CH701613A2 - Gasturbine mit Axialschubausgleich mittels Prozessnebenproduktgas in Rotorhohlräumen. - Google Patents

Abstract

Eine Turbine (36) enthält Statoren (62) und einen Rotor (38), und der Rotor (38) enthält Rotorhohlräume (68, 70). Ein Prozessnebenproduktgas (42) und ein Steuerventil (44) enthaltender Zuführungssammelraum (40) ist mit wenigstens einem von den Rotorhohlräumen (68, 70) verbunden, um das Prozessnebenproduktgas (42) zu wenigstens einem von den Rotorhohlräumen zu liefern. Ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine beinhaltet das Verbinden der Turbine (36) mit einem Rotor (38), das Erzeugen von Hohlräumen (68, 70) in dem Rotor (38) und das Injizieren eines Prozessnebenproduktgases (42) in wenigstens einen von den Hohlräumen (68, 70). Das Verfahren beinhaltet ferner die Regelung des Stroms des Prozessnebenproduktgases (42) in wenigstens einen von den Hohlräumen (68, 70) gemäss einem vorprogrammierten Parameter.

Description

Gebiet der Erfindung

[0001] Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein System und ein Verfahren zum Modifizieren der auf einen Rotor ausgeübten axialen Druckkraft. Insbesondere liefert die vorliegende Erfindung ein Prozessnebenproduktgas in Rotorhohlräume, um eine axiale Druckkraft auf den Rotor einer Gasturbine zu erzeugen.

Hintergrund der Erfindung

[0002] Gasturbinen werden in grossem Umfang im kommerziellen Betrieb zur Energieerzeugung eingesetzt. Fig. 1stellt eine im Fachgebiet bekannte typische Gasturbine 10 dar. Gemäss Darstellung in Fig. 1 enthält die Gasturbine 10 im Wesentlichen einen Verdichter 12 im vorderen Bereich, eine oder mehrere Brennkammern 14 im mittleren Bereich und eine Turbine 16 im hinteren Bereich. Der Verdichter 12 und die Turbine 16 nutzen typischerweise einen gemeinsamen Rotor 18.

[0003] Der Verdichter 12 enthält mehrere Stufen von an dem Rotor 18 befestigten Verdichterschaufeln 20. Umgebungsluft tritt in einen Einlass des Verdichters 12 ein und die Rotation der Verdichterschaufeln 20 verleiht dem Arbeitsfluid (Luft) kinetische Energie, um sie in einen Zustand hoher Energie zu bringen. Das Arbeitsfluid verlässt den Verdichter 12 und strömt in Brennkammern 14.

[0004] Das Arbeitsfluid vermischt sich mit Brennstoff in den Brennkammern 14, und das Gemisch entzündet sich, um Verbrennungsgase mit hoher Temperatur, Druck und Geschwindigkeit zu erzeugen. Die Verbrennungsgase verlassen die Brennkammern 14 und strömen zu der Turbine 16, wo sie unter Erzeugung von Arbeit expandieren. Die Verdichtung der Umgebungsluft in dem Verdichter 12 erzeugt eine Axialkraft auf den Rotor 18 in einer Vorwärtsrichtung zu dem Verdichtereinlass 22 hin. Die Ausdehnung der Verbrennungsgase in der Turbine 16 erzeugt eine axiale Kraft auf den Rotor 18 in einer Rückwärtsrichtung zu dem Turbinenauslass 24 hin. Ein Drucklager 26 an der Vorderseite der Gasturbine 10 hält den Rotor 18 in seiner Lage und verhindert eine axiale Bewegung des Rotors 18. Um die Netto-Axialkraft auf den Rotor 18 und somit die Grösse und damit verbundenen Kosten des Drucklagers 26 zu verringern, wird die Gasturbine 10 typischerweise so ausgelegt, dass die von dem Verdichter 12 und der Turbine 16 erzeugten axialen Kräfte von vergleichbarer Grösse sind.

