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Dampfturbinen für kombinierte Prozesse

  • Stefan aus der Wiesche
Chapter

Zusammenfassung

Von einem kombinierten Kraftwerksprozess spricht man, wenn zwei unabhängige Prozesse zu einer übergeordneten Wärmekraftanlage zusammengefasst werden. Auf den ersten Blick scheinen die Kombinationsmöglichkeiten nahezu unbegrenzt, aber es wird sich nach einer allgemeinen Betrachtung zeigen, dass es für Großkraftwerke nur einen einzigen erfolgreichen Prozess dieser Art gibt, nämlich den kombinierten Gas- und Dampfkraftprozess. Dieser ist im deutschen Sprachraum auch unter der von Siemens eingeführten Bezeichnung „GuD“ bekannt. Der GuD-Prozess ist aus mehreren Gründen so vorteilhaft, dass er aktuell eindeutig den Kraftwerksmarkt dominiert. Sein hoher Wirkungsgrad, die niedrigen Investitionskosten, die kurzen Errichtungszeiten und die geringen CO2-Emissionen machen die Attraktivität der kombinierten Gas- und Dampfkraftwerke für Investoren und Betreiber aus. Weltweit beträgt der Anteil dieser Kraftwerksklasse bei der Vergabe von Neubauprojekten über 50 %. Einige Angaben zu den Wachstumsraten und Marktanteilen fanden sich auch schon im einführenden Kapitel 1. Aus Sicht der europäischen und amerikanischen Dampfturbinenindustrie hat sich das Gewicht von den reinen Dampfkraftwerken hin zu den kombinierten Gas- und Dampfkraftwerken verschoben.

In diesem Kapitel werden nach einer kraftwerkstechnischen Einordung die konstruktiven Besonderheiten der Dampfturbinen für kombinierte Gas- und Dampfkraftwerke behandelt. Da bei einem kombinierten Kraftwerksprozess die Teilprozesse nicht unabhängig voneinander sind, müssen hierzu auch einige wichtige Grundlagen aus dem Bereich der Gasturbinen und der übrigen Kraftwerkskomponenten vorangestellt werden. Zusätzlich wird in diesem Kapitel auch die nachträgliche Umrüstung eines reinen Dampfkraftwerks zu einer Anlage mit Gasturbine behandelt. Dieser auch als Repowering bekannte Schritt basiert auf ehemaligen Dampfkraftwerken und führt auf kombinierte Gas- und Dampfturbinenprozesse.

