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DE102011102599A1 - Method for operating a small gas turbine arrangement, and small gas turbine arrangement itself - Google Patents

Method for operating a small gas turbine arrangement, and small gas turbine arrangement itself Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betrieb einer Kleingasturbinenanordnung, sowie Kleingasturbinenanordnung selbst, mit mindestens einem Verdichter/-stufe und mindestens einer Turbine oder Turbinenstufe, bei welcher Verdichter und Turbinen/Turbinenstufen auf eine Generatorachse zur Stromerzeugung einwirken. Um hierbei eine deutliche Wirkungsgradsteigerung zu erzielen, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass bei einer Anzahl N Turbinen oder Turbinenstufen, vor jeder Turbine bzw. Turbinenstufe eine Brennkammer angeordnet ist, und der Gasausgang jeder Turbine bzw. Turbinenstufe zunächst in die Brennkammer der nächstfolgenden Turbine bzw. Turbinenstufe eingeleitet wird, und dass der Gasauslass der letzten Turbine bzw. Turbinenstufe wiederum über eine Rekuperation thermische Energie wieder zurück in den Gasstrom vor Eintritt in die erste Brennkammer der ersten Turbinenstufe führt.The invention relates to methods for operating a small gas turbine arrangement, and small gas turbine arrangement itself, with at least one compressor / stage and at least one turbine or turbine stage, in which the compressor and turbine / turbine stages act on a generator axis for power generation. In order to achieve a significant increase in efficiency, it is proposed according to the invention that a combustion chamber is arranged in front of each turbine or turbine stage in the case of a number of N turbines or turbine stages, and that the gas outlet of each turbine or turbine stage first enters the combustion chamber of the next turbine or turbine stage is initiated, and that the gas outlet of the last turbine or turbine stage in turn leads via recuperation thermal energy back into the gas stream before entering the first combustion chamber of the first turbine stage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Kleingasturbinenanordung, sowie Kleingasturbine selbst, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 11.The invention relates to a method for operating a small gas turbine arrangement, as well as a small gas turbine itself, according to the preamble of patent claims 1 and 11.

Mikro- oder Kleingasturbinen gewinnen im Zusammenhang mit dem Einsatz von erneuerbaren Energieträgern bzw. nachwachsenden Rohstoffen zunehmend an Bedeutung. Mittlerweile sind auch Techniken bekannt, bei denen mit Hilfe von Staubfeuerungen von trockener Biomasse hohe Prozesstemperaturen erzielt werden. In Bezug auf das Gesamtkonzept sind somit Kleingasturbinen zur Stromerzeugung aus nachwachsenden Rohstoffen von Bedeutung. Es ist außerdem bekannt, dass Gasturbinen derzeit mit den durchgeführten Kreisprozessen einen maximalen Wirkungsgrad von weniger als 40% erreichen.Micro or small gas turbines are becoming increasingly important in connection with the use of renewable energy sources or renewable raw materials. Meanwhile, techniques are known in which high process temperatures are achieved with the help of dust firing of dry biomass. With regard to the overall concept, small gas turbines are therefore important for the generation of electricity from renewable raw materials. It is also known that gas turbines currently achieve a maximum efficiency of less than 40% with the cycle processes carried out.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu entwickeln, dass deutlich höhere Wirkungsgrade entstehen, und eine insbesondere auf die Verwendung nachwachsender Rohstoffe besonders vorteilhaft applizierbare Technik entsteht.The invention is therefore based on the object to further develop a method of the generic type to the effect that significantly higher efficiencies, and in particular a particularly applicable to the use of renewable raw materials Applicable technique arises.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The stated object is achieved in a method of the generic type by the characterizing features of claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 angegeben.Further advantageous embodiments of the method are specified in the dependent claims 2 to 8.

Im Hinblick auf eine Kleingasturbine selbst, ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 11 gelöst.With regard to a small gas turbine itself, the stated object is achieved by the characterizing features of claim 11.

Weitere diesbezügliche Ausgestaltungen sind in den übrigen abhängigen Ansprüche angegeben.Further relevant embodiments are specified in the remaining dependent claims.

Dem schließt sich in den Ansprüchen 9 und 10 eine erfindungsgemäße Verwendung an.This is followed in claims 9 and 10, a use according to the invention.

Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist, dass bei einer Anzahl von N Turbinen, vor jeder Turbine bzw. Turbinenstufe eine Brennkammer angeordnet ist, und der Gasausgang jeder Turbine bzw. Turbinenstufe zunächst in die Brennkammer der nächstfolgenden Turbine bzw. Turbinenstufe eingeleitet wird, und dass der Gasauslass der letzten Turbine bzw. Turbinenstufe wiederum über eine Rekuperation thermische Energie wieder zurück in den Gasstrom vor Eintritt in die erste Brennkammer der ersten Turbinenstufe führt.Core of the inventive method is that in a number of N turbines, before each turbine or turbine stage, a combustion chamber is arranged, and the gas outlet of each turbine or turbine stage is first introduced into the combustion chamber of the next turbine or turbine stage, and that the gas outlet the last turbine or turbine stage in turn via a recuperation thermal energy back into the gas stream before entering the first combustion chamber of the first turbine stage leads.

Der sich ergebende Vorteile ist, dass dies zu einer erheblichen Steigerung des Wirkungsgrades führt.The resulting benefits is that this leads to a significant increase in efficiency.

