AT207633B - Gasturbinenanlage - Google Patents

Description

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  Gasturbinenanlage 
Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage, bei der die verdichtete Treibluft auf dem Wege zur Gasturbine indirekt erhitzt wird, wobei Freikolbengaserzeuger vorgesehen sind. 



     Es'Ist bekannt, Gasturbinenanlagen   offenen Kreislaufs durch mindestens einen Kompressor, mindestens einer Brennkammer, in der verdichteter Luft Wärme durch Verbrennung von Gas   oder'an dem   Medien zugeführt wird und mindestens eine dieser Brennkammer nachgeschalteten Gasturbine zu bilden. Es ist ferner bekannt, dass die Abgase der Gasturbinen einen hohen Anteil unverbrauchter Luft aufweisen und daher vorteilhaft als Verbrennungsluft für Feuerungen unter Dampfkessel usw. verwendet werden können. 



  Schliesslich ist auch bekannt, dass an Stelle von Verbrennungskammern Heizkammer verwendet werden können, die auch Lufterhitzer oder Luftkessel genannt werden. Dabei wird die Wärme auf die verdichtete Luft indirekt, also über Heizflächen übertragen, wobei die verdichtete Luft durch druckfeste Rohre geleitet wird. Diese Massnahmen haben zum Bau von Gasturbinen-anlagen mit geschlossenem Kreislauf geführt. Die Feuerungen arbeiten in diesem Falle unter atmosphärischem Druck. Ein Vorteil der indirekten Wärme- übertragung ist, dass die Treibgase der Gasturbine während der Erwärmung nicht verunreinigt werden. 



   Ein Nachteil der indirekten Wärmeübertragung 
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 die Heizflächen wegen, dermischer Ausnützung der   Rauchgaswärme   nötig ist, Heizflächen nachzuschalten, wie bei einem modernen Dampfkessel, was teure Anlagen mit erheblichem Raumbedarf ergibt. 



   Ein Nachteil der Brennkammern von Gasturbinen offenen Kreislaufs besteht darin, dass bei Verwendung von Brennstoffen mit   Aschenantels   len die Treibluft verunreinigt und die Gasturbine verschmutzt wird. Dies erfordert recht häufig wiederkehrende Putzstillstände der Anlage. Bei weniger harmlosen Eigenschaften der Asche ist es möglich, dass z. B. bei Verfeuerung von schweren Heizölen Einschränkungen hinsichtlich der sorten und der zulässigen Gastemperaturhöhe notwendig sind. 



   Bei einem andern bekannten Vorschlag mit in-   direkter Wärmeübertragung   dient   als Wärmeträ-   ger Natrium. Dazu ist eine besonders gebaute eigene   iOampflke9selanliage   notwendig, weil für das Natrium ein   getrennter Wärmekreislauf   vorhanden sein muss. Der Dampfkessel dient in diesem Falle nur als Verwerter der   Abwärme,   da das Natrium auf 8000 C erhitzt werden muss und mit hoher Temperatur, etwa 4000 C eintritt. 



   Demgegenüber ist die erfindungsgemässe Gasturbinenanlage so ausgestattet, dass zwischen den   Freikolbengaserzeugern   und der Gasturbine eine Heizkammer eingeschaltet ist, in deren Röhrenbündel hocherhitzter Wasserdampf zirkuliert, der z. B. einem bereits vorhandenen Kessel entnehmbar ist. Wenn dieser hoch erhitzte Dampf einem bereits vorhandenen Dampfkessel entnommen wird, so ist lediglich dessen   überhitzerheizfläche   zu vergrössern bzw. durch ein hochtemperaturbeständiges Röhrenmaterial zu ergänzen. Sollte ohnedies ein neuer Dampfkessel für andere Zwekke projektiert   sein, M Ist   es nur notwendig, den zugeordneten Überhitzer mit einer etwas grösseren Heizflächen auszustatten.

   Damit wird aber der riesengrosse Aufwand an Material und Heizflächen, wie er z.   B.'bei   indirekt beheizten Left- überhitzereinrichtungen erforderlich ist, vermieden. 



