Gasturbinenanlage mit mindestens zwei auf verschiedenen Wellen angeordneten, hintereinandergeschalteten Gasturbinen und von diesen angetriebenen, ebenfalls hintereinandergeschalteten Kompressoren. Bei Gasturbinenanlagen mit mindestens zwei auf verschiedenen Wenen angeordneten, bintereinandergeschalteten Turbinen und von diesen angetriebenen, ebenfalls hinterein andergeschalteten Kompressoren hat man @is jetzt für stationäre Zwecke sowie auch für Schiffsantriebe stets nur eine der beiden Gruppen, bestehend aus Turbine und Kom pressor bzw.
Kompressoren, zur Abgabe von Nutzleistung nach aussen vorgesehen, einer- um eine einfache Anlage zu erhalten, anderseits, um mit der andern Gruppe in der Drehzahl frei zu sein, sie bei Teillasten sen ken und so kleinere Luftmengen fördern zu können, da sieh dies auf den Teillastwirkungs grad günstig auswirkt.
In weiterer Ausbildung einer solchen An lage sind gemäss der Erfindung Umgehungs leitungen und Absperrorgane vorgesehen und die Zwischendrücke zwischen den einzelnen Turbinen und Kompressoren bei Normal betrieb so gewählt, dass jede Gruppe für sieh allein betrieben werden sowie nach aussen Nutzleistung abgeben kann. Die Nutzleistun gen jeder Gruppe können beispielsweise über ein gemeinsames Getriebe weitergeleitet oder auch unabhängig voneinander in die die Lei stung umsetzenden Maschinen abgegeben werden.
Man erreicht hierdurch folgende Vor teile: a) Das Getriebe wird leichter, wenn zwei oder mehrere Kraftangriffe auf das gleiche Rad wirken.
b) Jede Gruppe kann für sich, im Falle einer Havarie der andern, selbständig betrie ben werden, so dass jede für die andere eine Reserve darstellt.
Die Erfindung ist auf der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Figur zeigt eine Gasturbinenanlage beispiels weise für Schiffsantrieb. Sie ist zweiwellig, Wellen p und q, und hat beispielsweise in der Niederdruckgruppe mit Turbine l zwei Kom pressoren b, d mit Zwischenkühlern c, e, in der Hochdruckgruppe mit Turbine i nur einen Kompressor f . Die Luft tritt. bei a in den Kom pressor b ein, der sie durch den Kühler c in den zweiten Kompressor d fördert, von wo sie durch den zweiten Kühler e und bei Hin tereinanderschaltung in den dritten Kom pressor<I>f</I> auf der Hochdruckwelle<I>q</I> strömt. Zu diesem Zweck ist Absperrorgan t geöffnet und Absperrorgan u geschlossen. Dann tritt.
die fertig verdichtete Luft, nachdem sie im Luftvorwärmer g durch Abgase erhitzt wurde, in die Hochdruclzbrennkammer lz ein, wo sie zum Teil zur Verbrennung von 01 und der Rest zur Abkühlung der dabei ent stehenden Gase dient.
Nachdem diese Gase in der lIochdruekga.#-zturbine i auf den g2- -wünschten Teildruck entspannt und abge- kühlt worden sind, treten sie bei geöffnetem Absperrorgan v und geschlossenem Absperr organ w in die Niederdruckbrennkammer k über, in der vermöge des grossen Luftüber schusses der Gase wieder so viel Ö1 verbrannt wird, dass die für deren weitere Expansion in der Niederdruckturbine l erwünschte Tempe ratur erreicht wird. Schliesslich strömen die Abgase durch die Leitung m und den Wärme austauscher g in die Atmosphäre. So arbeitet die Anlage bei Normalbetrieb.
Die Leitung n mit der Rückschlagklappe o, die nur in der Richtung des eingezeichneten Pfeils öffnet, dient der nachbesehriebenen Teillastrege lung bzw. zur Verhütung des Pumpens. Die Niederdruckwelle p und die Hochdruckwelle q übertragen die Nutzleistung der beiden Gruppen auf das gemeinsame Getrieberad r und damit an die Schraube s.
Der Hochdruckwelle gibt man zweck mässigerweise eine höhere Drehzahl und so mit auch ein kleineres Ritzel als der Nieder druckwelle, welche die grösseren und schwe reren Maschinen vereinigt als die Hochdruck welle.
Aus dem gleichen Grunde kann man die Hochdruckgasturbine auch mit einer höhe ren Temperatur betreiben als dieNiederdruck- gasturbine.
Statt eines einfachen kann man bei Schiffsantrieben auch ein Doppelgetriebe zur Übertragung der Leistung an den oder die Propeller verwenden oder eine aus Generator und Motor bestehende elektrische Anlage be kannter Art. Als Schraube wählt man insbe sondere bei direktem Propellerantrieb mit grossem Vorteil einen Verstellprorpeller, nicht nur, weil er die Rückwärtsfahrt auf technisch einfache und einwandfreie Art gestattet, son dern auch wegen seiner Anpassungsfähigkeit an die verschiedensten Betriebsbedingungen bei Vorwärtsfahrt. Ein grosser Vorteil dieser Anordnung ist der, dass jede Gruppe bei Ha varie der andern für sich betrieben werden kann, wie nachstehend erläutert.
