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DE10001997A1 - Verbund-Kraftwerk sowie Verfahren zum Betrieb eines solchen Verbund-Kraftwerkes - Google Patents

Verbund-Kraftwerk sowie Verfahren zum Betrieb eines solchen Verbund-Kraftwerkes

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DE10001997A1
DE10001997A1 DE10001997A DE10001997A DE10001997A1 DE 10001997 A1 DE10001997 A1 DE 10001997A1 DE 10001997 A DE10001997 A DE 10001997A DE 10001997 A DE10001997 A DE 10001997A DE 10001997 A1 DE10001997 A1 DE 10001997A1
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DE
Germany
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waste heat
heat boiler
steam
power plant
steam generator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10001997A
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English (en)
Inventor
Erhard Liebig
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GE Vernova GmbH
Original Assignee
Alstom Power Schweiz AG
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Publication date
Application filed by Alstom Power Schweiz AG filed Critical Alstom Power Schweiz AG
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Publication of DE10001997A1 publication Critical patent/DE10001997A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Ein Verbund-Kraftwerk (10) umfasst eine Gasturbinenanlage (11) mit einem Verdichter (12), einer Brennkammer (13) und einer Gasturbine (14), einen der Gasturbine (14) nachgeschalteten Abhitzekessel (43) sowie einen Wasser/Dampf-Kreislauf (49) mit einer Dampfturbine (26), einem Kondensator (42), einem Speisewasserbehälter (33), und einem separat befeuerten Dampferzeuger (21) mit einer rauchgasseitig nach dem Dampferzeuger (21) angeordneten Rauchgasentstickungsanlage (23), wobei der Abhitzekessel (43) zur Dampferzeugung in den Wasser/Dampf-Kreislauf (49) eingebunden ist. DOLLAR A Bei einem solchen Kraftwerk ist zur Verbesserung des Teillastverhaltens am Abhitzekessel (43) eine Abzweigleitung (51) vorgesehen, durch welche ein vorgegebener Teil der aus der Gasturbinenanlage (11) kommenden und durch den Abhitzekessel (43) strömenden Abgase abgezweigt und vor der Rauchgasentstickungsanlage (23) den vom Dampferzeuger (21) kommenden Rauchgasen zugefügt werden kann.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kraftwerkstechnik. Sie betrifft ein Verbund-Kraftwerk gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Verbund-Kraftwerkes.
Ein Verbund-Kraftwerk der genannten Art ist beispielsweise aus dem Artikel von G. Bauer et al. "Das Verbund-Kraftwerk - eine neue Variante des kombinierten Kraftwerks", VGB Kraftwerkstechnik 73, Heft 2, S. 120-121 (1993) bekannt.
STAND DER TECHNIK
Ein konventionelles kohlegefeuertes Kraftwerk (beispielsweise ein Steinkohle­ kraftwerk) besteht im wesentlichen aus einem kohlegefeuerten Dampferzeuger, einer Kondensationsturbine und einer Kondensat-/Speisewasservorwärmung. Ein solches beispielhaftes Kohlekraftwerk bildet den rechten Teil des in Fig. 1 dargestellten Verbund-Kraftwerkes 10 und besteht aus denjenigen Anlageteilen, die mit den Bezugszeichen 21 bis 50 (mit Ausnahme des Bezugszeichens 43) bezeichnet sind. Das Wärmeschaltbild zeigt einen Wasser/Dampf-Kreislauf 49 mit einfacher Zwischenüberhitzung (Zwischenüberhitzer 22), einer dreigehäusigen Dampftur­ bine 26 mit einer Hochdruckstufe 27, einer Mitteldruckstufe 28 und einer Nieder­ druckstufe 29, und eine regenerative Vorwärmung mit einer Kondensatvorwär­ mung 37 und einer Speisewasservorwärmung 31.
