DE1195554B - Wechselfiltereinrichtung, insbesondere in mit Schweroel betriebenen Brennkammern von Gasturbinen - Google Patents

Description

• Wechselfiltereinrichtung, insbesondere in mit Schweröl betriebenen Brennkammern von Gasturbinen Ein Filter- oder Filtergutwechsel ist erforderlich, wenn das Filter eine größere Anzahl aus der Strömung herauszufilternder Teilchen aufgenommen hat oder insbesondere wenn es mit solchen Teilchen gesättigt ist. Bekannt ist eine Wechselfiltereinrichtung für Ströme in rohrförmigen Kanälen, vorzugsweise in besonders mit Schweröl betriebenen rohrförmigen Brennkammern von Gasturbinen, insbesondere zwischen Brennraum und unmittelbar folgendem Rauchgas-Kühlluft-Mischraum. Auf eine solche Wechselfiltereinrichtung bezieht sich die Erfindung.
• Bei der vorgeschlagenen Wechselfiltereinrichtung wird frisches Filtergut quer zum Rohrstrom in diesen hineingeführt und nach Sättigung in derselben Richtung aus dem Strom entfernt. Diese Bewegung des Filterguts werden insbesondere durch eine Fördereinrichtung bewerkstelligt. Diese Fördereinrichtung erfordert größeren Aufwand. Des weiteren sind am Eintritt und Austritt für das Filtergut zusammen zwei Druckschleusen erforderlich. Aufgabe gemäß der Erfindung ist die Schaffung einet Bauart der Wechselfiltereinrichtung, die mit einer weniger aufwendigen Fördereinrichtung und nur einer Druckschleuse auskommt und sowohl für einen kontinuierlichen als auch für einen intermittierenden Filterwechselbetrieb gut geeignet ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Wechselfilter ein Kreisringfilter ist, das um eine parallel zur Rohrachse außerhalb des Rohrs gelegene Achse drehbar ist. Wird dieses Kreisringfilter um diese Achse gedreht, dann verläßt der gesättigte Filterteil das Rohr, und es besteht nun außerhalb des Rohrs Gelegenheit, ihn oder sein Filtergut durch einen frischen Filterteil bzw. frisches Filtergut zu ersetzen, der bzw. das durch Drehen des Filters um die genannte Achse in das Rohr eingefahren werden kann. Ist Filtergut auf dem Umfang des Filters verteilt angeordnet, dann kann durch Drehen des Filters um die genannte Achse gesättigtes Filtergut aus dem Rohr ausgefahren und durch in derselben Richtung erfolgendes Drehen frisches Filtergut in das Rohr eingefahren werden. Ist das Filtergut zumindest auf einem größeren Teil des Filterumfangs ohne Lücken wesentlich angeordnet, so fährt dann gleichzeitig mit dem Ausfahren gesättigten Filterguts aus dem Rohr frisches Filtergut in das Rohr ein. Der Filter- oder Filtergutwechsel kann also ohne Unterbrechung des Gasstroms und im Fall eines genannten Brenn-Wechselfilters während des Betriebs der Brennkammer durchgeführt werden. Das Wechselfilter kann kontinuierlich oder in Zeitabständen, also intermittierend, gedreht werden. Vorzugsweise wird dieses Drehen in Abhängigkeit vom Rohrdurchsatz, Sättigungsgrad des Filterguts oder Filterwiderstand gesteuert, und zwar insbesondere automatisch gesteuert, z. B. in Abhängigkeit von der Größe der Druckdifferenz zwischen Stellen vor und hinter dem Filter, die ein Maß für den Filterwiderstand und damit für den Sättigungsgrad des Filterguts ist.
• Die Rohrwand bzw. Brennkammerwand oder -bewandung weist zum Hineindrehen und Herausdrehen des Filters einen Durchbruch auf. Damit am Durchbruch kein oder praktisch kein Strömungsmittel aus dem Rohr entweicht und außerdem trotz des Durchbruchs der Zusammenhalt der in Rohrstromrichtung vor und hinter dem Filter befindlichen Teile des Rohrs gewährleistet ist, ist der Druchbruch insbesondere von einem an der Rohrwand (bzw. am Brennkammermantel) außen festen, das Kreisringfilter aufnehmenden Filtergehäuse umgeben. Dieses Filtergehäuse weist insbesondere eine Filterwechselkammer auf, die druckdicht gehalten ist, insbesondere wenn andere Dichtungen zwischen dem Filterrotor und den feststehenden Teilen nicht vorgesehen sind.
• Insbesondere sitzt das Kreisringfilter fest auf einer es antreibenden, zentralen Welle. Diese durchstößt insbesondere nur eine der quer zu ihr sich erstreckenden Wände des genannten Filtergehäuses. Dies ergibt den Vorteil eines äußerst kleinen Leckverlustes.
• Das Kreisringfilter weist vorzugsweise auf seinem Umfang verteilt angeordnete, auswechselbare Filterplatten auf. Die Platten können z. B. kreisrund oder sektorförmig sein. An Stelle dieser Platten können auch andere, ähnliche Körper angewendet werden.
• Das Filtergut kann sich aber auch aus kleinen Steinchen od. dgl. zusammensetzen, also »lose« oder schüttbar sein. Das Filtergut kann auf dem gesamten Umfang ohne Umfangszwischenräume verteilt angeordnet sein.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Wechselfiltereinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar in Fig. 1 in einem die ideelle Rohrachse und die ideelle Kreisringfilterachse enthaltenen Schnitt, während F i g. 2 eine Ansicht eines Teils der Wechselfiltereinrichtung aus Richtung I zeigt.
