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DE1601649B2 - Gasturbinenanlagw - Google Patents

Gasturbinenanlagw

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Publication number
DE1601649B2
DE1601649B2 DE19671601649 DE1601649A DE1601649B2 DE 1601649 B2 DE1601649 B2 DE 1601649B2 DE 19671601649 DE19671601649 DE 19671601649 DE 1601649 A DE1601649 A DE 1601649A DE 1601649 B2 DE1601649 B2 DE 1601649B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine
pressure
compressor
reactor
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671601649
Other languages
English (en)
Other versions
DE1601649A1 (de
Inventor
Peter Dr Ing Schottikon Suter (Schweiz)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sulzer AG
Original Assignee
Gebrueder Sulzer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gebrueder Sulzer AG filed Critical Gebrueder Sulzer AG
Publication of DE1601649A1 publication Critical patent/DE1601649A1/de
Publication of DE1601649B2 publication Critical patent/DE1601649B2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D5/00—Arrangements of reactor and engine in which reactor-produced heat is converted into mechanical energy
    • G21D5/04—Reactor and engine not structurally combined
    • G21D5/06—Reactor and engine not structurally combined with engine working medium circulating through reactor core
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/04—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
    • F02C1/10—Closed cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/16—Control of working fluid flow
    • F02C9/18—Control of working fluid flow by bleeding, bypassing or acting on variable working fluid interconnections between turbines or compressors or their stages
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D3/00—Control of nuclear power plant
    • G21D3/08—Regulation of any parameters in the plant
    • G21D3/12—Regulation of any parameters in the plant by adjustment of the reactor in response only to changes in engine demand
    • 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
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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Description