Das vorgewärmte Speisewasser gelangt in den Dampferzeuger 21. Der erzeugte Frischdampf wird auf die Hochdruckstufe 27 gegeben, anschliessend zwischen­ überhitzt, und dann in den Stufen 28 und 29 entspannt. Die Dampfturbine 26 treibt einen Generator 30 an. Der Niederdruckstufe 29 der Dampfturbine 26 ist ein Kon­ densator 42 nachgeschaltet. Das resultierende Kondensat wird von einer Konden­ satpumpe 41 durch die Kondensatvorwärmung 37 in einen Speisewasserbehäl­ ter/Entgaser 33 gepumpt. Von dort pumpt eine Speisewasserpumpe 32 das Spei­ sewasser durch die Speisewasservorwärmung 31 in den Dampferzeuger 21.
Der kohlebefeuerte Dampferzeuger 21 erhält über eine Mühle 24 zerkleinerte Kohle und über einen Frischlüfter 36 die für die Verbrennung notwendige Frisch­ luft. Das entstehende Rauchgas wird nach Durchströmen des Dampferzeugers 21 gereinigt und über einen Kamin an die Umgebung abgegeben. Als erste Rauch­ gasreinigungsstufe ist eine heisse Rauchgasentstickungsanlage (High Dust DeNOx) 23 vorgesehen. Die weitere Kühlung der Rauchgase erfolgt in einem Luftvorwärmer 25. Dahinter ist ein Elektrofilter 34 vorgesehen. Der Saugzug 35 fördert die Rauchgase dann zu einer Rauchgasentschwefelungsanlage 39. Dazwi­ schen kann noch ein regenerativer Rauchgasvorwärmer 38 angeordnet sein.
Wesentlich im Hinblick auf die Erfindung ist, dass die Rauchgastemperatur eines solchen konventionellen Dampferzeugers bzw. Kessels sehr stark von der Last abhängt, und dass gleichzeitig die heute vielfach eingesetzten Rauchgasent­ stickungsanlagen in "High Dust"-Schaltung beim Rauchgas ein bestimmtes Tem­ peraturfenster von ca. 320°C (280°C) bis 400°C verlangen.
Eine andere bekannte Kraftwerksart ist das sogenannte Kombi-Kraftwerk, bei dem eine Gasturbinenanlage und ein konventionelles kohlegefeuertes Kraftwerk rauch­ gasseitig verschaltet sind. Genutzt werden dabei die Vorteile einer Kombination des Gasturbinen-Prozesses und des Clausius-Rankine-Prozesses durch Nutzung der Abwärme und des Restsauerstoffgehaltes des Gasturbinen-Abgases. Die Gasturbine wird dabei gewissermassen als Frischlüfter für den konventionell ge­ feuerten Dampferzeuger eingesetzt. Im Normalbetrieb dient das Gasturbinen-Ab­ gas der Kohlefeuerung als Sauerstoffträger. Bei Stillstand oder Ausfall der Gastur­ bine können durch einen Reservefrischlüfter und einen ausreichend dimensio­ nierten Dampf- und Rauchgasluftvorwärmer Dampferzeuger und Dampfturbine weiter betrieben werden. Ein solches Kombi-Kraftwerk ist z. B. in der EP-B1-0 591 163 oder der VGB Kraftwerkstechnik 71, Heft 2, S. 84 (1991) beschrieben bzw. dargestellt.
Die rauchgasseitige Verschaltung der Gasturbinenanlage und des konventionellen kohlegefeuerten Kraftwerkes beim Kombi-Kraftwerk haben jedoch wegen der Art der Verkopplung Nachteile, die dann zum Konzept des Verbund-Kraftwerkes ge­ führt haben, bei dem sich die Kopplung zwischen Gasturbinenanlage mit Abhit­ zekessel und Kohlekraftwerk auf den Wasser/Dampf-Kreislauf beschränkt. Ver­ schiedene Möglichkeiten dieser Kopplung zwischen Abhitzekessel und Was­ ser/Dampf-Kreislauf sind in der eingangs genannten Druckschrift offenbart.
