DE1476846C3 - Device for the hydraulic control of the fuel supply in combustion chambers for gas turbines - Google Patents

Device for the hydraulic control of the fuel supply in combustion chambers for gas turbines

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DE1476846C3 DE19651476846 DE1476846A DE1476846C3 DE 1476846 C3 DE1476846 C3 DE 1476846C3 DE 19651476846 DE19651476846 DE 19651476846 DE 1476846 A DE1476846 A DE 1476846A DE 1476846 C3 DE1476846 C3 DE 1476846C3
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Josef Pliska
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    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26—Control of fuel supply
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
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Description

3 43 4

gegebenenfalls weitere Regler gesteuerte Abfluß- Lage »0« in die Lage »2« verstellt. Somit wird derIf necessary, further regulator-controlled drainage position »0« has been changed to position »2«. Thus the

ventile bestimmt wird; das Drucköl gelangt ferner Strom zur Wicklung des Elektromotors 20 geleitet,valves is determined; the pressurized oil also passes current to the winding of the electric motor 20,

durch Blenden 12 und 13 in die Zweigell bzw. III der mit Hilfe des Muttergewindes im Schneckenradthrough diaphragms 12 and 13 in the Zweigell or III with the help of the nut thread in the worm wheel

des sekundären Steuerdrucköls. 24 und der Schraubenspindel 23 die Hülse 22 so langof the secondary control pressure oil. 24 and the screw spindle 23 the sleeve 22 as long

Durch den Zweig I des primären Steuerdrucköls 5 nach oben bewegt, bis das sekundäre SteuerdruckölMoved through branch I of the primary control pressure oil 5 upwards until the secondary control pressure oil

ist der Schalt-Druckumformer 17 schaltbar, der das im Zweig III den Druck erreicht, bei welchem derthe switching pressure transducer 17 is switchable, which reaches the pressure in branch III at which the

sekundäre Steuerdrucköl in Zweigen II und III Druckschalter 19 eingeschaltet und der Strom in diesecondary control pressure oil in branches II and III pressure switch 19 switched on and the current in the

steuert, mit dem die Regelorgane 6 bzw. 7 gesteuert Wicklung des Elektromotors 21 geleitet wird. Diesercontrols, with which the regulating members 6 and 7 controlled winding of the electric motor 21 is directed. This

werden. Die Kennlinien der Regelorgane sind linear. bewegt die Hülse 22 mit Hilfe des Muttergewindeswill. The characteristics of the control elements are linear. moves the sleeve 22 with the aid of the nut thread

Im Zweig II des sekundären Steuerdrucköls ist der io im Schneckenrad 24 und der Schraubenspindel 23 Druckschalter 18 und im Zweig III der Druckschalter nach unten. Die Druckminderung des sekundären 19 angeordnet. Durch den Druckschalter 18 ist der Steuerdrucköls im Zweig II entspricht der Mengen-Elektromotor 20 für den Zweig III des Schalt-Druck- minderung des der Brennkammer zugeführten flüssiumformers 17 und durch den Druckschalter 19 der gen Brennstoffs, die Druckerhöhung des sekundären Elektromotor 21 für den Zweig II des Schalt-Druck- 15 Steuerdrucköls im Zweig III der Mengenvergrößeumformers steuerbar. rung des der Brennkammer zugeführten gasförmigenIn branch II of the secondary control pressure oil, the io is in the worm wheel 24 and the screw spindle 23 Pressure switch 18 and in branch III the pressure switch down. The depressurization of the secondary 19 arranged. By means of the pressure switch 18, the control pressure oil in branch II corresponds to the quantity electric motor 20 for branch III of the switching pressure reduction of the liquid former fed to the combustion chamber 17 and through the pressure switch 19 of the gene fuel, the pressure increase of the secondary Electric motor 21 for branch II of the switching pressure 15 control pressure oil in branch III of the quantity converter controllable. tion of the gaseous supplied to the combustion chamber

Wie in F i g. 2 veranschaulicht, bilden den Schalt- Brennstoffs. Der Vorgang verläuft so lang, bis derAs in Fig. 2 illustrates form the switching fuel. The process continues until the

