CH211357A - Thermal power plant. - Google Patents

Thermal power plant.

Info

Publication number
CH211357A
CH211357A CH211357DA CH211357A CH 211357 A CH211357 A CH 211357A CH 211357D A CH211357D A CH 211357DA CH 211357 A CH211357 A CH 211357A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
power plant
thermal power
plant according
dependent
steam
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
Original Assignee
Sulzer Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sulzer Ag filed Critical Sulzer Ag
Publication of CH211357A publication Critical patent/CH211357A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/08Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with working fluid of one cycle heating the fluid in another cycle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

       

  Wärmekraftanlage.    Die Erfindung bezieht sich auf eine  Wärmekraftanlage, bei der die Nutzarbeit  durch mindestens eine Gasturbine geleistet  wird und zur raschen Anpassung an Er  höhungen der Belastung mindestens eine von  einer separaten Energiequelle versorgte Hilfs  maschine vorgesehen ist und besteht darin,  dass die Hilfsmaschine     mit,der    die Nutzarbeit  leistenden Gasturbine gekuppelt ist.  



  Die Hilfsmaschine kann als Dampf  turbine ausgebildet sein. Zusätzlich kann  auch ein die Treibgase     bezw.    die Verbren  nungsluft verdichtender Verdichter, der  zum     Beispiel    von einer Turbine angetrieben  wird, zur Beschleunigung seiner Drehzahl       bezw.    zur Erhöhung seiner Förderleistung  mit einer als Turbine     ausgebildeten    Hilfs  maschine gekuppelt sein.

   Zweckmässig wird  der Abdampf der Hilfsturbine in einen Kon  densator     geführt.    Dadurch     entsteht    die       1LTöglichkeit,    bei     Nichtbeaufschlagen    der  Hilfsturbine deren Rotor im Unterdruck des  Kondensators laufen lassen zu können, wenn  den Stopfbüchsen der Hilfsturbine Sperr  dampf     zugeführt    wird. Zweckmässig erfolgt  die Regelung der Hilfsturbine nach Massgabe    des Unterschiedes zwischen dem Sollwert  und dem tatsächlich zugeführten Wert der  für den Gaserhitzer der Anlage bestimmten  Brennstoffmenge. Zweckmässig wird die  Hilfsturbine von einem Dampferzeuger der  Wärmekraftanlage mit Dampf beliefert.

    Der Dampferzeuger kann durch einen  Speicher gebildet sein, der mit     einem    Heiz  körper der     Wärmekraftanlage,    z. B. einem  im Verbrennungsraum des Gaserhitzers an  geordneten Heizkörper, im Kreislauf steht.  



  Zwei Beispiele des Erfindungsgegenstan  des sind auf der Zeichnung     vereinfacht    dar  gestellt.  



       Fig.    1 zeigt eine Wärmekraftanlage nach  der Erfindung, bei der die Treibgase     di-e    An  lage einmal durchströmen;       Fig.    2 zeigt ein anderes     Beispiel,    bei dem  ein Teil der Treibgase einen Kreislauf unter  Überdruck ausführt;       Fig.    3 veranschaulicht einen Speicher,  wie er in den Anlagen nach     Fig.    1 und 2  Anwendung finden kann.  



  Der Kreiselverdichter 1     (Fig.    1) saugt  durch die Leitung 2 Luft an, verdichtet sie  und fördert sie durch die Leitung 3 in den      Verbrennungsraum 4 eines Gaserhitzers. Die  bei der Verbrennung entstehenden Treibgase  strömen zum Teil durch eine Leitung 5 in  die Gasturbine 6, welche den Stromerzeuger  7 antreibt und damit. Nutzarbeit leistet. Die  Abgase dieser Turbine gelangen durch die  Leitung 8 ins Freie. Ein anderer Teil der  Treibgase strömt durch die Leitung 9 aus  dem Verbrennungsraum 4 in die Turbine 10  und gelangt nach Arbeitsleistung durch die  Leitung 11 ins Freie. Die Turbine 1.0 treibt  den     Verdichter    1.  



  Die die     Nutzarbeit    leistende Gasturbine  6 ist mit einer als Dampfturbine ausgebil  deten Hilfsmaschine 12 gekuppelt. Weiter ist  auch der     Verdichter    1 für die Verbrennungs  luft mit einer als Turbine ausgebildeten       Hilfsmaschine.    13 gekuppelt.  



  Ein Dampfspeicher 14 versorgt bei  raschen Belastungssteigerungen die Hilfs  turbinen 12 und 13 über die Leitung 15 mit  Dampf. Der     Abdampf    der beiden Maschinen  gelangt durch die Leitung 16 in den Konden  sator 17. Eine Pumpe 18 fördert das Konden  sat wieder in den Dampfspeicher 14 zurück.  



  Der Speicher 14 liegt mit dem im Ver  brennungsraum 4 angeordneten Heizkörper  19 über die Leitungen 20 und 21 im Kreis  lauf. Eine Pumpe 22 entnimmt dem Speicher  Wasser und fördert es in den von dem  Treibgas des Verbrennungsraumes 4 beheiz  ten Heizkörper 19, aus welchem es in erhitz  tem und     unter    Umständen teilweise ver  dampftem Zustand wieder in den Speicher 14  zurückgelangt.  



  Die Welle des Maschinenaggregates 6, 7,  1.2 treibt einen Drehzahlregler 23, diejenige  des Maschinenaggregates 1, 10, 13 einen  Drehzahlregler 24. Der Drehzahlregler 23       beeinflusst    das     Regelorgan    25 in der Dampf  leitung 15, so dass bei fallender Drehzahl       bezw.    fallender Hülse der     Durchströmduer-          schnitt    vergrössert. und bei steigender Dreh  zahl     bezw.    steigender Hülse der     Querschnitt     verkleinert wird.