Außerdem lassen sich solche Kleingasturbinenanordnungen extrem kompakt bauen. Ferner wird eine hohe Drehzahlfreiheit geschaffen, mit Mitteln, die noch nachfolgend näher beschrieben werden.In addition, such small gas turbine arrangements can be built extremely compact. Furthermore, a high speed is created, with means that will be described in more detail below.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass im mechanischen Dreheingriff der Turbinen bzw. Turbinenstufen eine Verdichteranordnung mit M Stufen vorgesehen ist, bei welcher die Verdichterstufen (1 bis M) (druckmittelschlüssig) in Reihe geschaltet sind, und dass zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden Verdichterstufen, d. h. hinter jeder Verdichterstufe ein flüssiges Verdampfermedium injiziert wird, derart, dass auch hinter dem letzten Verdichter ebenfalls eine letzte Injektion erfolgt. Aus diesem Konzept ergeben sich die bereits erwähnten Wirkungsgradsteigerungen im Prozess.In a further advantageous embodiment, it is stated that in the mechanical rotational engagement of the turbines or turbine stages, a compressor arrangement with M stages is provided, in which the compressor stages (1 to M) are connected in series (pressure medium-locking), and that between each two successive compressor stages, d. H. behind each compressor stage, a liquid evaporator medium is injected, such that also behind the last compressor is also a final injection. This concept results in the already mentioned efficiency increases in the process.

Einer der wesentlichen Aspekte der Erfindung ist, dass die Kleingasturbinenanordnung mit mehreren Verdichterstufen und mehreren Turbinenstufen, nach Art eines Turbinenkreisprozesses ausgestaltet ist.One of the essential aspects of the invention is that the small gas turbine arrangement is configured with a plurality of compressor stages and a plurality of turbine stages, in the manner of a turbine circuit process.

Zusammengefasst ergeben sich bei diesem Konzept folgende Aspekte im Detail.

  • – Als Getriebeaufbau mit einem zentralen Sonnen-Zahnrad mit dem der Generator verbunden ist, und auf den Sternrädern angeordnete Verdichter- und Turbinen-Stufen mechanisch gekoppelt sind.
  • – Jeweils eine bzw. max. zwei Verdichter- oder Turbinen-Stufen auf den beiden Seiten einer Sternradwelle.
  • – Die Möglichkeit, dass unterschiedliche Geschwindigkeiten von Verdichter-Stufen und Turbinen-Stufen gegeben sind, ergibt sich aufgrund der Anordnung bzw. Verwendung mehrerer Wellen.
In summary, the following aspects are revealed in detail in this concept.
  • - As a gear assembly with a central sun gear to which the generator is connected, and arranged on the star wheels compressor and turbine stages are mechanically coupled.
  • - One or max. two compressor or turbine stages on both sides of a starwheel shaft.
  • - The possibility that different speeds of compressor stages and turbine stages are given, results from the arrangement or use of multiple waves.

Eine einwellige Anordnung ist aber dennoch nicht ausgeschlossen.

  • – Freie Auswahl als Axial- oder Radial-Ausführung der Verdichter oder der Turbinen-Stufen.
  • – Eine fest wählbare Drehzahl für Generator (Sonnenzahnrad) ist möglich, vorgegeben durch die jeweilig vorhandene, oder gewünschte Netzfrequenz (üblich 50 oder 60 Hz).
  • – Leistungsregelung der Klein-Gasturbine bei konstanter Drehzahl mittels Verstellung der Leitschaufeln in der ersten Verdichterstufe.
  • – Jeweils eine Kühlung nach jeder Verdichterstufe.
  • – Kühlung durch Verdampfung von Verdampfermedium, bspw. Wasser, vorzugsweise aber nicht ausschließlich bis zum Sättigungspunkt.
  • – Kühlungsenergie bleibt dem bzw. im System erhalten, und stellt auch diesbezüglich den Kreisprozess dar.
  • – Nutzung der Abwärme als Wärmeauskoppelung: Heiz-Kraft-Gasturbine (HKGT), oder weitere Nutzung der Abwärme mittels ORC Anlage.
  • – Für Insel- oder Netzparalell-Betrieb geeignet.
  • – Mehrstufiger Verdichter.
  • – Mehrstufige Turbine mit Zwischenverbrennung.
  • – Verdichterkühlung nach der Verdichtung.
  • – Rekuperation und Verdichterkühlung zusammen eingesetzt.
A single-wave arrangement is nevertheless not excluded.
  • - Free choice as axial or radial version of the compressors or turbine stages.
  • - A fixed selectable speed for generator (sun gear) is possible, given by the respective existing, or desired network frequency (usually 50 or 60 Hz).
  • - Constant speed control of the small gas turbine by means of adjusting the guide vanes in the first compressor stage.
  • - One cooling after each compressor stage.
  • - Cooling by evaporation of evaporator medium, for example. Water, but preferably not exclusively to the saturation point.
  • - Cooling energy is retained to or in the system, and also represents in this regard the cycle.
  • - Utilization of the waste heat as heat decoupling: heating / power gas turbine (HKGT), or further use of the waste heat by means of ORC plant.
  • - Suitable for island or grid parallel operation.
  • - Multi-stage compressor.
  • - Multi-stage turbine with intermediate combustion.
  • - Compressor cooling after compression.
  • - Used recuperation and compressor cooling together.

Zwar ist die Rückkühlung bei Serienschaltungen von Verdichtern an sich Stand der Technik. Der erfindungsgemäße Unterschied besteht hierbei aber darin, dass bei der erfindungsgemäßen bzw. ausgestaltungsgemäßigen Verdampfermedieneinspritzung die von dem Kühlsystem aufgenommene Energie (d. h. Energieentzug durch Reduzierung der Lufttemperatur) nicht über die Systemgrenze abgeführt wird, sondern im System (nach Art eines Kreisprozesses) verbleibt.Although the recooling in series circuits of compressors per se state of the art. However, the difference according to the invention in this case consists in the fact that in the evaporator media injection according to the invention or designed according to the invention, the energy absorbed by the cooling system (i.e., energy removal by reducing the air temperature) is not dissipated beyond the system boundary but remains in the system (in the manner of a cyclic process).

Mit dem Verdampfermedium Wasser ist das System einfach und effektiv zu betreiben. Insbesondere bei den anfallenden Prozesstemperaturen von mehreren hundert Grad Celsius.With the evaporator medium water, the system is easy and effective to operate. Especially at the resulting process temperatures of several hundred degrees Celsius.

Dennoch sind auch andere Verdampfermedien als Wasser möglich.Nevertheless, other evaporation media than water are possible.