In diesem Falle wird bei Ausfall der Hoch druckgruppe i, f auf der Luftseite das Ab- Sperrorgan t geschlossen und die Welle q vom Getriebe r abgekuppelt. Die Rückschlag klappe o wird bei Betrieb der Niederdruck- bruppe durch den Leitung n durchziehenden Luftstrom geöffnet. Auf der Treibgasseite wird das Absperrorgan v geschlossen. Bei Ausfall der Niederdruckgruppe 1, b, d werden ebenfalls die Organe t und v geschlossen, da gegen die Organe u und w geöffnet. Welle<I>p</I> wird vom Getriebe r abgekuppelt. Der Hoch druckkompressor saugt nun Luft bei x an, während die Abgase der Turbine i durch die Leitung y entweichen.
In diesem Fall gibt die Hochdruckgruppe eine um so kleinere Nutz leistung ab, je höher ihr Ansaugedruck im Normalbetrieb ist. Man lässt daher zweck mässig das Druckverhältnis der in Serie ge schalteten Kompressoren vom ersten bis zum letzten zunehmen, damit der Ansaugedruck der Hochdruckgruppe tiefer gehalten werden kann, was zur Folge hat, dass, wenn sie allein läuft, ihre Nutzleistung grösser wird.
Man kann beim Entwurf der Anlage von vorneherein die Nutzleistung durch entspre chende Wahl der Zwiscbendriieke zwischen den Turbinen und Kompressoren von bei spielsweise zwei Gruppen auf diese gleich oder in bestimmten, durchaus bekannten Grenzen verschieden verteilen.
Würde der Zwischendruck zwischen den hintereinander geschalteten Kompressoren<I>d</I> und<I>f</I> beispiels weise 3 ata; und zwischen den hintereinander geschalteten Turbinen<I>i</I> und<B>16</B> ata betragen, so wäre ein getrennter Betrieb der Gruppen, bei Vorhandensein je eines Generators auf den Wellen p, q, bzw. ein Alleinbetrieb einer Gruppe, gar nicht möglich,- da der Kompressor d nicht gegen einen Druck von 6 ata, für den die Niederdruckturbine ausgelegt wäre, arbei ten könnte, sondern ins Pumpen geraten würde.
Wird aber zwischen den beiden Tur binen,ein Druck von 3 a,ta gewählt, so ist ein getrennter Betrieb bzw. ein Alleinbetrieb der Niederdruckgruppe durchaus möglich. Daran ändern auch geringe Abweichungen der Drücke in gewissen Grenzen nichts.
Wenn bei Teilläst mit gutem Wirkungs grad gefahren werden soll, so muss die Dreh- zahl der Gruppen beträchtlich gesenkt werden können.
Solange die einzelnen Gruppen mecha nisch unabhängig voneinander sind und das Druckverhältnis pro Gruppe nicht zu hoch ist, ergibt diese Drehzahlsenkung keine Schwierigkeiten. Man lässt jede Gruppe mit ihrer günstigsten Drehzahl laufen.
Sind die Druckverhältnisse pro Gruppe gross oder sind hintereinandergeschaltete Gruppen wie im Beispiel durch ein Getriebe starr miteinander verbunden, so werden die Drehzahlsenkungen durch folgenden Umstand beschränkt: Das Verhältnis der Schaufelhöhen der kompressoren entspricht dem Kompressions verhältnis bei Vollast und wird bei Teillasten falsch. Bei Teillasten sind bei reduzierter Drehzahl die Schaufelhöhen des oder der Hochdruckkompressorstufen zu klein, was schlechte Wirkungsgrade und sogar unstetige Förderung infolge von Ablösungserscheinun gen in dem oder den Niederdruck-Kompressor stufen zur Folge hat. Dies beeinträchtigt den Betrieb.
Diesem Umstand kann zweckmässig dadurch entgegengewirkt werden, dass man bei kleiner werdenden Volumina einen Teil der von den Niederdruck-Kompressorstufen geförderten Luft durch die Leitung n direkt vo rderen Brennkammer h schickt, statt sie dem zweiten oder weiteren Kompressoren zu zuführen: dadurch wird bei einer gegebenen Drehzahl die in dem zweiten oder in weiteren Kompressoren zu verdichtende Luftmenge vermindert, wie angestrebt. Es ist dabei nicht richtig, wie schon vorgeschlagen wurde, schon von Normallast an abwärts Luft übertreten zu lasen. Da diese Luft einen Prozess mit schlechtem thermischem Wirkungsgrad durch läuft, lässt man die Überströmung besser erst dann einsetzen, wenn die Drehzahl bereits etwas abgefallen ist.
Dies erreicht man da durch, dass man bei Normaldrehzahl den Druck nach den von der Niederdruckturbine angetriebenen Kompressoren niedriger hält ala denjenigen zwischen den Turbinen. Bei abnehmender Belastung und sinkender Dreh- zahl nehmen dann zwar beide Drücke ab, es steigt jedoch der Druck zwischen den Kom pressoren relativ gegenüber demjenigen zwi schen den Turbinen, so dass bei einer im vor aus bestimmbaren Teildrehzahl das Über strömen von Luft nach der Niederdruck- brennkammer einsetzt, indem sich die Rück schlagklappe o in der Leitung n öffnet, die bis dahin das Überströmen von Gas in die Luft verhütet hat.