or at a point of lower pressure.
  • An alternative embodiment of the invention is that the cooling steam emerging from the gas turbine immediately, that is, without mixing, is fed into a low-pressure sub-turbine or into a medium-pressure sub-turbine, depending on the prevailing pressure of the cooling steam, via a corresponding line.
  • the cooling steam is thus fed into the steam turbine at a suitable pressure level without additional pressure losses.
  • the turbine shaft of the gas turbine is preferably designed for cooling with cooling steam, the cooling steam of the turbine shaft being introduced into this and being led out of it again.
  • the housing of the gas turbine can also be designed in such a way that it can be flowed through for the purpose of cooling cooling steam from the high-pressure sub-turbine.
  • the combined gas and steam turbine system preferably has a single turbine shaft, which may be constructed from a plurality of shaft strands coupled to one another.
  • the turbine shaft extends over the gas turbine with a compressor and the steam turbine and is preferably connected to one or more generators. It is also possible to provide a separate turbine shaft for the gas turbine and the steam turbine.
  • a jet mixer for increasing the cooling steam of the gas turbine is arranged in a supply of cooling steam to the gas turbine.
  • the jet mixer has a jet inlet for feeding hot steam, a jet outlet for supplying the cooling steam to the gas turbine and a steam inlet for supplying steam of lower pressure than at the jet inlet.
  • the steam inlet is preferably connected to a steam outlet of a high-pressure sub-turbine and / or a high-pressure section of lower pressure of the waste heat boiler.
  • a cooling steam generated by the jet mixer can still have a pressure of high levels after flowing through the gas turbine with the pressure loss occurring, in particular a pressure which is essentially the pressure of in one Medium pressure partial turbine corresponds to incoming steam.
  • a return of cooling steam is preferably provided, which opens into the inflow region of a medium-pressure partial turbine of the steam turbine.
  • the method for operating a combined gas and steam turbine system with a gas turbine, a steam turbine comprising a high-pressure sub-turbine and a medium-pressure sub-turbine and / or a low-pressure sub-turbine and with a waste heat boiler is achieved in that the gas turbine of cooling steam is fed to the high-pressure sub-turbine or the waste heat boiler and the cooling steam leaving the gas turbine with a pressure loss is mixed into a jet of superheated steam at higher pressure and the steam of the steam turbine mixed in this way, in particular the medium-pressure sub-turbine and / or the low-pressure sub-turbine is fed.
  • all or part of this cooling steam leaving the gas turbine is immediately, i.e. without mixing with a superheated steam, fed back to the steam turbine.
  • the cooling steam of the gas turbine can be increased by using high pressure steam from the waste heat boiler with steam of lower pressure, e.g. Evaporation of the high-pressure turbine and / or steam for inflow into a medium-pressure turbine is mixed. After cooling the gas turbine, the steam can have the pressure level of the steam flowing into the medium-pressure sub-turbine.
  • 3 and 4 are each a schematic of a combined gas
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a combined gas and steam turbine system with a gas turbine 1, a steam turbine 2 and a generator 17, which are arranged on a single shaft 4, optionally composed of several shaft segments.
  • the steam turbine 2 comprises a high-pressure sub-turbine 12a and, schematically illustrated in a housing, a medium-pressure sub-turbine 12b and a low-pressure sub-turbine 12c.
  • the gas turbine system comprises the actual gas turbine 1, a compressor 15 and a combustion chamber 16 arranged in terms of flow between the compressor 15 and the gas turbine 1.
  • the gas turbine 1 is connected on the outlet side to a waste heat boiler 3 for generating superheated steam for operating the steam turbine 2.
  • the waste heat boiler 3 has sections, not shown, of different pressure levels, with a high-pressure section on the inlet side with the high-pressure sub-turbine 12a, a further high-pressure section on the inlet side with the medium-pressure sub-turbine 12b and a low-pressure section on the inlet side with the
  • Low pressure turbine part 12c is connected.
  • a jet mixer 5 (see FIG. 2) is arranged in a connection between the waste heat boiler 3 and the medium-pressure turbine section 12b.