kuperator 6 sowie den Rückkühler 10, in dem, ebenso wie in den Zwischenkühlern 2 und 4, Wärme mit Hilfe eines Kühlmittels, z. B. Wasser, nach außen abgeführt wird, wird das entspannte Gas schließlich auf seinen Ausgangszustand vor dem ND-Verdichter 1 zurückgeführt.
Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, daß die äußere Wärmezufuhr zur Anlage erst und nur vor der ND-Turbine 9 erfolgt.
Vor dem ND-Verdichter 1 ist erfindungsgemäß das steuerbare Drosselorgan 55 vorgesehen, zu dem eine mit der HD-Welle 17 verbundene Rekuperationsturbine 56 parallel geschaltet ist. Der Durchfluß durch die Turbine 56 kann über ein Drosselorgan 57 verändert werden. Beide Organe 55 und 57 werden vom Lastgeber 36 über die Signalleitung 34 und 34 a beeinflußt, wobei unter Umständen der Strömungsweg durch die Turbine 56 erst freigegeben wird, wenn durch das Organ 55 bereits in gewissem Umfang eine Drosselung des durch den Verdichter 1 angesaugten Arbeitsmittels erfolgt ist.
Für den Schutz des Reaktors 8 sind weitere Regeleinrichtungen vorgesehen. Eine dieser Einrichtungen dient der Temperaturbegrenzung des aus dem Reaktor 8 austretenden CO2. Sie wirkt in Abhängigkeit von den Meßwerten eines Temperaturfühlers auf den Verstellmechanismus der Reaktorregelstäbe, was in der Zeichnung nicht ausdrücklich dargestellt ist. Eine zweite Regeleinrichtung dient der Druckregelung am Austritt des Reaktors 8, beispielsweise auf einen annähernd konstanten Wert. Der Druck
ίο wird dabei durch den Fühler 46 gemessen und auf den Regler 45 geführt, der durch die Signalleitung 17 mit einer Auswahlvorrichtung 58 verbunden ist. Durch diese wird das vom Lastgeber 36 herkommende Signal übersteuert, wenn der gemessene Druck einen bestimmten Wert übersteigt.
Wie schon kurz erwähnt, beruht die Teillastregelung nach der Erfindung darauf, daß durch das Drosselorgan 55 in Verbindung mit der Turbine 56 der Eingangsdruck des Verdichters 1 erniedrigt wird, wodurch bei konstanter Drehzahl der ND-Welle 16 der Mengenstrom pro Zeiteinheit innerhalb der Anlage verringert wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 spezifischen Probleme werden jedoch.durch diese gePatentansprüche: nannte Verdichteranlage einer Lösung nicht näher gebracht.
1. Mindestens zweiwellige geschlossene Gas- Weiterhin sind Rekuperationsturbinen im Zuturbinenanlage in Verbindung mit einem Kern- 5 sammenhang mit Brenngasverdichtern bekannt, um reaktor und mit mindestens einem Verdichter die Energie der zuvor in den Verdichtern kom- und einer Turbine je Welle und Zwischenkühlung primierten, jedoch nicht verbrauchten Brenngase zwischen den Verdichtern und Zwischen- teilweise wieder zurückzugewinnen.
erhitzung, z. B. durch den Kernreaktor, zwischen Obwohl durch diese Energierückgewinnung mit
den Turbinen, wobei die ND-Turbine die Nutz- io Hilfe der Turbine der Gesamtwirkungsgrad der
last abgibt, dadurch gekennzeichnet, dortigen Anlage ebenfalls verbessert wird, ist die be-
daß vor dem ND-Verdichter (1) ein von einem kannte Regelung von derjenigen nach der Erfindung
Lastgeber (36) steuerbares Drosselorgan (55) an- grundsätzlich verschieden, da beispielsweise die
geordnet ist, zu dem eine mit der HD-Welle (17) Turbine nicht zu einem dem Verdichter vorge-
verbundene Rekuperationsturbine (56) parallel 15 schalteten Drosselorgan, sondern zum Verdichter
geschaltet ist. selbst parallel geschaltet ist.
2. Gasturbinenanlage nach Anspruch 1, da- Die Wirksamkeit der Teillastregelung gemäß der durch gekennzeichnet, daß im zum ersten Erfindung beruht darauf, daß der Eingangsdruck in Drosselorgan (55) parallelen Leitungsstrang der dem ND-Verdichter erniedrigt und damit die je Zeit-Rekuperationsturbine (56) ein Drosselorgan (57) 20 einheit strömende Arbeitsmittelmenge vermindert vorgesehen ist, dessen normale Beeinflussung wird. Durch die Regeleingriffe entstehende Druckdurch den Lastgeber (36) von einem Druck- Schwankungen treten daher primär in vom Reaktor fühler (46) am Reaktorausgang über einen relativ weit entfernt liegenden Bereichen der Anlage Druckregler (45) mittels einer gemeinsamen Aus- auf.
wähleinrichtung (58) übersteuert wird, wenn der 25 Der Schutz des Reaktors vor unzulässigen Druck-Druck einen bestimmten Wert übersteigt. erhöhungen läßt sich vorteilhafterweise weiter verbessern, wenn im zum ersten Drosselorgan parallelen Leitungsstrang der Rekuperationsturbine ein Drossel-