Wird nun bei einem solchen Verbund-Kraftwerk zur Rauchgasentstickung des kohlegefeuerten Dampferzeugers die heutzutage bevorzugte katalytische Ent­ stickung (SCR) nach dem "High Dust"-Verfahren eingesetzt, muss dafür Sorge getragen werden, dass das oben erwähnte Temperaturfenster des Katalysators ca. 280°C bzw. 320°C bis 400°C) auch bei Teillast nicht verlassen wird. Bisher sind dazu die folgenden zusätzlichen Massnahmen bekannt:
  • - der vor dem Katalysator angeordnete Economizer (für die Vorwärmung des Speisewassers) erhält einen Bypass, so dass dem Rauchgas bei Bedarf durch Oeffnen des Bypasses weniger Wärme entzogen wird;
  • - für das Rauchgas wird ein Bypass geschaffen, über den bei Bedarf der Eco­ nomizer umgangen und damit der Wärmeentzug des Rauchgases verringert werden kann;
  • - für die Speisewasservorwärmung wird ein Anfahr-Teillast-Wärmeübertrager eingesetzt, der den Economizer entlastet.
Es handelt sich dabei ausschliesslich um Massnahmen, um durch Entlastung (Verminderung) der rauchgasseitigen Wärmeaufnahme im Economizer die Rauchgastemperatur (bei Teillast) vor dem Katalysator hoch zu halten.
Grundsätzlich kann durch eine anteilige Vorwärmung und Verdampfung von Spei­ sewasser im Abhitzekessel bei denjenigen Schaltungsvarianten der Verbund- Kraftwerke mit (mindestens anteiliger) Frischdampferzeugung eine Entlastung des Economizers des Dampferzeugers erreicht werden. Damit wird ein besseres Teil­ lastverhalten des konventionellen Dampferzeugers im Bezug auf die Rauchgas­ entstickungsanlage unterstützt. Dia Möglichkeiten dieser Massnahmen sind jedoch als nicht befriedigend anzusehen. Bei anderen Schaltungsvarianten ist eine solche Verbesserung ohnehin nicht vorhanden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verbund-Kraftwerk mit Rauchgasent­ stickungsanlage nach dem "High Dust"-Verfahren zu schaffen, dass unabhängig von der jeweiligen Kopplung zwischen Abhitzekessel und Wasser/Dampf-Kreislauf ein verbessertes Teillastverhalten im Bezug auf die Rauchgasentstickung zeigt, sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale der Ansprüche 1 und 9 ge­ löst. Der Kern der Erfindung besteht darin, durch eine gezielte Zuführung eines Teils der Gasturbinen-Abgase zum Dampferzeuger auch bei Teillast deselben die Rauchgastemperatur vor der Rauchgasentstickungsanlage im vorgegebenen Temperaturfenster zu halten.
Eine erste Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Einstellung bzw. Regelung des abgezweigten Teils der aus der Gasturbinen­ anlage kommenden Abgase vorgesehen sind, und dass die Einstellungs- bzw. Regelungsmittel eine in der Abzweigleitung angeordnete Klappe und eine in der vom Abhitzekessel zu einem Kamin führenden Abgasleitung angeordnete Klappe umfassen. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, für verschiedene Teil­ lastfälle den Anteil der zugefügten Gasturbinen-Abgase im Hinblick auf den Ka­ talysator jeweils optimal einzustellen.
Eine zweite Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Ab­ hitzekessel ein Heizflächensystem zur Erzeugung und/oder Ueberhitzung von Dampf für den Wasser/Dampf-Kreislauf enthält, und dass die Abzweigleitung in abgasseitiger Strömungsrichtung nach dem Heizflächensystem vom Abhitzekessel abzweigt. Durch dieses Heizflächensystem werden die Abgase der Gasturbine soweit (auf 350°C bis 400°C) abgekühlt, dass sie ohne weitere Behandlung direkt dem Dampferzeuger zugeführt werden können. Vorzugsweise enthält der Abhit­ zekessel ein weiteres Heizflächensystem zur Kondensatvorwärmung für den Was­ ser/Dampf-Kreislauf, und die Abzweigleitung vor dem weiteren Heizflächensystem vom Abhitzekessel ab.
Eine dritte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in rauchgasseitiger Strömungsrichtung vor der Rauchgasentstickungsanlage eine Heizfläche, insbesondere in Form eines Economizers oder eines Teil-Economizers angeordnet ist, und dass der abgezweigte Teil der aus der Gasturbinenanlage kommenden Abgase vor dieser Heizfläche den vom Dampferzeuger kommenden Rauchgasen zugefügt wird.