  • the gas turbine 1 has the turbine shaft 4a and a housing 4b.
  • the guidance of cooling steam 6 in the turbine shaft 4a and not shown the housing 4b is connected on the inlet side to the steam outlet 19 of the high-pressure turbine section 12a.
  • the respective cooling steam guide of the gas turbine 1 opens into the jet mixer 5.
  • This jet mixer 5 shown schematically in a longitudinal section in FIG. 2, is directed along a main axis 14 and is essentially symmetrical to it. It has a beam inlet 7 for superheated steam 8 (see FIG. 1), directed along the main axis 18 and surrounding it, from the waste heat boiler 3.
  • the jet inlet 7 is surrounded by an annular channel 20, not shown, which tapers in the direction of flow of the superheated steam 8.
  • a cooling steam inlet 10 opens into the annular channel 20, through which cooling steam 6 can be introduced into the jet mixer 5 substantially perpendicular to the direction of flow of the superheated steam 8.
  • the tapered ring channel 20 merges into a beam outlet 9 directed along the main axis 18.
  • the cooling steam 6 flowing through the gas turbine 1 experiences a pressure loss in the gas turbine 1 and is mixed in the jet mixer 5 with superheated steam 8 from the waste heat boiler 3 at a higher pressure.
  • the jet mixer 5 is designed like a jet pump, the superheated steam 8 flowing in the direction of the main axis 18 sucking in and mixing with the cooling steam 6, the resulting mixed steam 14
  • the pressure of the superheated steam 8 can be, for example, 50% to 150% above the pressure of the cooling steam 6, wherein the pressure of the mixed steam 14 can be, for example, 25% to 75% above the pressure of the cooling steam 6.
  • the pressure of the cooling steam 6 is, for example, 15 bar
  • the pressure of the superheated steam 8 is approximately 30 bar
  • the pressure of the mixed steam 14 is approximately 20 bar.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a gas and steam turbine plant similar to the illustration according to FIG. 1, however, the cooling steam 6 emerging from the gas turbine 1 is fed directly to the medium-pressure sub-turbine 12b or the low-pressure sub-turbine 12c at a corresponding pressure level without admixing further steam, in particular superheated steam.
  • a gas and steam turbine plant similar to the gas and steam turbine plant shown in FIGS. 1 and 3 is shown schematically and in detail in FIG.
  • a jet mixer 5 is arranged therein, analogous to the jet mixer according to FIG. 2, in the supply of cooling steam 6 of the gas turbine 1 upstream of the gas turbine. With the jet inlet 7, the jet mixer 5 is connected to a high-pressure section of the waste heat boiler 3.
  • the jet outlet 9 is connected to the gas turbine 1 by a coolant guide (not shown in more detail).
  • the steam inlet 10 is connected to the steam outlet 19 of the high-pressure sub-turbine 12a and to a high-pressure section of the waste heat boiler 3, not shown, which serves to supply high-pressure steam to the medium-pressure sub-turbine 12b.
  • the cooling steam 6 emerging from the jet mixer 5 therefore has an increased pressure level and, after flowing through the
  • the invention is characterized in that cooling steam used for cooling one or more components of the gas turbine is fed back to the steam turbine.
  • This cooling steam leaving the gas turbine is preferably admixed with a superheated steam in a jet mixer acting as a jet pump, which steam is removed in particular from a high-pressure section of the waste heat boiler.
  • a jet mixer can alternatively or additionally be used to increase the pressure of the cooling steam.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage mit einer Gasturbine (1), einer Dampfturbine (2) und einem Abhitzekessel (3). Die Gasturbine (1) weist eine mit Kühldampf (6) kühlbare Komponente (4a, 4b) auf, die zur Kühldampfeinleitung mit der Dampfturbine (2) und/oder mit dem Abhitzekessel (3) verbunden ist. Zur Kühldampfableitung ist die Gasturbine (1) mit einem Strahlmischer (5) verbunden, der einen Strahleingang (7) zur Einspeisung von Heißdampf (8), einen Strahlausgang (9) und einen mit der Gasturbine (1) verbundenen Kühldampfeinlaß (10) aufweist. Der Strahlausgang (9) ist mit der Dampfturbine (2) verbunden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage.

Description

Beschreibung
Kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage sowie Verfahren zu deren Betrieb
Die Erfindung betrifft eine kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage mit einer Gasturbine, einer Dampfturbine und einem Abhitzekessel sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage .
In der EP 0436536 Bl ist ein Verfahren zum Betrieb einer Dampfturbine, die mindestens ein Mitteldruckteil und ein Hochdruckteil aufweist, beschrieben. Mit Hilfe eines von einem heißen Gas, insbesondere dem Heißen Abgas einer Gasturbi- nenanlage, durchströmten Abhitzedampferzeugers wird Heißdampf zum Antrieb der Dampfturbine erzeugt. Der Abhitzedampferzeuger weist verschiedene Sektionen zur Erzeugung von Dampf unterschiedlicher Druck- und Temperaturniveaus auf. Die Gasturbinenanlage sowie die Dampfturbinenanlage ist jeweils auf ei- ner eigenen Turbinenwelle angeordnet und mit einem jeweiligen
Generator verbunden. Der Heißdampf höchsten Druckes und höchster Temperatur wird der Hochdruck-Teilturbine zugeführt . Der darin entspannte Dampf wird wiederum dem Abhitzedampferzeuger zugeführt, in diesem zwischenüberhitzt und einem Mitteldruck- teil der Dampfturbine zugeführt. Der darin entspannte Dampf wird mit Dampf des Abhitzedampferzeugers niedrigeren Druck- und Temperaturniveaus zusammengeführt und in die Niederdruck- Teilturbine eingespeist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kombinierte Gas- und
Dampfturbinenanlage mit verbesserter Ausnutzung des in dem Abhitzekessel erzeugten Dampfes anzugeben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Betrieb einer solchen kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage anzuge- ben. Erfindungsgemäß wird die auf eine Anlage gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gerichtete Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gasturbine mindestens eine mit Kühldampf kühlbare Komponente aufweist, die zur Kühldampfeinleitung mit der Dampftur- bine und/oder dem Abhitzekessel und zur Kühldampfableitung mit einem Ξtrahlmischer verbunden ist. Der Strahlmischer weist einen Strahleingang zur Einspeisung von Heißdampf, einen Strahlausgang und einen mit der Gasturbine verbundenen Kühldampfeinlaß auf, wobei der Strahlausgang mit der Dampf- turbine verbunden ist.
Durch das Einmischen von Kühldampf aus der Gasturbine in Heißdampf, welcher vorzugsweise aus dem Abhitzekessel abgeführt wird, in einen Strahlmischer erfolgt eine effektive Zu- mischung des Kühldampfes in den Heißdampf. Das hierdurch erzielte Dampfgemisch weist einen deutlich höheren Druck als der Kühldampf auf . Das Dampfgemisch erlaubt somit eine Ein- speisung in die Dampfturbine mit einem besonders guten Wirkungsgrad. Die durch eine Kühlung der Komponente oder der Komponenten der Gasturbine entstehenden Verluste sind über den gesamten Dampfprozeß betrachtet somit reduziert.
Vorzugsweise ist der Strahleingang des Strahlmischers mit dem Abhitzekessel und/oder einer Hochdruck-Teilturbine der Dampf- turbine, insbesondere mit dem Austritt der Hochdruck-Teilturbine, verbunden. Dies gewährleistet einen hohen Druck des aus Kühldampf und Heißdampf in dem Strahlmischer gebildeten Dampfgemisches .
Der Strahlausgang des Strahlmischers ist vorzugsweise mit einer Mitteldruck-Teilturbine und/oder einer Niederdruck-Teil- turbine der Dampfturbine, insbesondere mit dem Eintritt für Dampf der Mitteldruck-Turbine und/oder an einer Stelle niedrigeren Druckes, verbunden.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der aus der Gasturbine austretende Kühldampf unmittelbar, d.h. ohne Durchmischung, in eine Niederdruck-Teilturbine oder in eine Mitteldruck-Teilturbine, je nach dem vorherrschenden Druck des Kühldampfes, über eine entsprechende Leitung eingespeist wird. Ohne zusätzliche Druckverluste ist somit eine Einspeisung des Kühldampfes bei einem geeigneten Druckniveau in die Dampfturbine gegeben.