   Ferner wird durch den  Drehzahlregler 23     mittels        Übertragung     durch das Gestänge 26, 27 und 28 der Steuer  schieber 29 des     Servomotors    30     beeinflusst.       Der Kolben 31 wird bei steigender Drehzahl  angehoben und bei sinkender Drehzahl nach  unten gedrückt. Der Drehzahlregler 24 beein  flusst über das Gestänge 32 den Steuerschie  fer 33 des Servomotors 34. Der Kolben 35  wird bei steigender Drehzahl nach unten ge  drückt und bei fallender Drehzahl angehoben.  



  Mit dem Kolben 31 des     Servomotors    30  ist eine Kurvenscheibe 36 über einen Hebel  37 verbunden. Mit dem Hebel 37 steht  wiederum über das Gestänge 38 das Regel  organ 39 der Brennstoffleitung 40 in Ver  bindung. Dein Brenner 41 des Brennraumes  4 wird durch diese Verbindung bei steigender  Last mehr Brennstoff, bei sinkender Last  aber weniger Brennstoff zugeführt. Der Kol  ben 35 ist über den Hebel 42 mit einer Kur  venscheibe 43 verbunden. Auf den beiden  Kurvenscheiben 36 und 43 rollen die beiden  Enden des Hebels 44, der über einen Hebel  4:5 und ein Gestänge 46 mit dem Steuer  schieber 47 des Servomotors 48 in Verbin  dung steht.

   Der Kolben 49 des Servomotors  48 beeinflusst das Regelorgan 50 in der  Dampfleitung 15 derart, dass die Hilfsturbi  nen 12 und 13 Dampf zugeführt erhalten,  wenn der Sollwert der für den     Brennraum     4 des Gaserhitzers notwendigen     Brennstoff-          inenge    grösser ist als die augenblicklich dem  Brennraum zugeführte Brennstoffmenge. Zu  grosse Regelausschläge werden durch die An  schläge 98 und 99 vermieden.  



  Steigt die Belastung des Stromerzeugers  7 langsam, so wird durch den Regler 23  durch entsprechend langsame Beeinflussung  des Organes 39 in der     Brennstoffleitung    40  dem Brenner 41 allmählich mehr Brennstoff  zugeführt, so dass die Drehzahl des Maschi  nenaggregates 6, 7, 12 durch die vermehrte       Treibgaserzeugung    innerhalb des zulässigen       Ungleichförmigkeitsgrades    aufrecht erhalten  bleibt. Entsprechend der vermehrten Treib  gaserzeugung steigt die Drehzahl des Ma  schinenaggregates 1, 10, 13, wodurch ein  Sinken des     Servomotorkolbens    35 eingeleitet  wird.

   Bei diesem Regelvorgang sinken so  wohl die Kurvenscheibe 36 als auch die Kur  venscheibe 43 ungefähr gleichzeitig nach      unten, so dass am Gelenkpunkt zwischen den  Hebeln 44 und 45 keine nennenswerte Ver  schiebung entsteht und deshalb das Regel  organ 50 in der Dampfleitung 15 nach wie  vor geschlossen bleibt. Die     Hilfsturbinen    12  und 13 erhalten also bei langsamem Anstieg  der Belastung keinen Dampf zugeführt.  



  Steigt die Belastung des Stromerzeugers  rasch, so erfolgt ein stärkeres     Absinken    der  Drehzahl, so dass das Regelorgan 25 in der  Dampfleitung 15 zunächst geöffnet wird.  Gleichzeitig wird auch der Kolben 31 des  Servomotors 30 rasch nach unten gedrückt.  Ein zu grosser Ausschlag wird aber durch  die Anschläge 98 und 99 verhindert. Dem  Brenner 41 wird dann eine im zulässigen  Mass vermehrte Brennstoffmenge zugeleitet.  Mit Hilfe der Kurvenscheibe 36 wird über  die Hebel 44 und 45 und das Gestänge 46  der Steuerschieber 47 angehoben, so dass der  Steuerschieber 49 nach unten gedrückt wird  und damit das. Organ 50 in der Dampf  leitung öffnet. Dadurch erhalten sowohl die  Hilfsturbine 12 als auch die Hilfsturbine 13  Dampf zugeführt.

   Die Hilfsturbine 12 unter  stützt die Gasturbine 6, so dass die rasch ver  grösserte Belastung des Stromerzeugers ohne  unzulässigen Drehzahlabfall aufgenommen  werden kann. Durch die Hilfsturbine 13 wird  gleichzeitig der Verdichter 1     beschleunigt,     so dass zur     Verbrennung    der vermehrten       Brennstoffmenge    eine vermehrte Luftmenge  zur     Verfügung    steht.

   Das, Ansteigen der  Drehzahl des Maschinenaggregates 1, 10, 13  verursacht ein     Sinken    des Kolbens 35, so dass  über die Kurvenscheibe 43 die Hebel 44 und  45 und das Gestänge 46 nach Massgabe des  neuen, sich nunmehr einstellenden     Gleich-          gewichtes    die Dampfzufuhr zu den Hilfs  turbinen 12 und 13 durch Abdrosseln des  Regelorganes 50 wieder vermindert wird.  Bei Erreichung des     neuen        Gleichgewichts-          zustandes    ist das Organ 50 vollständig ge  schlossen.  



  Bei der Wärmekraftanlage nach     Fig.    2  wird dem Verdichter 1 durch die Leitun  gen 51 und 52 Luft zugeführt, die im ver  dichteten Zustand durch die Leitung 53, den         Rekuperator    54 und die Leitung 55 in einen  ersten Erhitzer 56 gelangt. Um die Verdich  tung der Luft mit gutem Wirkungsgrad  durchführen zu können,     ist    ein Zwischen  kühler 57 an den Verdichter 1     angeschlossen.     