Eine vierte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der ab­ gezweigte Teil der aus der Gasturbinenanlage kommenden Abgase direkt vor der Rauchgasentstickungsanlage den vom Dampferzeuger kommenden Rauchgasen zugefügt wird.
Eine fünfte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ab­ hitzekessel zur Dampferzeugung und/oder Dampfüberhitzung in den Was­ ser/Dampf-Kreislauf eingebunden ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Rauchgas vom Dampferzeuger mittels eines hinter dem Dampferzeuger angeordneten Saugzuges zu einem Kamin befördert wird, und dass der Saugzug so betrieben wird, dass sich die abgasseitigen Drücke im Abhit­ zekessel nicht verändern. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Leistung der Gas­ turbine nicht durch erhöhte Druckverluste gemindert wird.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Rauchgas vom Dampferzeuger mittels eines hinter dem Dampferzeuger angeordneten Saugzuges zu einem Kamin befördert wird, und dass der Saugzug so betrieben wird, dass sich die abgasseitigen Drücke im Abhitzekessel verringern und sich dadurch die Leistung der Gasturbine erhöht.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung ist unabhängig von konkreten Parametern, Funktionsprinzipien, Bauweisen, Konstruktionen u. dgl. von Dampferzeuger und Abhitzekessel.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusam­ menhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines Verbund-Kraftwerkes gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 2 im Detail eine mögliche (rauchgasseitige) Verschaltung zwischen Abhitzekessel und Dampferzeuger in einem Verbund-Kraftwerk nach Fig. 1.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In Fig. 1 ist ein vereinfachtes Schaltbild eines Verbund-Kraftwerkes gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Verbund-Kraft­ werk 10 setzt sich zusammen aus einem herkömmlichen kohlebefeuerten Kraft­ werksteil mit einem in einem Wasser/Dampf-Kreislauf 49 angeordneten kohlebe­ feuerten Dampferzeuger 21 und einer Gasturbinenanlage 11 mit nachgeschalte­ tem Abhitzekessel 43. Wie bereits eingangs beschrieben, handelt es sich um ei­ nen Wasser/Dampf-Kreislauf 49 mit einfacher Zwischenüberhitzung (Zischenüber­ hitzer 22), einer dreigehäusigen Dampfturbine 26 mit einer Hochdruckstufe 27, einer Mitteldruckstufe 28 und einer Niederdruckstufe 29, und einer regenerativen Vorwärmung betshend aus einer Kondensatvorwärmung 37 und einer Speisewas­ servorwärmung 31.
Das vorgewärmte Speisewasser gelangt in den Dampferzeuger 21. Der erzeugte Frischdampf wird auf die Hochdruckstufe 27 gegeben, anschliessend zwischen­ überhitzt, und dann in den Stufen 28 und 29 entspannt. Die Dampfturbine 26 treibt einen Generator 30 an. Der Niederdruckstufe 29 der Dampfturbine 26 ist ein Kon­ densator 42 nachgeschaltet. Das resultierende Kondensat wird von einer Konden­ satpumpe 41 durch die Kondensatvorwärmung 37 in einen Speisewasserbehäl­ ter/Entgaser 33 gepumpt. Von dort pumpt eine Speisewasserpumpe 32 das Spei­ sewasser durch die Speisewasservorwärmung 31 in den Dampferzeuger 21. Nach der Kondensatpumpe 41 kann Zusatzwasser 40 zugegeben werden.
Der kohlebefeuerte Dampferzeuger 21 erhält über eine Mühle 24 zerkleinerte Kohle und über einen Frischlüfter 36 die für die Verbrennung notwendige Frisch­ luft. Das entstehende Rauchgas wird nach Durchströmen des Dampferzeugers 21 gereinigt und über einen Kamin an die Umgebung abgegeben. Als erste Abgasrei­ nigungsstufe ist eine heisse Rauchgasenstickungsanlage (High Dust DeNOx) 23 vorgesehen. Die weitere Kühlung der Rauchgase erfolgt in einem Luftvorwärmer 25. Dahinter ist ein Elektrofilter 34 vorgesehen. Der Saugzug 35 fördert die Rauchgase dann zu einer Rauchgasentschwefelungsanlage 39. Dazwischen kann noch ein regenerativer Rauchgasvorwärmer 38 angeordnet sein.
