Kraftwerk mit Gasturbine und Wasserstoffgekühltem Generator Die Erfindung betrifft ein Kraftwerk mit einer Gasturbine und einen von der Gasturbine zur Erzeugung von elektrischer Energie angetriebenen Wasserstoffgekühlten Generator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es ist seit langem allgemein bekannt die Verlustwärme in Ge ^¬ neratoren mittels eines Kühlgases abzuführen. Hierbei wurde ursprünglich als Kühlgas Luft vorgesehen. Allerdings sind luftgekühlte Generatoren nur für niedrige Leistungen bis maximal 300 MVA vorgesehen, da die mit Luft erzielbare Kühlwir- kung zwangsläufig begrenzt ist und daher bei höheren Leistun ^¬ gen mit Luft nicht die erforderliche Kühlung gewährleistet ist .

Für Generatoren höherer Leistung wird als Kühlstoff bevorzugt Wasserstoffgas eingesetzt, welches gegenüber Luft eine deut ^¬ lich höhere Kühlleistung ermöglicht, die zudem weiter erhöht werden kann, indem man das Wasserstoffgas unter Druck setzt und die Kühlung unter Überdruck durchführt. Da Wasserstoff eine höhere Wärmekapazität und eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft aufweist, kann durch die Füllung des Generatorgehäu ^¬ ses mit Wasserstoff die Wärme besser vom Generator abgeleitet werden, als dies mit Luft möglich wäre. Allerdings erfordert die Kühlung mit Wasserstoffgas einen zusätzlichen, nicht unbeträchtlichen Aufwand, der sich sowohl bei der Anschaffung als auch später im Betrieb kostenmäßig auswirkt. Aus der EP 1 580 868 AI ist ein solcher Wasserstoffgekühlter Generator bekannt, bei dem der Wasserstoff in einem geschlossenen Kreis ^¬ lauf den Generator durchströmt. Gasturbinen können mit den verschiedensten Brennstoffen oder Brennstoffgemischen betrieben werden. Aktuelle Entwicklungen gehen dahin, dass aufgrund des zunehmenden Überangebots an elektrischer Energie beispielsweise aus regenerativen Quellen dieses zeitweise Überangebot zunehmend zur Wasserstoffgene ^¬ rierung benutzt wird und dieser Wasserstoff dann zusammen mit einem weiteren Brenngas, wie zum Beispiel nach der Vermischung mit Erdgas durch Verbrennung in Gasturbinen wieder in elektrische Energie umgewandelt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Kraftwerk, das eine solche Gasturbine und einen von der Gasturbine zur Erzeugung von elektrischer Energie angetriebenen Wasserstoffgekühlten Generator umfasst, soweit zu verbessern, dass ein optimierter Betrieb des Kraftwerks möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit dem Kraftwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, dass der zur Kühlung des Generators eingesetzte Was ^¬ serstoff durch die Aufnahme der Verlustwärme des Generators erwärmt und über eine Mischstation in der er mit einem weiteren Brennstoff - vorzugsweise Erdgas - gemischt wird, einer Gasturbine zur Verbrennung zugeführt wird, kann der Wasserstoff effizienter genutzt werden. Zum einen kann nun der ansonsten im Wasserstoffkühlkreislauf notwendige Kühler zur Rückkühlung des Wasserstoffes eingespart werden, was zu einer Kostenersparnis führt. Zum anderen wird sich der Gesamtwir- kungsgrad des Kraftwerks verbessern, da der Wasserstoff aus dem Wasserstoffkühlkreislauf der Gasturbine schon vorgewärmt zugeführt wird, so dass sich auch der Brennstoffverbrauch im Kraftwerk reduziert. Insgesamt lässt sich so der Betrieb des Kraftwerks optimieren.

Ist in der Abführleitung zusätzlich eine Trennvorrichtung angeordnet und so ausgebildet, dass lediglich Wasserstoff durchdringt, kann der Gasturbine ein Brennstoff mit einem sehr hohen Reinheitsgrad zugeführt werden.