  Im Erhitzer 56 wird die Luft in zwei  Teile aufgeteilt. Ein erster Teil dient als  Verbrennungsluft für den Brenner 58, ein  zweiter Teil gelangt in den Mantel 59. Die  im     Verbrennungsraum    60     entstehenden    Ver  brennungsgase     stehen    in den     Erhitzerrohren     61 im Wärmeaustausch mit der in den Man  tel 59 geführten Luft. Die Verbrennungsgase  gelangen durch die Leitung 62 in eine Gas  turbine 63, während die erhitzte Luft zum  Antrieb der Gasturbine 10 verwendet wird.  



  Die Abluft der     Gasturbine    10 strömt  durch die     Leitung    64 in einen zweiten Er  hitzer 65. Gleichzeitig wird der Gasturbine  63 eine Teilmenge der noch einen erhebli  chen Anteil an Sauerstoff enthaltenden Gase  durch die     Leitung    66     entnommen    und eben  falls in den Erhitzer 65     geleitet.    Der Sauer  stoff der Gase wird im Verbrennungsraum  67 zur     Verbrennung    des dem     Brenner    68  zugeführten     Brennstoffes    ausgenützt. Die  entstehenden Verbrennungsgase strömen in  die Heizrohre 69 und erhitzen dadurch die  in den Mantel 70 geführte Abluft der Gas  turbine 10.

   Die     wieder    erhitzte Luft gelangt  in die die Nutzarbeit leistende     Gasturbine    6,  während die Verbrennungsgase durch die  Leitung 71 wieder in die Gasturbine 63 zu  rückgelangen. Die Abluft der Turbine 6  strömt durch die Leitung 72 in den     Rekupe-          rator    73 und von hier durch die Leitung 74  über den Kühler 75 wieder     in    den Verdich  ter 1. Die Abgase der Gasturbine 63 werden  durch die Leitung 76 in den     Rekuperator    54  geleitet und strömen     dann    durch die     Leitung     77 in die Gasturbine 78, aus der sie durch  die Leitung 79 ins Freie entweichen.

   Die  durch die Leitung 72 ankommende Heissluft  und die durch die     Leitung    77 zugeführten  heissen     Verbrennungsgase    werden in den Re  kuperatoren 54 und 73 zur     Vorerhitzung    der  aus dem Verdichter 1 nach dem     Erhitzer    56  geführten Luft     verwendet,         Die     Gasl:urbine    6 leistet Nutzarbeit durch.  Antreiben des Stromerzeugers- 7, auf deren  gemeinsamer Welle eine     Hilfsdampfturbine     12 sitzt. Die Gasturbine 63 ist mit Hilfe des  Getriebes 811 mit der Gasturbine 10 gekup  pelt,      -elche    den Verdichter 1. antreibt.

   Die  Gasturbine 78 treibt einen     Vorverdiehter    81  an, der durch die     Leitung    82 Luft ansaugt.  und diese in verdichtetem und durch den  Zwischenkühler 83 und den Endkühler 84       gekühltem    Zustand über die Leitung 52 dem  Hauptverdichter 1 zuführt. Mit der gemein  samen Welle der     Gasturbine    78 und des Ver  dichters 81 ist eine Hilfsturbine. 13 gekup  pelt. Ein weiterer Hilfsmotor 85 kann zur  Inbetriebsetzung der Anlage dienen.  



  Die beiden im Dampfstrom hinterein  ander     geschalteten        Hilfsda.mpfturbinen    12  und 13 erhalten aus dem     Speicher    14 über  die Leitungen 15 und 86 Dampf zugeführt,  der nach     Arbeitsleistung    durch die Leitung  16 in den Kondensator 17 gelangt. Das Kon  densat wird - dem Kondensator durch die  Pumpe 18 entnommen und wieder in den  Speicher     1.4    zurückgeführt. Zur Entlüftung       bezw.    Evakuierung ist eine     Strahlpumpe    87  vorgesehen, welche mittels des unter Druck  eingeführten Kühlwassers die im Kondensa  tor 17 sieh ansammelnde Luft absangt.

   Zur       Beheizung    des Speicherinhaltes wird mittels  der Pumpe 22 über die Leitung 20 dem  Heizkörper 19 Dampf zugeführt, der in  überhitztem Zustand über die Leitung 21  wieder in den Wasserinhalt des Speichers 14  eingeleitet wird. Durch eine Leitung 88 wird  den Stopfbüchsen 89 der     Hilfsdampfturbinen          1.22    und 13 Sperrdampf zugeführt, so dass  keine Luft durch die Stopfbüchsen in die  Gehäuse der Turbinen     l.2    und 13 eindringen  kann.

   Es ist damit möglich, die Rotoren der       Turbinen    12 und 13 auch dann im     Unter-          druck    laufen lassen zu können, wenn die Tur  binen nicht durch Dampf     beaufsehlagt    sind.  



  Zur Regelung des Betriebes der Anlage  ist ein     Fliehkraftregler    23 und ein Druck  regler 90     vorgesehen.    Die beiden Regler be  einflussen das Regelorgan 39 in der Brenn  stoffleitung 40, und zwar so,     dass    bei sinken-    der Drehzahl oder     steigendem    Druck die  Brennstoffmenge vergrössert und umgekehrt       bei    steigender Drehzahl oder sinkendem  Druck die Brennstoffmenge verkleinert wird.  Der Regler 23 beeinflusst über den Hebel 91  das     Crestänge    92 und den Hebel 93 und  ferner über das Gestänge 94, 95 und 96 auch  das Regelorgan 50 in der Dampfleitung 15.  



