Das Funktionsschema

Die Gasturbine ist der zentrale Bestandteil des Kraftwerks für die Stromerzeugung. Mit einem Wirkungsgrad von knapp 38 % wird in der Gasturbine durch Verbrennung von Erdgas Bewegungsenergie erzeugt, die den Generator antreibt.

Die wesentlichen Bestandteile der Gasturbine sind der Verdichter, die Brennkammer und die Arbeits-Turbine. Über das Luftfilterhaus werden große Mengen Außenluft angesaugt, die über den Luftkanal zur Gasturbine geführt werden. Die Luft wird im Verdichter auf einen hohen Druck komprimiert und gelangt in die Brennkammer. Über die ringförmige Brennstoffzufuhr gelangt das Gas in die Brennkammer, wo das Gas/Luftgemisch gezündet wird und verbrennt. Das dabei enstehende energiereiche Rauchgas treibt die Turbine an, die Rotationsenergie an den Generator überträgt. Bei diesem Prozess kühlt sich das Rauchgas von etwa 1.250 Grad Celsius bis zur Abgastemperatur von etwa 590 Grad ab.

Das Abgas der Gasturbine tritt mit hoher Temperatur in den Abhitzekessel (=Dampferzeuger). Auf seinem Weg durch die Wärmetauscherflächen verliert das Abgas an Energie, wodurch seine Temperatur kontinuierlich sinkt. Die Austrittstemperatur des Abgases aus dem Kamin beträgt ca. 90°C.

In den Wärmetauscher-Rohren wird Wasser in drei Druckstufen verdampft und überhitzt. Der Niederdruck-Dampf erreicht mit 8 bar und 234°C, der Mitteldruck mit 30 bar und 560°C und der Hochdruck-Dampf mit 130 bar und 560°C die Dampfturbine.

Durch Nutzung der heißen Abgase der Gasturbine zur Dampferzeugung für den Antrieb der Dampfturbine steigt der Wirkungsgrad des Kraftwerks auf 59,5 Prozent. Das bedeutet, dass etwa 20 % nutzbare Energie verloren gingen, würde man auf die Abwärme der Gasturbine verzichten.

Der im Abhitzekessel erzeugte Dampf wird entsprechend seinem Druck über die Dampfleitungen zur Dampfturbine geleitet. Der Dampf treibt die Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruckturbine an und diese den Generator. Der Dampf kühlt sich in den Turbinen auf ca. 35°C ab und wird dann in den Kondensator geleitet, wo er die restliche Wärme abgibt und zu Wasser kondensiert. Diese wird von der Kondensatpumpe und der Speisewasserpumpe wieder zum Dampferzeuger geleitet.

Die Wärme des Kondensators wird über den Kühlwasserkreislauf und die Kühltürme abgeführt. Da unter Vollast ca. 800 m³/h Wasser im Kühlturm verdampft, wird dieses für den Kühlprozess aus dem Datteln-Hamm-Kanal entnommen und gereinigt, bevor es als Kühlwasser zur Verfügung steht. Ein Teil des Kühlwassers wird vom Kühlturm in die Lippe zurückgepumpt.

Der Generator wandelt die mechanische Rotationsenergie der Turbinen in elektrische Energie um und ist damit der eigentliche Stromerzeuger. Der Generatorstrom wird über Stromleitungen zum Transformator geleitet, wo die Spannung für den Transport in die Hochspannungsleitungen auf 380.000 Volt erhöht wird.

Der Generator und die Turbinen befinden sich in sogenannter „Ein-Wellen-Anordnung“ (engl. Single shaft arrangement). Das bedeutet, dass Gasturbine und Dampfturbine über eine gemeinsame Welle denselben Generator antreiben.