[0005] Fig. 1 stellt eine Konstruktion zur Steuerung der Netto-Axialrotorkraft dar. Luftentnahmeleitungen 28 verbinden den Verdichter 12 mit der Turbine 16. Die Luftentnahmeleitungen 28 stellen einen Weg für das Arbeitsfluid zum Umgehen der Brennkammern 14 bereit und verlaufen direkt zu der Turbine 16. Getrennte Luftentnahmeleitungen 28 verbinden frühere Stufen des Verdichters 12 mit späteren Stufen der Turbine 16. Durch diese Anordnung hat das entnommene Arbeitsfluid einen grösseren Druck als die Verbrennungsgase an der injizierten Turbinenstufe und stellt somit sicher, dass sich das entnommene Arbeitsfluid in derselben Richtung wie die Verbrennungsgase bewegt. Das entnommene Arbeitsfluid tritt in die Turbine 16 ein und verbindet sich mit dem Strom der Verbrennungsgase durch die Turbine 16, und erhöht somit die Axialkraft auf den Rotor 18 in einer Rückwärtsrichtung zu dem Turbinenauslass 24 hin.

[0006] Die in Fig. 1 dargestellte Konstruktion hat mehrere Nachteile. Beispielsweise umgeht das entnommene Arbeitsfluid die Brennkammern 14 und verringert somit das Volumen der Verbrennungsgase und den Gesamtwirkungsgrad und die Ausgangsleistung der Gasturbine 10.

[0007] Zusätzlich ist, da der Verdichter 12 zur Rotation mit der Turbine 16 über den Rotor 18 gekoppelt ist, die Menge und der Druck des entnommenen verfügbaren Arbeitsfluids direkt von dem Betriebsniveau der Gasturbine 10 abhängig. Obwohl sie während stabiler Betriebszustände akzeptabel ist, ist diese Konstruktion während Teillastbetriebszuständen oder Übergangs zuständen weniger ideal, wenn sich das Betriebsniveau des Verdichters 12 und somit die axiale Druckkraft des Verdichters erheblich von dem Betriebsniveau der Turbine 16 unterscheiden kann, was ein Ungleichgewicht in den Axialkräften des Drucklagers 26 erzeugt, das zu Schwingungen und Instabilitäten führen kann. Demzufolge muss das Drucklager 26 grösser sein, um eine grössere Varianz der Netto-Axialrotorkraft während Übergangszuständen oder bei verschiedenen Betriebsniveaus aufzunehmen. Ferner muss, wenn die Menge und der Druck des entnommenen Arbeitsfluids direkt in Abhängigkeit von dem Betriebsniveau der Gasturbine variieren, die Auslegungsgeometrie des Turbinenrotors nicht zwangsläufig eine gewünschte axiale Druckkraft bei jedem vorgegebenen Betriebsniveau zu erzeugen.

[0008] Daher besteht ein Bedarf nach einem System und Verfahren zum Steuern der axialen Rotorkräfte unabhängig von dem Betriebsniveau entweder des Verdichters oder der Turbine. Idealerweise minimiert das System und Verfahren die Netto-Axialdruckkraft auf das Drucklager sowohl während eines stabilen Zustands als auch während vorübergehender Betriebsniveaus, verringert nicht den Gesamtwirkungsgrad der Gasturbine und führen zu einer optimalen Rotorgeometrie, um Teile, Gewicht und Kosten zu reduzieren.

Kurzbeschreibung der Erfindung

[0009] Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nachstehend in der Beschreibung dargestellt oder können aus der Beschreibung ersichtlich sein oder sind aus der praktischen Umsetzung der Erfindung erkennbar.

[0010] Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Gasturbine, die einen Verdichter und eine Turbine stromabwärts von dem Verdichter aufweist, die mehrere Statoren und einen mit dem Verdichter der Turbine verbundenen Rotor enthält. Der Rotor enthält mehrere Rotorhohlräume. Die Gasturbine enthält ferner einen ein Prozessnebenproduktgas enthaltenden Zuführungssammelraum. Der Zuführungssammelraum enthält ein Steuerventil und ist mit wenigstens einem der Rotorhohlräume verbunden, um das Prozessnebenproduktgas wenigstens einem der Rotorhohlräume zuzuführen.