Dementsprechend ist weiterhin ausgestaltet, dass als Verdampfermedium auch flüssiger Kraftstoff verwendet wird, und somit an denjenigen Injektionstellen injiziert wird, an denen das Verdampfermedium injiziert wird.Accordingly, it is further configured that also liquid fuel is used as the evaporator medium, and thus injected at those injection sites at which the evaporator medium is injected.

Der flüssige Brennstoff dient dabei zunächst als Verdampfermedien.The liquid fuel initially serves as evaporator media.

Aus der Verwendung von flüssen Brennstoffen zugleich als Verdampfermedium und Brennstoff ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. Durch die mehrstufige Injektion des Brennstoffes, zunächst als Verdampfermedium, erfolgt eine spätere optimale Luftvermischung des Brennstoffes, und sorgt hernach in der Brennkammer für eine optimale spätere Verbrennung. Wichtig ist im Fall der Verwendung von verdampfungsfähigen flüssigen Brennstoffen zunächst als Verdampfermedium, dass der Prozess so gesteuert wird, dass es außerhalb der Brennkammern nicht zu Zündungen des verdampften Brennstoffes kommt.From the use of flux fuels at the same time as the evaporator medium and fuel there are a number of advantages. Due to the multi-stage injection of the fuel, initially as the evaporator medium, there is a subsequent optimal air mixing of the fuel, and then ensures in the combustion chamber for optimal subsequent combustion. It is important in the case of the use of evaporable liquid fuels, first as the evaporator medium, that the process is controlled so that there is no ignition of the evaporated fuel outside of the combustion chambers.

Da die oftmals sehr leicht flüchtigen flüssigen Brennstoffe eine hohe Verdampfungsenthalpie aufweisen, ist deren Verwendung auch als Verdampfermedium höchst geeignet.Since the often very volatile liquid fuels have a high evaporation enthalpy, their use is also highly suitable as the evaporator medium.

Im Niedertemperaturbereich bspw. im Bereich der Kühlung kann zusätzlich auch noch ORC-Medium (Organic-Rankine-Cycle) eingesetzt werden, zur Nachverstromung auch dieser niederkalorischen Abwärme. Dies erfolgt aber in einem vom oben genannten Kreisprozess getrennten, gesonderten Kreisprozess.In the low-temperature range, for example in the area of cooling, it is also possible to use ORC medium (Organic Rankine Cycle) for the postcurrent treatment of this low calorific waste heat. However, this takes place in a separate cyclic process separated from the above-mentioned cyclic process.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass auch vor Eintritt in die Turbinen bzw. in die Turbinenstufen Verdampfermedium, vorzugsweise Wasser zum Zweck der Turbinenreinigung temporär injiziert wird.Furthermore, it is advantageously designed so that even before entering the turbines or in the turbine stages evaporator medium, preferably water is temporarily injected for the purpose of turbine cleaning.

In Bezug auf den Brennstoff für eine solche Anordnung sind grundsätzlich für dieses Verfahren jedwede Energieträger in flüssiger und/oder gasförmiger und/oder staubförmiger Form in die Brennkammern injizierbar.With regard to the fuel for such an arrangement, in principle for this process, any energy carriers in liquid and / or gaseous and / or powdered form can be injected into the combustion chambers.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass eine Leistungsregelung der Kleingasturbine bzw. der Kleingasturbinenanordnung durch eine Verstellung des Anstellwinkels der Leitschaufeln in mindestens der ersten Verdichterstufe erfolgt.Furthermore, it is advantageously configured that a power control of the small gas turbine or the small gas turbine arrangement takes place by an adjustment of the angle of attack of the guide vanes in at least the first compressor stage.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass die Turbinen und die Verdichter auf eine mit einer Generator/Motor-Anordnung gekoppelten Welle mechanisch eingreifen, und dass in einem Anfahrmodus der Generator im Antriebs- oder Motormodus und nachfolgend im Generatormodus betrieben wird. So bedarf es nur eines diesbezüglichen Aggregates mit der besagten Doppelfunktion. Die Ausführung dieser Doppelfunktion liegt dabei in der aggregatexternen elektrischen Umschaltung zwischen Motor- und Generatorbetrieb.Furthermore, it is advantageously configured that the turbines and the compressors mechanically engage with a shaft coupled to a generator / motor arrangement, and that in a starting mode the generator is operated in the drive or motor mode and subsequently in the generator mode. So it requires only one relevant aggregate with the said dual function. The execution of this dual function lies in the unit-external electrical switching between motor and generator operation.

Weiterhin ist eine erhebliche vorteilhafte Verwendung von Biomasse staubfein gemahlen, mit Ascheschmelzpunkten oberhalb von 1.000°C, zur Injizierung in die Brennkammern nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gegeben. Der Grund hierfür ist nicht trivial. Bei Temperaturen in diesem Bereich ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad per se. Um diese Temperaturen aber zu erreichen, ist es notwendig, auch eine Biomasse zur Verfügung zu haben die bspw. einen hohen Ligningehalt aufweist. Dies wird bei Weitem nicht von jedem nachwachsenden Rohstoff erreicht. Langsam wachsende Hölzer wie Pappel und Weiden erzielen dies aber eher als Kurzumtriebspflanzen.Furthermore, a significant advantageous use of biomass dust-finely ground, with ash melting points above 1000 ° C, for injection into the combustion chambers by the method according to one of claims 1 to 9 given. The reason for this is not trivial. At temperatures in this range, there is a high degree of efficiency per se. However, in order to reach these temperatures, it is necessary to also have available a biomass which, for example, has a high lignin content. This is far from being achieved by every renewable resource. Slowly growing woods such as poplar and willow but rather achieve this than short-rotation plants.

