DE1601649A1 - Gasturbinenanlage - Google Patents

Gasturbinenanlage

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DE1601649A1
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Dr-Ing Peter Suter
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Sulzer AG
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    • G21D5/04—Reactor and engine not structurally combined
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

B e Schreibung zum Patentgesuch
der Firma Gebrüder Su 1 ζ er , Aktiengesellschaft, Winterthur / Schweiz
betreffend: "Gasturbinenanlage"
Die Erfindung betrifft eine mindestens zweiwellige Gasturbinenanlage mit mindestens zweistufiger Verdichtung unter Zwischenkühlung und mindestens zweistufiger Entspannung unter Zwischenerhitzung,
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Teillastregulierung und den Wirkungsgrad einer derartigen Anlage bei Teillastbetrieb zu verbessern. Die Erfindung 1st gekennzeichnet durch ein vor dem ND-Verdichter angeordnetes regelbares Drosselorgan, zu dem eine RekuperatIonsturbine parallel geschaltet ist, die mit der HD-Welle verbunden ist.
Die Erfindung kann sowohl bei offenen als auch.bei geschlossenen Gaskreisläufen angewendet werden. Ihre Wirksamkeit beruht darauf, daß der Eingangsdruck in den ND-Verdichter erniedrigt und damit die pro Zeiteinheit strömende Menge vermindert wird. "-.;."
Für die Teillastregulierung ist es vorteilhaft, wenn der Öffnungsquerschnitt des Drosselorgans von einem Lastgeber geregelt wird·
■■ '"*'r';: ' ORIGINAL INSPECTED
009882/0462
Bei Gasturbinenanlagen, bei denen ein geschlossener COp-Kreislauf in Verbindung mit einem Kernreaktor verwendet wird, kann die vorliegende Erfindung gleichzeitig dem Schutz des Reaktors vor zu hohen DrUcken und/oder Temperaturen dienen, wobei die Anlage dann vorteilhaft so betrieben wird, daß Druck und/oder Temperatur vor der ND-Turbine mindestens annähernd konstant gehalten werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
Die Zeichnung zeigt in schematlscher Darstellung die Erfindung an einer mit einem Kernreaktor verbundenen Anlage mit einem CO2-KTeIsIaUf, wobei auch ein Beispiel für die Regelung der Anlage gezeigt 1st. Mechanische Antriebe sind in der Zeichnung als Doppellinien, gasförmiges CO2 führende Leitungen als einfache Linien, Kondensat führende Leitungen gestrichelt und Signalleitungen strichpunktiert gezeichnet.
Der ND-Verdichter 1, der mit dem Nutzleistungsgenerator auf der ND-WeHe 16 der Anlage sitzt, saugt aus dem Rückkühler kaltes entspanntes Gas an und verdichtet es auf einen Zwischendruck, über den Zwischenkühler 2 gelangt das Gas dann In den Mitteldruck-(MD)-Verdichter 3,der von der HD-Turbine 7 über die HD-Welle 17 angetrieben wird. Auf dieser Welle 1st weiterhin der HD-Verdichter 5 angeordnet. Vom Ausgang des MD-Verdichters 3 strömt das Gas über den Zwischenkühler 4 und den HD-Verdichter 5 in den Rekuperator 6, in dem es durch die Abwärme des zum Rückkühler 10 zurückströmenden, entspannten Gasstromes erhitzt wird, ehe es in der HD-Turbine 7 teilweise entspannt wird.
In dem auf die HD-Turbine 7 folgenden Wärmeübertrager oder Kernreaktor 8 wird das CO2 durch von aus sen dem Prozess zugeführte Wärme zwischenerhitzt, ehe es in der ND-Turbine 9 auf den Anfangidruck: entspannt wird und dabei di· Nutzleistung -abgibt.
0&9882/04&2
16016Λ9
Auf seinem Weg durch den Rekuperator 6 sowie den Rückkühler 10, In dem, ebenso wie In den Zwischenkühlern 2 und 4, Wärme mit Hilfe eines Kühlmittels, z.B. Wasser, nach aussen abgeführt wird, wird das entspannte Gas schließlich auf seinen Ausgangszustand vor dem ND-Verdichter 1 zurückgeführt.
Selbstverständlich 1st die Erfindung nicht auf die Anwendung eines Kernreaktors für die Wärmezufuhr von aussen beschränkt. Es können dafür auch andere, z.B. konventionelle Wärmequellen benutzt werden. Weiterhin ist die Erfindung nicht darauf beschränkt» daß die äußere Wärmezufuhr zu der Anlage erst und nur vor der ND-Turblne 9 erfolgt.
Vor dem ND-Verdichter 1 1st erfindungsgemäß das regelbare Drosselorgan 55 vorgesehen, welches durch eine Rekuperationstürbine 56 auf der HD-Welle 17 bygepaßt werden kann. Der Durchfluß durch die Turbine 56 kann über ein Durchflußorgan verändert werden. Beide Organe 55 und 57 werden von dem Lastgeber 36 über die Signalleitung 34 und 3ia beeinflußt, wobei unter Umständen der Strömungsweg durch die Turbine 56 erst freigegeben wird, wenn durch·das Organ 55 bereits in gewissem Umfang eine Drosselung des durch den Verdichter 1 angesaugten Arbeitsmittels erfolgt 1st.
Für den speziellen Fall eines COg-Kreislaufes in Verbindung mit dem Reaktor 8 sind zu dessen Schutz zwei weitere Regeleinrichtungen vorgesehen. Die eine dieser Einrichtungen dient der Temperaturregelung des aus dem Reaktor 8 austretenden CO2 . Sie besteht aus dem Temperaturfühler 1J1I, dem Regler oder Thermostaten 43 und der Signalleitung 48, die in den Reaktor 8 führt und z.B. mit dem Verstellmechanismus seiner Regelstäbe in Verbindung steht.
Die zweite Regeleinrichtung dient der Druckregulierung 4am Austritt des Reaktors 8, beispielsweise auf einen annähernd konstanten Wert, Der Brück wird dabei durch das Messorgan 46
00988270462
' gemessen und auf den Regler 4-5 geführt, der durch die Signalleitung 17 mit einem Additionsglied 58 verbunden ist. In diesem Additionsglied 58 werden die SigniLe von dem Lastgeber 36 und von dem Druckregler 45 addiert und das Summensignal als Verstellsignal aufdas Organ 57 geführt. Das Drucksignal in der Leitung 47 dient dabei als zusätzliches Signal, d.h.das von dem Lastgeber 36 kommende Signal dominiert und wird durch das Drucksignal lediglich korrigiert.
Wie solion kurz erwähnt, beruht die Teillastregelung nach der Erfindung darauf, daß durch das Drosselorgan 55 ϊ-η -Verbindung mit der !Turbine 56 der Eingangsdruck des Verdichters 1 erniedrigt wird, wodurch bei konstanter Drehzahl der NB-Welle-16 der Mengenstrom pro Zeiteinheit innerhalb der Anlage verringert wird.
Um die Drehzahl der HD-Welle 17 beeinflussen zu können, ist noch eine Verbindungsleitung 32 mit einem Regelorgan 33 vorgesehen, die den Ausgang des HD-Verdichters 5 und den Eingang der ND-Turbine 9 direkt verbindet. Das Regelorgan 33 wird dabei von dem Regler 37 der HD-Welle 17 über die Signalleitung 35 geregelt.
— 5— 0098-8 2/OÄ 6 2