Druckumformer zwei selbstständige Einheiten. Jede Druck des sekundären Steuerdrucköls im Zweig IIPressure converter two independent units. Any pressure of the secondary control pressure oil in branch II

von diesen setzt sich aus einer Hülse 22 zusammen, gleich Null ist; das Regelorgan 7 des flüssigen Brenn-of these is composed of a sleeve 22 which is equal to zero; the control element 7 of the liquid fuel

die mit Hilfe der Schraubenspindel 23 und des 20 Stoffs ist dann geschlossen, der ElektromotozJULJstthe one with the help of the screw spindle 23 and the 20 material is then closed, the electromotozJULJst

Muttergewindes Im Schneckenrad 25 vom Elektro- durch den Endschalter 33 abgeschaltet, der DruckNut thread In the worm wheel 25 switched off by the electric limit switch 33, the pressure

motor 21 bzw. 20 im Gehäuse 25 axial verstellbar des sekundären Steuerdrucköls*im Zweig III hat denmotor 21 or 20 in the housing 25 axially adjustable of the secondary control pressure oil * in branch III has the

ist. In der Hülse 22 ist eine Feder 26 und ein Stell- ursprünglichen Wert des sekundären Steuerdruckölsis. In the sleeve 22 there is a spring 26 and an initial setting value of the secondary control pressure oil

kolben 27 angeordnet, der mit einem Schieber 28 im Zweig II erreicht und der Elektromotor 20 istpiston 27 arranged, which reaches with a slide 28 in branch II and the electric motor 20 is

gekoppelt ist. Der Schieber 28 steuert die Abfluß- 25 durch den Endschalter 33 abgeschaltet. Auf dieseis coupled. The slide 28 controls the drainage 25 switched off by the limit switch 33. To this

steueröffnung 29 und somit den sekundären Steuer- Weise wird die Änderung des der Brennkammercontrol port 29 and thus the secondary control way is the change of the combustion chamber

Öldruck in den Zweigen II bzw. III, der unter die auf zugeführten Brennstoffs durchgeführt,Oil pressure in branches II or III, which is carried out under the fuel supplied,

der anderen Seite durch die Feder 31 belasteten Wenn die Gasturbine mit beiden Brennstoffenthe other side loaded by the spring 31 if the gas turbine with both fuels

Kolben 30 geleitet wird. Die Stellkolben 27 werden gleichzeitig betrieben sein soll, wird der Schaltvor-Piston 30 is passed. The actuating pistons 27 are to be operated at the same time, the switching mechanism is

durch das primäre Steuerdrucköl im Zweig I ge- 30 gang durch Rückstellung des Schalters 32 in diethrough the primary control pressure oil in branch I by resetting the switch 32 to

steuert. Lage »0« im Augenblick des gewünschten Verhält-controls. Position »0« at the moment of the desired relationship

Das elektrische Schaltschema ist in F i g. 3 gezeigt. nisses der beiden Brennstoffe unterbrochen.
Der Druckschalter 18 steuert den Elektromotor20 Der Schaltvorgang ist in Fig. 4 veranschaulicht, (einen Kommutatormotor) mit beiden Drehsinnen, wo die Druckänderung des sekundären Steuerdruck- und zwar nur im Sinn der Druckminderung des 35 öls in den Zweigen II und III in Abhängigkeit von sekundären Steuerdrucköls im Zweig III. Der Druck- Hub H der Hülse 22 des Schalt-Druckumformers 17 schalter 19 steuert den Elektromotor 21 nur im Sinne aufgezeichnet ist. H^ ist der Gesamthub der Hülse 22. der Druckminderung des sekundären Steuerdrucköls In Fig. 5 ist der Druckverlauf des sekundären im Zweig II. Mit dem Schalter 32 sind die Elektro- Steuerdrucköls in den Zweigen II, III in Abhängigmotoren 20, 21 steuerbar. Durch die Endschalter 33 40 keit von der Zeit, in der die Schaltung verläuft, aufsind die Elektromotoren 20, 21 beim Erreichen der gezeichnet,
eingestellten Endlage abstellbar. Jn der F i g. 4 und 5 ist die Abhängigkeit für zweiThe electrical circuit diagram is shown in FIG. 3 shown. the two fuels are interrupted.
The pressure switch 18 controls the electric motor 20 The switching process is illustrated in Fig. 4, (a commutator motor) with both directions of rotation, where the pressure change of the secondary control pressure and only in the sense of the pressure reduction of the oil in branches II and III depending on the secondary Control pressure oil in branch III. The pressure stroke H of the sleeve 22 of the switching pressure transducer 17 switch 19 controls the electric motor 21 is only recorded in the sense. H ^ is the total stroke of the sleeve 22. The pressure reduction of the secondary control pressure oil. In FIG. 5, the pressure curve of the secondary in branch II. Due to the limit switch 33 40 speed from the time in which the circuit is running, the electric motors 20, 21 are drawn when reaching the,
set end position can be switched off. In the fig. 4 and 5 is the dependency for two