[0011] In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Gasturbine einen Verdichter und eine Turbine stromabwärts von dem Verdichter, die mehrere Statoren und einen mit dem Verdichter der Turbine verbundenen Rotor enthält. Der Rotor enthält mehrere Rotorhohlräume. Die Gasturbine enthält ferner einen ein Prozessnebenproduktgas enthaltenden Zuführungssammelraum. Der Zuführungssammelraum ist mit wenigstens einem der Rotorhohlräume verbunden, um das Prozessnebenproduktgas wenigstens einem der Rotorhohlräume zuzuführen. Eine Steuereinrichtung regelt den Strom des Prozessnebenproduktgases zu wenigstens einem von den Rotorhohlräumen.

[0012] Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine mit einem Verdichter und einer Turbine. Das Verfahren beinhaltet die Verbindung des Verdichters mit der Turbine über einen Rotor, das Erzeugen mehrerer Hohlräume in dem Rotor und das Injizieren eines Prozessnebenproduktgases in wenigstens einen von den mehreren Hohlräumen. Das Verfahren beinhaltet ferner die Regelung des Stroms des Prozessnebenproduktgases in wenigstens einer der mehreren Hohlräume gemäss einem vorbestimmten Parameter.

[0013] Der Fachmann wird die Merkmale und Aspekte derartiger Ausführungsformen und weiterer nach Betrachtung der Beschreibung besser erkennen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0014] Eine vollständige und grundlegende Offenlegung der vorliegenden Erfindung einschliesslich ihrer besten Ausführungsart für den Fachmann wird nachstehend in dem Rest der Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen: <tb>Fig. 1<sep>eine herkömmliche Konstruktion zum Steuern der Netto-Axialrotorkraft darstellt; <tb>Fig. 2<sep>eine Systemdarstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; <tb>Fig. 3<sep>ein vereinfachter Querschnitt der in Fig. 2dargestellten Gasturbine ist; <tb>Fig. 4<sep>ein vereinfachter Querschnitt der in Fig. 3dargestellten Gasturbine gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und <tb>Fig. 5<sep>ein vereinfachter Querschnitt der in Fig. 3dargestellten Gasturbine gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Detaillierte Beschreibung

[0015] Es wird nun im Detail Bezug auf die vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung genommen, wovon ein oder mehrere Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.

[0016] Jedes Beispiel wird im Rahmen einer Erläuterung der Erfindung und nicht einer Einschränkung der Erfindung bereitgestellt. Tatsächlich wird es für den Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich sein, dass Modifikationen und Variationen in der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können, ohne von deren Schutzumfang oder Erfindungsgedanken abzuweichen. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte und beschriebene Merkmale bei einer weiteren Ausführungsform genutzt werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu ergeben. Somit soll die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Varianten abdecken, soweit sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.

[0017] Fig. 2 zeigt eine Blockdarstellung einer Gasturbine 30 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäss Darstellung in Fig. 2 enthält die Gasturbine 30 im Wesentlichen einen Verdichter 32 in dem vorderen Bereich, eine oder mehrere Brennkammern 34 in dem mittigen Bereich und eine Turbine 36 in dem hinteren Bereich. Der Verdichter 32 und die Turbine 36 nutzen einen gemeinsamen Rotor 38.

[0018] Die Gasturbine 30 enthält ferner einen Zuführungssammelraum 40, der ein Prozessnebenproduktgas 42 enthält. Der Zuführungssammelraum 40 kann eines oder mehrere Steuerventile 44 enthalten und ist mit Hohlräumen des Rotors 38 verbunden, um das Prozessnebenproduktgas zu wenigstens einem von den Rotorhohlräumen zu liefern. Das Prozessnebenproduktgas 42 kann jedes von einem kommerziellen System erzeugte Abgas mit Ausnahme des von dem Verdichter 32 erzeugten Gases oder Arbeitsfluid sein. Beispielsweise enthält eine Kombinationszyklusanlage mit integrierter Vergasung (IGCCC) eine Luftzerlegungseinheit für die Erzeugung von Sauerstoff aus Luft. Die Luftzerlegung erzeugt grosse Volumina an als ein Prozessnebenproduktgas anfallendem Stickstoff. Stickstoff ist ein geeignetes Prozessnebenproduktgas zur Verwendung in der vorliegenden Verbindung, da es ein ähnliches Molekulargewicht wie das Arbeitsfluid besitzt. Jedoch können weitere anfallende Prozessnebenproduktgase verwendet werden und fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.

[0019] Fig. 3 stellt einen vereinfachten Querschnitt der in Fig. 2dargestellten Gasturbine 30 bereit. Der Verdichter 32 enthält mehrere Stufen mit an dem Rotor 38 angebrachten Verdichterschaufeln 46. Umgebungsluft tritt in einen Einlass 48 des Verdichters 32 ein und die Rotation der Verdichterschaufeln 46 verleiht dem Arbeitsfluid (Luft) kinetische Energie, um dieses in einen Zustand hoher Energie zu bringen. Das Arbeitsfluid verlässt den Verdichter 32 und strömt zu den Brennkammern 34.

[0020] Das Arbeitsfluid vermischt sich mit Brennstoff in den Brennkammern 34, und das Gemisch entzündet sich, um Verbrennungsgase mit hoher Temperatur, Druck und Geschwindigkeit zu erzeugen. Die Verbrennungsgase verlassen die Brennkammern 34 und strömen zu der Turbine 36, wo sie unter Erzeugung von Arbeit expandieren.

[0021] Die Verdichtung der Umgebungsluft in dem Verdichter 32 erzeugt eine axiale Kraft auf dem Rotor 38 in einer Vorwärtsrichtung zu dem Verdichtereinlass 48 hin. Die Expansion der Verbrennungsgase in der Turbine 36 erzeugt eine axiale Kraft auf dem Rotor 38 in einer Rückwärtsrichtung zu dem Turbinenauslass 50 hin. Ein Drucklager 52 in dem vorderen Bereich der Gasturbine 30 hält den Rotor 38 in seiner Lage und verhindert eine axiale Bewegung des Rotors 38. Obwohl Fig. 3 das Drucklager 52 in dem vorderen Bereich der Gasturbine 30 darstellt, kann das Drucklager 52 an jeder beliebigen Position entlang dem Rotor 38 angeordnet sein. Um die Netto-Axialkraft auf dem Rotor 38 und somit die Grösse und die damit verbundenen Kosten des Drucklagers 52 zu verringern, wird die Gasturbine 30 idealerweise so ausgelegt, dass die von dem Verdichter 32 und der Turbine 36 erzeugten axialen Kräfte angenähert gleich aber entgegengesetzt sind.

[0022] Ein Drucklagersensor 54 kann zum Messen des Betrags und der Richtung der durch den Rotor 38 auf das Drucklager 52 ausgeübten Druckkraft verwendet werden. Der Sensor 54 kann eine piezoelektrische Brücke sein, die dafür konfiguriert ist, die Richtung und die auf das Drucklager 52 aufgebrachte Kraft zu messen.

[0023] Fig. 4 stellt einen vereinfachten Querschnitt der in Fig. 3dargestellten Turbine 36 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereit. Ein Turbinengehäuse 56 umgibt abwechselnde Reihen von rotierenden Schaufelblättern 58, rotierenden Abstandshaltern 60 und stationären Statoren oder Statoren 62. Die Schaufelblätter 58 sind an Scheiben 64 befestigt, und eine Schraube 66 verbindet die Scheiben 64 und die rotierenden Abstandshalter 60 mit dem Rotor 38. Die Statoren 62 sind an dem Gehäuse 56 befestigt.

[0024] Verbrennungsgase aus den Brennkammern 34 strömen zu der Turbine 36. Während die Verbrennungsgase über die Schaufelblätter 58 streichen, dehnen sich die Verbrennungsgase aus, was eine Drehung der Schaufelblätter 58, Scheiben 64, Abstandshalter 60 und des Rotors 38 bewirkt. Die Verbrennungsgase strömen dann zu den Statoren 62, welche die Verbrennungsgase auf die nächste Reihe von rotierenden Schaufelblättern 58 umlenken und wo sich der Vorgang für die nachfolgenden Stufen wiederholt.

[0025] Der Rotor 38 enthält verschiedene als Rotor/Rotor-Hohlräume 68 und Rotor/Stator-Hohlräume 70 bezeichnete Hohlräume. Eine Trennwanddichtung 72 zwischen den Statoren 62 und den rotierenden Abstandshaltern 60 erzeugt eine Begrenzung für die Rotor/Stator-Hohlräume 70 und verhindert oder begrenzt einen Strom zwischen benachbarten Rotor/Stator-Hohlräumen 70. Ebenso verhindert oder begrenzt eine Barriere 74 an dem Innenbereich der Scheiben 64 einen Strom zwischen benachbarten Rotor/Rotor-Hohlräumen 68 in den Rotor 38. Demzufolge können benachbarte Rotor/Rotor-Hohlräume 68 unterschiedliche Innendrücke haben, und dadurch eine axiale Kraft auf dem Rotor 38 erzeugen.

[0026] Gemäss Darstellung in Fig. 4kann der das Prozessnebenproduktgas 42 enthaltende Zuführungssammelraum 40, mit jeder Seite des Rotors 38 verbunden sein. Eine Steuereinrichtung 76 steuert die Positionierung der Steuerventile 44 in jedem Sammelraum 40, um den Strom des Prozessnebenproduktgases 42 zu den Rotor/Rotor-Hohlräumen 68 zu regeln. Das Prozessnebenproduktgas 42 erhöht den Druck in den Rotor/Rotor-Hohlräumen 68, um eine Druckdifferenz zwischen den Rotor/Rotor-Hohlräumen 68 zu erzeugen und um eine axiale Druckkraft auf den Rotor 38 in jeder Richtung in Abhängigkeit von der Richtung der Steuereinrichtung 76 zu erzeugen. Zusätzlich spült das Prozessnebenproduktgas 42 alle heissen Verbrennungsgase aus den Rotor/Rotor-Hohlräumen 68 und senkt damit die Temperatur in den Rotor/Rotor-Hohlräumen 68.

[0027] Die Steuereinrichtung 76 kann Signale aus einer beliebigen von mehreren Quellen empfangen, um die geeigneten Positionen der Steuerventile 44 zum Erzielen der gewünschten Druckdifferenz zwischen den Rotor/Rotor-Hohlräumen 68 zu bestimmen. Beispielsweise kann der (in Fig. 3dargestellte) Drucklagersensor 54 ein Signal an die Steuereinrichtung 76 senden, das die Richtung und den Betrag der auf das Drucklager 52 ausgeübten Netto-Axialkraft widerspiegelt, und die Steuereinrichtung 76 kann dann die Position der Steuerventile 44 anpassen, um eine gewünschte Netto-Axialkraft auf dem Drucklager 52 zu erzielen. In alternativen Ausführungsformen kann der Rotor 38 Sensoren 78 in den Rotor/Rotor-Hohlräumen 68 enthalten. Die Sensoren 78 können ein Signal an die Steuereinrichtung 76 senden, das den Druck oder die Temperatur in den Rotor/Rotor-Hohlräumen 68 widerspiegelt, und die Steuereinrichtung 76 kann dann die Position der Steuerventile 44 anpassen, um eine gewünschte Druckdifferenz zwischen den Rotor/Rotor-Hohlräumen 68 oder Temperatur in den Rotor/Rotor-Hohlräumen 68 zu erzielen. In noch weiteren Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 76 ein Signal empfangen, das das Betriebsniveau des Verdichters 52, der Brennkammer 34 oder der Turbine 36 widerspiegelt und die Steuerventile 44 gemäss einem vorprogrammierten Plan anpassen, um die gewünschte axiale Druckkraft auf dem Rotor für ein gegebenes Leistungsniveau zu erzielen.