Vorzugsweise ist die Turbinenwelle der Gasturbine zur Kühlung mit Kühldampf ausgebildet, wobei der Kühldampf der Turbinen- welle in diese eingeleitet und daraus wieder herausgeleitet wird. Das Gehäuse der Gasturbine ist ebenfalls so ausgestalt- bar, daß es zum Zwecke der Kühlung von Kühldampf aus der Hochdruck-Teilturbine durchströmbar ist.
Die kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage weist vorzugsweise eine einzige Turbinenwelle auf, die gegebenenfalls aus mehreren aneinandergekuppelten Wellensträngen aufgebaut ist . Die Turbinenwelle erstreckt sich über die Gasturbine mit Kompressor sowie die Dampfturbine und ist vorzugsweise an einen Generator oder mehrere Generatoren angeschlossen. Es ist ebenfalls möglich für die Gasturbine und die Dampfturbine jeweils eine eigene Turbinenwelle vorzusehen.
Eine weitere alternative Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in einer Zuführung von Kühldampf zur Gasturbine ein Strahlmischer zur Erhöhung des Kühldampfes der Gasturbine angeordnet ist. Der Strahlmischer weist einen Strahleingang zur Einspeisung von Heißdampf, einen Strahlausgang zur Zuführung des Kühldampfes zur Gasturbine sowie einen Dampfeinlaß zur Zuführung von Dampf geringeren Druckes als an dem Strahl- eingang auf. Der Dampfeinlaß ist vorzugsweise mit einem Dampfauslaß einer Hochdruck-Teilturbine und/oder einer Hochdrucksektion geringeren Druckes des Abhitzekessels verbunden. Ein durch den Strahlmischer erzeugter Kühldampf kann nach Durchströmen der Gasturbine mit dabei auftretendem Druckver- lust dennoch einen Druck hohen Niveaus aufweisen, insbesondere einen Druck, der im wesentlichen dem Druck von in einer Mitteldruck-Teilturbine einströmendem Dampf entspricht. Vorzugsweise ist eine Rückführung von Kühldampf vorgesehen, welche in den Einströmbereich einer Mitteldruck-Teilturbine der Dampfturbine einmündet.
Die auf ein Verfahren zum Betrieb einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage mit einer Gasturbine, einer Dampfturbine umfassend eine Hochdruck-Teilturbine sowie eine Mitteldruck- Teilturbine und/oder eine Niederdruck-Teilturbine und mit ei- nem Abhitzekessel wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gasturbine von der Hochdruck-Teilturbine oder dem Abhitzekessel Kühldampf zugeführt wird und der die Gasturbine mit einem Druckverlust verlassende Kühldampf in einen Strahl eines Heißdampfes mit höherem Druck eingemischt und der so ge- mischte Dampf der Dampfturbine, insbesondere der Mitteldruck- Teilturbine und/oder der Niederdruck-Teilturbine zugeführt wird. Alternativ oder ergänzend wird der gesamte die Gasturbine verlassende Kühldampf oder eine Teilmenge dieses Kühldampfes unmittelbar, d.h. ohne Vermischung mit einem Heißdampf höheren Druckes, der Dampfturbine wieder zugeführt.
Dies geschieht vorzugsweise in der Mitteldruck-Teilturbine oder der Niederdruck-Teilturbine bei einem Druckniveau, welches im wesentlichen dem Druckniveau des die Gasturbine verlassenden Kühldampfes entspricht. Durch beide Maßnahmen ist eine effektive Ausnutzung und Rückführung des die Gasturbine verlassenden Kühldampfes in den gesamten Dampfprozeß gegeben.