Der Schaltvorgang verläuft folgendermaßen: verschiedene Anfangsdrücke des Steuerdrucköls inThe switching process is as follows: different initial pressures of the control pressure oil in

Wird die Gasturbine mit flüssigem Brennstoff den Zweigen II und III aufgezeichnet. Der Druck pxi betrieben, so befindet sich der Schalter 32 in der 45 ist der Druck, bei dem die Druckschalter 18,19 die Lage »1«. Soll auf gasförmigen Brennstoff über- Stromzuleitung zu den Elektromotoren 20,21 eingegangen werden, wird der Schalter 32 über die schalten.The gas turbine is recorded with liquid fuel branches II and III. If the pressure p x i is operated, the switch 32 is in the 45 is the pressure at which the pressure switches 18, 19 are in position "1". If gaseous fuel is to be dealt with via the power supply line to the electric motors 20, 21, the switch 32 will switch via the.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (2)

...Brennstoff bekannt (schweizerische... Patentschrift Patentansprüche: 335 304), bei welcher der flüssige Brennstoff die Mengenschwankungen des gasförmigen Brennstoffs... fuel known (Swiss ... patent specification patent claims: 335 304), in which the liquid fuel the fluctuations in the quantity of the gaseous fuel 1. Vorrichtung zur hydraulischen Regelung ausgleicht. Die Regelung wird zwar durch Öldruck der Zufuhr unterschiedlicher Brennstoffe in 5 durchgeführt, aber die Vorrichtung erfüllt die Regel-Brennkammern für Gasturbinen durch Regel- bedingungen nur für den Betrieb mit einem Verdichorgane, die über einen Schalt-Druckumformer ter, d. h. für das Windbalsen in einem Hochofen. Sie von einem primären Steuerdruckölzweig gesteuert ist nicht für die Sicherung der Umschaltung von werden, dadurch gekennzeichnet, daß Brennstoffarten bestimmt.1. Compensates device for hydraulic control. The regulation is done by oil pressure the supply of different fuels is carried out in FIG. 5, but the device complies with the control combustion chambers for gas turbines due to control conditions only for operation with one compression element, via a switching pressure transducer ter, d. H. for the wind balm in a blast furnace. she Controlled by a primary control pressure oil branch is not for securing the switchover from are, characterized in that fuel types are determined. der Schalt-Druckumformer (17) je eine Einheit io Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einethe switching pressure transducer (17) each have a unit io The object of the invention is to provide a für jeden sekundären Steuerdruckölzweig (II, III) Vorrichtung zur hydraulischen Regelung der Zufuhr aufweist, die aus einer in einem Gehäuse (25) 'unterschiedlicher Brennstoffe in Brennkammern fürfor each secondary control pressure oil branch (II, III) device for the hydraulic control of the supply comprises, which consists of a housing (25) 'different fuels in combustion chambers for längsverschiebbaren Hülse (22), einem in dieser Gasturbinen zu schaffen, bei welcher wahlweise vonLongitudinally displaceable sleeve (22) to create one in this gas turbine, in which optionally of gegen eine . in ihr abgestützte Feder (26) vom einem auf den anderen Brennstoff umgeschaltet bzw.against a. in it supported spring (26) switched from one fuel to the other or primären Steueröldruck (I) beaufschlagten Stell- 15 das eingestellte Mischungsverhältnis mit Sicherheitprimary control oil pressure (I) acted upon the set mixing ratio with certainty kolben (27) und einem mit diesem gekoppelten aufrechterhalten wird.piston (27) and a coupled with this is maintained. Schieber (28) mit einer: den sekundären Steuer- Der grundsätzliche Lösungsgedanke der Erfindung Öldruck in den Zweigen (II, III) bestimmenden geht dahin, einen primären Steueröldruck zur Erzeu-Abflußsteueröffnung (29) besteht, die durch einen gung so vieler Steuerdrücke in weiteren Druckzweigen gegen eine im Gehäuse abgestützte Feder (31) 20 zum Steuern der Regelorgane heranzuziehen, als vom sekundären Steueröldruck beaufschlagten Brennstoffarten vorgesehen sind. Dies wifd~gemäß Kolben (30) steuerbar ist, wobei die Steuer- der Erfindung ciacturch erreicht, daß der Schaltöldrücke in den sekundären' Steueröldruck- Druckumformer je eine Einheit für jeden sekundären zweigen (II, III) in indirekter Proportionalität Steuerdruckölzweig aufweist, die aus einer in einem zueinander stehen. 