CH267498A - Gasturbinenanlage mit Schmelzkammerbetrieb. - Google Patents

Description

      Gasturbinenanlage    mit     Scbmelzkammerbetrieb.       nie Erfindung betrifft eine Gasturbinen  anlage mit     Staubabscheider,    Turbine, Kom  pressor,     Rekuperator    und     Brennkammer.     Damit für die     Feuerun-    feste Brennstoffe in  pulverisierter Form verwendet. werden kön  nen, ist die     Brennkammer    als Schmelzkammer,  das heisst für flüssigen     Schlaekenabzug    bei  Betrieb mit. niedrigem     Luftüberschuss    und  höchster     Feuerrauintemperatur    ausgebildet.

    Die     Brennkaminerwände    sind mit Rohren aus  gekleidet, welche gegen die Feuerseite zu mit  einer wärmeisolierenden Schicht überzogen  sind. Erfindungsgemäss werden diese Rohre  von Luft,     welehe    in der Gasturbine als Teil  des     Arbeitsmittels    dient, als Kühlmittel durch  strömt.  



  Auf diese Weise wird der an und für sieh  bekannte offene     Gasturbinenprozess        aueli    bei  Verwendung fester Brennstoffe praktisch  durchführbar, während bisher vorwiegend nur  flüssige oder     gasförmige    Brennstoffe verwen  det werden konnten. Die Verfeuerung fester  Brennstoffe konnte nur über den Uniweg eines       Druckgasgenerators    erfolgen, dessen Brenn  stoffauswahl     je < locli    sehr beschränkt. ist.  



  Die direkte Verfeuerung fester Brenn  stoffe in Staubform für offene Gasturbinen  anlagen     wm-de    bereits vorgeschlagen, doch  haben diese Anlagen den Nachteil, dass sie,  sofern sie mit trockenem     Sehlackenabzug    aus  der Brennkammer arbeiten, in letzterer nur  eine geringe     Staubabscheidung    ermöglichen,    während beim     Schmelzkaniinerbetrieb    etwa       80%        der        anfallenden        Asche        in        der        Brenn-          kammer    abgezogen werden kann.

   Es könnte  bei     troekenem        Schlaekenabzug        Abseheidung    in       naelwesehalteten    Filtern erfolgen, doch wäre  deren Platzbedarf sehr     gross.     



  Der     Erfindungsgegenstand    ist in den       Fig.    1, 2 und 3 in schematischen Beispielen  dargestellt.  



  Gemäss     Fig.l    wird die Luft den Kühl  rohren der Schmelzkammer erst nach Durch  strömen des     Abgasrekuperators    zugeführt.  



  Nach     Fig.    2 erfolgt die     Rekuperation    zwei  stufig. Die vom Kompressor geförderte     Luft,     durchströmt zuerst die zweite Stufe und wird  anschliessend in die Kühlrohre der     Brennkam-          mer    geführt.. Nach Austritt aus denselben  wird sie durch die erste     Rekuperationsstufe     geleitet. Auf diese Weise ist die Lufttempera  tur am Eintritt in die Kühlrohre der     Brenn-          kammer    niedriger als bei der Ausführung  nach     Fig.    1.  



  Bei der Ausführung gemäss     Fig.    3 wird die  Luft unmittelbar vom Kompressor in die  Kühlrohre der Brennkammer geleitet, dann  erst     gelan;-t    sie in den     Rekuperator.    Um in  diesem Falle trotzdem eine gute     Wärmeaus-          nutzung    und damit eine niedrige Abgastem  peratur zu erzielen, wird noch ein     Abhitz-          kessel    zur Dampferzeugung nachgeschaltet.  



  In     Fig.    1 stellt 1 den Kompressor der Gas  turbinenanlage dar. Die komprimierte Luft      durchströmt den     Rekuperator    2 und wird an  schliessend mittels der     Verteilkammer    3 in die  Kühlrohre 4 der Schmelzkammer 5 eingeführt.  Die Kühlrohre 4 sind so geschaltet, dass je  weils im einen die Luft von unten nach oben  strömt und im benachbarten von oben nach  unten. Die Umlenkung findet in der Umkehr  kammer 6 statt. Nach     Durchströmung    der  Kühlrohre gelangt die Luft in die Kammer 7.

    Diese besitzt konzentrisch     zur    zylindrischen       Brennkammer    angeordnete Düsen 8, durch  welche die Luft in den ringförmigen Kanal  9 mit durchbrochener Innenwand gelangt,  wobei sie sich mit den aus der     Brennkammer     5 austretenden Rauchgasen mischt und diese  abkühlt. Die Verbrennungsluft für die     Brenn-          kammer    5 wird mittels der Leitung 24 dem       Kohlenstaubbrenner    10 zugeführt. Die Kühl  rohre 4 sind auf bekannte Weise feuerseitig  mit einer wärmeisolierenden Masse versehen,  um in der Kammer 5 möglichst hohe Betriebs  temperaturen zu erzielen.

   Die Schlacke läuft  an den Wänden der Kammer herab, sammelt  sich auf dem Boden 11 derselben und wird  durch die Entschlackungsöffnung 12 abgelas  sen. Nach Austritt aus der Kammer werden  die Rauchgase auf die bereits beschriebene  Weise mittels der durch die Düsen 8 zugesetz  ten Luft auf die     Turbinen-Eintrittstempera-          tur    abgekühlt. Die Rauchgase gelangen nun  mehr in einen Zyklon 13, wo die Restasche  abgeschieden wird und     anschliessend    in die  Gasturbine 14. Die Abgase werden durch die  Leitung 15 dem     Rekuperator    2 zugeführt und  treten schliesslich durch das Rohr 16 ins  Freie aus.  



  Bei der Ausführung nach     Fig.    2 erfolgt  die     Rekuperation    zweistufig. Die erste Stufe  bildet     Rekuperator    17, die zweite     Reluiperator     18. Die vom Kompressor 1 gelieferte Luft       durchströmt    zuerst den     Rekuperatur    18 und  anschliessend die Kühlrohre 4 der     Brennkam-          mer    5. Sodann gelangt die Luft in den ring  förmigen Sammelkasten 19 und anschliessend  in den     Rekuperator    17.

   Nun findet die Zu  mischung der Luft     zu    den aus der     Brenn-          kammer    austretenden Rauchgasen mittels der  Düsen 8 statt.     Anschliessend    gelangen die    Rauchgase in den     Abscheider    13 und     üi    die  Gasturbine 14. Der Zweck der     Anordnung     gemäss     Fig.    2 ist, zur     Kühlung    der     Brenn-          kammer,    Luft niedrigerer Temperatur zu ver  wenden, und gleichzeitig die     Abgaswärme    in  den     Rekuperatoren    möglichst weitgehend aus  zunützen.  



  In noch     weitgehenderem        Masse    ist. dies bei  der Anordnung nach     Fig.3    der Fall. Hier  wird die Luft, welche der Kompressor 1 lie  fert, unmittelbar über eine     Verteilkamwer        ''0     den Kühlrohren 4 der     Brennkammer    5 zu  geleitet. Die in die Kammer 21     austretende     Luft wird durch den     Rekuperator    22 geleitet  und anschliessend über die Leitung 23 und die  Düsen 8 den Rauchgasen aus der     Brennlcajii-          mer    5 beigemischt. Die     Verbrennungsluft     wird mittels des Rohres 24 dem Brenner zu  geführt.

   Nach der     Luftzumischung    durch-.  strömen die Rauchgase den     Staubabscheider     13 und gelangen schliesslich in die     Gasturbine     14. Bei dieser Anordnung wird die     niedri-#ste     Lufttemperatur am Eintritt in die Kühlrohre  der Brennkammer erreicht. Dagegen     würde     der Nachteil bestehen, dass die den     Rekupera-          tor    22 durchströmende Luft. so heiss ist, dass  keine ausreichende Abkühlung     bzw.        Ausnut-          zung    der Abgase der Gasturbine 14 möglich  ist.

   Es wird daher in diesem Falle im Re  kuperator 22 nur eine Teilabkühlung und die  Restabkühlung bzw. Ausnutzung der Abgase  in einem Dampfkessel 2.5     clureligeführt.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gasturbinenanlage mit Sehmelzkaminer- betrieb, die eine Brennkammer mit, flüssigem Schlackenabzug, einen Staubabscheider, eine Turbine, einen Kompressor und mindesteps einen Rekuperatur aufweist, bei der die Brennkammer mit Rohren ausgekleidet ist, welche gegen die Feuerseite mit einer wärme isolierenden Schiebt überzogen sind, dadurch gekennzeichnet, dass (las Kühlmittel für die Rohre Luft ist, welche in der Gasturbine als Teil des Arbeitsmittels beniitzt ist.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Luft direkt nach Durehströnien der Kühlrohre den ans der Brennkammer austretenden Gasen zuge- mischt wird.

   2. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch l., dadurch gekennzeich net., da.ss die Luft zuerst einen Abgas-Re- kuperator und dann die Kühlrohre der Brenn- kammer durchströmt.. 3. Gasturbinenanlame nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre sehaltungsinässig zwischen zwei Abgasrekupera- %oren liegen.

   4-. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeicbnet, dass die Luft zuerst die Kühlrohre und anschliessend einen Re kuperator durchströmt. 5. Gasturbinenanlagenach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass hinter dein Abgas-Rekuperator ein Abliitzkessel voräesehen ist.