DE1476855A1

DE1476855A1 - Brennstoffanlage fuer unter veraenderlichem Druck betaetigte Gasturbinen

Info

Publication number: DE1476855A1
Application number: DE19661476855
Authority: DE
Inventors: Whitehead John Parkin
Original assignee: Plessey Co Ltd
Current assignee: Plessey Co Ltd
Priority date: 1965-11-26
Filing date: 1966-11-25
Publication date: 1969-10-09
Also published as: GB1156796A; SE338905B; FR1501587A; US3390522A

Description

THB KESSE* COMPANY LIMIiEED

56 Vicarage Lane, Ilford - Essex / Grossbritannien

Unser Zeichen: P 1881

Brennstoffanlage für unter veränderlichem Druck betätigte Gasturbinen

Die Erfindung bezieht sich auf Brennstoffanlagen für Gasturbinen, die unter veränderlichem Luftdruck arbeiten, beispielsweise Brennstoffanlagen für KLugzeughub-Strahltriebwerke oder andere flugzeuggasturbinen, die so aufgebaut sind, dass sie bei und oberhalb der Leerlaufdrehzahl keine sogenannte Beschleunigungssteuerung erfordern, wodurch Pumpen des Kompressors oder ändere Erscheinungen durch überschüssige Brennstoffzufuhr vermieden werden. Ee ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Brennstoffanlage für Gasturbinen der erwähnten Ausführungeform zu schaffen, die bei relativ einfachem Aufbau während des Starters der !Turbinen und bis die Leerlaufdrehzahl erreicht ist wirkt, damit eine

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zuverlässige Beschleunigungssteueruno' bei veränderlichem Luftdruck sichergestellt ist. was auch für günstige Verhältnisse des Brennstoffzuflusses während der Zündung wichtig ist.

Gemäss der Erfindung ist eine Brennstoffanlage für ein IPlugzeughub-Strahltriebwerk oder eine andere Turbine mit einer Zusatzstartöffnung versehen, die durch ein Ventil gesteuert ist, das auf die Brennstoffmenge anspricht, die von einer von der Turbine angetriebenen Verdrängerpumpe zugeführt wird, so dass der Brennstoffzufluss durch die Startöffnung langsam von Null auf ein Maximum anwächst, das vorzugsweise durch einen einstellbaren Anschlag bestimmt ist, wenn die Turbinendrehzahl von Null auf Leerlaufdrehzahl anwächst, und diese Startöffnung ist parallel zu einem Steuerdrosselventil geschaltet, das sich in der Brennstoffleitung, die zu der Verbrennungskammer führt, befindet, und in der ein Druckabfall proportional zu dem Eompressoransaugdruclc der Turbine durch ein geeignetes Ventil aufrecht erhalten wird. Während des Startens der Turbine wird dieses Steuerdrosselventil in seiner minimalen Öffnungsstellung gehalten, so dass während des Startens in Wirklichkeit der Druc^unterscaied, der durch den Kompressoransaugdruck gesteuert wird, dazu verwendet wird, der Turbine Brennstoff in zwei parallelen Strömen zuzuführen, einen durch diese konstante rnir.i-

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male Öffnung und den anderen durch die veränderliche Startöffnung.

Eine Ausfiihrungsform einer Brennstoffzufuhranlage für eine Gasturbine wird nachstehend an Hand der Zeichnung bespielshalber beschrieben.

In der Zeichnung wird Brennstoff von einer Vorratsleitung 1 durch eine Verdrängerbrennstoffpumpe 2 einer Kammer zugeführt, die mit einem Sicherheitsüberdruckventil versehen ist, das so lange geschlossen ist, bis der Pumpenabgabedruck eine Sicherheitsgrenze erreicht. Von dieser Kammer geht der Brennstoff durch einen Begrenzer 5 zu einem Durchlass 6, dessen einer Arm über eine Öffnung 7» die von einem von Hand betätigbaren Steuerventiikörper 8 gesteuert wird, und eine Brennstoffabgabeleitung 7a zu einer Brennstoffbrennanlage 9 führt, während durch den anderen Arm der überschüssige Brennstoff, gesteuert durch den Schieber 10 durch einen Überströmdurchlass 11 zu dem Pumpeneinlass 1 zurückkehren kann. Der Ansaugdruck P₁ des Luftkompressors der Turbine sucht den Schieber zu schliessen, wobei dieser Druck durch eine Leitung einer Kammer 13 zugeführt wird, die gegen eine Vakuumkammer 14 drückt, und er wird durch eine Feder 15 unterstützt, während der Druckabfall in der Öffnung 7, der

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auf eine Membran 16 wirkt, entgegengerichtet ist, auf deren einer Seite'der Druck vor der Öffnung 7, der durch die Durchlässe 17 zugeführt wird, wirkt, während die Kammer auf der anderen Seite dieser Membran durch eine Leitung 16 und Bohrungen 19 mit der Brennstoffzuführleitung 7a, die von der Öffnung 7 zu den Brennern 9 führt, verbunden ist.