Eine besondere Ausnahme bildet hier die Biomasse IGNISCUM (CPVO 2007/0149). Obwohl diese ebenfalls eine Kurzumtriebspflanze mit mindestens einer Ernte pro Jahr ist, ist deren Ligningehalt überraschend hoch und vor allem liegt der Ascheschmelzpunkt deutlich über 1.000°C.A special exception here is the biomass IGNISCUM (CPVO 2007/0149). Although this is also a short rotation plant with at least one harvest per year, its lignin content is surprisingly high and above all, the ash melting point is well above 1,000 ° C.

Dadurch ist die Verbrennung effektiv, ohne Versottung etc., und schont die Turbinen durch Vermeidung oder erhebliche Reduktion von Ablagerungen. As a result, the combustion is effective, without sooting etc., and protects the turbines by avoiding or significantly reducing deposits.

Aus diesem Grund ist diese besagte Biomasse im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Einrichtung so vorteilhaft.For this reason, said biomass is so advantageous in connection with the method and the device according to the invention.

Ferner bietet diese Biomasse Igniscum den Vorteil, dass daraus sowohl fester bzw. staubfeiner Brennstoff, als Biogass gewinnbar ist. Die gemischte Brennstoffzufuhr von gleichzeitig Gas und Staub aus derselben Energiepflanze erzielt extrem hohe Verbrennungstemperaturen mit einer nahezu vollständig rückstandslosen Verbrennung.Furthermore, this biomass Igniscum has the advantage that it is both solid or dust-fine fuel, as biogas can be obtained. The mixed fuel supply of simultaneously gas and dust from the same energy plant achieves extremely high combustion temperatures with almost completely residue-free combustion.

Im Hinblick auf eine Kleingasturbinenanordnung selbst besteht der Kern der Erfindung darin, dass bei einer Anzahl von N Turbinen oder Turbinenstufen, vor jeder Turbine bzw. Turbinenstufe eine Brennkammer angeordnet ist, und der Gasausgang jeder Turbine bzw. Turbinenstufe zunächst in die Brennkammer der nächstfolgenden Turbine bzw. Turbinenstufe eingeleitet wird, und dass der Gasauslass der letzten Turbine bzw. Turbinenstufe wiederum über eine Rekuperation thermische Energie wieder zurück in den Gasstrom vor Eintritt in die erste Brennkammer der ersten Turbinenstufe führt.With regard to a small gas turbine arrangement itself, the core of the invention consists in that a combustion chamber is arranged in front of each turbine or turbine stage in a number of N turbines or turbine stages, and the gas outlet of each turbine or turbine stage first into the combustion chamber of the next turbine or turbine Turbine stage is initiated, and that the gas outlet of the last turbine or turbine stage in turn leads via a recuperation thermal energy back into the gas stream before entering the first combustion chamber of the first turbine stage.

Desweiteren liegt eine Kombination aus Rekuperation, unkonventioneller Verdichterkühlung und mehrstufiger Verbrennung, als Wesen der Erfindung vor. Dies bewirkt folgendes:
Durch die Rekuperation wird erreicht, dass ein erheblich höherer Wirkungsgrad bei gleichzeitig niedrigerem Verdichtungsverhältniss erreicht wird.
Furthermore, a combination of recuperation, unconventional compressor cooling and multi-stage combustion, as the essence of the invention. This causes the following:
The recuperation ensures that a significantly higher efficiency is achieved with a lower compression ratio.

Durch die gekühlte Austrittsluft aus der letzten Verdichterstufe wird erreicht, dass eine Rekuperation deutlich effektiver wird.The cooled outlet air from the last compressor stage ensures that recuperation becomes significantly more effective.

Durch eine mehrstufige Verbrennung wird die mittlere Arbeitstemperatur der Wärmezufuhr angehoben, damit wird der thermische Wirkungsgrad erhöht. Mehrstufige Dampfturbinen mit Zwischenüberhitzung sind bekannt, aber Kleingasturbinen mit Zwischenverbrennung sind nicht üblich. Durch die bisher bei Kleingasturbinen nicht eingesetzte Kombination von Rückkühlung und Rekuperation und einer mehrstufigen (mindestens zweistufigen) Turbine mit Zwischenverbrennung kann ein mechanischer Wirkungsgrad von gleich oder größer 50% erreicht werden.Multi-stage combustion increases the average working temperature of the heat supply, thus increasing thermal efficiency. Multi-stage steam turbines with reheat are known, but small gas turbines with intermediate combustion are not common. Due to the combination of recooling and recuperation not previously used with small gas turbines and a multi-stage (at least two-stage) turbine with intermediate combustion, a mechanical efficiency of equal to or greater than 50% can be achieved.

Ein weiteres Potential der Wirkungsgraderhöhung liegt in der noch möglichen Turbinen-Schaufelkühlung.Another potential of the increase in efficiency lies in the still possible turbine blade cooling.

Art der Kühlung:Type of cooling:

Kühlung am Austritt hinter jeder Verdichterstufe: Es wird maximal soviel Verdampfermedium in den Luftstrom eingebracht, dass der Sättigungspunkt der Luft entsprechend ihrer Zustandsgrößen hinter der Verdichterstufe erreicht wird.Cooling at the outlet behind each compressor stage: A maximum of so much evaporator medium is introduced into the air stream that the saturation point of the air is reached according to their state variables behind the compressor stage.

Das Verdampfermedium, bspw. Wasser wird so fein injiziert, dass es verdampft, und zwar jeweils an definierter Stelle im Prozess. Hierzu werden kleine Tröpfchen benötigt. Die Kleinheit der Tröpfchen begünstigt das Verhältnis von Tropfenoberfläche zu Tropfenvolumen. Das heisst, dass die Tropfenoberfläche in Bezug zum Tropfenvolumen groß wird.The evaporator medium, for example. Water is finely injected so that it evaporates, in each case at a defined point in the process. This requires small droplets. The small size of the droplets favors the ratio of drop surface to drop volume. This means that the drop surface becomes large in relation to the drop volume.

Mehrstufige Verdichter sind an sich bekannt. Mit jeder Verdichterstufe wird der Luft weitere Energie zugeführt, bzw. der Druck des Verdichtungsprozesses wird erhöht. Bei der Kühlung von mehrstufigen Verdichtern wird die Verdichtung annähernd isotherm gehalten und benötigt so weniger Verdichterarbeit.Multi-stage compressors are known per se. With each compressor stage, the air is supplied with additional energy, or the pressure of the compression process is increased. When cooling multistage compressors, the compression is kept almost isothermal and thus requires less compressor work.

Die Besonderheit liegt aber darin, dass bei Kleingasturbinen die Kühlung zum einen hinter der Verdichterstufe und zum anderen so gezielt eingesetzt wird, dass nach der letzten Verdichterstufe eine Rekuperation äußerst effektiv ist und dabei noch die Energie, die durch die Verdampfungskühlung aufgenommen wird, das System nicht verlässt.The peculiarity, however, lies in the fact that with small gas turbines the cooling is used on the one hand behind the compressor stage and on the other so targeted that after the last compressor stage recuperation is extremely effective and still the energy that is absorbed by the evaporative cooling, the system is not leaves.

Auch sind im Allgemeinen mehrstufige Getriebeverdichter an sich bekannt. Demgegenüber wird mit der Erfindung eine Anordnung für Kleingasturbinen geschaffen, bei welcher die gleichzeitige Platzierung der Turbinenstufen auf einem gemeinsamen Getriebe mit der mehrstufigen Verdichtung zusammengeführt ist. Dies ergibt zum einen eine ganz erhebliche Kompaktierbarkeit der Anordnung, die andererseits aber auch dazu führt, dass der Gesamtwärmehaushalt bzw. die Gesamtwärmeführung des Prozesses ganz erheblich optimiert wird.Also, multi-stage transmission compressors are generally known per se. In contrast, the invention provides an arrangement for small gas turbines in which the simultaneous placement of the turbine stages is brought together on a common transmission with the multi-stage compression. On the one hand, this results in a very considerable compactability of the arrangement, but on the other hand also leads to the total heat balance or the overall heat conduction of the process being considerably optimized.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist daher angegeben, dass in der Verbindungsleitung zwischen der (n – 1)-ten und der n-ten Verdichterstufe, sowie auch direkt nach der n-ten Verdichterstufe, die Injektion des Verdampfermediums durch eine dort angeordnete Injektionsöffnung erfolgt, derart, dass die Verdampfung bereits kurz vor Erreichen der nachfolgenden Verdichterstufe erfolgt, sofern es nicht die Injektionsöffnung hinter der letzten Verdichterstufe ist, so dass zugleich eine Tropfen-Erosion des Verdichters vermieden wird.In a further advantageous embodiment, it is therefore stated that in the connecting line between the (n-1) -th and the n-th compressor stage, as well as directly after the nth compressor stage, the injection of the evaporator medium takes place through an injection opening arranged there, such in that the evaporation takes place shortly before reaching the subsequent compressor stage, unless it is the injection opening behind the last compressor stage, so that at the same time a drop erosion of the compressor is avoided.

Weiter ist vorteilhaft ausgestaltet, dass die zentrale Welle des Generators mit einem Sonnengetriebe versehen oder verbunden ist, und dass die einzelnen Wellen sowohl der Turbinen, bzw. Turbinenstufen, als auch der Verdichter bzw. Verdichterstufen mit Getriebelementen versehen sind und auf das zentrale Sonnengetriebeelement der Generatorwelle eingreifen. Dies bewirkt die ganz erhebliche, oben bereits beschriebene Kompaktheit der Anordnung mit allen bereits genannten Vorteilen.Further, it is advantageously designed that the central shaft of the generator is provided with a sun gear or connected, and that the individual shafts of both the turbine or turbine stages, and the compressor or Compressor stages are provided with gear elements and engage the central sun gear element of the generator shaft. This causes the very significant, already described above compactness of the arrangement with all the advantages already mentioned.

Vorteilhaft ist hierbei, dass auf der zentralen Welle eine kombinierte Generator/Motor-Anordnung angeordnet ist. Durch entsprechende einfache elektrische Beschaltung von außen kann die Generatoranordnung auch temporär auf Motorfunktion umgeschaltet werden, um die Turbinen- und Verdichteranordnung zunächst anzufahren. Später, d. h. nach dem Anfahren wird wieder auf Generatorbetrieb umgeschaltet.It is advantageous here that a combined generator / motor arrangement is arranged on the central shaft. By appropriate simple electrical wiring from the outside, the generator assembly can also be temporarily switched to engine function to start the turbine and compressor assembly first. Later, d. H. after starting it is switched back to generator mode.

Um dies entsprechend auszugestalten ist weiterhin vorgeschlagen, dass auch die Turbinen oder Turbinenstufen, sowie die Verdichter bzw. Verdichterstufen selbst planetenartig um die zentrale Generatoranordnung herum angeordnet sind, und so eine kompakte Baueinheit bilden.In order to design this accordingly, it is further proposed that the turbines or turbine stages, as well as the compressors or compressor stages themselves, are arranged planet-like around the central generator arrangement, thus forming a compact structural unit.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sämtliche Getriebeelemente in einem aus Gehäuseteilen bestehenden aber letztendlich in einem im montierten Zustand zusammenhängenden Gehäuse angeordnet sind. Das Gehäuse kann zwar zerklüftet sein, aber dennoch zusammenhängend. So ist auch ein effektives Wärmemanagement möglich. Mechanisch hat diese Kompaktheit aber auch den Vorteil, dass auch die Getriebeelemente so kompakt sind, dass ein reibungsreduzierter Getriebeeingriff möglich ist.In a further advantageous embodiment, it is provided that all the transmission elements are arranged in an existing housing parts but ultimately in a coherent in the assembled state housing. The case may be jagged, but still connected. So also an effective heat management is possible. Mechanically, however, this compactness also has the advantage that the transmission elements are so compact that a friction-reduced gear engagement is possible.