[0028] Fig. 5 ist ein vereinfachter Querschnitt der in Fig. 3dargestellter Turbine gemäss einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Komponenten der Turbine 36 sind wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. In dieser Ausführungsform verläuft der das Prozessnebenproduktgas 42 enthaltende Zuführungssammelraum 40 durch das Gehäuse 56 und die Statoren 62, um das Prozessnebenproduktgas an die Rotor/Stator-Hohlräume 70 zu liefern. Die Steuereinrichtung 76 gibt wiederum die Positionierung der Steuerventile 44 in jedem Zuführungssammelraum 40 vor, um den Strom des Prozessnebenproduktgases 42 an die Rotor/Stator-Hohlräume 70 zu regeln. Das Prozessnebenproduktgas 42 erhöht den Druck in den Rotor/Stator-Hohlräumen 70, um eine axiale Druckkraft auf den Abstandshaltern 60 und somit dem Rotor 38 in jeder Richtung gemäss der Richtung der Steuereinrichtung 76 zu erzeugen. Zusätzlich spült das Prozessnebenproduktgas 42 alle Hochtemperatur-Verbrennungsgase aus den Rotor/Stator-Hohlräumen 68 und verhindert, dass irgendwelche Hochtemperatur-Verbrennungsgase in die Rotor/Stator-Hohlräume während Betriebszuständen eintreten, um somit zu verhindern, dass die Hochtemperatur-Verbrennungsgase die Temperatur des Rotors 38 erhöhen.

[0029] Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform diskutiert, kann die Steuereinrichtung 76 Signale aus beliebigen von mehreren Quellen, wie z.B. dem (in Fig. 3 dargestellten) Drucklagersensor 54, aus Temperatur- oder Drucksensoren 78, oder das Betriebsniveau des Verdichters 32, der Brennkammern 34 oder der Turbine 36 empfangen, um die geeigneten Positionen der Steuerventile 44 zum Erzielen der gewünschten Druckdifferenz zwischen den Rotor/Stator-Hohlräumen 70 für die Erzeugung der gewünschten axialen Druckkraft zu bestimmen.

[0030] Die vorliegende Erfindung beinhaltet ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine gemäss einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Gemäss den Fig. 3, 4und 5 verbindet das Verfahren beispielsweise den Verdichter 32 mit der Turbine 36 durch den Rotor 38. Das Verfahren beinhaltet ferner die Erzeugung mehrerer Hohlräume 68, 70 in dem Rotor 38 und die Injizierung von Prozessnebenproduktgas 42 in wenigstens einen von den Hohlräumen 68, 70. Das Prozessnebenproduktgas 42 kann direkt durch den Rotor 38 hindurch gemäss Darstellung in Fig. 4 oder durch die Statoren 62 gemäss Darstellung in Fig. 5 eingespritzt werden. Das Verfahren steuert den Strom des Prozessnebenproduktgases 42 in wenigstens einen von den mehreren Hohlräumen 68, 70 gemäss einem vorprogrammierten Parameter. Der vorprogrammierte Parameter kann beispielsweise eine gewünschte axiale Druckkraft auf den Rotor 38 oder eine gewünschte Temperatur oder Druck in den Rotorhohlräumen 68, 70 beinhalten.

[0031] Es dürfte für den Fachmann erkennbar sein, dass Modifikationen und Variationen an den Ausführungsformen der Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang und dem Erfindungsgedanken gemäss Beschreibung in den beigefügten Ansprüchen und deren Äquivalenten abzuweichen.

[0032] Eine Turbine 36 enthält Statoren 36 und einen Rotor 38, und der Rotor 38 enthält Rotorhohlräume 68, 70. Ein Prozessnebenproduktgas 42 und ein Steuerventil 44 enthaltender Zuführungssammelraum 40 ist mit wenigstens einem von den Rotorhohlräumen 68, 70 verbunden, um das Prozessnebenproduktgas 42 zu wenigstens einem von den Rotorhohlräumen zu liefern. Ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine 36 beinhaltet das Verbinden der Turbine 36 mit einem Rotor 38, das Erzeugen von Hohlräumen 68, 70 in dem Rotor 38 und das Injizieren eines Prozessnebenproduktgases 42 in wenigstens einen von den Hohlräumen 68, 70. Das Verfahren beinhaltet ferner die Regelung des Stroms des Prozessnebenproduktgases 42 in wenigstens einen von den Hohlräumen 68, 70 gemäss einem vorprogrammierten Parameter.

Bezugszeichenliste

[0033] <tb>10<sep>Gasturbine <tb>12<sep>Verdichter <tb>14<sep>Brennkammern <tb>16<sep>Turbine <tb>18<sep>Rotor <tb>20<sep>Verdichterschaufeln <tb>22<sep>Verdichtereinlass <tb>24<sep>Turbinenauslass <tb>26<sep>Drucklager <tb>28<sep>Entnahmeleitungen <tb>30<sep>Gasturbinensystem <tb>32<sep>Verdichter <tb>34<sep>Brennkammern <tb>36<sep>Turbine <tb>38<sep>Rotor <tb>40<sep>Zuführungssammelraum <tb>42<sep>Nebenproduktgas <tb>44<sep>Steuerventile <tb>46<sep>Verdichterschaufeln <tb>48<sep>Verdichtereinlass <tb>50<sep>Turbinenauslass <tb>52<sep>Drucklager <tb>54<sep>Drucklagersensor <tb>56<sep>Turbinengehäuse <tb>58<sep>Schaufelblätter <tb>60<sep>Rotierende Abstandshalter <tb>62<sep>Statoren <tb>64<sep>Scheiben <tb>66<sep>Schraube <tb>68<sep>Rotor/Rotor-Hohlräume <tb>70<sep>Rotor/Stator-Hohlräume <tb>72<sep>Trennwanddichtung <tb>74<sep>Barriere <tb>76<sep>Steuereinrichtung <tb>78<sep>Sensor

Claims (10)

1. Gasturbine (30), aufweisend: einen Verdichter (32); eine Turbine (36) stromabwärts von dem Verdichter (32), wobei die Turbine (36) mehrere Statoren (62) enthält; einen Rotor (38), der den Verdichter (32) mit der Turbine (36) verbindet, wobei der Rotor (38) mehrere Rotorhohlräume (68, 70) enthält; und einen Zuführungssammelraum (40), der ein Prozessnebenproduktgas (42) enthält, wobei der Zuführungssammelraum (40) ein Steuerventil (44) enthält und mit wenigstens einem von den Rotorhohlräumen (68, 70) verbunden ist, um das Prozessnebenproduktgas (42) zu wenigstens einem von den Rotorhohlräumen (68, 70) zu liefern.

2. Gasturbine (30) nach Anspruch 1, wobei der Zuführungssammelraum (40) mit mehreren Rotorhohlräumen (68, 70) verbunden ist.

3. Gasturbine (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zuführungssammelraum (40) mit wenigstens einem der Rotorhohlräume (68, 70) durch wenigstens einen Stator (62) hindurch verbunden ist.

4. Gasturbine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner eine Steuereinrichtung (76) zum Regeln des Stroms des Prozessnebenproduktgases (42) zu wenigstens einem von den Rotorhohlräumen (68, 70) enthält.

5. Gasturbine (30) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung (76) den Strom des Prozessnebenproduktgases (42) zu wenigstens einem von den Rotorhohlräumen (68, 70) gemäss einem Druck oder einer Temperatur des Rotorhohlraums regelt.

6. Gasturbine (30) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung (76) den Strom des Prozessnebenproduktgases (42) zu wenigstens einem von den Rotorhohlräumen (68, 70) gemäss einem Leistungsniveau der Turbine (36) regelt.

7. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine (30) mit einem Verdichter (32) und einer Turbine (36), mit den Schritten: Verbinden des Verdichters (32) mit der Turbine (36) mittels eines Rotors (38); Erzeugen mehrerer Hohlräume (68, 70) in dem Rotor (38); Injizieren eines Prozessnebenproduktgases (42) in wenigstens einen von den mehreren Hohlräumen (68, 70); und Regeln des Stroms des Prozessnebenproduktgases (42) in wenigstens einen von den mehreren Hohlräumen (68, 70) gemäss einem vorprogrammierten Parameter.

8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit dem Schritt der Aufnahme des Prozessnebenproduktgases (42) in wenigstens einen von den mehreren Hohlräumen (68, 70) durch einen Stator in der Turbine (36) hindurch.

9. Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit dem Schritt der Regelung des Stroms des Prozessnebenproduktgases (42) in wenigstens einen von den mehreren Hohlräumen (68, 70) gemäss einem Druck oder einer Temperatur in den Hohlräumen (68, 70).

10. Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit dem Schritt der Regelung des Stroms des Prozessnebenproduktgases (42) in wenigstens einen von den mehreren Hohlräumen (68, 70) gemäss einer auf den Rotor (38) wirkenden Kraft.