CH229501A - Gasturbinenanlage, in welcher mindestens ein Teil des Arbeitsmittels einen Kreislauf ausführt. - Google Patents

Description

      Gasturbinenanlage,    in welcher mindestens ein Teil des Arbeitsmittels  einen     Kreislauf    ausführt.    Die Erfindung bezieht sich auf eine Gas  turbinenanlage, in welcher     mindestens    ein       Tenl,des        Arbeitsmitteds    einen     Kreislauf        aus-          führt    und ein von einer Hilfsturbine ange  triebener     Verdichter    Luft     in        die        Anlage     fördert.

   Die     Erfindung    besteht -darin,     dass     die Hilfsturbine durch an     einer,Stelle    hohen  Druckes dem     Kreislauf    entnommenes Ar  beitsmittel angetrieben wird und der     Ver-          dichter    Luft dem Kreislauf an einer Stelle  tieferen Druckes,     zuführt.        Mit,der    Erfindung  wird bezweckt, die zum Beispiel durch die  Stopfbüchsen und andere     undichte    Stellen  eintretenden     Arbeitsmittelverluste    zudecken.  



  Dadas     für,den        Antrieb,der    Hilfsturbine  verwendete Arbeitsmittel einen höheren  Druck aufweist als die dem Kreislauf     zugge-          führte    Luft, kann durch .den Verdichter eine  grössere Menge     Odem        Kreislauf    zugeführt wer  den, als durch die Hilfsturbine dem Kreislauf  entnommen wird.

   Der     Unterschied    der grö  sseren zugeführten Menge gegenüber der       kleineren    entnommenen Menge dient als  Ersatz für     die        Arbeitsmittelverluste.       Es empfiehlt sich, die     Hilfsturbine    durch     #.     Veränderung .der     Beaufschlägung    -     zumBei-          spiel    durch Zu- und Abschalten von einzelnen  Düsen oder Düsengruppen - zu regeln. Die       Beaufschlagung    kann zum Beispiel in Ab  hängigkeit von der     Nutzleistungsturbine          eingestellt    werden.

   Bei vermehrter     Beauf-          sch'lagung    wird die     Leistung    der- Hilfs  turbine     gesteigert.        Entsprechend    wird dann  auch die Fördermenge des     Verdichters    ver  grössert. Dadurch     wird,der        Kreislauf    auf ein       höheres    Druckniveau aufgeladen, so dass die  Nutzleistung der     Gesamtanlage    entspre  chend     vergrössert        wird.     



  Vorteilhaft     wind    die Hilfsturbine als       Gleich,druckturbine        ausgebildet.    Als solche  kann sie zum     Beispiel    mit einem     Curtisrad     ausgerüstet     sein.        Weiter    empfiehlt es sich,  den Verdichter als     Radialverdichter    auszu  bilden. Er kann dann ein oder     mehrere    in  Stufen     hintereinander    geschaltete Flieh  krafträder besitzen.

   Das     Arbeitsmittel    zum  Antrieb der     Hilfsturbine    wird zweckmässig       in        vorgewärmtem    Zustand     einer        Stelle    des      Kreislaufes entnommen, an welcher min  desteng annähernd der höchste Druck  herrscht. Umgekehrt empfiehlt es sich, die  Luft des Verdichters an einer Stelle tiefsten  Druckes - zum Beispiel in einen     Wärmeaus-          tausch-er    der Anlage - in den Kreislauf ein  zuführen.  



  Eine     Gasturbinenanlage    nach der Erfin  dung     isst        nachstehend        unter        Hinweis    auf die  Zeichnung als     Ausführungsbeispiel        erläutert.     



  Aus dem     Niederdsruckverdichter    1 gelangt  das     Arbeitsmittel    über den Zwischenkühler  in den     Hochdruckverdichter    3. In einem  als     Rekuperator    zur Wirkung kommenden       Wärmeaustauscher    4     -wird    das verdichtete       Arbeiiegmittel    zunächst     vorgewärmt    und dann  im Gaserhitzer 5 weiter erhitzt. Das verdich  tete     und    erhitzte Arbeitsmittel .gelangt zu  nächst in die Hochdruckturbine 6 und aus  dieser nach teilweiser Entspannung und Ab  kühlung in die     Niederdruckturbine    7.

   An  schliessend     strömt    )das Arbeitsmittel durch  den     Rekuperatar    4, in welchem es einen Teil       seiner        Restwärme    an das verdichtete     Arbeits-          mittel    überträgt. Ein weiterer Teil .der Rest  wärme wird schliesslich im Kühler 8 dem  Arbeitsmittel durch ein     Kühlmitte    entzogen  und schliesslich gelangt es wieder in den       Niederdruckverdichter    1 zurück, wo es den  beschriebenen Kreislauf von neuem wieder  beginnt.  