       Wächst    die Belastung des Stromerzeu  gers, so sinkt zunächst die Drehzahl des       3laschinenaggregates    6, 7, 12, wodurch die  Hülse des Reglers 23 im Sinne des     -Pfeils     verschoben wird; dadurch wird das Regel  organ 50 im Sinne des     +Pfeils    verschoben.       Den    Turbinen 13 und 12 wird aus dem  Speicher 14 Dampf zugeführt, so dass nicht  nur die Welle der Gasturbine 78 und des  Verdichters 81     beschleunigt    wird, sondern  auch der zunächst noch bestehende Unter  schied zwischen der Belastung des Stromer  zeugers 7 und der Leistung der Gasturbine  6 durch die Turbine 12     mindestens    zum Teil       ausgeglichen    wird.

   Die Beschleunigung der  Drehzahl des Verdichters 81 verursacht eine  Erhöhung des Druckes der     Vorverdichtung.     Dadurch wird in dem aus dem Verdichter 1       über    den Erhitzer 56, die Gasturbine 10,  den Erhitzer 65, die Gasturbine 6 und den       Rekuperator    73 führenden Kreislauf das  Druckniveau erhöht. Durch die Erhöhung  des Druckniveaus in dem Luftkreislauf wird  mittels des Impulsgebers 90 und des Regel  organes 39 eine vergrösserte Brennstoffmenge  für die Brenner 58 und 68 eingestellt. Durch  diese Vermehrung der Brennstoffmenge wird       sowohl    die Leistung der die Nutzarbeit ab  gebenden Gasturbine 6 als auch die     Leistung     der     Gasturbine    10 erhöht.

   Gleichzeitig wird  durch die Vermehrung der Brennstoffmenge  über den Hebel 93 die anfänglich     einge-          l"itete    Regelung dadurch wieder rückge  führt, dass über das Gestänge 94, 95 und 96  die Dampfzufuhr zu den Turbinen 13 und  12 wieder vermindert     bezw.    vollständig ab  gestellt wird.  



  Der Speicher 14     (Fig.    1 und 2) kann, wie  in     Fig.    3 gezeigt, einen Behälter 100 auf  weisen, in welchen ein Gefäss 101 eingebaut      ist.     tin    Teil des     Wasserinhaltes    befindet  sich im Behälter 101, ein anderer Teil wird  unmittelbar von der Behälterschale 100 auf  genommen, so dass zwei voneinander     unab-          hängigeWasserspiegel    102 und 103 entstehen.  Durch die Leitung 104 wird dem Speicher  mittelst der Pumpe 105 Wasser entnommen  und einem Heizkörper der Wärmekraft  anlage zugeleitet. Das erhitzte Wasser ge  langt durch die Leitung 106 wieder in den  Speicher zurück.

   Die Pumpe 105 wird durch  einen Motor 107 angetrieben, dem die elek  trische Energie durch eine Leitung 108 zu  geführt wird. Ein Regelorgan 109, welches  durch denn Impulsgeber 110 beeinflusst ist,  regelt die Drehzahl des Motors 107     bezw.     die Förderleistung der Pumpe 105 nach Mass  gabe des Druckes im Speicher. Bei steigen  dem Druck wird die Umwälzung des Was  sers vermindert, während bei fallendem  Druck die Umwälzung vergrössert wird.  



  Eine weitere Pumpe 111 sorgt für einen  ständigen Umlauf des Wassers im Speicher.  Sie saugt das Wasser unten im Speicher  durch die Leitung 104 an und drückt es  durch die Leitung 112 in das Gefäss 101.  Das überlaufende Wasser das Gefässes<B>101</B>  strömt dann durch die Rohre<B>113</B> wieder in  den untern Teil des Wasserinhaltes. Da  durch wird für beide Teile des     Wasser-          inhAtes    eine gleichmässige Temperatur ge  sichert.  



  Bei einer stossweisen Dampfentnahme aus  dem Speicher kann sowohl das Wasser auf  der Fläche 102 als auch auf der Fläche 103  ausdampfen. Ein Mitreissen des Wassers  durch den Dampf wird durch das Prellblech  14 verhindert. Allfällig mitgerissene Wasser  reste können weitgehend in der Mulde des       Prellbleches    aus dem Dampf noch ausfallen.  Das sich in der Mulde ansammelnde Wasser       kann    dann durch das     Rückschlagventil    115  wieder in den Wasserinhalt des Speicher  inhaltes     zurückgelangen.     



  Das Speisewasser wird durch die Leitung  116 gleich in die Leitung 104 geführt, so  dass es zunächst in dem nicht gezeichneten  Heizkörper erhitzt wird und erst dann zu-    lammen mit dem übrigen, ebenfalls     auf-          geheitzten    Umlaufwasser durch die Leitung  <B>106</B> in den Speicher eintritt.  



  Die Gasturbinen,     insbesondere    die die  Nutzarbeit nach aussen abgebende Gas  turbine, können wie ersichtlich von heisser  Luft oder von andern heissen Gasen     beauf-          schlagt    werden. Sie können zum     Beispiel     insbesondere bei der Anwendung von     Gas-          erhitzern,    bei denen die Gase im Wärme  austausch erhitzt werden, von     inerten    Ga  sen     beaufschlagt    sein. Als Gaserhitzer     bezw.          Treibgaserzeuger        könnten    zum Beispiel auch  Kolbenmaschinen,     Flugkolbenmaschinen    usw.

    verwendet werden. Die Treibgase der Anlage       können    auch durch Wärmeaustausch von be  sonderen Heizgasen beheizt werden. Diese  Heizgase können dann auch zur     Beheizung     des mit dem Speicher 14 verbundenen     Ileiz-          körpe-rs    19 herangezogen werden.



  Thermal power plant. The invention relates to a thermal power plant in which the useful work is done by at least one gas turbine and at least one auxiliary machine supplied by a separate energy source is provided for rapid adaptation to increases in the load and consists in that the auxiliary machine with which the useful work power gas turbine is coupled.