   Die Zusammenschaltung der einzelnen Bestandteile der Anlage kann so durch geführt werden, dass die Heizkammer für die   verdichte   Luft der   betriebsmässigen   Abgabe des Dampfes vorgeschaltet ist, also der   überhitzte Wasserdampf   des Kessels zum Teil oder zur Gänze vor seiner industriellen Verwendung die Heizkammer passiert und dort je nach der durchgehenden Dampfmenge mehr oder weniger an Temperatur verliert. 



   Die Erfindung besteht auch darin, dass die Abgasleitung der Gasturbine in an sich bekannter 
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 seinerseits mit dem Röhrenbündel der   Heizkam-   mer zwecks Dampfzufuhr zur Erwärmung der Treibluft für die Gasturbine verbunden ist. 



   Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines   Ausführungsbeispieles   näher   veranschau-s   

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   1icht.   Die Zeichnung zeigt eine Gasturbinenanlage mit einer erfindungsgemässen Heizkammer, die einer Gruppe von   Freikolbengaserzeugem   nachgeschaltet ist. 



   Eine   erfindungsgemässe   Heizkammer 2 ist den Freikolbengaserzeugern 10 nachgeschaltet. Gegenüber rotierenden Kompressoren liefern die   Freikolibengaserzeuger   10 das Antriebsgas für die Gasturbine 4 im Verpuffungswege. Druck und Temperatur des Treibgases bestimmen neben der Menge die Leistung der Gasturbine 4. Wird den   Frelkolbengaserzeugem   10 die Heizkammer 2 nachgeschaltet, so wird die an sich verhältnismä- ssig niedrige Betriebstemperatur des Treibgases erhöht, von dem, ähnlich wie beim offenen Verfahren, nur ein Teil des Luftsauerstoffes verbraucht ist. Dadurch wird eine Leistungssteigerung ereicht. Es betragen z. B. die üblichen Gastemperaturen bei Vollast   4300 C, bei 4, 1   ata Druck.

   Wird nun ebenfalls beispielsweise die Temperatur des verdichteten Gases von   430    C nur auf 5000 C erhöht, so   beträgt   die Leistungssteigerung bereits zirka 10% bei Vollast. Im Teillastgebiet ist die prozentuale Steigerung noch grösser. 



   Aus der Zeichnung ist ferner ersichtlich, dass ein oder mehrere Freikolbengaserzeuger 10, die bei   11.   Frischluft ansaugen, ihre Abgase der Heiz- . kammer 2 zuführen, die mit dem Röhrenbündel 3 für den überhitzten Dampf ausgestattet ist. Die durch den Dampf aufgeheizten Treibgase werden von hier aus der Gasturbine 4 zugeführt, die einen Elektrogenerator   5   antreibt. Die Abgase verlassen die Gasturbine 4 über eine Leitung 7 und können nun ihren Wärmeinhalt in verschiedener Weise abgeben, z. B. als Verbrennungsluft für eine nachgeschaltete Dampfkesselfeuerung, von welcher Stelle der überhitzte Dampf durch die Leitung 3a geliefert wird. 



   PATENTANSPRÜCHE :
1.   Gasturtbinenanlage,   bei der die verdichtete Treibluft auf dem Wege zur Gasturbine indirekt erhitzt wird, wobei Freikolbengaserzeuger vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Freikolbengaserzeugern (10) und der Gasturbine   (4)   eine Heizkammer (2) eingeschaltet ist, in deren Röhrenbündel (3) hocherhitzter Wasserdampf zirkuliert, der z. B. einem bereits vorhandenen Kessel entnehmbar ist.

Claims (1)

1. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Abgasleitung (7), der Gasturbine (4) in an sich bekannter Weise mit der Feuerung eines Dampfkessels zur Verbrennungsluftzufuhr in Verbindung steht, der seinerseits mit dem Röhrenbündel (3) der Heizkammer (2) zwecks Dampfzufuhr zur Erwärmung der Treibluft für die Gasturbine (4) verbunden ist.