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Verfahren und Einrichtung zum Betrieb einer gasförmige Brennstoffe
verarbeitenden Gasturbinenanlage, in welcher bei Brenngasmangel mindestens ein Zusatzbrennstoff
verbrannt wird Von mit gasförmigen Brennstoffen, z. B. Gichtgas, betriebenen Gasturbinenanlagen
wird häufig auch bei Brenngasmangel zumindest ein Teil der Nennleistung zur Aufrechterhaltung
des Betriebes gefordert. In besonderen. Bedarfsfällen wird sogar verlangt; daß die
Gasturbinenanlage auch beim völligen Aussetzen der Brenn.ga.sanlieferung, also.
im Betrieb mit einem nichtgasförmigen Zusatzbrennstoff, die volle Nennleistung abgibt.
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Theoretisch wäre dies möglich, indem man in der Brennkammer der Gastu.rbinenanlage
während einer Periode des Brenngasmangels so viel flüssigen oder festen Brennstoff
verbrennt, daß das zur Erzielung der geforderten Teilleistung oder der Nennleistung
erforderliche Temperaturgefälle erzeugt wird. Dieser Betriebsweise wird aber durch
die zulässige Betriebstemperatur der Gasturbine bald eine Grenze gesetzt, da - wegen
des meist wesentlich geringeren Heizwertes - das Brenngasgewicht einen beträchtlichen
Anteil des gesamten Treibgasdurchsatzes der Turbine ausmacht. Mit geringerer in
die Brennkammer eingespeister Brenngasmenge ergibt sich daher trotz zusätzlicher
Verbrennung beispielsweise eines Brennöles eine geringere Leistung.
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Hinzu kommt, daß zwecks einfacheren Aufbaues und größerer Wirtschaftlichkeit
der Gesamtanlage der Brenngasverdichter meist mit der oder einer der Wellen der
Gasturbin:enanlage fest gekuppelt ist und die Anlage mit einer Rückführungsleitung
mit Regelventil versehen ist, durch die die nicht zur Brennkammer gelangende Brenngasteilmenge
zum Eintrittsstutzen des Verdichters zurückgeführt wird. Der Brenngasveirdichter
läuft dann also auch im reinen Brennölbetrieb mit. Es muß hierbei aber die volle
Verdichtungsarbeit aufgebracht werden, was sich in einer noch größeren Verringerung
der Nutzleistung auswirkt.
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Infolge dieser veränderten Betriebsbedingungen bei gemischtem bzw.
reinem Betrieb mit nichtgasförmigen Brennstoffen stellt sich schließlich der den
Luftverdichter enthaltende Maschinensatz bei gleichen Lasten auf geringere Drehzahlen
als bei reinem Brenngasbetrieb ein, wodurch die geförderte Luftmenge geringer wird.
Dementsprechend muß die Menge des flüssigen. oder festen Brennstoffes weiter verringert
werden, damit die höchstzulässige Betriebstemperatur nicht überschritten wird.
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Bei einer bekannten Gasturbinenanlage wird bei Betrieb mit nichtgasförmigen.
Brennstoffen der Brenngasverdichter als Luftverdichter verwendet. Man erreicht dann
etwa den gleichen Durchsatz wie bei Brenngasbetrieb. Dies ist allerdings nur bei
reinem Betrieb mit nichtgasförmigen Brennstoffen, aber nicht bei gemischtem Betrieb
möglich. Ferner setzt diese Betriebsweise voraus, daß die Gasturbinenanlage vorübergehend
stillgesetzt werden kann, um die Gas enthaltenden Teile der Anlage zu entleeren.