  The auxiliary machine can be designed as a steam turbine. In addition, the propellant gases can bezw. the combustion air compressing compressor, which is driven for example by a turbine, BEZW to accelerate its speed. be coupled to an auxiliary machine designed as a turbine to increase its delivery rate.

   The exhaust steam of the auxiliary turbine is expediently fed into a capacitor Kon. This creates the possibility of being able to run its rotor in the vacuum of the condenser when the auxiliary turbine is not acted upon, when sealing steam is supplied to the stuffing boxes of the auxiliary turbine. The auxiliary turbine is expediently regulated according to the difference between the setpoint value and the value actually supplied for the amount of fuel intended for the gas heater of the system. The auxiliary turbine is expediently supplied with steam from a steam generator of the thermal power plant.

    The steam generator can be formed by a memory that is connected to a heating body of the thermal power plant, for. B. one in the combustion chamber of the gas heater to orderly radiator, is in the circuit.



  Two examples of the subject matter of the invention are shown in simplified form on the drawing.



       Fig. 1 shows a thermal power plant according to the invention, in which the propellant gases flow through the plant once; Fig. 2 shows another example in which part of the propellant gases circulates under positive pressure; FIG. 3 illustrates a memory such as can be used in the systems according to FIGS. 1 and 2.



  The centrifugal compressor 1 (Fig. 1) sucks in air through the line 2, compresses it and conveys it through the line 3 into the combustion chamber 4 of a gas heater. Some of the propellant gases produced during the combustion flow through a line 5 into the gas turbine 6, which drives the power generator 7 and thus. Useful work. The exhaust gases from this turbine pass through line 8 to the outside. Another part of the propellant gases flows through the line 9 from the combustion chamber 4 into the turbine 10 and, after work, passes through the line 11 into the open. The turbine 1.0 drives the compressor 1.



  The gas turbine 6 performing the useful work is coupled to an auxiliary machine 12 that is ausgebil Deten as a steam turbine. Next is also the compressor 1 for the combustion air with an auxiliary machine designed as a turbine. 13 coupled.



  A steam accumulator 14 supplies the auxiliary turbines 12 and 13 via line 15 with steam when the load increases rapidly. The exhaust steam from the two machines passes through line 16 into the condenser 17. A pump 18 conveys the condensate back into the steam accumulator 14.



  The memory 14 is arranged in the United combustion chamber 4 radiator 19 via the lines 20 and 21 in the circuit. A pump 22 takes water from the memory and conveys it to the heated radiator 19 from the propellant gas of the combustion chamber 4, from which it is returned to the memory 14 in the heated system and possibly partially evaporated state.



  The shaft of the machine unit 6, 7, 1.2 drives a speed controller 23, that of the machine unit 1, 10, 13 a speed controller 24. The speed controller 23 influences the control element 25 in the steam line 15, so that when the speed falls BEZW. the through-flow section is enlarged with the falling sleeve. and with increasing speed respectively. increasing sleeve the cross-section is reduced.

   Furthermore, the control slide 29 of the servo motor 30 is influenced by the speed controller 23 by means of transmission through the linkage 26, 27 and 28. The piston 31 is raised when the speed increases and is pressed down when the speed decreases. The speed controller 24 influences the control slider 33 of the servo motor 34 via the linkage 32. The piston 35 is pushed down when the speed increases and is raised when the speed decreases.



  A cam disk 36 is connected to the piston 31 of the servo motor 30 via a lever 37. With the lever 37 is in turn via the linkage 38, the rule organ 39 of the fuel line 40 in Ver connection. Your burner 41 of the combustion chamber 4 is supplied with more fuel when the load increases, but less fuel when the load decreases. The Kol ben 35 is venscheibe 43 connected via the lever 42 with a cure. On the two cams 36 and 43, the two ends of the lever 44 roll, which is connected via a lever 4: 5 and a linkage 46 with the control slide 47 of the servo motor 48.

   The piston 49 of the servomotor 48 influences the control element 50 in the steam line 15 in such a way that the auxiliary turbines 12 and 13 are supplied with steam when the setpoint of the fuel quantity required for the combustion chamber 4 of the gas heater is greater than the amount of fuel currently fed to the combustion chamber . Too large rule deflections are avoided by the stops 98 and 99.



  If the load on the power generator 7 increases slowly, more fuel is gradually fed to the burner 41 by the controller 23 by slowly influencing the element 39 in the fuel line 40, so that the speed of the Maschi nenaggregates 6, 7, 12 due to the increased propellant gas generation within of the permissible degree of irregularity is maintained. Corresponding to the increased propellant gas generation, the speed of the machine unit 1, 10, 13 increases, whereby a decrease in the servomotor piston 35 is initiated.

   During this control process, both the cam 36 and the cam 43 sink approximately simultaneously downwards, so that there is no significant shift at the hinge point between the levers 44 and 45 and therefore the control organ 50 in the steam line 15 remains closed as before . The auxiliary turbines 12 and 13 are therefore not supplied with any steam when the load increases slowly.



  If the load on the power generator increases rapidly, the rotational speed drops more sharply, so that the control element 25 in the steam line 15 is initially opened. At the same time, the piston 31 of the servo motor 30 is also quickly pressed down. However, stops 98 and 99 prevent excessive deflection. The burner 41 is then fed an increased amount of fuel to the permissible extent. With the help of the cam 36, the control slide 47 is raised via the levers 44 and 45 and the linkage 46, so that the control slide 49 is pressed down and thus the organ 50 opens in the steam line. As a result, both the auxiliary turbine 12 and the auxiliary turbine 13 are supplied with steam.

   The auxiliary turbine 12 supports the gas turbine 6, so that the rapidly increased load on the power generator can be absorbed without an unacceptable drop in speed. The compressor 1 is simultaneously accelerated by the auxiliary turbine 13, so that an increased amount of air is available for burning the increased amount of fuel.