25 Gehäuse längsverschiebbaren Hülse, einem in dieserSlide (28) with a: the secondary control The basic concept of the invention Oil pressure in the branches (II, III) determining goes there, a primary control oil pressure to the Erzeu discharge control opening (29) exists, which is caused by the generation of so many control pressures in other pressure branches to use against a supported in the housing spring (31) 20 to control the regulating elements, as fuel types acted upon by the secondary control oil pressure are provided. This wifd ~ according to Piston (30) is controllable, the control of the invention achieving ciacturch that the switching oil pressures in the secondary 'control oil pressure transducer one unit for each secondary branches (II, III) in indirect proportionality has control pressure oil branch, which consists of one in one to stand by each other. 25 housing longitudinally displaceable sleeve, one in this 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gegen eine in ihr abgestützte Feder vom primären gekennzeichnet, daß an jeden Steuerdruckölzweig Steueröldruck beaufschlagten Stellkolben und einem (II, III) ein Druckschalter (18 bzw. 19) ange- mit diesem gekoppelten Schieber mit einer den2. Apparatus according to claim 1, characterized against a spring supported in it from the primary characterized in that at each control pressure oil branch control oil pressure is applied to the actuating piston and one (II, III) a pressure switch (18 or 19) connected to this slider with one of the . schlossen ist, der zur Steuerung eines Elektro- sekundären Steueröldruck in den Zweigen bestim-. is closed, which is intended to control an electro- secondary control oil pressure in the branches motors (20 bzw. 21) dient, durch den die ent- 30 menden Abflußsteueröffnung besteht, die durch einenmotor (20 or 21) is used, through which the drainage control opening exists, which is through a sprechende Hülse (22) längsverschiebbar ist. gegen eine im Gehäuse abgestützte Feder vomspeaking sleeve (22) is longitudinally displaceable. against a spring supported in the housing sekundären Steueröldruck beaufschlagten Kolben steuerbar ist, wobei die Steueröldrücke in den sekun-secondary control oil pressure applied piston is controllable, the control oil pressures in the second — . dären Steuerdruckölzweigen in indirekter Propor--. control pressure oil branches in indirect proportional 35 tionalität zueinander stehen.35 tionality to one another. Zweickmäßig ist die Vorrichtung so aufgebaut, daßThe device is constructed so that Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur an jedem Steuerdruckölzweig ein Druckschalter anhydraulischen Regelung der Brennstoffzufuhr in geschlossen ist, der zur Steuerung eines Elektro-Brennkammern für Gasturbinen durch Regelorgane, motors dient, durch den die entsprechende Hülse die über einen Schaltdruckumformer von einem 40 längsverschiebbar ist! Beim Betrieb mit einem primären Steuerdruckölzweig gesteuert werden. Generator zur Erzeugung elektrischer Energie mußThe invention relates to a device for hydraulically connecting a pressure switch to each control pressure oil branch Regulation of the fuel supply is closed, which is used to control an electric combustion chamber for gas turbines by regulating organs, motors are used, through which the corresponding sleeve which can be moved lengthways by a 40 via a switching pressure transducer! When operating with a primary control pressure oil branch are controlled. Generator for generating electrical energy must In der Brennkammer der Gasturbine sollen sowohl der Regelvorgang die Verhältnisse des elektrischen flüssige als auch gasförmige Brennstoffe verbrannt Netzes berücksichtigen. Die Regelorgane der Gaswerden können. turbine werden entweder nach der Drehzahl, nachIn the combustion chamber of the gas turbine, both the control process and the conditions of the electrical Take into account liquid as well as gaseous fuels burned in the network. The regulating organs of the gas become be able. turbine are either according to the speed, according to Die Betriebsverhältnisse erfordern manchmal die 45 der Temperatur der Verbrennurigsprodukte vor der Verbrennung von mehreren verschiedenen