DE1601609C - Brennstoffregelanlage für Gasturbinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffregelanlage anlage in wieder einer anderen Ausführungsform in

für Gasturbinen mit einer Brennstoffpumpe, deren schematischer Darstellung.

Druckleitung in zwei Leitungen verzweigt ist, von Die Brennstoffregelanlage nach den Fig. 1 und 2

denen eine einen von Betriebskenngrößen der Gas- hat eine Pumpe 10 mit änderbarer Förderleistung in

turbine gesteuerten Brennstoffregler aufweist und die 5 Schiefscheibenbauart, die mit einer auf den Pumpen-

hinter diesem zu einer Versorgungsleitung zusam- druck ansprechenden Verstellvorrichtung 11 versehen

mengeführt sind. ist. Die Pumpe 10 hat einen mit einem Behälter in

Derartige Brennstoffregelanlagen sind bekannt Verbindung stehenden Einlaß 12 und einen Auslaß

(deutsche Patentschrift 865 841). Bei einer solchen 13, der sich in zwei Leitungen 14, 15 verzweigt. Die

Regelanlage liegt in jeder Leitung eine Steuerungs- io Leitungen 14, 15 stehen mit einer zum Brenner der

einrichtung, die mit den Betriebsparametern der Gas- Gasturbine führenden Versorgungsleitung 17 in Ver-

turbine beaufschlagt wird. Die Brennstoffregelanlage bindung.

ist wegen der beiden Ste'uerungseinrichtungen auf- In der Leitung 15 Hegt vor einer Einengung 30 ein wendig. Hinzu kommt, daß bei großen Brennstoff- Brennstoffregler 16, der die Durchflußmenge des mengen die Steuerungseinrichtungen entsprechend 15 Brennstoffs je nach den Betriebsbedingungen der groß bemessen sein müssen. Turbine, z. B. nach dem von einer Kapsel 18 gemes-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den senen Kompressordruck der Turbine und/oder nach Aufwand, der bei bekannten Brennstoffregelanlagen der von zwei Fliehgewichtspaaren 19, 20 abgenomfür die Steuerung sehr großer Brennstoffmengen not- menden Turbinendrehzahl und/oder nach der von wendig ist, zu verringern. ao einer Vorrichtung 21 gemessenen Turbinenauslaß-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer temperatur steuert. Diese Betriebsparameter werden Brennstoffregelanlage der obigen Art dadurch ge- auf eine axial bewegliche Hülse mit dreieckigen öfflöst, daß die eine Leitung einen kleineren Querschnitt nungen 22 übertragen, durch die der Brennstoff einals die andere Leitung hat und in Strömungsrichtung tritt, und auf eine weitere derartige Hülse mit dreivor einer Einengung den Brennstoffregler aufweist 35 eckigen Öffnungen 23, durch die der Brennstoff aus- und daß die andere vor einer anderen Einengung tritt. Dieser in F i g. 1 dargestellte Brennstoffregler ein Drosselventil aufweist, das von einem Kolben dient der Beschleunigungssteuerung. Vor und hinter bzw. einer Membran vom Druck vor der einen Ein- diesem Regler 16 sind Leitungen 24, 25 angeschlosengung in Öffnungsrichtung und vom Druck vor der sen, die mit entgegengesetzten Enden mit der Servoanderen Einengung in Schließrichtung verstellbar ist. 30 Vorrichtung 11 der Pumpe 10 derart in Verbindung Der technische Fortschritt besteht bei der erfin- stehen, daß der Druckabfall am Regler 16 die Neidungsgemäßen Brennstoffregelanlage darin, daß mit gung der Schiefscheibe 10 α der Pumpe und damit einer einzigen verhältnismäßig kleinen Steuerungs- die Menge des geförderten Brennstoffs bestimmt,
einrichtung große Brennstoffmengen geregelt werden Zwischen den beiden Leitungen 14, 15 und hinter können; denn die Steuereinrichtung regelt unmittel- 35 dem Regler 16 liegt in der Leitung 14 ein auf einen bar nur einen kleinen Teil der gesamten Förder- Druckunterschied ansprechendes Drosselventil 26. menge, während der übrige größere Teil von ihr mit- An ihm ist ein doppelseitig beaufschlagbarer Kolben telbar über eine Drossel proportional zum kleineren 27 ausgebildet, dessen eine Seite mit dem Druck in Teil der Fördermenge geregelt wird. der Leitung 15 am Ausgang des Reglers 16 über eine Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist bei 40 Leitung 28 und dessen andere Seite mit dem Druck einer erfindungsgemäßen Brennstoffregelanlage mit in der Leitung 14 hinter dem Regler 16 beaufschlagt einer Brennstoffpumpe von durch eine Verstellvor- wird. Auf diese Weise wird der Druck in der Leitung richtung mittels Pumpendruck und Federdruck ver- 15 hinter dem Regler 16 und der Druck in der Leistellbarer Förderleistung vorgesehen, daß auf die tung 14 hinter dem Drosselventil etwa ausgeglichen. Verstellvorrichtung der Druckabfall am Brennstoff- 45 Dies wird dadurch ermöglicht, daß in der Leitung 15 regler einwirkt. Als Brennstoffpumpe mit verstell- hinter dem Abzweig der Leitung 28 eine Einengung 30 barer Förderleistung eignet sich insbesondere eine und in der Leitung 14 hinter dem Drosselventil 26 Pumpe in Schiefscheibenbauart. eine Einengung 29 vorgesehen ist. Die der Gastur-Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung ist bine zugeführte Brennstoffmenge, die durch die Leidie Pumpe als Zahnradpumpe ausgebildet, wobei der 5° tung 14 fließt, steht also immer im gleichen Verhält-Pumpenausgang mit einer gegebenenfalls zum Pum- nis zu der Menge, die durch die Leitung 15 fließt. Die peneingang zurückführenden Leitung versehen ist, Einengung 29 und damit der Durchfluß durch die in der ein Überlaufventil liegt. Auf das Überlaufven- Leitung 14 ist größer als die Einengung 30 und der til kann der Druckabfall am Brennstoffregler und Durchfluß durch die Leitung 15.
zusätzlich von der Turbine angetriebene Flieh- 55 Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 ist statt gewichte einwirken. der Schiefscheibenpumpe 10 mit veränderlicher För-Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer derleistung eine Pumpe 31 gleichbleibender Förder-Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher leistung vorgesehen. Im gezeigten Beispiel ist es eine erläutert. . Zahnradpumpe. Von der Pumpe 31 geförderter über-Im einzelnen zeigt ^6o schüssiger Brennstoff, der weder durch die Leitung F i g. 1 die erfindungsgemäße Brennstoffregel- 14 noch durch die Leitung 15 zur Turbine fließen anlage für Gasturbinen in schematischer Darstellung, kann, entweicht durch eine Leitung 32 und ein Über-F i g. 2 im Schnitt den zur Beschleunigungssteue- laufventil 33 in eine Leitung 34, die mit der Einlaßrung dienenden Brennstoffregler gemäß Fig. 1, leitung 12 der Pumpe31 in Verbindung steht. Der F i g. 3 die erfindungsgemäße Brennstoffregel- ⁶5 Druck hinter dem Regler 16 wirkt über eine Leitung anlage in einer anderen Ausführungsform in sehe- 35 in Verbindung mit einer Feder auf die entgegenmatischer Darstellung und gesetzte Seite des Überlaufventils 33.
F i g. 4 die erfindungsgemäße Brennstoffregel- Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 ist eben-