Als alternative Ausgestaltung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Konzeptes aber auch bei einer seriellen Verdichter- und Turbinenanordnung möglich. Diese Bauform betrifft eine einwellige Ausgestaltung der gesamten Anordnung.As an alternative embodiment, the realization of the inventive concept but also in a serial compressor and turbine arrangement is possible. This design relates to a single-shaft configuration of the entire arrangement.

Ein Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail below.

Es zeigt:It shows:

1: Prinzipdarstellung des gesamten Prozesses. 1 : Schematic representation of the entire process.

2: Ausgestaltung einer kompakten Anordnung mit Sonnenradgetriebe. 2 : Design of a compact arrangement with sun gear.

1 zeigt eine Prinzipdarstellung des Prozesses mit einer mehrstufigen Verdichtung (hier m = 4). In der ersten Verdichterstufe 1 wird Außenluft angesaugt, und bevor es in die zweite Verdichterstufe 2 geht, ist zwischen erster und zweiter Verdichterstufe die erste Injektionsstelle 5, die auch als Leitungserweiterung ausgebildet sein kann, also einen Injektionsraum bildet. Zwischen der Verdichterstufe 2 und 3 ist eine weitere Injektionsstelle 6, und zwischen der dritten und der vierten Verdichterstufe ist die weitere Injektionsstelle 7 platziert. Auch am Ausgang der vierten und damit hier letzten Verdichterstufe 4 ist eine weitere Injektionstelle 8 plaziert. Von dort geht es dann druckschlüssig in die erste Brennkammer 13, in welche gasförmiger und/oder flüssiger und/oder staubförmiger Festbrennstoff, wie bspw. Igniscum-Pulver zur Verbrennung eingesprüht wird. Von dort geht es in die erste Turbine 10 bzw. die erste Turbinenstufe 10. Der Ausgang der ersten Turbinenstufe 10 mündet dann in die zweite Brennkammer 14, in welche ebenfalls Igniscum pulverfein gemahlen eingesprüht wird. In beide Brennkammern 13 und 14 kann auch jeder andere Brennstoff, gasförmig, flüssig, oder als pulverisierter Festbrennstoff eingesprüht werden. 1 shows a schematic representation of the process with a multi-stage compression (here m = 4). In the first compressor stage 1 outside air is sucked in, and before it enters the second compressor stage 2 is, is between the first and second compressor stage, the first injection site 5 , which can also be designed as a conduit extension, that forms an injection space. Between the compressor stage 2 and 3 is another injection site 6 , and between the third and the fourth compressor stage is the further injection site 7 placed. Also at the output of the fourth and thus last compressor stage 4 is another injection site 8th placed. From there it goes then pressure-locked into the first combustion chamber 13 in which gaseous and / or liquid and / or pulverulent solid fuel, such as. Igniscum powder is sprayed for combustion. From there it goes into the first turbine 10 or the first turbine stage 10 , The output of the first turbine stage 10 then flows into the second combustion chamber 14 , in which also Igniscum powdery ground is sprayed. In both combustion chambers 13 and 14 can also be any other fuel, gaseous, liquid, or sprayed as pulverized solid fuel.

Wie oben schon ausgeführt, ist zwischen Ausgang der letzten Verdichterstufe 4 nach der kühlenden Injektionsstelle 8 ein Rekuperator 12 angeordnet, bei dem die an der zweiten Turbinenstufe anfallende Wärme an den Punkt vor Eintritt in die erste Brennkammer 13, also in den Prozess rekuperiert wird. Die dort anfallende Restwärme wird durch einen nachgeschalteten ORC-Kreisprozess noch nachverstromt. Hierzu wird diese Wärme über einen Wärmetauscher 32 geleitet, der die Restwärme des Primärprozesses in ein Niedertemperatur-Arbeitsmedium überträgt. Von dort geht es über eine Turbine 31 im ORC-Prozess, die mit einem zweiten Generator gekoppelt ist. Der Ausgang der Turbine 31 wird über eine Rekuperation 33 im ORC-Prozess geführt und dann einem Kondensator 35 zugeführt, nachfolgend wird das ORC-Medium im ORC-Kreisprozess mittels Pumpe 34 geführt. Es handelt sich hierbei also um eine Anordnung von N = 2 Turbinen, und auch N = 2 Brennkammern.As stated above, is between the output of the last compressor stage 4 after the cooling injection site 8th a recuperator 12 arranged, wherein the resulting heat at the second turbine stage to the point before entering the first combustion chamber 13 , so recuperating in the process. The residual heat generated there is still remanufactured by a downstream ORC cycle. For this purpose, this heat through a heat exchanger 32 passed, which transfers the residual heat of the primary process in a low-temperature working fluid. From there it goes over a turbine 31 in the ORC process, which is coupled to a second generator. The output of the turbine 31 is about a recuperation 33 in the ORC process and then a capacitor 35 subsequently, the ORC medium in the ORC cycle is pumped 34 guided. This is therefore an arrangement of N = 2 turbines, and also N = 2 combustion chambers.

Alle im Primärprozess angeordneten Verdichter und Turbinen stehen im mechanischen Wirkeingriff zueinander. Dies kann durch eine gemeinsame Welle realisiert sein, oder durch eine Getriebekopplung. Ein Beispiel für eine Getriebekopplung ist in 2 ausgeführt. 2 zeigt eine ganz erheblich vorteilhafte Bauform, die durch die Verwendung eines um die zentrale Anordnung des Generators 20 und auf dessen Welle angeordneten Sonnenradgetriebes alle übrigen Komponenten wie Turbinen und Verdichter im mechanischen Eingriff hat. Die Verdichter 1 bis 4 sind hierbei unten angeordnet, und der Generator 20 ist zentral um die hier nicht weiter dargestellte Achse (Zentralwelle) zentral platziert.All compressors and turbines arranged in the primary process are in mechanical operative engagement with each other. This can be realized by a common shaft, or by a gear coupling. An example of a gear coupling is in 2 executed. 2 shows a very much advantageous design, through the use of a central arrangement of the generator 20 and arranged on the shaft sun gear has all other components such as turbines and compressors in mechanical engagement. The compressors 1 to 4 are located below, and the generator 20 is centrally located around the axis not shown here (central shaft).