Es ist ebenfalls möglich den Druck des Kühldampfes der Gasturbine zu erhöhen, indem Hochdruckdampf des Abhitzekes- sels mit Dampf geringeren Druckes, z.B. Abdampf der Hochdruck-Teilturbine und/oder Dampf zur Einströmung in eine Mitteldruck-Teilturbine, vermischt wird. Nach Kühlung der Gasturbine kann der Dampf das Druckniveau des in die Mittel- druck-Teilturbine einströmenden Dampfes aufweisen.
Anhand der Zeichnung werden die kombinierte Gas- und Dampf- turbinenanlage sowie das Verfahren zu ihrem Betrieb näher er- läutert. Es zeigen in schematisierter nichtmaßstäblicher Darstellung unter Angabe der für die folgende Erläuterung notwendigen Komponenten die
FIG 1 ein Schema einer kombinierten Gas- und Dampf- turbinenanlage,
FIG 2 einen Strahlmischer in einem Längsschnitt und
FIG 3 und 4 jeweils ein Schema einer kombinierten Gas- und
Dampfturbinenanlage .
Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage mit einer Gasturbine 1, einer Dam'pfturbine 2 und einem Generator 17, die auf einer einzigen, gegebenenfalls aus mehreren Wellensegmenten zusammengesetzten, Welle 4 angeordnet sind. Die Dampfturbine 2 umfaßt eine Hochdruck-Teilturbine 12a sowie schematisiert in einem Gehäuse dargestellt eine Mitteldruck-Teilturbine 12b und eine Niederdruck-Teilturbine 12c. Die Gasturbinenanlage umfaßt die eigentliche Gasturbine 1, einen Verdichter 15 und eine strömungstechnisch zwischen Verdichter 15 und Gasturbine 1 angeordnete Brennkammer 16. Die Gasturbine 1 ist aus- laßseitig mit einem Abhitzekessel 3 zur Erzeugung von Heiß- dampf zum Betrieb der Dampfturbine 2 verbunden. Der Abhitzekessel 3 weist nicht näher dargestellte Sektionen unterschiedlichen Druckniveaus auf, wobei eine Hochdrucksektion einlaßseitig mit der Hochdruck-Teilturbine 12a, eine weitere Hochdrucksektion einlaßseitig mit der Mitteldruck-Teiltur- bine 12b und eine Niederdrucksektion einlaßseitig mit der
Niederdruck-Teilturbine 12c verbunden ist. In eine Verbindung zwischen Abhitzekessel 3 und Mitteldruck-Teilturbine 12b ist ein Strahlmischer 5 (siehe Figur 2) angeordnet.
Die Gasturbine 1 weist als zu kühlende Komponenten die Turbinenwelle 4a sowie ein Gehäuse 4b auf. Die nicht näher dargestellte Führung von Kühldampf 6 in der Turbinenwelle 4a sowie dem Gehäuse 4b ist einlaßseitig jeweils mit dem Dampfaus- laß 19 der Hochdruck-Teilturbine 12a verbunden. Auslaßsseitig mündet die jeweilige Kühldampfführung der Gasturbine 1 in den Strahlmischer 5 ein.