falls eine Zahnradpumpe 31 vorgesehen. Der den Brennstoff zumessende Teil der Steuerungseinrichtung 16 liegt in der Leitung 15. Die dreieckigen Auslaßöffnungen 23 sind durch ein Überlaufventil 36 ersetzt, auf das von der Turbine angetriebene Fliehgewichte 19 einwirken. Dieses Ventil 36 steuert den Überlauf von Brennstoff durch die Leitungen 37, 38 zum Einlaß der Pumpe 31 zurück. Durch eine Leitung 39 wirkt Brennstoff mit dem Druck hinter dem Regler 16 auf das Überlaufventil 36 ein, und zwar in der gleichen Richtung wie die Gewichte 19. Das Überlaufventil 36 wird also entsprechend dem Druckabfall am Regler 16 und in Abhängigkeit von der Drehzahl der Gasturbine gesteuert.

Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 ist außerdem die auf den Druckunterschied ansprechende Vorrichtung, nämlich das Drosselventil 26 der F i g. 1 und 3 durch eine Vorrichtung 40 ersetzt, deren den Drücken in den Leitungen 14,15 ausgesetzte Membran 41 mit einem Ventil 42 verbunden ist, das den ao Brennstofffluß durch die Leitung'14 steuert.

Um den Regler 16 klein zu halten, wird bei den beschriebenen Anlagen nur ein kleiner Teil der gesamten Brennstoffmenge durch die Leitung 15 geführt, während der größere Teil der zur Turbine geförderten Brennstoffmenge durch die Leitung 14 strömt. In jedem Fall ist eine auf die Drücke in den Leitungen 14 und 15 vor den Einengungen 29 und 30 ansprechende Vorrichtung in Form der Drosselventile 26 oder 40 vorhanden, die den Brennstofffluß in der Leitung 14 immer in einem festen Verhältnis zum Brennstpfffluß in der Leitung 15 hält.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Brennstoffregelanlage für Gasturbinen mit einer Brennstoffpumpe, deren Druckleitung in zwei Leitungen verzweigt ist, von denen eine einen von Betriebskenngrößen der Gasturbine gesteuerten Brennstoffregler aufweist und die hinter diesem zu einer Versorgungsleitung zusammengeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Leitung (15) einen kleineren Querschnitt als die andere Leitung (14) hat und in Strömungsrichtung vor einer Einengung (30) den Brennstoffregler (16) aufweist und daß die andere vor einer anderen Einengung (29) ein Drosselventil (26 in F i g. 1 und 3 bzw. 42 in F i g. 4) aufweist, das mittels eines Kolbens (27 in Fig. 1 und 3) bzw. einer Membran (41 in Fig. 4) vom Druck vor der einen Einengung in Öffnungsrichtung und vom Druck vor der anderen Einengung " in Schließrichtung verstellbar ist.

2. Brennstoffregelanlage nach Anspruch 1 mit einer Brennstoffpumpe von durch eine Verstellvorrichtung mittels Pumpendruck und Federdruck verstellbarer Förderleistung, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Verstellvorrichtung (11) der Druckabfall am Brennstoffregler (16) einwirkt.

3. Brennstoffregelanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (10) in Schiefscheibenbauart ausgebildet ist.

4. Brennstoffregelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (31) als Zahnradpumpe ausgebildet ist und daß der Pumpenausgang mit einer gegebenenfalls zum Pumpeneingang zurückführenden Leitung (32, 34 in F i g. 3 bzw. 37, 38 in F i g. 4) verbunden ist, in der ein Überlaufventil (33 in F i g. 3 bzw. 36 in Fig. 4) liegt.

5. Brennstoffregelanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Überlaufventil (33 in F i g. 3 bzw. 36 in F i g. 4) der Druckabfall am Brennstoffregler (16) einwirkt.

6. Brehnstoffregelanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Überlaufventil (36) zusätzlich von der Gasturbine angetriebene Fliehgewichte (19) einwirken (F i g. 4).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen