AT230684B - Vor- bzw. Zwischenkühler für den Kompressor einer Gasturbinenanlage - Google Patents

Description

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  Vor- bzw. Zwischenkühler für den Kompressor einer Gasturbinenanlage 
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   bzw.Die inFig. 1 gezeigte Anlage weist einen Erhitzer l, eine Turbine 2, einen zweistufigen Kompressor 31, 32, einen Wärmeaustauscher 4, sowie einen Vorkühler 5 und einen Zwischenkühler 6 auf. 



  Der inFig. 2. dargestellte Vorkühler 5 ist, wie auch der Zwischenkühler 6, in zwei nacheinander vom Arbeitsmittel der Gasturbine in Pfeilrichtung (in der Zeichnung von links nach rechts) durchströmte Wärimeaustauscher aufgeteilt. Das Kühlergehäuse 12 hat kreisförmigen Querschnitt und über die Länge beider Wärmeaustauscher im wesentlichen den gleichen Durchmesser. 



  Der zweite Wärmeaustauscher 8 weist wie herkömmlich Rohre 10 mit Aussenrippen auf. Das zu kühlende Arbeitsmittel der Gasturbinenanlage strömt ausserhalb der Rohre 10 und gibt über die Rippen Wärme an das Kühlwasser ab, das in denRohren 10 strömt. Die Rohre 10 verlaufen quer zum Gasstrom, füllen den ) Gehäusequerschnitt in Form eines eingeschriebenen Rechteckes aus, und ihre oberen Wasserkammer 11 sind ausserhalb des den Gasstrom führenden Kühlergehäusemantels 12 angeordnet. 



  Der erste Wärmeaustauscher 7 aber weist erfindungsgemäss Rohre 9 mit Innenrippen auf, die in Achsrichtung des Gehäuses angeordnet sind. Das zu kühlende Arbeitsmittel der Gasturbinenanlage strömt in den Rohren 9 und gibt über die Rippen Wärme an den Wärmeträger der Heizung ab, der ausserhalb der Rohre 9 strömt. Die Rohre 9 stehen zwangsläufig in Richtung des Gasstromes und nutzen den ganzen Querschnitt des Gehäuses aus. 



  Auf diese Weise wird der Raumbedarf des ersten Wärmeaustauschers auf ein Viertel und damit der Raumbedarf des gesamten Kühlers auf die Hälfte gegenüber den bekannten Kühlern reduziert. 



  Diese wesentliche Raumeinsparung kommt einmal dadurch zustande, dass die in Acl arielltung des Kuhlergehäuses angeordnetenRohre die ganzeQuerschnittfläche des Gehäuses ausnutzen, während die herkömmlichen aus quer zum Gasstrom stehenden Rohren gebildeten, aber abnehmbare Wasserkästen aufweisendenRohrbündel notwendigerweise Rechteckquerschnitt haben, der nur einen Teil der Querschnittfläche des kreiszylindrischen Kühlergehäuses einnimmt. Weiterhin können bei gleichgrossem Rohrdurchmesser innenberippte Rohre wesentlich näher zusammengerückt werden, als aussenberippte Rohre, so dass in einem gegebenen Gehäusequerschnitt mehr innenberippte Rohre untergebracht werden können.

   Ferner haben quer zum Gasstrom stehende Rohre an ihrem Umfang an der An- und Abströmseite weniger gut vom Gasstrom umspülte Flächenpartien, während vom Gasstrom längsbespülte Rohre am ganzen Umfang gleichmässig vom Gasstrom beaufschlagt werden. Zudem ist es bei längsbespülten Rohren möglich, Wellbandrippen anzuwenden, bei denen über die ganze Rohrlänge hin Anlaufströmung herrscht und ein denkbar günstiger Wärmeübergang stattfindet. Da schliesslich auf der Flüssigkeitsseite die Wärmeübertragung zum Rohr besser ist als auf der Gasseite, können die flüssigkeitsbespülten Flächen ohne weiteres verkleinert, d. h. die Rohrlängen wesentlich verkürzt werden, wenn die Wärmeübertragung auf der Gasseite verbessert wird. 



  All dies zusammengenommen bewirkt, dass sich die Länge des ersten Wärmeaustauschers bei gleichem Kühlergehäusedurchmesser auf einen Bruchteil reduzieren lässt, wenn man von der bekannten Kühlerausführung auf die erfindungsgemässe übergeht. 



  Die Ausführung nach der Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass der Gehäusemantel 12 des ersten Wärmeaustauschers 7 nicht unter dem hohen Gasdruck des Arbeitsmittels der Gasturbinenanlage, sondern nur unter dem Druck des Heizungswassers steht und deshalb nur kleine Wandstärke aufweisen muss.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Vor-bzw. Zwischenkühler für den Kompressor einer Gasturbinenanlage unter Verwendung der Abwärme für Heizzwecke, bei welchem das zu kühlende Arbeitsmittel der Gasturbinenanlage jeweils in einem ersten Wärmeaustauscher Wärme an den aufzuheizenden flüssigen Wärmeträger der Heizung und in einem zweiten Wärmeaustauscher Wärme an ein flüssiges Kühlmittel abgibt, wobei die beiden Wärmeaustauscher ein zylindrisches Gehäuse mit kreisförmigem Querschnitt aufweisen, das vom Arbeitsmittel der Gasturbinenanlage in Achsrichtung durchströmt wird, und der zweite Wärmeaustauscher mit Aussenrippen versehene Rohre aufweist, die quer zur Achsrichtung des Gehäuses angeordnet sind, den Gehäusequerschnitt in Form eines eingeschriebenen Rechteckes ausfüllen und aussen vom gasförmigen Arbeitsmittel, innen vom flüssigen Kühlmittel bespült sind,

   dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeaustauscher (7) Rohre (9) aufweist, die in an sich bekannter Weise mit Innenrippen versehen <Desc/Clms Page number 3> in Achsrichtung des Gehäuses angeordnet und innen vom gasförmigen Arbeitsmittel, aussen vom flüssigen Wärmeträger der Heizung bespült sind, wobei die Rohre (9) über den gesamten Querschnitt des Gehäuses verteilt sind.