Die Gasturbinenanlage 11 umfasst einen Verdichter 12, eine Brennkammer 13 und eine Gasturbine 14. Verdichter 12 und Gasturbine 14 sind auf einem Rotor angeordnet, der zur Stromerzeugung mit einem Generator 15 verbunden ist. Die Abgase aus der Gasturbine 14 strömen durch den Abhitzekessel 43, der zwei hintereinander geschaltete Heizflächensysteme 17 und 20 enthält und verlassen den Abhitzekessel 43 in einer zu einem Kamin führenden Abgasleitung 16. Das Heizflächensystem 17 erzeugt Dampf für die Dampfturbine 26. Es erhält aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf 49 Speisewasser, welches nach der Speisewasser­ pumpe 32 entnommen wird, und speist den erzeugten Dampf vor dem Ueberhitzer 51 wieder in den Kreislauf ein. Das Heizflächensystem 20 entnimmt Kondensat nach der ersten Stufe der dreistufigen Kondensatvorwärmung 37 und speist das erwärmte Kondensat zwischen Kondensatvorwärmung 37 und Speisewasserbe­ hälter/Entgaser 33 ein.
Der innere Aufbau des Dampferzeugers 21 ist beispielhaft in Fig. 2 wiedergege­ ben. Die heissen Rauchgase des Dampferzeugers 21 durchströmen einen Ver­ dampfer 44 und einen Ueberhitzer/Zwischenüberhitzer 45 und durchlaufen dann einen ersten Economizer oder Teileconomizer 47, die Rauchgasentstickungsan­ lage 23 und einen zweiten Economizer oder Teileconomizer 48, bevor sie schliesslich durch den Luftvorwärmer 25 zum Elektrofilter 34 (Fig. 1) strömen. Vor dem Erreichen der Rauchgasentstickungsanlage 23 wird in das Rauchgas über eine Ammoniakzuführung 46 Ammoniak (NH3) eingedüst.
Im Unterschied zur herkömmlichen Verbundanlage besteht beim Verbund-Kraft­ werk der Fig. 1 neben der eben beschriebenen speisewasser- bzw. dampfseitigen Kopplung zwischen Gasturbinenanlage 11 und konventionellem Kohleblock nun zusätzlich eine rauchgasseitige Kopplung. Zwischen den beiden Heizflächensy­ stemen 17 und 20 geht vom Abhitzekessel 43 eine Abzweigleitung 51 ab, die von der Gasturbine 14 kommendes Abgas abzweigt und zum Dampferzeuger 21 führt. Welcher Anteil des durch die Abgasleitung 16 strömenden Abgases abgezweigt wird, lässt sich mittels zweier Klappen 18, 19 oder vergleichbarer Absperrele­ mente einstellen und regeln, die in der Abzweigleitung 51 bzw. in der Abgasleitung 16 angeordnet sind. Wird (z. B. bei Teillast des Dampferzeugers 21) die Klappe 19 zunehmend geschlossen und die Klappe 18 zunehmend geöffnet, erhöht sich der Anteil des abgezweigten Abgases, und umgekehrt. Das Heizflächensystem 17 kühlt dabei das aus der Gasturbine 14 austretenden Abgas nur soweit (beispielsweise auf 350°C bis 400°C) ab, dass es geeignet ist, nach Zumischung im Dampferzeuger 21 das dortige Rauchgas in dem für die katalytische Entstickung erforderlichen Temperaturfenster zu halten.