Brenn- Turbine, nach der Netzleistung, nach der Netzstoffen in einer Brennkammer und zwar entweder frequenz usw. gesteuert. Die erfindungsgemäße Vorgleichzeitig oder mit kontinuierlichem Übergang richtung ermöglicht einen kontinuierlichen Übergang während des Betriebs von einem Brennstoff auf den von einem Brennstoff, auf einen anderen bei beliebianderen. Brennstoffe verschiedener Art schließen oft 50 ger Drehzahl und Belastung und ebenfalls einen eine einheitliche Brennstoffversorgungs- und -regel- gleichzeitigen Betrieb mit beiden Brennstoffen in anlage aus. Es müssen dann mehrere Brennstoff- beliebigem Verhältnis.The operating conditions sometimes require the 45 of the temperature of the combustion products before the Combustion of several different combustion turbines, according to the network power, according to the network materials in a combustion chamber and either frequency, etc. controlled. The invention prematurely or with a continuous transition direction enables a continuous transition during operation from one fuel to one fuel to another with any other. Fuels of different types often include a speed and load of 50 and also one a uniform fuel supply and control- simultaneous operation with both fuels in system off. There must then be several fuel of any ratio. anlagen und dazugehörige Regelorgane zur Steuerung Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfinder Brennstoffzuführung verwendet werden. . . . dung, und zwar an einer Doppelbrennstoffanlage fürsystems and associated regulating organs for control The following is an embodiment of the inventor Fuel supply can be used. . . . manure, namely on a double fuel system for Bei einer bekannten Anlage, die zwei Brennstoff- 55 flüssigen und gasförmigen Brennstoff, unter Bezugarten verwendet, wird der Übergang von einem nähme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Brennstoff auf anderen bei abgestellter Turbine durch Fig. 1 zeigt das Gesamtschema der Vorrichtung; Umschaltung der Brennstoffleitungeh durchgeführt. F i g. 2 den Schalt-Druckformer;In a known system that uses two fuels, liquid and gaseous fuels, with reference types, the transition from one to the drawing is described in more detail.
Fuel on other with the turbine turned off by Fig. 1 shows the overall scheme of the device; Switchover of the fuel line carried out. F i g. 2 the switching pressure former; Bei einer weiteren bekannten Anlage werden zwei Fig. 3 das elektrische Schaltschema;In a further known system, two Fig. 3 are the electrical circuit diagram; flüssige Brennstoffe, z. B. Masut und leichtes Heizöl, 60 F i g. 4 das Diagramm des Schaltvorgangs undliquid fuels, e.g. B. Masut and light heating oil, 60 F i g. 4 the diagram of the switching process and in die Brennkammer über das selbe Regelorgan zu- Fig. 5 ein Diagramm über den Druckverlauf desin the combustion chamber via the same control element to- Fig. 5 is a diagram of the pressure curve of the geführt; die Umschaltung erfolgt durch Ingang- sekundären Steueröldrucks.guided; the switchover takes place via the secondary control oil pressure. Setzung der einen und Abstellen der anderen Brenn- Das von einer Zahnradpumpe 8 aus einem Behäl-Settling of the one and putting off the other fuel The from a gear pump 8 from a container stoffpumpe. Es ist unmöglich, diese Anlage für zwei ter 9 geförderte Drucköl gelangt durch eine Blendepulp pump. It is impossible, this system for two ter 9 pumped pressure oil passes through an orifice Brennstoffarten gleichzeitig, wie flüssigen und gas- 65 10 zu den Schmierstellen und durch eine BlendeilFuel types at the same time, such as liquid and gas 65 10 to the lubrication points and through a cover part förmigen Brennstoff, anzuwenden. in den primären Steuerdruckölzweig I, wo der Druckshaped fuel. in the primary control pressure oil branch I, where the pressure Ferner ist eine Regeleinrichtung für die gleich- durch ein Anfahrventil 15 und durch von einemFurthermore, there is a control device for the same through a start-up valve 15 and through one zeitige Verbrennung von flüssigem und gasförmigem Fliehkraftregler 14, einen Temperaturregler 16 undtimely combustion of liquid and gaseous centrifugal governor 14, a temperature controller 16 and
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