Dampf- und Gasturbinen

Ein Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk oder Gas-und-Dampfturbinen-Kraftwerk (kurz GuD-Kraftwerk) ist ein Kraftwerk, in dem die Abwärme eines Gasturbinenkraftwerkes in einem Dampfkraftwerk genutzt wird. Die Abgase der Turbine dienen dabei als Wärmequelle für einen nachgeschalteten Abhitzekessel, der wiederum als Dampferzeuger für die Dampfturbine wirkt. Auf der einen Seite wird eine Flüssigkeit verdampft. Der Dampf treibt mit seiner hohen Geschwindigkeit eine Turbine an. Anschließend kondensiert der Dampf und wird als Flüssigkeit mit verkleinertem Volumen über eine Pumpe zurück in den Kreislauf gebracht. Zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator befindet sich ein großer Druckunterschied, der den Dampfstrom in der Turbine antreibt.

Im GUD-Kraftwerk wird mit einer bis vier Gasturbinen und einer Dampfturbine Elektrizität erzeugt, wobei entweder jede Turbine jeweils einen Generator (Mehrwellenanlage, engl. Multishaft) oder eine Gasturbine mit der Dampfturbine (abkuppelbar mit einer selbstsynchronisierenden Schaltkupplung) auf einer gemeinsamen Welle den Generator (Einwellenanlage, engl. Singleshaft) antreibt. Die heißen Abgase der Gasturbinen werden in einem Abhitze-Dampfkessel zur Erzeugung von Wasserdampf verwendet. Der Dampf wird anschließend über einen herkömmlichen Dampfturbinenprozess entspannt (hier steigen der Druck und die Temperatur).

Wenn neben der Nutzung der Abgaswärme der Gasturbine durch zusätzliche Befeuerung (Zusatzfeuerung) des Dampfkessels die Dampfleistung und damit die elektrische Leistung der Dampfturbine erhöht wird, spricht man von einem Kombi-Prozess. Für den Betrieb der Gasturbine werden gasförmige oder flüssige Brennstoffe wie Erdgas, Biogas oder Heizöl eingesetzt. Für den Betrieb des Brenners im Dampfkessel können auch andere Brennstoffe verwendet werden.

Die Gasturbine (eine Gasexpansionsturbine) besteht aus einem vorgeschalteten Verdichter und einer dazwischen liegenden Brennkammer. Die Dampfturbine besteht aus einer Wärmequelle, einem Dampferzeuger, einer Turbine mit einem Generator und einer Einrichtung zur Kühlung des heißen Dampfes.