Dieser in Figur 2 schematisch in einem Längsschnitt dargestellte Strahlmischer 5 ist entlang einer Hauptachse 14 gerichtet und zu dieser im wesentlichen symmetrisch. Er weist einen entlang der Hauptachse 18 gerichteten, diese umgebenden Strahleingang 7 für Heißdampf 8 (siehe Figur 1) aus dem Abhitzekessel 3 auf. Der Strahleingang 7 ist von einem nicht näher dargestellten Ringkanal 20 umgeben, welcher sich in Strömungsrichtung des Heißdampfes 8 verjüngt. In den Ringkanal 20 mündet ein Kühldampfeinlaß 10, durch welchen Kühldampf' 6 im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des Heißdampfes 8 in den Strahlmischer 5 einführbar ist. Der sich verjüngende Ringkanal 20 geht in einen entlang der Hauptachse 18 gerichteten Strahlausgang 9 über. Der durch die Gasturbine 1 strömende Kühldampf 6 erfährt in der Gastur- bine 1 einen Druckverlust und wird in dem Strahlmischer 5 mit Heißdampf 8 aus dem Abhitzekessel 3 mit einem höheren Druck vermischt. Der Strahlmischer 5 ist wie eine Strahlpumpe ausgeführt, wobei der in Richtung der Hauptachse 18 strömende Heißdampf 8 den Kühldampf 6 ansaugt und sich mit diesem ver- mischt, wobei der hierdurch entstehende gemischte Dampf 14
(siehe Figur 1) einen Druck deutlich oberhalb des Druckes des Kühldampfes 6 aufweist. Der Druck des Heißdampfes 8 kann beispielsweise 50% bis 150% oberhalb des Druckes des Kühldampfes 6 liegen, wobei der Druck des gemischten Dampfes 14 beispielsweise 25% bis 75% oberhalb des Druckes des Kühldampfes 6 liegen kann. Der Druck des Kühldampfes 6 liegt beispielsweise bei 15 bar, der Druck des Heißdampfes 8 bei etwa 30 bar und der Druck des gemischten Dampfes 14 bei etwa 20 bar.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Gas- und Dampfturbinenanlage ähnlich der Darstellung gemäß Figur 1, wobei allerdings der aus der Gasturbine 1 austretende Kühldampf 6 unmittelbar ohne Zumischung von weiterem Dampf, insbesondere Heißdampf, der Mitteldruck-Teilturbine 12b oder der Niederdruck-Teilturbine 12c bei einem entsprechenden Druckniveau zugeführt wird. In Figur 4 ist schematisch und ausschnittsweise eine Gas- und Dampfturbinenanlage ähnlich der in Figur 1 und 3 dargestellten Gas- und Dampfturbinenan- lagen dargestellt. Hierin ist ein Strahlmischer 5 analog zu dem Strahlmischer gemäß Figur 2 in die Zuführung von Kühldampf 6 der Gasturbine 1 stromauf der Gasturbine angeordnet. Mit dem Strahleingang 7 ist der Strahlmischer 5 mit einer Hochdrucksektion des Abhitzekessel 3 verbunden. Der Strahlausgang 9 ist mit einer nicht näher dargestellten Kühlmittelführung mit der Gasturbine 1 verbunden. Der Dampfein- laß 10 ist mit dem Dampfauslaß 19 der Hochdruck-Teilturbine 12a sowie mit einer der Zuführung von Hochdruckdampf in die Mitteldruck-Teilturbine 12b dienenden nicht näher dargestellten Hochdrucksektion des Abhitzekessels 3 verbunden. Der aus dem Strahlmischer 5 austretende Kühldampf 6 weist mithin ein erhöhtes Druckniveau auf und hat nach Durchströmen der
Gasturbine 1 und Erleidung eines Druckabfalles einen Druck vergleichbar des Druckes des in die Mitteldruck-Teilturbine 12b einströmenden Dampfes . Der Kühldampf 6 wird aus der Gasturbine 1 in die Mitteldruck-Teilturbine 12b zurückge- führt. Die Bezugszeichen gemäß Figur 3 und 4 haben entsprechend dieselbe Bedeutung wie die Bezugszeichen gemäß Figur 1.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zur Kühlung einer Komponente oder mehrerer Komponenten der Gasturbine ver- wendeter Kühldampf wieder der Dampfturbine zugeleitet wird.
Vorzugsweise wird dieser die Gasturbine verlassende Kühldampf in einem als Strahlpumpe wirkenden Strahlmischer einem Heißdampf beigemischt, welcher insbesondere aus einer Hochdrucksektion des Abhitzekessels entnommen wird. Ein solcher Strahlmischer kann alternativ oder ergänzend zur Erhöhung des Druckes des Kühldampfes verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage mit einer Gasturbine (1) , einer Dampfturbine (2) und einem Abhitzekessel (3) d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gasturbine (1) mindestens eine mit Kühldampf (6) kühlbare Komponente (4a, 4b) aufweist, die zur Kühldampfeinleitung mit der Dampfturbine (2) und/oder mit dem Abhitzekessel (3) und zur Kühldampfableitung mit einem Strahlmischer (5) verbunden ist, der einen Strahleingang (7) zur Einspeisung von Heißdampf (8) , einen Strahlausgang (9) und einen mit der Gasturbine (1) verbundenen Kühldampfeinlaß (10) aufweist, wobei der Strahlausgang (9) mit der Dampfturbine (2) verbunden ist.
2. Kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dampfturbine (2) eine Hochdruck-Teilturbine (12a) aufweist, und der Strahleingang (7) mit der Hochdruck-Teilturbine (12a) und/oder dem Abhitzekessel (3) verbunden ist.
3. Kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dampfturbine (2) eine Mitteldruck-Teilturbine (12b) und/oder eine Niederdruck-Teilturbine (12c) aufweist, mit der oder mit de- nen der Strahlausgang (9) verbunden ist.
4. Kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage mit einer Gasturbine (1) , einer Dampfturbine (2) umfassend eine Hochdruck- Teilturbine (12a) sowie eine Mitteldruck-Teilturbine (12b) und/oder eine Niederdruck-Teilturbine (12c) und mit einem Abhitzekessel (3) d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gasturbine (1) mindestens eine mit Kühldampf (6) kühlbare Komponente (4a, 4b) aufweist, die zur Kühldampfeinleitung mit der Hochdruck-Teilturbine (12a) und/oder mit dem Abhitzekessel (3) und zur Kühldampfableitung unmittelbar mit der Mit- teldruck-Teilturbine (12b) und/oder der Niederdruck-Teilturbine (12c) verbunden ist.
5. Kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die kühl- bare Komponente (4a, 4b) eine Turbinenwelle (4a) und/oder ein Gehäuse (4b) der Gasturbine (1) ist.
6. Kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gasturbine (1) und die Dampfturbine (2) ein gemeinsame Turbinenwelle (4) aufweisen.
7. Kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage mit einer Gasturbine (1) , einer Dampfturbine (2) und einem Abhitzekessel (3) d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gasturbine (1) mindestens eine mit Kühldampf (6) kühlbare Kompo- nente (4a, 4b) aufweist, die zur Kühldampfeinleitung mit der Dampfturbine (2) und/oder mit dem Abhitzekessel (3) über einen Ξtrahlmischer (5) verbunden ist, welcher einen Strahl- eingang (7) zur Einspeisung von Heißdampf (8) , einen mit der kühlbaren Komponente (4a, 4b) der Gasturbine (1) verbundenen Strahlausgang und einen Dampfeinlaß (10) zur Einleitung von Dampf geringeren Druckes als zur Einleitung an dem Strahleingang (7) aufweist.
8. Verfahren zum Betrieb einer kombinierten Gas- und Dampf- turbinenanlage mit einer Gasturbine (1) , einer Dampfturbine
(2) umfassend eine Hochdruck-Teilturbine (12a) sowie eine Mitteldruck-Teilturbine (12b) und/oder eine Niederdruck-Teilturbine (12c) und mit einem Abhitzekessel (3) d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Gasturbine (1) von der Hochdruck-Teilturbine (12a) oder dem Abhitzekessel (3) Kühldampf (6) zugeführt, der die Gasturbine (1) mit einem Druckverlust verlassende Kühldampf (6) in einen Strahl (13) eines Heißdampfes (8) mit höherem Druck eingemischt und der so gemischte Dampf (14) der Dampfturbine (2) , insbesondere der Mitteldruck-Teilturbine (12b) und/oder der Niederdruck-Teilturbine (12c) , zugeführt wird.
9. Verfahren zum Betrieb einer kombinierten Gas- und Dampf- turbinenanlage mit einer Gasturbine (1) , einer Dampfturbine (2) umfassend eine Hochdruck-Teilturbine (12a) sowie eine Mitteldruck-Teilturbine (12b) und/oder eine Niederdruck-Teil- turbine (12c) und mit einem Abhitzekessel (3) d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Gasturbine (1) von der Hochdruck-Teilturbine (12a) oder dem Abhitzekessel (3) Kühldampf (6) zugeführt wird, der die Gasturbine (1) mit einem Druckverlust verlassende Kühldampf (6) wird direkt der Mitteldruck-Teilturbine (12b) und/oder der Niederdruck-Teilturbine (12c) zugeführt.
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