   The increase in the speed of the machine unit 1, 10, 13 causes the piston 35 to sink, so that the levers 44 and 45 and the linkage 46 via the cam 43, depending on the new, now established equilibrium, the steam supply to the auxiliary turbines 12 and 13 is reduced again by throttling the control element 50. When the new state of equilibrium is reached, the organ 50 is completely closed.



  In the thermal power plant according to FIG. 2, the compressor 1 is fed through the lines 51 and 52 air, which passes through the line 53, the recuperator 54 and the line 55 in a first heater 56 in the compressed state. In order to be able to perform the compaction of the air with good efficiency, an intermediate cooler 57 is connected to the compressor 1.



  In the heater 56, the air is split into two parts. A first part serves as combustion air for the burner 58, a second part enters the jacket 59. The combustion gases produced in the combustion chamber 60 are in heat exchange with the air fed into the jacket 59 in the heater tubes 61. The combustion gases pass through line 62 into a gas turbine 63, while the heated air is used to drive the gas turbine 10.



  The exhaust air from the gas turbine 10 flows through the line 64 into a second heater 65. At the same time, a subset of the gases still containing a substantial proportion of oxygen is removed from the gas turbine 63 through the line 66 and also passed into the heater 65. The oxygen in the gases is used in the combustion chamber 67 to burn the fuel supplied to the burner 68. The resulting combustion gases flow into the heating tubes 69 and thereby heat the exhaust air from the gas turbine 10 that is guided into the jacket 70.

   The re-heated air reaches the gas turbine 6 performing the useful work, while the combustion gases return through the line 71 to the gas turbine 63. The exhaust air from the turbine 6 flows through the line 72 into the recuperator 73 and from here through the line 74 via the cooler 75 back into the compressor 1. The exhaust gases from the gas turbine 63 are passed through the line 76 into the recuperator 54 and then flow through line 77 into gas turbine 78, from which they escape through line 79 into the open.

   The hot air arriving through the line 72 and the hot combustion gases fed through the line 77 are used in the recuperators 54 and 73 to preheat the air fed from the compressor 1 to the heater 56. The gas turbine 6 performs useful work. Driving the power generator 7, on whose common shaft an auxiliary steam turbine 12 sits. The gas turbine 63 is kup pelt with the help of the transmission 811 with the gas turbine 10, -elche the compressor 1 drives.

   The gas turbine 78 drives a pre-evaporator 81 which draws in air through the line 82. and this in a compressed state and cooled by the intercooler 83 and the end cooler 84 is supplied to the main compressor 1 via the line 52. With the common wave of the gas turbine 78 and the United poet 81 is an auxiliary turbine. 13 coupled. Another auxiliary motor 85 can be used to start up the system.



  The two auxiliary steam turbines 12 and 13, which are connected one behind the other in the steam flow, are supplied with steam from the store 14 via the lines 15 and 86, which after work passes through the line 16 into the capacitor 17. The condensate is - removed from the condenser by the pump 18 and returned to the memory 1.4. For ventilation or Evacuation, a jet pump 87 is provided, which by means of the cooling water introduced under pressure, the air accumulating in the condenser 17 sucks.

   In order to heat the contents of the storage tank, steam is fed to the heating element 19 by means of the pump 22 via the line 20 and, in an overheated state, is reintroduced into the water content of the storage tank 14 via the line 21. Sealing steam is fed to the stuffing boxes 89 of the auxiliary steam turbines 1.22 and 13 through a line 88, so that no air can penetrate through the stuffing boxes into the housings of the turbines 1.2 and 13.

   It is thus possible to be able to run the rotors of the turbines 12 and 13 under negative pressure even when the turbines are not subjected to steam.



  To regulate the operation of the system, a centrifugal regulator 23 and a pressure regulator 90 are provided. The two regulators influence the control element 39 in the fuel line 40 in such a way that the amount of fuel increases when the speed or pressure increases and, conversely, the amount of fuel is reduced when the speed or pressure increases. The regulator 23 influences the crest rod 92 and the lever 93 via the lever 91 and also the regulating element 50 in the steam line 15 via the rod 94, 95 and 96.



       If the load on the Stromerzeu gers increases, the speed of the 3laschinenaggregates 6, 7, 12 first decreases, whereby the sleeve of the controller 23 is moved in the direction of the arrow; as a result, the rule organ 50 is moved in the direction of the + arrow. The turbines 13 and 12 are supplied with steam from the accumulator 14, so that not only the shaft of the gas turbine 78 and the compressor 81 are accelerated, but also the initially still existing difference between the load on the power generator 7 and the output of the gas turbine 6 is at least partially compensated for by the turbine 12.

   The acceleration of the speed of the compressor 81 causes an increase in the pressure of the pre-compression. As a result, the pressure level is increased in the circuit leading from the compressor 1 via the heater 56, the gas turbine 10, the heater 65, the gas turbine 6 and the recuperator 73. By increasing the pressure level in the air circuit, an increased amount of fuel for the burners 58 and 68 is set by means of the pulse generator 90 and the control organ 39. As a result of this increase in the amount of fuel, both the performance of the gas turbine 6 giving off the useful work and the performance of the gas turbine 10 are increased.

   At the same time, by increasing the amount of fuel via the lever 93, the initially initiated control is reversed again in that the steam supply to the turbines 13 and 12 is again reduced or completely shut off via the linkage 94, 95 and 96.



  The memory 14 (FIGS. 1 and 2) can, as shown in FIG. 3, have a container 100 in which a vessel 101 is installed. Part of the water content is located in the container 101, another part is taken up directly by the container shell 100, so that two independent water levels 102 and 103 are created. Through the line 104, water is taken from the memory by means of the pump 105 and fed to a radiator of the thermal power plant. The heated water ge reached through line 106 back into the memory.

   The pump 105 is driven by a motor 107 to which the elec trical energy is fed through a line 108. A control element 109, which is influenced by the pulse generator 110, controls the speed of the motor 107 respectively. the delivery rate of the pump 105 according to the measurement of the pressure in the memory. When the pressure rises, the circulation of the water is reduced, while when the pressure falls, the circulation is increased.



  Another pump 111 ensures a constant circulation of the water in the storage tank. It sucks in the water at the bottom of the reservoir through the line 104 and presses it through the line 112 into the vessel 101. The water overflowing the vessel <B> 101 </B> then flows through the pipes <B> 113 </B> again in the lower part of the water content. This ensures an even temperature for both parts of the water content.



  In the case of intermittent steam extraction from the reservoir, both the water on the surface 102 and on the surface 103 can evaporate. The baffle plate 14 prevents the water from being carried away by the steam. Any water residues that may be carried away can largely fall out of the steam in the recess of the baffle plate. The water that collects in the trough can then get back into the water content of the storage tank through the check valve 115.



  The feed water is immediately fed through line 116 into line 104, so that it is first heated in the heating element (not shown) and only then combined with the rest of the circulating water, which is also heated, through line 106 > enters the memory.



  The gas turbines, in particular the gas turbine which emits the useful work to the outside, can, as can be seen, be acted upon by hot air or by other hot gases. For example, especially when using gas heaters, in which the gases are heated in heat exchange, inert gases can be applied to them. As a gas heater or Propellant gas generators could, for example, also piston engines, aviation piston engines, etc.

    be used. The propellant gases in the system can also be heated by exchanging heat from special heating gases. These heating gases can then also be used to heat the Ileizkörpe-rs 19 connected to the memory 14.


    

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Wärmekraftanlage, bei der die Nutz arbeit durch mindestens eine Gasturbine ge leistet wird und zur raschen Anpassung an Erhöhungen der Belastung mindestens eine von einer separaten Energiequelle versorgte Hilfsmaschine vorgesehen ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Hilfsmaschine mit der die Nutzarbeit leistenden Gasturbine gekup pelt ist. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> 1. Wärmekraftanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfs maschine als Dampfturbine ausgebildet ist. 2. PATENT CLAIM: Thermal power plant in which the useful work is performed by at least one gas turbine and at least one auxiliary machine supplied by a separate energy source is provided for rapid adaptation to increases in the load, characterized in that the auxiliary machine is connected to the gas turbine performing the useful work pelt is. <B> SUBClaims </B> 1. Thermal power plant according to claim, characterized in that the auxiliary machine is designed as a steam turbine. 2. Wärmekraftanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein das gasförmige Arbeitsmittel ver dichtender Verdichter zur Beschleuni gung seiner Drehzahl bezw. zur Er höhung seiner Förderleistung mit einer als Turbine ausgebildeten Hilfsmaschine gekuppelt ist. 3. Wärmekraftanlage nach Unteransprü- ehen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Gasturbine gekuppelte Hilfsturbine und die mit dem Verdichter gekuppelte Hilfsturbine im Dampfstrom nebeneinander geschaltet sind. 4. Thermal power plant according to claim, characterized in that, in addition, a compressor sealing the gaseous working medium to accelerate its speed BEZW. is coupled to he increase its delivery rate with an auxiliary machine designed as a turbine. 3. Thermal power plant according to subclaims 1 and 2, characterized in that the auxiliary turbine coupled to the gas turbine and the auxiliary turbine coupled to the compressor are connected next to one another in the steam flow. 4th Wärmekraftanlage nach Unteransprii- chen 1 und ?, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Gasturbine gekuppelte Hilfsturbine und die mit dem Verdich ter gekuppelte Hilfsturbine im Dampf strom hintereinander geschaltet sind. 5. Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ab dampf der Hilfsturbine in einen Konden sator geführt wird. 6. Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass den Stopfbüchsen der Hilfsturbine Sperr dampf zugeführt wird, zum Zweck, bei Nichtbeaufschlagen der Hilfsturbine de ren Rotor im. Unterdruck des Kondensa tors laufen lassen zu können. 7. Thermal power plant according to dependent claims 1 and?, Characterized in that the auxiliary turbine coupled to the gas turbine and the auxiliary turbine coupled to the compressor are connected in series in the steam stream. 5. Thermal power plant according to dependent claim 1, characterized in that the steam from the auxiliary turbine is fed into a condenser. 6. Thermal power plant according to dependent claim 5, characterized in that the stuffing boxes of the auxiliary turbine barrier steam is supplied, for the purpose of de ren rotor in the non-loading of the auxiliary turbine. To be able to run the negative pressure of the condenser. 7th Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch eine Regelvor richtung, mittels der die Hilfsturbine nach Massgabe des Unterschiedes zwi schen dem Sollwert und dem tatsächlich zugeführten Wert der für den Gaser hitzer der Anlage bestimmten Brenn stoffmenge mit Dampf beaufschlagt wird. B. Wärmekraftanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Hilfsturbine von einem Dampferzeuger der Wärmekraftanlage mit Dampf beliefert wird. 9. Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger einen Speicher aufweist, der mit einem Heizkörper der Wärme kraftanlage im Kreislauf steht. 10. Thermal power plant according to dependent claim 1, characterized by a Regelvor direction, by means of which the auxiliary turbine is acted upon with steam according to the difference between tween the setpoint and the actually supplied value of the fuel quantity determined for the gas heater of the system. B. Thermal power plant according to claim and dependent claim 1, characterized in that the auxiliary turbine is supplied with steam from a steam generator of the thermal power plant. 9. Thermal power plant according to dependent claim 8, characterized in that the steam generator has a memory which is in circulation with a radiator of the heat power plant. 10. Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper von den Treibgasen der An lage beheizt wird. 11. Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Heiz körper von den Heizgasen der Anlage beheizt wird. 1?. Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Heiz körper im Verbrennungsraum des Gaser- hitzers der Anlage angeordnet ist. 13. Thermal power plant according to dependent claim 9, characterized in that the heating element is heated by the propellant gases of the plant. 11. Thermal power plant according to dependent claim 9, characterized in that the heating body is heated by the heating gases of the system. 1?. Thermal power plant according to dependent claim 9, characterized in that the heating body is arranged in the combustion chamber of the gas heater of the plant. 13th Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Was serinhalt des Speichers in mindestens zwei Teile mit je einer Wasseroberfläche unterteilt ist, zum Zweck, mittels der dadurch entstehenden Vergrösserung der Wasseroberfläche eine stossweise ver grösserte Entladung des Speichers zu er möglichen. 14. Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 13, gekennzeichnet durch mindestens ein in den Speicher eingebautes, einen Teil des Wasserinhaltes aufnehmendes Ge fäss, in welchem eine von dem übrigen Wasserinhalt des Speichers unabhängige Wasseroberfläche vorhanden ist. 15. Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 1.3, dadurch gekennzeichnet, dass min destens ein Teil des Wasserinhaltes über einem andern Teil des Wasserinhaltes angeordnet ist. 16. Thermal power plant according to dependent claim 9, characterized in that the water content of the storage tank is divided into at least two parts, each with a water surface, for the purpose of allowing an intermittent discharge of the storage tank by means of the resulting enlargement of the water surface. 14. Thermal power plant according to dependent claim 13, characterized by at least one built into the memory, a part of the water content receiving Ge, in which a water surface independent of the remaining water content of the memory is present. 15. Thermal power plant according to dependent claim 1.3, characterized in that at least part of the water content is arranged over another part of the water content. 16. Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 1.5, gekennzeichnet durch eine Umwälz- pumpe (111), mit deren Hilfe aus dem untern Teil Wasser entnommen und in den obern Teil geführt wird, aus wel chem verdrängtes Wasser in den darun ter liegenden Teil fliesst. 17. Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampferzeugung durch Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit in dem durch den Dampfspeicher und den Heizkörper führenden Kreislauf geregelt wird. 18. Wärmekraftanlage nach Unteranspruch 8, gekennzeichnet durch einen die Treib gase der Wärmekraftanlage kühlenden Wärmeaustauscher, der als Vorwärmer für das Speisewasser des Dampferzeu gers verwendet wird. Thermal power plant according to dependent claim 1.5, characterized by a circulating pump (111), with the help of which water is taken from the lower part and fed into the upper part, from which displaced water flows into the part below. 17. Thermal power plant according to dependent claim 9, characterized in that the steam generation is regulated by changing the rotational speed in the circuit leading through the steam accumulator and the radiator. 18. Thermal power plant according to dependent claim 8, characterized by a heat exchanger which cools the propellant gases of the heat power plant and which is used as a preheater for the feed water of the Dampferzeu gers.
CH211357D 1939-07-25 1939-07-25 Thermal power plant. CH211357A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH211357T 1939-07-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH211357A true CH211357A (en) 1940-09-15