Claims (4)

otJiegexempiar Darf nicht geändert werden Patentansprüche
1) Mindestens zweiteilige Gasturbinenanlage mit mindestens zweistufiger Verdiohtung unter Zwischenkühlung und mindestens zweistufiger Entspannung unter Zwischenerhitzung, gekennzeichnet durch ein vor dem ND-Verdichter (i) angeordnetes regelbares. Drosselorgan (55)» zu dem eine Rekuperationsturbine (56) parallelgeschaltet ist, die mit der HD-Welle (17) verbunden ist.
2) Gasturbinenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt des Drosselorgans (55) von einem Lastgeber (36) geregelt wird.
3) Gasturbinenanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Kreislauf mit CÖg als Arbeitsmittel, das als Reaktorkühlmittel eines Kernreaktors (3) dient, der den Zwischenerhitzer der Anlage bildet.
4) Verfahren zum Betrieb einer Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck und die Temperatur vor der ND-Turbine (9) mindestens annähernd konstant gehalten werden.
Le er s e it e
DE19671601649 1967-07-27 1967-08-05 Gasturbinenanlagw Pending DE1601649B2 (de)

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CH1068267A CH476209A (de) 1967-07-27 1967-07-27 Gasturbinenanlage

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DE1601649A1 true DE1601649A1 (de) 1971-01-07
DE1601649B2 DE1601649B2 (de) 1972-02-10

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GB (1) GB1230005A (de)
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BE718631A (de) 1969-01-27
FR1569507A (de) 1969-05-30
GB1230005A (de) 1971-04-28
ES355861A1 (es) 1970-03-01
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