Bei Umstellung des Brenngasverdichters auf Verdichtung von Luft wäre sonst Explosionsgefahr
vorhanden. Solche Betriebsunterbrechungen. sind aber unerwünscht; man fordert vielmehr,
daß die Umstellung vom Betrieb mit gasförmigen Brennstoffen auf nichtgasförmige
kontinuierlich durchführbar ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb. einer
gasförmige Brennstoffe verarbeitenden Gasturb.inenanlage, bei welcher in der Brennkammer
ein nichtgasförmiger Zusatzbrennstoff verbrannt und die: nicht zur Verbrennung kommende
Teilmenge des vom Brenngasverdichter geförderten Brenngases zu dessen Einlaßstutzen
zurückgeführt wird. Die: größere Leistung bei verringerter Brenngaszufuhr, die bis
zur vollen Nennleistung gesteigert werden kann., wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß die rückzuführende Brenngastei.lrnenge aufgeheizt und unter Leistungsabgabe
an eine Gasturbinenwelle entspannt wird.
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Im Interesse eines guten thermischen Wirkungsgrades empfiehlt sich,
für die Aufheizung der, umlaufenden Brenngasteilmenge soweit als möglich die Abwärme
der Gasturbine bzw. -turbinen zu verwerten. Zur weiteren Steigerung der Leistung
kann dann die Temperatur des für die Brenngasvorwärmun.
g vorgesehenen
Anteils der Turbinenabgase der -Anlage durch Verbrennung ' von. Züs.ätzbrennstoff
erhöht werden.
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Es sei hier erwähnt, daß Verdichter mit Entspannüngs- oder Rückgewinnüngstürbineri,
in denen die vom - Verbraucher nicht bünötigte Druckluftmenge arbeitsleistend entspannt
wird, bekannt sind und nicht zum Gegenstand der -vorliegenden Erfindung gehören..
Es überrascht jedoch, daß mit dem Verfahren nach der Erfindung bei -einer gasförmige
Brennstoffe, namentlich; solchen mit geringem Heizwert, verarbeitenden Gasturbinenanlage
nicht nur der bei verminderter Brenngaseinspeisung auftretende starke Leistungsabfall
ausgeglichen . werden:. -kann; -sondern daß auch. der thermische Wirkungsgrad im
Mischbetrieb praktisch aufrechterhalten wird. Außer dem bereits erwähnten Vorteil
des kontinuierlichen Überganges auf reinen Betrieb mit nichtgasförmigen Brennstoffen
kann die zur Durchführung dieses Verfahrens erforderliche Einrichtung - wie weiter
unten noch dargelegt wird - ohne beträchtlichen Mehraufwand erstellt werden.
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Von den Zeichnungen erläutern die Fig. 1 und 2 die Wirkungen der Erfindung;
ferner zeigt Fig.3 eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung
und Fig.4 einen Schnitt durch das Einströmgehäuse einer zugleich zur Entspannung
und zum Anfahren verwendbaren .Turbine.
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In dem Diagramm der Fig. 1 ist auf der Abszisse die Brenngasmenge
und auf der Ordinate die in die Brennkammer als Zusatzbrennstoff eingespeiste Ölmenge
aufgetragen.. Da bei unmittelbarer Rückführung der nicht zur Verbrennung kommenden-
Bremmgasmenge infolge der nicht rückgewinnbaren Verdichtungsarbeit und der geringeren.
Ausnutzung der Abgaswärme der Wirkungsgrad geringer ist als mit Aufheizung und Entspannung,-
gilt für deii ' efsfen Fall für die einzuführende Zusatzbrennstoffmenge die Skala
I und für den zweiten Fall die Skala 11. 1V1, N2, N3, N4, N5, NB sind Linien
gleicher Leistung, und zwar ist Ni die Nennleistung und N0 die Leerlaufleistung.
Die Leistung N5 beispielsweise wird bei reinem Brenngasbetrieb bei etwa 331/3% des
Vollast-Gasbedarfs (Punkt 1) oder bei reinem. Ölbetrieb. bei etwa 331/3 %. des -
Vollast-Ölbedarfs (Punkt 2) erreicht. Bei gemischtem Betrieb müssen sich die den
jeweiligen Gas- und Olmengen entsprechenden Koordinaten auf der Linie N5 schneiden.
Im Diagramm ist ferner eine Linie a. eingetragen, die anzeigt, bei welchen Gas--
und Ölmengen die zulässige Be itriebstemperatur, z. B. von 700° C, am Brennkarrimeraustritt
erreicht wird, -,venm der Überschuß der Brenngasförderung über den zulässigen Verbrauch
ohne Arbeitsleistung zur Saugseite des Verdichters zurückgefördert wird. Es können
hiermit also nur die innerhalb des schraffierten Vierecks 3-4-5-6 liegenden Leistungspunkte
gefahren werden.
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Wird nun- die umlaufende Brenngasteilmenge vor ihrer Rückführung in
den Brenngasverdichter von den Turbinenabgasen aufgeheizt und zur Arbeitsleistung
in einer Entspannungsturbine herangezogen, dann verläuft die Temperaturgrenze entsprechend
der Linie b steiler; d: h., bei dieser. Verfahrensweise können alle innerhalb des
schraffierten- -Vierecks 3-7-5-6 liegenden Leistungspunkte gefahren, werden. Dies
-erklärt sich-- dadurch, daß infolge der zusätzlichen Antriebsleistung der Entspannungsturbine
die gesamte Antriebsleistung größer wird, der Luftverdichtersatz 7sich also auf
eine höhere Drehzahl einstellt, bei der eine größere Luftmenge geliefert wird, so
daß in der Brennkammer eine größere Brennstoffmenge des nichtgasförmigen Brennstoffes
verbrannt werden kann.
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Weiterhin kann man nun auch das Treibmittel der Entspannungsturbine,
dessen Temperatur bei Wärmeaustausch mit den Turbinenabgasen ja unter deren Temperatur
liegt, noch aufheizen, um die Leistung der Entspannungsturbine- zu erhöhen. Hierb°i
ergibt sich eine weitere Drehzahlsteigerung des Luftverdichtersa.tzes, somit ein
noch größeres Fördervolumen, so daß die in der Brennkammer der Gasturbinenanlage.
verbrennbare Ölmenge. noch, größer werden kann. In diesem Falle verläuft die Linie
der höchstzulässigen Temperatur c längs der Linie Ni der Nennleistung.
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Im Diagramm der Fig. 2 sind die nach den: soeben erläuterten Verfahrensweisen
erzielbaren Höchst= Leistungen über der jeweiligen Brenngasmenge aufgetragen-, wobei
die bei reinem Brenngasbetrieb zur Erzielung der Nennleistung erforderliche Menge
zu 1001/o angesetzt wurde. Die Linie d gibt den Leistungsverlauf bei reinem Brenngasbetrieb
wieder. Linie e gibt dem Verlauf der Höchstleistungen längs der Temperaturgrenzlinie
d in Fig. 1, Linie f längs der Temperaturgrenzlinie b und Linie g längs der Temperaturgrenzlinie
c an. Alle Linien d bis g schneiden sich im Auslegungspunkt P. Der Fig. 2 ist zu
entnehmen, daß bei reinem Betrieb mit nichtgasförmigem Brennstoff und Aufheizung
der zu entspannenden Brenngasmenge die erreichbare Höchstleistung (Punkt 9) etwa
den, dreifachen Wert annimmt als die Leistung (Punkt 10) ohne Aufheizung und ohne
Entspannung.
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Bei der in Fig. 3 gezeigten Gasturbinenanlage wird die vom Verdichter
11 verdichtete Luft über den Wärmeaustauscher 12 der Brennkammer 13 zugkführt. Das
Brenngas wird durch die Leitung 14 angeliefert, im Brenngasverdichter 15 verdichtet
und über den Wärmeaustauscher 16, der mit dem Wärmeaustauscher 12 eine Baueinheit
bilden kann, der Brennkammer 13 zugeführt. Die hierin erzeugten heißen Treibgase
werden der Verdichterantriebsturbine 17 zugeführt, wo sie sich teilweise entspannen,
und gelangen dann in die einen Energieverbraucher (z. B. Generator 18) antreibende
Nützleistungsturbine 19. Ein Teil' der Turbinenabgase strömt über die, Leitungen
20, 21 zum Wärmeaustauscher 12, wo -sie ihre Wärme an die verdichtete Luft abgeben,
und werden von hier -in. die Atmosphäre en.tlaissen. 'Der übrige Teil der Turbinenabgase
gelangt über die Leitungen 20, 22 in die Hilf sbrennkammer 23 und weiter über die,
Leitung 24 in. den Wärm:eaustauscher 16, wo sie die verdichteten Brenngase aufheizen.
Vom Wärmeaustauscher 16 wird auch dieser Teil der Turbinenabgase in die Atmosphäre
entlassen.
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Im Zuge der Brenngase ist hinter dem Wärmeaustauscher 16 eine Leitungsverzweigung
25 angeordnet, von der aus ein-Teil der Brenngase zur Brennkamtrier 13, der andere
Teil aber über die Rückführungsleitung 26 mit Regelorgan 27 zur Entspannungsturbine
28 und von hier über Leitung 29 in den Wasserkühler 30 und schließlich über das
Leitungsstück 31 in die Saugleitung 14 zurückgeführt wird. Die Entspannungsturbine
28 gibt ihre Leistung über, 'die Kupplung 32, die als feste oder auch als
Freilaufkupplung ausgebildet sein kann, an das Getriebe 33 ab, durch. welches der
Luftverdichter 11 und der Brenngasverdichter 15 miteinander verblockt sind.
Zur
Deckung von Überlast sowie für Beschleunigungszwecke kann der Brenngasverdichter
15 so ausgelegt sein, daß er bei Vollast im stationären Betrieb etwa 3 bis 5119
vom Vollastbedarf mehr Brenngas liefert. Diese überschüssige Brenngasmenge reicht
im allgemeinen auch aus, um im reinen Brenngasbetrieb bei Vollast die Leerlaufleistung
der Entspannungsturbine 28 zu decken: 34 ist ein Behälter für flüssigen Brennstoff,
der von der Brennstoff-Förderpumpe 35 durch die Leitungen 36, 37, Ventil 38 und
Leitung 39 in die Hauptbrennkarnmer 13 und durch die Leitungen 36, 40, Ventil 41,
Leitung 42 in die Hilfsbrennkammer 23. eingespeist wird. . .
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Die Bedienung des Regelorgans 27 in der -Rückführungsleitung 26 sowie
der Ventile 38 und 41 für flüssigen Brennstoff erfolgt hydraulisch. Das Druckmittel
wird von der Druckmittelpumpe 43 aus dem Sammelbehälter 44 in die Druckleitung 45
gedrückt, an welche die zum Stellmotor 46 des Ventils 27 führende Leitung 47, die
zum, Stellmotor 48 des Ventils 38 führende Leitung 49 und die zum Steuerschieber
50 führende Leitung 51 angeschlossen sind. Am Eingang zu den Leitungen 47 und 49
sind die Drosselblenden 52 bzw. 59 angeordnet.
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Der Druck in der Leitung 47 wird von dem Drosselventil 54 bestimmt,
das mit der Leitung 55 an die Leitung 47 angeschlossen ist. Dieses Drosselventil
54 ist durch eine in der Schließrichtung wirkende Druckfeder belastet und wird sowohl
von dem über Leitung 56 an die Brenngaszuleitung 14 angeschlossenen Druckregler
57 als auch von dem von der Nutzleistungsturbine 19 über den Wellenstrang 58 angetriebenen
Fliehkraftregler 59 mit Hilfe der Regelstange 60 betätigt. Zwischen der Stehstange,
des Druckreglers 57 und derjenigen des Drosselventils 54 ist eine Schleife 61 angeordnet,
welche innerhalb einer begrenzten Weglänge die unabhängige Bewegung dieser beiden
Teile gestattet.
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Der Druck in der Leitung 49 wird von dem Drosselventil 62 bestimmt,
das von einer in der Öffnungsrichtung wirkenden Druckfeder belastet ist und dessen
Stellstange an einen Anschlag 63 anschlägt. Das Drosselventil 62 wird über die Regelstange
60. ebenfalls vom Druckregler 57 und dem Fliehkraftregler 59 betätigt. .
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Der Steuerschieber 50 wird in Abhängigkeit von der Temperatur in der
zur Verdichterturbine 17 führenden Leitung betätigt. Zu diesem Zweck ist in dieser
Leitung ein elektrischer Temperaturfühler 64 angeordnet, dessen Impulse nach Verstärkung
im Verstärker 65 dem Elektromagneten 66 zugeleitet werden. Der Weicheisenkern dieses
Elektromagneten 66 ist mit der Stellstange des Steuerschiebers 50 verbunden, die
durch eins Rückholfeder in die Nullstellung (Schließstellung) des Schiebers rückgeführt
wird. Der Steuerschieber 50 steuert die Bewegungen des das Brennstoffventil 41 betätigenden.
Stellmotors 67 derart, daß das Ventil 41 geöffnet wird, wenn die Temperatur vor
der Turbine 17 über den zulässigen Wert ansteigt.
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In der gezeigten Stellung befinden sich die Drosselventile 54 und
62 sowie das Rückströmregelorgan, 27 ebenso wie die Brennstoffventile 38 und 41
in Normalstellung (\Tennleistung bei reinem Brenngasbetrieb) : Ventil 54 ist nahezu
geschlossen; - infolge des Druckes in der Leitung 47 schließt der Stellmotor 46
das Regelorgan 27, aber nur so weit, d,aß noch die für Überlast und zum schnelleren
Beschleunigen der Anlage benötigte Brenngasmenge durchströmen kann,. -die . dann
in der Entspannungsturbine .zur Deckung der Leerlaufleistung ausgenutzt wird. Drosselventil
62 ist- ganz geöffnet und seine Ventilstange- liegt am Anschlag 63 an. Leitung 49
ist somit drucklos, so -daß°das Brennstoffventil 38 geschlossen bleibt und
kein flüssiger Brennstoff in die Brennkammer 13 gelangt. Da Ventil 41 ebenfalls
geschlossen ist, wird. auch. in die Hilfsbrennkammer 23 -kein Brennstoff eingespritzt.
Mit Ausnahme des obenerwähnten kleinen Mengenanteils wird also die vom Brenngasverdichter.15
verdichtete Gasmenge in der Brennkammer 13 verbrannt. Da in der Leitung 14 genügend
Druck vorhanden ist; stehen die Stellstange des Druckreglers-57 sowie die Schleife
61 in ihren niedrigsten Stellungen. Die Gasturbine arbeitet daher im reinen Brenngasbetrieb.
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Sinkt nun die Belastung, dann- bewirkt- der Fliehkraftregler 59 eine
Drehung der Regelstange 60 um den Drehpunkt 60a: im Uhrzeigersinn, wodurch das Drosselventil
54 um einen bestimmten Betrag geöffnet und der Druck in, der Leitung 47 entsprechend
abgebaut wird. Gemäß dieser Druckabsenkung wird das Rückströmregelorgan 27 geöffnet
und eine größere Breringasteilmenge zurückgeführt.
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Bei zunehmender Belastung spielt sich der umgekehrte Vorgang ab: die
Regelstange wird entgegen dem Uhrzeigersinn um den Drehpunkt 60a gedreht, wobei
Ventil-54 mehr geschlossen wird. Dabei baut sich in. der Leitung 47 ein höherer
Druck auf und Ventil 27 läßt entsprechend weniger Brenngas zurückströmen. Reicht
die zur Verfügung stehende Brenngasmenge nicht zur Deckung der erforderlichen Leistung
aus, hebt der Druckregler 57 infolge des kleiner werdenden Druckes in der Brenngassaugleitung
14 die Schleife 61 an. Die Ventilstange des Ventils 54 kommt nun zum Anschlag, so,
da.ß 60 b fester Drehpunkt wird. Die Stellstange 60 dreht sich dann um 60b im Uhrzeigersinn
und Drosselventil 62 wird dadurch in Schließrichtung bewegt. Leitung 49 erhält nun
Druck, und der Stellmotor 48 öffnet das Venti138 in :-entsprechendem Maße, so daß
flüssiger Brennstoff in die Brennkammer 13 gelangt. Bei Belastungsabnahme werden
wiederum rückläufige Bewegungen ausgelöst.
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Sinkt nun bei konstanter Last der Druck in der Zuleitung 14, so öffnet
der Druckregler 57 das Drosselventil 54, wobei Punkt 60c fester Drehpunkt ist. Damit
sinkt auch der Druck in der Leitung 47, und es wird entsprechend dieser Drucksenkung
das Rückströmregelorgan 27 geöffnet. Ein größerer Teil des verdichteten Brenngases
wird somit der Entspannungsturbine 28 zugeführt und gelangt nach Rückkühlung im
Kühler 30 wieder in die Zuleitung 14. Die Entspannungsturbine 28 gibt jetzt Leistung
an das Getriebe 33 ab, wodurch die Drehzahl des Verdichtersatzes 11/17 - steigt.
Gleichzeitig mit der Eröffnung des Drosselventils 54 wird aber über die Regelstange
60 das. Drosselventil 62 nach Maßgabe des Druckreglers 57 geschlossen. Dadurch entsteht
in der- Leitung 49 Druck, durch den das Brennstoffregelventi138 entsprechend geöffnet
wird, so, daß in der Brennkammer 13 eine die fehlende Wärmemenge ausgleichende Menge
flüssigen Brennstoffes zur Verbrennung gelangt.
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Steigt bei unveränderter Last der Druck in: der Zuleitung 14: steht
also mehr Brenngas =Verfügung, so betätigt der Druckregler 57 über die Regelstange
60 das Drosselventil 62 im Öffnungssinn, -wodurch der Druck in der Leitung 49 abgebaut
und im gleichen Maße das Brennstoffventil 38 wieder geschlossen wird.
Gleichzeitig
wird dabei auch das Drosselventil 54 und - weiter oben. erläutert - das RückströmregeloTgan
27 in Schließstellung bewegt, so- daß die Gasturbine entsprechend mehr Brenngas
verarbeitet.
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Die. bisher geschilderten Vorgänge spielen sich in dem Betriebbereieh;
3-6-5-7-3 (Fig. 1) ab. Sollten, dagegen Arbeitspunkte innerhalb des Bereiches 3-7-8-3
(Fig. 1) gefahren werden., würden sich infolge des zu geringen Luftdurchsatzes für
die jetzt in die Brennkammer 13 eingespeisten Brennstoffmengen Temperaturen oberhalb
des. zulässigen Wertes einstellen. Sobald die Temperatur der die Brennkammer 13
verlassenden Treibgase über den zulässigen Wert ansteigt, wird der Steuerschieber
50 vom Elektromagneten 66 gegen die Fliehkraft nach links bewegt. Das durch die
Leitung 51 zugeführte Druckmittel bewegt dann den Kolben 68 des Stellmotors 67 nach
rechts und öffnet dabei das Brennstoffventil 41. Es wird nun, Zusatzbrennstoff in
der Hilfsbrennkammer 23 verbrannt; das den Brenngaswärmeaustauscher 16 beaufschlagende
Abgas wird dadurch stärker aufgeheizt, so daß der Entspannungsturbine.
28 ein höheres Gefälle zur Verfügung steht. Infolge dieses Leistungsanstieges
am Verdichtersatz 11/17 wird eine größere Luftmenge gefördert und dadurch die Übertemperatur
der die Brennkammer 13 verlassenden Treibgase unter den zulässigen Grenzwert abgebaut.