An welcher Stelle das aus dem Abhitzekessel 43 abgezweigte Abgas in den Dampferzeuger 21 eingeführt wird, richtet sich im konkreten Fall nach der dortigen Heizflächenanordnung und kann beispielhaft aus der Darstellung in Fig. 2 ent­ nommen werden. Die Abzweigleitung 51 mündet hier zwischen dem Ueberhit­ zer/Zwischenüberhitzer 45 und dem ersten (Teil-)Economizer 47 in den Dampfer­ zeuger 21. Der (gesamte) Economizer ist dabei in zwei (Teil-)Economizer 47, 48 aufgeteilt, die vor und hinter der Rauchgasentstickungsanlage 23 angeordnet sind. Es ist aber auch denkbar, dass der (gesamte) Economizer ausschliesslich vor der Rauchgasentstickungsanlage 23 angeordnet ist und so die Stelle des ersten Economizers 47 einnimmt. Schliesslich ist es auch denkbar, dass das über die Abzweigleitung 51 zugeführte Abgas direkt auf die Rauchgasentstickungsanlage 23 trifft. In diesem Fall kann der Economizer rauchgasseitig vo oder nach der Rauchgasentstickungsanlage 23 angeordnet sein.
Die erfindungsgemässe zusätzliche abgasseitige Verschaltung von Gasturbinen­ anlage und kohlegefeuertem Block hat insbesondere folgende Vorteile:
  • - Der Aufwand für diese Verschaltung ist im Vergleich zur Kombianlage gering.
  • - Das Abgas der Gasturbine ist sauber.
  • - Die Flexibilität bzgl. der Fahrweisen des Verbund-Kraftwerkes wird deutlich erhöht.
  • - Die Vorteile des Verbund-Kraftwerks an sich bleiben bis zu extremen Teillasten des konventionellen Dampferzeugers erhalten.
Zu berücksichtigen ist dabei Folgendes: Um die Leistung der Gasturbine bedingt durch den Umschaltmechanismus bezüglich des Abgases der Gasturbine nicht zu beeinflussen, ist der Saugzug 35 (Fig. 1) zur Rauchgasableitung so auszulegen und zu betreiben, dass sich die rauchgasseitigen Drücke nicht verändern.
In Abhängigkeit der konkreten Verschaltung von Abhitzekessel 43 und Was­ ser/Dampf-Kreislauf 49 sowie der Auslegung und Gestaltung des Abhitzekessels 43 besteht die Möglichkeit, den Saugzug 35 zur Rauchgasableitung so auszule­ gen und zu betreiben, dass sich die abgasseitigen Drücke im Abhitzekessel 43 verringern und sich dadurch die Leistung der Gasturbine 14 erhöht. Im Fall eines Unterdruckes müsste die Klappe 19 geschlossen werden, um ein Rücksaugen vom Kamin her zu vermeiden.
BEZUGSZEICHENLISTE
10
Verbund-Kraftwerk
11
Gasturbinenanlage
12
Verdichter
13
Brennkammer
14
Gasturbine
15
,
30
Generator
16
Abgasleitung
17
,
20
Heizflächensystem
18
,
19
Klappe
21
Dampferzeuger
22
Zwischenüberhitzer
23
Rauchgasentstickungsanlage
24
Mühle
25
Luftvorwärmer
26
Dampfturbine
27
Hochdruckstufe
28
Mitteldruckstufe
29
Niederdruckstufe
31
Speisewasservorwärmung
32
Speisewasserpumpe
33
Speisewasserbehälter/Entgaser
34
Elektrofilter
35
Saugzug
36
Frischlüfter
37
Kondensatvorwärmung
38
regenerativer Rauchgasvorwärmer
39
Rauchgasentschwefelungsanlage
40
Zusatzwasser
41
Kondensatpumpe
42
Kondensator
43
Abhitzekessel
44
Verdampfer
45
Ueberhitzer/Zwischenüberhitzer
46
Ammoniakzuführung
47
,
48
Economizer
49
Wasser/Dampf-Kreislauf
50
Ueberhitzer
51
Abzweigleitung

Claims (12)

1. Verbund-Kraftwerk (10), umfassend eine Gasturbinenanlage (11) mit ei­ nem Verdichter (12), einer Brennkammer (13) und einer Gasturbine (14), einen der Gasturbine (14) nachgeschalteten Abhitzekessel (43), sowie einen Was­ ser/Dampf-Kreislauf (49) mit einem separat befeuerten Dampferzeuger (21) mit einer direkt hinter dem Dampferzeuger (21) angeordneten Rauchgasentstickungs­ anlage (23), wobei der Abhitzekessel (43) in den Wasser/Dampf-Kreislauf (49) eingebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Abhitzekessel (43) eine Ab­ zweigleitung (51) vorgesehen ist, durch welche ein vorgegebener Teil der aus der Gasturbinenanlage (11) kommenden und durch den Abhitzekessel (43) strömen­ den Abgase abgezweigt und vor der Rauchgasentstickungsanlage (23) den durch den Dampferzeuger (21) strömenden Rauchgasen zugefügt werden kann.