Die Erfindung soll nun anhand der nachfolgenden Figuren beispielhaft erläutert werden. Es zeigen: FIG 1 schematisch ein aus dem Stand der Technik bekannter geschlossener Wasserstoffkühlkreislauf zum Kühlen eines Generators,

FIG 2 schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung von Ge- nerator und Gasturbine des Kraftwerks.

In FIG 1 ist schematisch ein Wasserstoffgekühlter Generator 2 dargestellt. An einer Stirnseite des Generators 2 ist eine Zuleitung 3 angeordnet. An der anderen Stirnseite ist eine Abführleitung 5 angeordnet. Der Wasserstoffgekühlte Generator 2 weist ein Gehäuse auf. In dem Gehäuse sind ein nicht näher dargestellter Stator und ein Rotor angeordnet. In einem Wasserstofftank ist Wasserstoff H gelagert. Der Wasserstoff H wird als Kühlstoff für den Wasserstoffgekühlten Generator 2 eingesetzt, indem der Wasserstoff H vom Wasserstofftank über die Zuleitung 3 in den Generator 2 strömt und dort die erzeugte Verlustwärme des Generators aufnimmt. Anschließend strömt der aufgeheizte Wasserstoff H über die Abführleitung 5 und über einen nicht näher dargestellten Kühler zum

Herunterkühlen des im Generator erwärmten Wassersoffs H zurück in den Wasserstofftank . Der Wasserstoff H durchläuft somit - sofern man von üblichen Verlusten durch Undichtigkeiten etc. absieht - einen weitgehend geschlossenen Kreislauf. In FIG 2 ist nun schematisch die erfindungsgemäße Anordnung aus einer Gasturbine 1, dem von der Gasturbine 1 zur Erzeu ^¬ gung von elektrischer Energie angetriebenen Generator 2 und dem Wasserstoffkühlkreislauf zum Abführen von Verlustwärme aus dem Generator 2 dargestellt. Dadurch, dass die Abführlei- tung 5 nun mit einer Mischeinrichtung 7 verbunden ist, in der der erwärmte Wasserstoff H aus der Abführleitung 5 mit einem weiteren Brennstoff E mischbar ist, und diese Mischung über eine Brennstoffzuführleitung 6 der Gasturbine 1 zugeführt wird, muss der erwärmte Wasserstoff nicht mehr aufwändig in einem Kühler herunter gekühlt werden. Die dabei entstehende Verlustenergie muss nun nicht mehr verworfen werden, sondern kann sogar als vorgewärmtes Verbrennungsgas der Gasturbine zugeführt werden. Dadurch ist zwar ein offener Wasserstoff- kühlkreislauf entstanden, das heißt es muss dem Generator 2 ständig neuer Wasserstoff H zugeführt werden, dagegen muss aber auf der Gasturbinenseite weniger Brennstoff zugeführt werden, so dass die reine Verbrauchsmengenbilanz nahezu iden- tisch sein sollte. Da der der Gasturbine 1 zugeführte Wasser ^¬ stoff aber vorgewärmt ist, kann bei der Gasturbine 1 bei gleicher Brennstoffmenge ein besserer Wirkungsgrad erreicht werden, was somit den Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerks ver ^¬ bessert. Dieser kann noch weiter verbessert werden, wenn in der Abführleitung 5 eine Trennvorrichtung 8 zum Reinigen des im Generator 2 erwärmten Wasserstoffes vorgesehen ist. Zusätzliche in der Abführleitung 5 angeordnete - aber in FIG 2 nicht dargestellte - Regelarmaturen zur Regelung des Drucks und/oder der Durchflussmenge stellen den in den in die Misch- einrichtung 7 einströmenden und im Generator erwärmten Wasserstoffmassenstrom ein, um so ein für die Verbrennung in der Gasturbine optimales Mischungsverhältnis mit dem weiteren Brennstoff - wie zum Beispiel Erdgas - zu erzielen. Insgesamt ist mit der vorliegenden Erfindung somit sowohl aus Sicht der Verbrauchsstoffbilanz , das heißt der für den Betrieb des

Kraftwerks benötigten Brennstoffe und Kühlstoffe, als auch aus Sicht des Gesamtwirkungsgrades ein optimierter Betrieb des Kraftwerks möglich.