Der Verdichter 1 weist dabei die Einstellmittel für die Verdichter-Leitschaufeln auf. Die Turbinen 10 und 11 sind oberhalb des Generators 20 platziert und dabei ist die erste Turbine 10 vorne und die zweite Turbine dahinter angeordnet. Zwischen den einzelnen Verdichterstufen sind die Wasser- bzw. Verdampfermedien-Injektionsstellen platziert. Die Positionsnummern 13 und 14 zeigen die ebenfalls bauliche Integration der beiden Brennkammern.The compressor 1 has the setting means for the compressor vanes. The turbines 10 and 11 are above the generator 20 placed and there is the first turbine 10 arranged in front and the second turbine behind. Between the individual compressor stages, the water or evaporator media injection sites are placed. The item numbers 13 and 14 show the also structural integration of the two combustion chambers.

Bei der beschriebenen Erfindung handelt es sich somit um einen spezifischen Gasturbinenkreisprozess, der zur Rückführung des Verdichtungsprozesses eine kontinuierliche Wassereinspritzung einsetzt, die Energie des Verbrennungsgases zu einem sehr hohen Anteil im Rahmen einer rekuperativen Wärmeübertragung nutzt und der die mehrfache Verbrennung zur weiteren Wirkungsgradsteigerung einsetzt.The invention thus described is a specific gas turbine cycle process that uses continuous water injection to recirculate the compression process, uses the energy of the combustion gas to a very high degree in the context of recuperative heat transfer, and utilizes multiple combustion to further enhance efficiency.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 2, 3, 41, 2, 3, 4
Verdichtercompressor
5, 6, 7, 85, 6, 7, 8
Injektionsstellen/InjektionsräumeInjection sites / injecting rooms
1010
erste Turbinefirst turbine
1111
zweite Turbinesecond turbine
1212
Rekuperator im HauptprozessRecuperator in the main process
1313
erste Brennkammerfirst combustion chamber
1414
zweite Brennkammersecond combustion chamber
2020
Generator/Motor im HauptprozessGenerator / motor in the main process
3030
Generator im ORC-ProzessGenerator in the ORC process
3131
Turbine im ORC-ProzessTurbine in the ORC process
3232
Wärmetauscherheat exchangers
3333
Rekuperatorrecuperator
3434
Pumpepump
3535
Kondensatorcapacitor

Claims (17)

Verfahren zum Betrieb einer Kleingasturbinenanordnung mit mindestens einem Verdichter/-stufe und mindestens einer Turbine oder Turbinenstufe, bei welcher Verdichter und Turbinen/Turbinenstufen auf eine Generatorachse zur Stromerzeugung einwirken, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anzahl N Turbinen, vor jeder Turbine (10, 11) bzw. Turbinenstufe eine Brennkammer (13, 14) angeordnet ist, und der Gasausgang jeder Turbine bzw. Turbinenstufe zunächst in die Brennkammer der nächstfolgenden Turbine bzw. Turbinenstufe eingeleitet wird, und dass der Gasauslass der letzten Turbine bzw. Turbinenstufe wiederum über eine Rekuperation thermische Energie wieder zurück in den Gasstrom vor Eintritt in die erste Brennkammer der ersten Turbinenstufe führt.Method for operating a small gas turbine arrangement having at least one compressor / stage and at least one turbine or turbine stage, in which compressor and turbine / turbine stages act on a generator axis for generating electricity, characterized in that with a number N turbines, before each turbine ( 10 . 11 ) or turbine stage a combustion chamber ( 13 . 14 is arranged, and the gas outlet of each turbine or turbine stage is first introduced into the combustion chamber of the next turbine or turbine stage, and that the gas outlet of the last turbine or turbine stage in turn via a recuperation thermal energy back into the gas stream before entering the first combustion chamber of the first turbine stage leads. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im mechanischen Dreheingriff der Turbinen bzw. Turbinenstufen eine Verdichteranordnung mit M Stufen vorgesehen ist, bei welcher die Verdichterstufen (1 bis M) (druckmittelschlüssig) in Reihe geschaltet sind, und dass zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden Verdichterstufen, d. h. hinter jeder Verdichterstufe ein flüssiges Verdampfermedium injiziert wird, derart, dass auch hinter dem letzten Verdichter ebenfalls eine letzte Injektion erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that in mechanical rotary engagement of the turbine or turbine stages, a compressor arrangement with M stages is provided, in which the compressor stages (1 to M) (pressure medium-locking) are connected in series, and that between each two successive compressor stages , d. H. behind each compressor stage, a liquid evaporator medium is injected, such that also behind the last compressor is also a final injection. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampfermedium Wasser ist.A method according to claim 2, characterized in that the evaporator medium is water. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampfermedium flüssiger Kraftstoff ist.A method according to claim 2, characterized in that the evaporator medium is liquid fuel. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auch vor Eintritt in die Turbinen- bzw. Turbinenstufen Verdampfermedium, vorzugsweise Wasser zum Zweck der Turbinenreinigung temporär injiziert wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that even before entering the turbine or turbine stages evaporator medium, preferably water is temporarily injected for the purpose of turbine cleaning. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Energieträger flüssige und/oder gasförmige und/oder staubförmige Energieträger in die Brennkammern injiziert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as energy carriers liquid and / or gaseous and / or dust-like energy carriers are injected into the combustion chambers. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungsregelung der Kleingasturbine bzw. der Kleingasturbinenanordnung durch eine Verstellung des Anstellwinkels der Leitschaufeln in mindestens der ersten Verdichterstufe erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a power control of the small gas turbine or the small gas turbine arrangement is effected by an adjustment of the angle of attack of the guide vanes in at least the first compressor stage. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinen und die Verdichter auf eine mit einer Generator/Motor-Anordnung gekoppelte Welle mechanisch eingreifen, und dass in einem Anfahrmodus der Generator im Antriebs- oder Motormodus und nachfolgend im Betriebsmodus der Generator im Generatormodus betrieben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the turbines and the compressors mechanically engage a coupled to a generator / motor assembly shaft, and that in a starting mode, the generator in the drive or motor mode and subsequently in the operating mode of the generator in the generator mode is operated. Verwendung von Biomasse staubfein gemahlen, mit Ascheschmelzpunkten oberhalb von 1.000°C, zur Injizierung in die Brennkammern nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Use of biomass pulverized dusty, with ash melting points above 1000 ° C, for injection into the combustion chambers by the method according to one of claims 1 to 8. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse IGNISCUM (CPVO 2007/0149), oder Holz, insbesondere Pappel und/oder Weiden ist.Use according to claim 9, characterized in that the biomass is IGNISCUM (CPVO 2007/0149), or wood, in particular poplar and / or willow. Kleingasturbinenanordnung mit mindestens einem Verdichter/-stufe und mindestens einer Turbine oder Turbinenstufe, bei welcher Verdichter und Turbinen/Turbinenstufen auf eine gemeinsame Generatorachse/Generatorwelle zur Stromerzeugung mechanisch einwirken, oder mit dieser getriebetechnisch gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anzahl N Turbinen (10, 11) oder Turbinenstufen, vor jeder Turbine bzw. Turbinenstufe eine Brennkammer (13, 14) angeordnet ist, und der Gasausgang jeder Turbine bzw. Turbinenstufe zunächst in die Brennkammer der nächstfolgenden Turbine bzw. Turbinenstufe eingeleitet wird, und dass der Gasauslass der letzten Turbine bzw. Turbinenstufe wiederum über eine Rekuperation thermische Energie wieder zurück in den Gasstrom vor Eintritt in die erste Brennkammer der ersten Turbinenstufe führt.A small turbine arrangement having at least one compressor / stage and at least one turbine or turbine stage, in which compressors and turbine / turbine stages mechanically act on a common generator axle / generator shaft for power generation, or are coupled with this gearbox, characterized in that with a number N turbines ( 10 . 11 ) or turbine stages, before each turbine or turbine stage, a combustion chamber ( 13 . 14 ) is arranged, and the gas outlet of each turbine or turbine stage is first introduced into the combustion chamber of the next turbine or turbine stage, and that the Gas outlet of the last turbine or turbine stage in turn via a recuperation thermal energy back into the gas stream before entering the first combustion chamber of the first turbine stage leads. Kleingasturbinenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung zwischen der (n – 1)-ten und der n-ten Verdichterstufe, sowie auch nach der n-ten Verdichterstufe die Injektion des Verdampfermediums durch jeweils eine dort angeordnete Injektionsöffnung (5, 6, 7, 8) erfolgt, derart, dass die Verdampfung bereits kurz vor Erreichen der Verdichterstufe erfolgt, so dass zugleich eine Tropfen-Erosion des Verdichters vermieden wird.Small gas turbine arrangement according to claim 11, characterized in that in the connecting line between the (n-1) -th and the n-th compressor stage, as well as after the nth compressor stage, the injection of the evaporator medium by a respective injection port arranged there ( 5 . 6 . 7 . 8th ) takes place, such that the evaporation already takes place shortly before reaching the compressor stage, so that at the same time a drop erosion of the compressor is avoided. Kleingasturbinenanordnung mit mindestens einem Verdichter/-stufe und mindestens einer Turbine oder Turbinenstufe, bei welcher Verdichter und Turbinen/Turbinenstufen auf eine gemeinsame Generatorachse/Generatorwelle zur Stromerzeugung mechanisch einwirken, oder mit dieser getriebetechnisch gekoppelt sind, nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Welle der Generators/Motors mit einem Sonnengetriebe versehen oder verbunden ist, und dass einzelnen Wellen sowohl der Turbinen, bzw. Turbinenstufen, als auch der Verdichter bzw. Verdichterstufen mit Getriebelementen versehen sind und auf das zentrale Sonnengetriebeelement der Generatorwelle eingreifen.A small gas turbine arrangement having at least one compressor / stage and at least one turbine or turbine stage, in which compressors and turbine / turbine stages mechanically act on a common generator axis / generator shaft for power generation, or are coupled with this transmission technology, according to claim 11, characterized in that the central Wave of the generator / motor is provided with a sun gear or connected, and that individual shafts of both the turbines, or turbine stages, and the compressor or compressor stages are provided with gear elements and engage the central sun gear element of the generator shaft. Kleingasturbinenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zentralen Welle eine kombinierte Generator/Motoranordnung angeordnet ist.Small gas turbine arrangement according to one of the preceding claims 11 to 13, characterized in that a combined generator / motor arrangement is arranged on the central shaft. Kleingasturbinenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Turbinen oder Turbinenstufen, sowie die Verdichter bzw. Verdichterstufen selbst planetenartig um die zentrale Generatoranordnung herum angeordnet sind, und so eine kompakte Baueinheit bilden.Small gas turbine arrangement according to claim 12, characterized in that the turbines or turbine stages, and the compressor or compressor stages themselves are arranged like a planet around the central generator assembly around, and thus form a compact unit. Kleingasturbinenanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Getriebeelemente in einem aus Gehäuseteilen bestehenden aber letztendlich in einem im montierten Zustand zusammenhängenden Gehäuse angeordnet sind.Small gas turbine arrangement according to one of claims 11 to 15, characterized in that all the transmission elements are arranged in a housing parts consisting of but ultimately in a connected state in the assembled housing. Kleingasturbinenanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rekuperator (12) des Primärprozesses am Ausgang der Turbine (11) thermisch mit einem ORC (Organic-Rankine-Cycle) Kreisprozess zur Nachverstromung der Niedertemperaturabwärme verbunden ist.Small gas turbine arrangement according to one of claims 11 to 16, characterized in that the recuperator ( 12 ) of the primary process at the exit of the turbine ( 11 ) is thermally associated with an ORC (Organic Rankine Cycle) cycle for the postcurrent of low temperature waste heat.
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