2. Verbund-Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (18, 19) zur Einstellung bzw. Regelung des abgezweigten Teils der aus der Gasturbinenanlage (11) kommenden Abgase vorgesehen sind.
3. Verbund-Kraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellungs- bzw. Regelungsmittel (18, 19) eine in der Abzweigleitung (50) ange­ ordnete Klappe (18) und eine in der vom Abhitzekessel (43) zu einem Kamin füh­ renden Abgasleitung (16) angeordnete Klappe (19) umfassen.
4. Verbund-Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Abhitzekessel (43) ein Heizflächensystem (17) zur Erzeugung und/oder Ueberhitzung von Dampf für den Wasser/Dampf-Kreislauf (49) enthält, und dass die Abzweigleitung (51) in abgasseitiger Strömungsrichtung nach dem Heizflächensystem (17) vom Abhitzekessel (43) abzweigt.
5. Verbund-Kraftwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abhitzekessel (43) ein Heizflächensystem (20) zur Kondensatvorwärmung für den Wasser/Dampf-Kreislauf (49) enthält, und dass die Abzweigleitung (51) in ab­ gasseitiger Strömungsrichtung vor dem Heizflächensystem (20) vom Abhitzekes­ sel (43) abzweigt.
6. Verbund-Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in rauchgasseitiger Strömungsrichtung vor der Rauchgasent­ stickungsanlage (23) eine Heizfläche, insbesondere in Form eines Economizers (47) oder eines Teil-Economizers angeordnet ist, und dass der abgezweigte Teil der aus der Gasturbinenanlage (11) kommenden Abgase vor dieser Heizfläche den vom Dampferzeuger (21) kommenden Rauchgasen zugefügt wird.
7. Verbund-Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der abgezweigte Teil der aus der Gasturbinenanlage (11) kom­ menden Abgase direkt vor der Rauchgasentstickungsanlage (23) den vom Dampferzeuger (21) kommenden Rauchgasen zugefügt wird.
8. Verbund-Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Abhitzekessel (43) zur Dampferzeugung und/oder Dampfüber­ hitzung in den Wasser/Dampf-Kreislauf (49) eingebunden ist.
9. Verfahren zum Betrieb eines Verbund-Kraftwerkes nach einem der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgegebener Teil der aus der Gasturbinenanlage (11) kommenden und durch den Abhitzekessel (43) strömen­ den Abgase abgezweigt und vor der Rauchgasentstickungsanlage (23) den vom Dampferzeuger (21) kommenden Rauchgasen zugefügt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Gasturbinenanlage (11) kommenden und durch den Abhitzekessel (43) strömen­ den Abgase vor dem Abzweigen des vorgegebenen Teils der Abgase auf eine Temperatur zwischen 350°C und 400°C abgekühlt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeich­ net, dass das Rauchgas aus dem Dampferzeuger (21) mittels eines hinter dem Dampferzeuger (21) angeordneten Saugzuges (35) zu einem Kamin befördert wird, und dass der Saugzug (35) so betrieben wird, dass sich die abgasseitigen Drücke im Abhitzekessel (43) nicht verändern.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeich­ net, dass das Rauchgas aus dem Dampferzeuger (21) mittels eines hinter dem Dampferzeuger (21) angeordneten Saugzuges (35) zu einem Kamin befördert wird, und dass der Saugzug (35) so betrieben wird, dass sich die abgasseitigen Drücke im Abhitzekessel (43) verringern und sich dadurch die Leistung der Gas­ turbine (14) erhöht.
DE10001997A 2000-01-19 2000-01-19 Verbund-Kraftwerk sowie Verfahren zum Betrieb eines solchen Verbund-Kraftwerkes Withdrawn DE10001997A1 (de)

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