DE1601641C2 - Gasturbinenanlage mit nachgeschalteter Freilaufturbine - Google Patents

Description

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Niederdruckturbine, wobei diese Teile jedoch in der mierten Luft wird von diesem abgezapft und strömt

Zeichnung klarheitshalber nicht im einzelnen darge- über eine Leitung 15 durch die äußere Wandung des

stellt sind. porösen Wandteils 14 und somit in die Abgaslei-

Die Gasturbinenanlage hat ein Nebenstromverhält- tung 6. Wenn auch die innere Wandung des Wand-

, nis im Bereich von 4:1 bis 16:1, beispielsweise 5 teils 14 porös ist, kann die Luft vom Hochdruckver-

10:1. dichter durch eine weitere, nicht dargestellte Leitung

Die Turbinenabgase des Turbinengaserzeugers und durch die innere Wandung strömen und von hier

strömen in eine ringförmige Abgasleitung 6, welche in die Abgasleitung 6 gelangen,

als Schnecke geformt ist. Die Zone der Abgasleitung 6 zwischen dem Turbi-

In der Abgasleitung 6 ist eine Reihe von Stator- io nengaserzeuger 5 und den Statorschaufeln 10 wird

schaufeln 10 angeordnet. Die Turbinenabgase des beim Betrieb außerordentlich heiß. Die in diesen Teil

Turbinengaserzeugers 5 strömen durch diese Stator- der Abgasleitung 6 aus der Leitung 15 und gegebe-

schaufeln und von hier durch drei radiale Rotorstu- nenfalls aus weiteren Leitungen einströmende Kühl-

fen 11 einer Freilaufturbine 12. Die Freilaufturbine luft dient dazu, die Abgasleitung 6 zu kühlen, ohne

12 treibt ein Gebläse an, das seinerseits in der Geblä- 15 dabei die Leistung der Triebwerksanlage wesentlich

seleitung4 konzentrisch um den Turbinengaserzeu- herabzusetzen, da diese Luft in der Freilaufturbine

ger 5 herum angeordnet ist. 12 ebenfalls expandiert. Außerdem hat der poröse

Die äußere Wandung (und erwünschtenfalls auch Wandteil 14 auch die-Wirkung eines Schalldämpfers die innere Wandung) der Abgasleitung 6 hat einen für die Turbinen des Turbinengaserzeugers 5, da es Wandteil 14, der sich zwischen dem Turbinengaser- 20 sich herausgestellt hat, daß dieses Turbinengeräusch zeuger 5 und den Statorschaufeln 10 erstreckt und einen wesentlichen Bestandteil des Geräusches bilaus einem porösen, wännefesten und schalldämpfen- det, das durch die Triebwerksanlage 1 im Nebenden Werkstoff hergestellt ist. Ein Teil der vom Hoch- Strombereich z. B. von 4:1 bis 16:1 hervorgerufen druckverdichter des Turbinengaserzeugers 5 kompri- wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 ' . sem Fall erfolgt die Kühlung der Nachbrennerwand Patentansprüche: mittelbar dadurch, daß die Temperatur des Heißga ses verringert wird, so daß wiederum erhebliche

1. Gasturbinenanlage mit einem Turbinengas- Kühlluftmengen zur Erzielung einer bestimmten erzeuger, welcher über eine Abgasleitung eine 5 Wandinnenlemperatur verbraucht werden. Es wird nachgeschaltete Freilaufturbine zum Antrieb auch erwähnt, daß mit Hilfe dieser Anordnung das eines Gebläses versorgt, sowie mit Einrichtungen »Nachbrennerkreischen« unterdrückt werden kann, zum Zumischen von Kühlgas durch die Wan- Die bei der bekannten Anlage erzielte Geräuschdung der Abgasleitung, dadurch gekenn- dämpfung des Nachbrennergeräusches, welches ein zeichnet, daß die Abgasleitung (6) ganz oder io völlig anderes Frequenzspektrum aufweist als das teilweise aus einem porösen, wärmefesten und Turbinengeräusch, beruht jedoch auf der Beeinflusschalldämpfenden Material besteht und daß den sung der Strömung und damit der Flammenausbilporösen Wandteilen (14) das Kühlgas von außen dung im Nachbrenner. Eine Dämpfung des von der über in die Wandteile mündende Leitungen (15) Turbine ausgehenden Schalls kann auf diese Weise zugeführt wird. 15 nicht erreicht werden.