Family

ID=4447299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH211357D CH211357A (en) 1939-07-25 1939-07-25 Thermal power plant.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH211357A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE928381C (en) * 1944-09-13 1955-05-31 Siemens Ag Method for regulating a gas turbine system operating with constant pressure combustion in the sliding pressure method
DE1209811B (en) * 1961-03-30 1966-01-27 Bbc Brown Boveri & Cie Combined gas turbine steam power plant

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE928381C (en) * 1944-09-13 1955-05-31 Siemens Ag Method for regulating a gas turbine system operating with constant pressure combustion in the sliding pressure method
DE1209811B (en) * 1961-03-30 1966-01-27 Bbc Brown Boveri & Cie Combined gas turbine steam power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2630456C3 (en) Internal combustion engine
DE2233327A1 (en) STEAM POWER PLANT WITH ORGANIC WORK EQUIPMENT
EP1221573A1 (en) Process for recuperation of thermal and electrical energy from gases of biomass combustion
CH211358A (en) Thermal power plant.
CH211357A (en) Thermal power plant.
AT210445B (en) Process and device for the recovery of waste heat from converters for the production of blown steel
DE632897C (en) Process for generating mechanical work with the help of the expansion of fluids
DE665607C (en) Process for the production of compressed air enriched with moisture and, if necessary, fuel gas for internal combustion engines
DE2621340A1 (en) HEAT STEAM GENERATOR
CH640598A5 (en) Steam power plant with air-cooled steam condenser
EP0084846A1 (en) Heat exchanger for operating a boiler installation for superheated steam
DE2044644B2 (en) Gas turbine system for driving a blast furnace wind compressor
DE872415C (en) Gas turbine plant
DE419767C (en) Device for the generation of ready-to-use working steam of any pressure
DE909870C (en) Method and device for the operation of detonation combustion turbine systems
DE435821C (en) Device for obtaining the coolant heat from internal combustion engines
DE719005C (en) Process for regulating the output of thermal power plants in which a gaseous working medium, preferably air, continuously describes a closed circuit under excess pressure, and a system for carrying out this process
DE886829C (en) Thermal power plant, in which at least part of the working fluid carries out a cycle
CH156857A (en) Steam generator with pressure firing.
DE760108C (en)
DE439404C (en) Steam generator with a conveyor device that accelerates the water circulation
DE622690C (en) Process for generating mercury vapor and equipment for practicing the process
DE2262305C3 (en) Control of a steam power plant with a pressure-fired steam generator
AT105506B (en) Device for generating force by means of a vaporizable working medium.
DE657281C (en) Steam power plant with fluctuating power and heat requirements