Ist dieser Grenzwert wieder erreicht, halten sich die Kraft des Magneten 66 und
die entgegengerichtete Federkraft in der Schließstellung des Steuerschiebers 50
das Gleichgewicht und der Kolben 68 kommt zur Ruhe. Bei Lastabfall oder größerer
Brenngasanlieferung würde nun die Temperatur am Austritt aus der Brennkammer 13
absinken, damit Steuerschieber 50 nach rechts auswandern und Druckmittel auf die
rechte Seite des Kolbens 68 treten lassen, so daß die Brennstoffzufuhr zur Hilfsbrennkammer23
abgesperrt wird.
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In der schematischen Darstellung der Fig. 3 ist das Rückströmregelorgan
27 als Drosselventil dargestellt. Im Interesse der Wirtschaftlichkeit kann man aber
in an sich bekannter Weise eine Mengenregelung vornehmen, indem einzelne Düsensegmente
der Entspannungsturbine mittels Schaltventilen, zu- und abgeschaltet werden. Eine
derart ausgebildet& Entspannungsturbine zeigt Fig.4 im Schnitt durch das Zuführungsgehäuse.
69 bedeutet darin die Turbinenwelle, 70 ist das Gehäuse und 71, 72, 73 und 74 sind
einzelne Düsensegmente. Die Düsenkammern sind mit 75, 76, 77 und 78 bezeichnet;
sie werden von den Ventilen 79, 80, 81 und 82 verschlossen. Die Ventile 79, 80 und
81 werden hydraulisch gesteuert. Das Druckmittel gelangt - wie zu Fig. 3 beschrieben
-durch die Leitung 47 zu den Stellmotoren 83, 84 und 85, die auf verschiedene Druckmitteldrücke
ansprechen, so däß die Ventile 79, 80, 81 nacheinander geöffnet bzw. geschlossen
werden. Auf diese Weise werden die Düsensegmente 71, 72, 73 nacheinander zu- bzw.
abgeschaltet.
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Das in der Entspannungsturbine zu verarbeitende Gefälle kann normalerweise
in einem ein- oder zweikränzigen Gleichdruckrad umgesetzt werden. Es ergibt sich
hierfür also ein verhältnismäßig einfacher Aufbau. Ferner kann sie auch als Auf
ahrmotor und für den Durchdrehbetrieb eingesetzt werden. Zu diesem Zweck sind bei
der Turbine nach Fig. 4 das Düsensegment 74 mit der Düsenkammer 78 sowie das Ventil
82 und die Zuleitung 86 vorgesehen, durch die Dampf oder Druckluft als Treibmittel
eingeführt werden. Die Mehrkosten für die Entspannungsturbine werden dadurch also
weitgehend ausgeglichen, da weitere Antriebsmaschinen (Anfahrturbine, Elektromotor
zum Durchdrehen) und zusätzliche Getrirbe und Schaltkupplungen nicht benötigt werden.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die in
Fig. 3 gezeigte Anordnung mit mechanisch getrennter Verdichter- und Nutzleistungsturbine
beschränkt ist, sondern ebenso auch bei Einwellenanlagen Anwendung finden kann.
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Besonders für staubhaltige Brenngase, wie Lichtgas, empfiehlt es sich,
als Brenngasverdichter einen Radialverdichter anzuordnen, da diese Bauart gegen
Verschmutzungen nicht so empfindlich ist wie ein Axialverdichter. Letzterer hätte
zwar wegen seiner steileren Drehzahlkennlinie den Vorteil, daß die zurückzuführende
Brenngasteilmenge vergleichsweise geringer wird. Dieser Vorteil kann aber die mit
den Schwierigkeiten und zusätzlichen Anlagekosten für die Brenngasreinigung gegebenen
Nachteile nicht aufwiegen, zumal erfindungsgemäß die zurückgeführte Brenngasteilmenge
Arbeit leistet.