Um die richtige Menge Brennstoff während des Startens der Turbine vorzusehen, damit die Verbrennung des Brennstoffes sichergestellt ist und man gute Beschleunigung ohne das Risiko des Kompressorpumpens erhält, wird zusätzlicher Brennstoff durch eine Startöffnung 20 beim Starten zugeführt, die einen Arm einer Leitung 6 über einen Absperrhahn 21 mit den Turbinenbrennern 9 verbindet. Die Startöffnung 20 wird durch einen Ventilkörper 22 gesteuert, der durch eine Feder 24 in einer geschlossenen Stellung oder einer Stellung geringster Öffnung gehalten wird, die durch eine Madenschraube 23 einstellbar ist, wenn die Turbine und somit die Pumpe 2 stillsteht; wenn während des Anlaufens die Turbine sich zu bewegen beginnt und somit die Pumpe anfängt, Brennstoff durch den Begrenzer 5 zu fördern, dann wird der Ventilkörper langsam durch die Wirkung des Druckabfalles an dem Begrenzer auf eine Membran 25, deasj&iner

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Seite der Druck vor dem Begrenzer durch einen Durchlass 26 zugeführt wird, während die Kammer auf der anderen Seite der Membran 25 mit einem Zweig der Leitung 6 durch Bohrungen 27 verbunden ist, in Öffnungsrichtung bewegt. Eine zweite Madenschraube 28 bildet einen einstellbaren Anschlag, der die Bewegung des Ventilkörpers 22 in Öffnungsrichtung und damit den grössten Querschnitt der öffnung 20 begrenzt, der etwa bei der Leerlaufdrehzahl der Turbine erreicht wird.

Da die JEinlasseite der öffnung 20 durch den Durchlass 6 mit der Einlasseite der öffnung 7 verbunden ist, und die Auslasseite der öffnung 20 unabhängig davon mit der Auslasseite der öffnung 7 verbunden ist, wirkt der Sohieber 10 so, dass er den Druckabfall der öffnung 20 ebenso wie an der öffnung 7 steuert, dadurch, dass er den Druckabfall auf einen Wert proportional zum Kompressoransaugdrück hält, wodurch eine Sicherung gegen überschüssige Brennstoffzufuhr besteht, wenn die furbine in grossen Höhen angelassen wird.

Der Absperrhahn 21 ist als Dreiweghahn dargestellt und befindet sich in der Zeichnung in der Stellung, die er einnimmt, wenn die Turbine läuft. Wenn der Absperrhahn.

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hahn 21 um 90 im Gegenuhrzeigersinn oder um 1ö0° gedreht wird, dann kann Brennstoff von dem Brennereinlass ungehindert durch eine Rückleitung 29 in den Pumpeneinlass zurückkehren, wodurch eine sofortige Unterbrechung der Brennstoffeinspritzung und auch ein Nachlassen des Druckes an der Auslasseite der Öffnung 7, und wenn der Hahn um 180° gedreht ist, auch der Öffnung 20 sichergestellt ist.

Bei der Leerlaufdrehzahl und bei allen Drehzahlen über der Leerlaufdrehzahl wird durch den grössten Querschnitt der Öffnung 20 Brennstoff den Brennern 9 parallel zur Zufuhr durch die Öffnung 7 zugeführt, und dies muss bei Bestimmung der Leerlauf- und Arbeitsstellung des Yentilkörpers 8 berücksichtigt werden, welches aus diesem Grund in der Leerlaufstellung vollständig geschlossen sein kann.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Λ.) Brennstoffanlage für eine Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine von der Turbine angetriebene Verdrängerbrennstoffpumpe enthält, dass sich in der Brennstoffleitung, die von der Pumpe zu einer Brennkammer führt, ein Steuerdrosselventil befindet, dass eine Ventileinrichtung in dem Steuerdrosselventil einen Druckabfall proportional zu dem Kompressoransaugdruci-: der Turbine aufrecht erhält, und dass ausserdem eine zusätzliche Startöffnung vorgesehen ist, die parallel zu dem Steuerdrosselventil verläuft und mit einem Drosselventilkörper versehen ist, der die Startöffnung steuert und auf die Menge des Brennstoffes, der von der Pumpe geliefert wird, anspricht, so dass der Brennstoffluss, wenn die Turbinendrehzahl von Null auf Leerlaufdrehzahl erhöht wird, durch die Startöffnung bei gegebenem Druckabfall langsam von Null auf einen maximalen Wert zunimmt.
2. Brennstoffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein einstellbarer Anschlag vorgesehen ist, der die üffnungsbewegung des auf den Durchfluss ansprechenden Ventils begrenzt.

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