2. Gasturbinenanlage nach Anspruch 1, da- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, durch gekennzeichnet, daß das den porösen eine Gasturbinenanlage der eingangs genannten Art Wandteilen (14) zugeführte Kühlgas von einem zu schaffen, bei der die Kühlung der Abgasleitung Verdichter des Turbinengaserzeugers (5) abge- verbessert und die von ihr ausgehenden, von der zweigte Druckluft ist. 20 Turbine erzeugten Geräusche zu vermindern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge-

löst, daß die Abgasleitung ganz oder teilweise aus

einem porösen, wärmefesten und schalldämpfenden Material besteht und daß den porösen Wandteilen

Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage mit 35 das Kühlgas von außen über in die Wandteile müneinem Turbinengaserzeuger, welcher über eine Ab- dende Leitungen zugeführt wird, gasleitung eine. nachgeschaltete Freilaufturbine zum Das Kühlgas wird durch zahlreiche feine Poren

Antrieb eines Gebläses versorgt, sowie mit Einrich- des porösen Materials gedrückt und gelangt so auf tungen zum Zumischen von Kühlgas durch die Wan- die Innenseite der Leitungswandung. Auf diese dung der Abgasleitung. 30 Weise ergibt sich eine zusammenhängende Kühlgas-

Abgasleitungen stellen thermisch und mechanisch schicht auf den zu kühlenden Wandteilen, die einen hoch belastete Bauteile dar. Sie haben die Aufgabe, direkten Schutz der am höchsten belasteten Zonen die heißen Abgase des Turbinengaserzeugers der ermöglicht, ohne daß die für eine Abkühlung des heinachgeschalteten Freilaufturbine möglichst verlust- ßen Gases erforderlichen Kühlgasmengen erforderfrei zuzuführen. Neben dem grundsätzlichen Erfor- 35 Hch wären.

dernis einer möglichst ungestörten inneren Ober- Gleichzeitig vermindert die poröse Wandung in

fläche wird in der Regel auch verlangt, daß diese Ab- der die Generatorabgase aufnehmenden Abgasleitung gasleitungen kühlbar sind. die Turbinengeräusche durch ihre schalldämpfende

Ein besonderes Problem bei Gasturbinenanlagen Wirkung. Die feinen Poren stellen im Gegensatz zu der genannten Art ist die Geräuschentwicklung. Es 40 größeren Durchbrechungen überdies keine widerhat sich gezeigt, daß ein erheblicher Anteil der Ge- standserhöhende Rauhigkeit der Leitung dar. rausche der Gesamtanlage von der Generator-Tur- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist

bine erzeugt wird und von den anschließenden Ab- das den porösen Wandteilen zugeführte Kühlgas von gasleitungen ausgeht. einem Verdichter des Turbinengaserzeugers abge-

Es ist bereits eine Gasturbinen-Triebwerksanlage 45 zweigte Druckluft. Die Druckluft kann damit an der mit einer Nutzleistungsturbine bekannt, bei der zum Stelle des Verdichters abgenommen werden, an der Zwecke einer Leistungssteigerung in die Abgase der für die Überwindung des Drosselwiderstandes eines Gaserzeugers Luft zugemischt wird, die bei Be- der porösen Wand erforderliche Druck zur Verfüdarf nachverbrannt werden kann (deutsche Auslege- gung steht.

schrift 1151 985). Dabei wird der gesamte Neben- 5° In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel betreibt strom in einem Sammler, welcher einen Teil der Ab- die Freilaufturbine ein Gebläse. Dieses Gebläse kann gasleitung bildet, den heißen Abgasen zugeführt. konzentrisch um den Turbinengaserzeuger herum an-Durch die Vermischung mit Frischluft werden die geordnet sein, wobei die Freilaufturbine mindestens Heißgase abgekühlt, wodurch sich mittelbar auch eine radiale Rotorstufe umfaßt, eine geringere thermische Belastung der Heißgaslei- 55 Weitere Merkmale der Erfindung sind in der tung ergibt. Es ist jedoch offensichtlich, daß zur Er- Zeichnung dargestellt und im folgenden näher bezielung einer bestimmten höchstzulässigen Wandin- schrieben. Die Figur zeigt dabei einen Querschnitt nentemperatur eine verhältnismäßig große Kühlluft- durch eine Gasturbinenanlage, bei der der Turbinenmenge verbraucht wird, da diese nicht unmittelbar gaserzeuger konzentrisch von einer mit einem Gezur Kühlung der Wand benutzt wird. Eine geräusch- 60 blase gekoppelten Freilauf turbine umgeben ist. dämpfende Wirkung kann zudem von einer derarti- Eine Gasturbinenanlage 1 hat ein äußeres Gegen Anordnung nicht erwartet werden. häuse 2 und ein inneres Gehäuse 3, welche zwischen

Es ist weiterhin bereits eine Nachbrennereinrich- sich eine ringförmige Gebläseleitung 4 bilden, tung für Triebwerke bekannt, welche mit einer viel- Im inneren Gehäuse 3 ist ein Turbinengaserzeu-

fach durchbrochenen Auskleidung versehen ist (deut- 65 ger 5 angeordnet. Dieser Turbinengaserzeuger 5 umsehe Auslegeschrift 1 045 180). Durch die Durchbre- faßt, in Strömlingsrichtung, einen Niederdruckverchungen der Auskleidung kann Kühlluft in den dichter, einen Hochdruckverdichter, eine Verbreri-Nachbrennerraum eingeblasen werden. Auch in die- nungseinrichtung, eine Hochdruckturbine sowie eine