• Die Wechselfiltereinrichtung ist hier an einer Gasturbinenbrennkammer 10 für Schweröl gezeigt. Die Rohrachse ist die Brennkammerachse 14. Die Brennkammer 10 hat kreisrunden Querschnitt. Ein auf einer Antriebswelle 12 fest sitzendes Kreisringfilter 13 weist auf seinem gesamten Umfang verteilt auswechselbar angeordnete, kreisrunde (s. Fig.2) Filterplatten 11 auf und führt durch einen Durchbruch 41 der Brennkammer 10. Eine dieser Filterplatten 11 befindet sich im Rauchgasstrom (s. die Pfeile 15) der Brennkammer 10. Träger der Filterplatten 11 ist ein Ring 40 mit Achse 24. Der Betrieb des Kreisringfilters 13 mit den kreisrunden Filterplatten 11 ist intermittierend.
• Die Wechselfiltereinrichtung und die Brennkammer 10 stellen eine bauliche Einheit dar; die Teile 16 und 17 des Brennkammermantels und die beiden Teile 18 und 19 des Filtergehäuses sind über Flansche gasdicht miteinander verbunden, während die beiden Filtergehäuseteile 18 und 19 ebenfalls über Flansche gasdicht miteinander verbunden sind. Zwischen dem Ring 40 und Ringflächen des Filtergehäuses 18, 19 und am Durchbruch 41 sind kleinstmögliche Ringspalte oder Dichtungen vorhanden, so daß die Wechselfiltereinrichtung außerhalb der Brennkammer 10 relativ kühl bleibt.
• Das Filtergehäuse weist auf dem Umfang mindestens eine Filterwechselkammer 20 mit sektorförmigem Deckel 21 auf, die z. B. durch eine Dichtung zusätzlich druckdicht gehalten ist, so daß bei Abnehmen des Deckels 21, Entfernen einer gesättigten Filterplatte 11 und Einsetzen einer frischen Filterplatte 11 praktisch kein Gas, mit dem der Innenraum des Filtergehäuses 18, 19 vom Brennkammerinneren her gefüllt ist, aus dem Filtergehäuse 18, 19 treten kann.
• Die Antriebswelle 12 durchstößt nur die Wand 22 des Filtergehäuseteils 18, aber nicht die Wand 23 des Filtergehäuseteils 19. Die ideelle Achse des Kreisnngfilters 13 ist mit 24 bezeichnet.
• Das Kreisringfilter 13 (Rotor) weist um jede Filterplatte 11 herum einen ringförmigen Durchbruch 25 auf, durch den, wenn sich seine zugehörige Filterplattell im Brenukammerinnenraum befindet und also die ideelle Achse der Filterplatte 11 mit der Bremikammerachse 14 zusammenfällt (s. Fig. 1) Luft strömt (s. die Pfeile 26), die durch die öffnung 27 dem durch den Breunkammermantelteil 17 und die Mischraumwand 28 gebildeten Ringraum 29 zugeführt worden ist. Aus dem Ringraum 29 strömt Luft als Kühlluft oder Tertiärluft dem Mischraum 30 über nicht dargestellte Öffnungen der Mischraumwand 28 in den Mischraum 30. Die den Durchbruch 25 verlassene Luft strömt in den Ringraum 31, der durch die Wand 32 und den Brennkammermantelteil 16 gebildet ist. Aus diesem Ringraum 31 strömt sie nach Umlenkung einerseits als Primärluft (s. die Pfeile 33) und andererseits als Sekundärluft dem Brennraum 34 zu, im letztgenannten Fall über nicht dargestellte Öffnungen des Flammrohrs 35. Das Rauchgas-Kühlluft-Gemisch (s. die Pfeile 39) verläßt die Brennkammer 10 durch die Öffnung 36. Das Schweröl (Rückstandsöl, Bunker-C-Öl oder schweres Heizöl) wird über eine zentrale Düse 37 zugeführt. Mit 38 ist eine Drallrose für Primärluft bezeichnet. Ein Durchbruch 25 entfällt, wenn die Luft dem Brennraum 34 und dem Mischraum 30 getrennt zugeführt wird.
• Die Wechselfiltereinrichtung gemäß der Erfindung kann sich auch an einem für gasförmigen Brennstoff oder an einem für staubförmigen Brennstoff vorgesehenen, rohrförmigen Brennraum befinden.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Wechselfiltereinrichtung für Ströme in rohrförmigen Kanälen, vorzugsweise in besonders mit Schweröl betriebenen rohrförmigen Brennkammern von Gasturbinen, insbesondere zwischen Brennraum und unmittelbar folgenden Rauchgas-Kühlluft-Mischraum, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß das Wechselfilter ein Kreisringfilter (13) ist, das um eine parallel zur Rohrachse (Brennkammerachse 14) außerhalb des Rohrs (Brennkammer 10) gelegene Achse (24) drehbar ist.
2. 2. Wechselfiltereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisringfilterwelle (12) nur eine (22) der quer zu ihr sich erstreckenden Wände (22, 23) des Filtergehäuses (18, 19) durchströmt.
3. 3. Wechselfiltereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreisringfilter (13) auf seinem Umfang verteilt angeordnete, auswechselbare Filterplatten (11) aufweist.
4. 4. Verfahren zum Betrieb der Wechselfiltereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreisringfilter (13) kontinuierlich oder in Zeitabständen um die Achse (24) gedreht wird und dieses Drehen in Abhängigkeit vom Rohrdurchsatz, Sättigungsgrad des Filterguts (Filterplatten 11) oder Filterwiderstand insbesondere automatisch gesteuert wird.