  Die Hochdruckturbine 6 dient zum An  trieb der beiden Verdichter 1 und 3. Ein  Überschuss an Leistung kann durch die als  Generator zur Wirkung kommende elek  trische     Maschine    10 aufgenommen werden.  Die Maschine 10 kann auch als Motor ver  wendet werden, wenn zum Beispiel de     An-          lage    in     Betrieb        bgesetzt    wird. Die Nieder  druckturbine 7 ,dient zum Antrieb des Strom  erzeugers 9, dessen elektrische Energie als       Nutzleistungsenergie    weitergeleitet wird.  



  Die Hilfsturbine     13.    ist     durch,die        Leitung     15 an     den        Rekuperator    4 angeschlossen. Je  eine     Gruppe    von Arbeitsdüsen erhält über  ein Ventil 16     bezw.    17 das     Arbeitsmittel        zu-          geführt.    Durch die Turbine 13 wird ein Ver  dichter 14 angetrieben, welcher Luft langsam    ansaugt, verdichtet und durch die Leitung  18 in den     Rekuperator    4 einführt.

   Der  Druck ,des zum Antrieb der Hilfsturbine ver  wendeten Arbeitsmittels ist durch den Ver  dichter 3     bereits    auf den grössten Wert im  Kreislauf gebracht und die Temperatur  durch einen Teil der     Heizfliiehe    des     Rekupe-          rators    4 schon     heträehtlicli    erhöht worden.  Durch den Verdichter 14 wird die Luft an  einer     Stelle    kurz vor dem     Niederdruckver-          dichtereingeführt,    an welcher praktisch der       niedrig        te    Druck des     Kreislaufes    vorhanden  ist.  



  Anstatt die Leistung :der Hilfsturbine  durch Zu- und Abschalten von Düsen bei -.  Düsengruppen zu     regeln,    kann auch eine       Drosselregelung    verwendet werden. Die  Leistung der     HilfstirrF,ine    kann selbsttätig  zum     Beispiel    in     Abhängigkeit    von einem  Drehzahlregler der     Nutzleistungs@turhine    7       eingestellt    werden. Die Hilfsturbine 13 wird  zweckmässig - mindestens teilweise - als       G:leichdruckturbine    ausgebildet. Als solche  kann sie zum Beispiel ein     Curtisrad    besitzen,  welches durch Zu- und Abschalten von Düsen  geregelt wird.

   Der     Verdichter    14 ist vorteil  haft     a.13        Fliehkraftverdiehter    ausgebildet, der  ein oder mehrere radial wirkende Laufräder  besitzt.  



  Im Kreislauf der Anlage kann, wie beim       beschriebenen    Beispiel. reine Luft umgewälzt       werden.    Die     Hilfsturbine    erhält dann Luft  als     Antriebgas.    Es ist     aber    auch möglich, dass  das     Arbeitsmittel    des 'Kreislaufes noch Ver  brennungsgase enthält, insbesondere dann,  wenn kein     Wärmeaustauseher    für die Er  hitzung der Luft verwendet wird, sondern die  Luft     unmittelbar    durch eine Flamme erhitzt  wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gasturbinenanlage, in welcher mindestens ein Teil des Arbeitsmittels einen Kreislauf ausführt und ein von einer Hilfsturbine an getriebener Verdichter Luft in die Anlage fördert, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsturbine durch an einer Stelle hohen Druckes dem Kreislauf entnommenes Ar- beitsmittel angetrieben wird und der Verdich ter Luft dem Kreislauf an einer Stelle tieferen Druckes zuführt. UNTERAN SPRüCHE 1.

   Gasturbinenanlage nach Patentan- spruch,dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsturbine durch Veränderung ,der Beauf- schla"gung ,geregelt wird. 2. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Beaufschlagung der Hilfsturbine in Abhängigkeit von der Nutz leistungsturbine eingestellt wird.

   ss. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsturbine als Gleichdruekturbine ausge- bil:det ist. 4. Gasturbinenanlage nach Patentan- sprach, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter mindestens ein Fliehkraftrad auf weist.

   5. Gasturbinenanlage nach 'Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsturbine durch Arbeitsmittel angetrieben wird, das vorgewärmt und mindestens an nähernd auf den höchsten Druck .des Kreis laufes gebracht ist. 6. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch,. dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter die Luft an der Stelle tiefsten Druckes in .den Kreislauf einführt.