organ vorgesehen ist, dessen normale Beeinflussung
30 durch den Lastgeber von einem Dmckfühler am Reaktorausgang über einen Druckregler mittels einer
Die Erfindung betrifft eine mindestens zweiwellige gemeinsamen Auswahleinrichtung übersteuert wird, geschlossene Gasturbinenanlage in Verbindung mit wenn der Druck einen bestimmten Wert übersteigt, einem Kernreaktor und mit mindestens einem Ver- Dabei wird die Anlage nach Möglichkeit so bedichter und einer Turbine je Welle und Zwischen- 35 trieben, daß der Druck vor der ND-Turbine, d. h. kühlung zwischen den Verdichtern und Zwischen- unmittelbar hinter dem Reaktor, mindestens anerhitzung, z. B. durch den Kernreaktor, zwischen nähernd konstant gehalten wird,
den Turbinen, wobei die ND-Turbine die Nutzlast Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines
abgibt. in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
Bei Gasturbinenanlagen der genannten Art, bei 4° näher erläutert.
denen das Arbeitsmittel gleichzeitig als Reaktor- Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung
kühlmittel direkt einen Kernreaktor durchströmt, ist die erfindungsgemäße, mit .einem Kernreaktor verbei Teillastregelung darauf zu achten, daß die dabei bundene Anlage mit CO2-Kreislauf, wobei auch die auftretenden Druckerhöhungen wegen einer gewissen Regelung der Anlage gezeigt ist. Mechanische An-Druckempfindlichkeit des Reaktors, besonders im 45 triebe sind in der Zeichnung als Doppellinien, gas-Bereich desselben, vorher festgelegte Grenzen nicht förmiges CO2 führende Leitungen als einfache überschreiten. Linien, Kondensat führende Leitungen gestrichelt
Der Erfindung liegt daher als Aufgabe eine Ver- und Signalleitungen strichpunktiert gezeichnet,
besserung des Teillastwirkungsgrads in einer ge- Der Niederdruck-(ND)-Verdichter 1, der mit dem
schlossenen Gasturbinenanlage der beschriebenen 5° Generator 15 auf der ND-Welle 16 der Anlage sitzt, Art bei gleichzeitig ausreichendem Schutz des saugt aus dem Rückkühler 10 kaltes entspanntes Gas Reaktors vor unzulässig hohen Drücken zugrunde. an und verdichtet es auf einen Zwischendruck. Über Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß vor den Zwischenkühler 2 gelangt das Gas dann in den dem ND-Verdichter ein von einem Lastgeber Steuer- Mitteldruck-(MD)-Verdichter 3, der von der Hochbares Drosselorgan angeordnet ist, zu dem eine mit 55 druck-(HD)-Turbine 7 über die HD-Welle 17 angeder HD-Welle verbundene Rekuperationsturbine trieben wird. Auf dieser Welle ist weiterhin der parallel geschaltet ist. HD-Verdichter 5 angeordnet. Vom Ausgang des
Bei einer von einem Elektromotor angetriebenen MD-Verdichters 3 strömt das Gas über den Zwi-Turboverdichteranlage mit einem offenen Luftkreis- schenkühler 4 und den HD-Verdichter 5 in den Relauf (deutsches Patent 1 023 178) ist es zwar be- 60 kuperator 6, in dem es durch die Abwärme des zum kannt, in der Saugleitung des Niederdruckverdichters Rückkühler 10 zurückströmenden entspannten Gasein Drosselorgan und in Parallelschaltung zu diesem Stroms erhitzt wird, ehe es in der HD-Turbine 7 Drosselorgan eine Rekuperationsturbine anzuordnen, teilweise entspannt wird.
die einen dem Hochdruckverdichter nachgeschalteten, In dem auf die HD-Turbine 7 im Strömunjrsweg
auf einer eigenen Welle angeordneten Zusatz- 65 folgenden Kernreaktor 8 wird das CO., zwischenverdichter antreibt. Die bei geschlossenen Gas- erhitzt, ehe es in der ND-Turbine 9 auf den Anturbinenanlagen der genannten Art durch den direkt fancsdruck entspannnt wird und dabei die Nutzim Kreislauf liegenden Kernreaktor auftretenden leistung abgibt. Auf seinem Weg durch den Re-
DE19671601649 1967-07-27 1967-08-05 Gasturbinenanlagw Pending DE1601649B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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CH1068267A CH476209A (de) 1967-07-27 1967-07-27 Gasturbinenanlage

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Publication Number Publication Date
DE1601649A1 DE1601649A1 (de) 1971-01-07
DE1601649B2 true DE1601649B2 (de) 1972-02-10

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BE (1) BE718631A (de)
CH (1) CH476209A (de)
DE (1) DE1601649B2 (de)
ES (1) ES355861A1 (de)
FR (1) FR1569507A (de)
GB (1) GB1230005A (de)
NL (1) NL6711874A (de)

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