Literatur

  1. ARA2011.
    Araki, M.; Masada, J.; Hada, S.; Ito, E.; Tsukagoshi, K.: Development of Mitsubishi 1600 °C Class J-Type Gas Turbine. In: Proceedings ASME Power Conference, Volume 1, Paper POWER2011-55388, Denver, Colorado, USA, July 12–14, (2011).Google Scholar
  2. BAI1989.
    Baily, F.G., Rendine, A.P., Robbins, K.E.: Steam Turbines for STAG Combined-Cycle power Systems. Proc. Am. Power Conf. 51, 389–393 (1989)Google Scholar
  3. BIT2002.
    Bitterlich, W., Ausmeier, S., Lohmann, U.: Gasturbinen und Gasturbinenanlagen. Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden (2002). ISBN 978-3519003847CrossRefGoogle Scholar
  4. BOY2010.
    Boyce, M.P.: Handbook for Cogeneration and Combined Cycle Power Plants, 2. Aufl. ASME Press, New York (2010)Google Scholar
  5. CAN2016.
    Gülen, C.S.: Etude on Gas Turbine Combined Cycle Power Plant – Next 20 Years. Asme J. Eng. Gas Turbines Power 138, 51701 (2016)CrossRefGoogle Scholar
  6. CHA2000.
    Chase, D.L.; Kehoe, P.T.: GE Combined-Cycle product Line and Performance. GER-3574G, New York: Schenectady 2000.Google Scholar
  7. DIE1974.
    Dietzel, F.: Gasturbinen. Vogel-Verlag, Würzburg (1974)Google Scholar
  8. DOL2001.
    Dolezal, R.: Kombinierte Gas- und Dampfkraftwerke. Springer, Berlin (2001)CrossRefGoogle Scholar
  9. FIA2008.
    Fiadjoe, T.: Estimating HP-IP Midspan Packing Leakage in Combined Cycles. Asme J. Eng. Gas Turbines Power 130(2), 23007 (2008)CrossRefGoogle Scholar
  10. FRU2005.
    Frutschi, H.U.: Closed-Cycle Gas Turbines. ASME Press, New York (2005). ISBN 978-0791802267CrossRefGoogle Scholar
  11. FUK2009.
    Fukada, H., Ohyama, H., Miyakawi, T., Mori, K., Kadoya, Y., Hirakawa, Y.: Development of 3,600-rmp 50-inch/3000-rpm 60-inch Ultra-long Exhaust End Blades. MHI Tech. Rev. 46(6), 18–25 (2009)Google Scholar
  12. HOR1995.
    Horlock, J.H.: Combined Power Plants – Past, Present, and Future. ASME J. Eng. Gas Turbines Power 117(4), 608–616 (1995)CrossRefGoogle Scholar
  13. KEH1985.
    Kehlhofer, R.: Kombinierte Gas-/Dampfturbinenkraftwerke. Kapitel 2. In: Bohn, T. (Hrsg.) Handbuchreihe Energie, Bd. 7, Technischer Verlag Resch, Köln (1985)Google Scholar
  14. KEH2009.
    Kehlhofer, R., Hannemann, F., Stirnimann, F., Rukes, B.: Combined-Cycle Gas & Steam Turbine Power Plants. PennWell Books, Tulsa (2009)Google Scholar
  15. KUG1990.
    Kugeler, K., Phlippen, P.-W.: Energietechnik. Springer, Berlin (1990)CrossRefGoogle Scholar
  16. LEC2010.
    Lechner, C., Seume, J. (Hrsg.): Stationäre Gasturbinen, 2. Aufl. Springer-VDI, Berlin (2010)Google Scholar
  17. LEY2007.
    Leyzerovich, A.S.: Steam Turbines for Modern Fossil Fuel Power Plants. Fairmont Press, Lilburn (2007)Google Scholar
  18. MUR2011.
    Murata, Y.; Shibukawa, Murakami, I.; Kaneko, J.; Okuno, K.: Development of 60 Hz Titanium 48-Inch Last Stage Blade for Steam Turbine. In: Proceedings ASME Power Conference, Volume 1, Paper POWER2011-66465, Denver, Colorado, USA, July 12–14, (2011).Google Scholar
  19. NAK2005.
    Nakano, T., Tanaka, K., Nakazawa, T., Nishimoto, S., Takeda, K., Miyawaki, T.: Development of Large-Capacity Single-Casing Reheat Steam Turbines for Single-Shaft Combined Cycle Plant. MHI Tech. Rev. 42(3), 1–5 (2005)Google Scholar
  20. SAR2015.
    Saravanamuttoo, H., Cohen, H., Rogers, G.F.C.: Gas Turbine Theory, 5. Aufl. Pearson (2015)Google Scholar
  21. SEI1960.
    Seippel, C., Bereuter, R.: The Theory of Combined Steam and Gas Turbine Installations. Brown Bover Rev. 47, 83 (1960)Google Scholar
  22. STE1988.
    STEAG AG (Hrsg.): Strom aus Steinkohle. Springer, Berlin (1988)Google Scholar
  23. STO1924.
    Stodola, A.: Dampf- und Gasturbinen, 6. Aufl. Springer, Berlin (1924)CrossRefGoogle Scholar
  24. STR2009.
    Strauß, K.: Kraftwerkstechnik, 6. Aufl. Springer, Berlin (2009). ISBN 978-3642014307CrossRefGoogle Scholar
  25. TER2001.
    Termuehlen, H.: 100 Years of Power Plant Development. ASME Press, New York (2001)Google Scholar
  26. THI2009.
    Thiemann, T.: Moderne Kraftwerkstechnologie. Festvortrag, Fachhochschule Münster, Steinfurt 2009.Google Scholar
  27. TRA1962.
    Traupel, W.: Kombinierte Gas- und Dampf-Turbinen für extreme hohe Temperaturen. BWK 14, 361–367 (1962)Google Scholar
  28. ZAH2010.
    Zahoransky, R., Allelein, H.-J., Bollin, E., Oehler, H., Schelling, U.: Energietechnik, 5. Aufl. Vieweg+Teubner, Wiesbaden (2010). ISBN 978-3834812070Google Scholar

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Authors and Affiliations

  • Stefan aus der Wiesche
    • 1
  1. 1.Fachhochschule MünsterSteinfurtDeutschland

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