DE1626042B2 - Gasturbinenanlagw - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage bestehend aus einem Verdichter, einer Verbrennungseinrichtung und einer Turbineneinrichtung, mit einer Steuereinrichtung, die einer Turbine im zeitlichen Wechsel entweder heißes Treibgas oder Kühlluft zuführt, wobei während der Spülzeit die Kühlluft von der Turbine selbst unter Umgehung der Verbrennungseinrichtung angesaugt wird.

Ein früherer, eine nach einem Zweitaktverfahren arbeitende Gasturbine mit einem Arbeitstakt und einem Spültakt betreffender Vorschlag der an erster Stelle genannten Anmelderin sieht eine Turbine vor, in der der Zufluß des Treibgases periodisch unterbrochen wird, um mit der Zufuhr von Spülluft abzuwechseln. Während des Spültaktes ist die Druckluftabgabe des Kompressors unterbrochen, was die Gefahr des Pumpens des Kompressors und dessen Zerstörung mit sich bringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Gefahr zu vermeiden.

Von diesem Vorschlag unterscheidet sich die Gasturbinenanlage nach der Erfindung durch zwei über je eine Brennkammer an einen gemeinsamen Verdichter zweiflutig angeschlossene Turbinen, deren Läufer mit dem des Verdichters auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, und durch einen Verteiler, der zeitlich abwechselnd die Zufuhr der vom Verdichter kommenden Druckluft zu der einen bzw. der anderen Brennkammer steuert und in gegengleicher Weise die Zufuhrleitungen für die von den Turbinen angesaugte Kühlluft freigibt. Bei der Gasturbinenanlage nach der Erfindung wird hiernach der Zufluß zu den beiden Turbinen so gesteuert, daß jede Turbine während der Hälfte eines Arbeitskreislaufes Treibgas erhält und nicht während des anderen Teils des Arbeitskreislaufes und daß jede Turbine während der Hälfte des Arbeitskreislaufes Spülluft ansaugt und nicht während des komplementären Teils des Arbeitskreislaufes.

Es ist bereits eine zweistufige Verpuffungsgasturbine bekanntgeworden, deren erste Stufe den Kompressor und deren zwteite Stufe die Abtriebswelle antreibt. Die von dem Kompressor erzeugte Druckluft wird in zwei Ströme unterteilt, von denen der erste Strom absatzweise einer von drei mit einer Einspritzdüse und einem Glühzünder ausgestatteten Brennkammern und der zweite Strom ungesteuert einem zwischen die Brennkammern und die erste Turbinenstufe eingeschalteten Mischbehälter zugeführt wird. Die Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen der Brennkammern werden durch eine rotierende Einlaßsteuerscheibe und eine mit gleicher Drehzahl rotierende Auslaßsteuerscheibe entsprechend den vier Takten: Spülung, Füllung, Verbrennung und Ausströmung gesteuert. Trotz der intermittierenden Arbeitsweise der drei bezüglich der Gasturbine parallel geschalteten Brennkammern, arbeitet die Gasturbine kontinuierlich. Die Gasturbine hat keine zwei zeitlich voneinander getrennten Takte der Spülung und der Arbeitsabgabe, und sie ist daher mit den gleichen Fehlern wie die klassischen Gasturbinen behaftet, nämlich einer Mischung der Treibgase mit einem Kühlgas vor ihrer Arbeitsleistung in der Turbine, wodurch deren Arbeitsleistung herabgesetzt wird.

Eine bekannte Gasturbinenanlage besteht aus zwei parallel geschalteten, auf einer gemeinsamen Welle sitzenden Expansionstrommeln, deren jede kontinuierlich von je einem Freikolbengaserzeuger mit Treibgas versorgt wird. Keine der "beiden Expansionstrommel dieser zweiflutigen Gasturbine arbeitet im Zweitaktverfahren.

Des weiteren ist eine zweistufige Gasturbine bekannt, deren eine Stufe die Kompressorwelle und deren andere Stufe die Kraftwelle antreibt. Durch die im Kreise angeordneten, durch eine rotierende Einlaßventilscheibe und eine rotierende Auslaßventilscheibe gesteuerten, im Viertaktverfahren arbeitenden Brennkammern werden der Gasturbine in Umfangsrichtung örtlich abwechselnd, aber kontinuierlich Verbrennungsgase und Luft zugeführt.

Ferner ist ein Gasturbinenrad bekannt, dem kontinuierlich an zwei Stellen Treibgas und an einer dazwischengelegenen Stelle Kühlluft zugeführt wird. Zeitlich voneinander getrennte Arbeits- und Spültakte der Gasturbine fehlen.

Die Erfindung wird am besten durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung verständlich werden, die in schematischer Form eine nur beispielsweise, aber keinenfalls beschränkende Ausführungsform der Gasturbine nach der Erfindung darstellt.

Fig. 1 zeigt eine schematische Gesamtansicht der Gasturbinenanlage;

F i g. 2 zeigt die Draufsicht auf den Verteiler.
Auf der Welle 1 sind der Kompressor 2, die eine die beiden Räder 3 und 4 und die Leitschaufeln 5 und 6 umfassende Turbine und spiegelbildlich dazu die andere Turbine mit den Rädern 3' und 4' und den Leitschaufeln 5' und 6' angeordnet. Dazwischen liegt die Eintrittsöffnung für Treibgas und Spülluft.

Die im Kompressor 2 erzeugte Druckluft gelangt in die Leitung 54, die sich vor den beiden Brennkammern 8 und 8' teilt, um diese, bzw. die Turbinen 3, 4 und 3', 4' zu beliefern. Die Welle 1 gibt die Leistung an das Untersetzungsgetriebe 10, 11 ab. Der Austritt der Gase aus der Turbine erfolgt durch die Leitung 55, die gegebenenfalls einen rotierenden. Regenerator 53 durchsetzt. Zwischen den Brennkammern und den Turbinen münden die Zuführleitungen 15 und 15' für die Spülluft. Die Steuerung der Druckluft und der Spülluft erfolgt durch den Verteiler 16, der nach der F i g. 2 aus einer mit halbkreisförmigen Schlitzen 17, 18 ausgestatteten Scheibe besteht. Der Verteiler 16 ist so angeordnet, daß seine Schlitze 17, 18 gleichzeitig den Zutritt von Druckluft in die Brennkammer 8' und von Spülluft durch die Zuführleitung 15 in die Brennkammer 8 freigeben und umgekehrt.

Der Antrieb des Verteilers 16 erfolgt von der Welle 1 aus unter starker Drehzahlminderung mittels der dem Rotor des Rekuperators 53 tragenden Zwischenwelle 56, die auch die die Einspritzdüsen 9 und 9' versorgende Brennstoffpumpe 22 antreibt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gasturbinenanlage, bestehend aus einem Verdichter, einer Verbrennungseinrichtung und einer Turbineneinrichtung, mit einer Steuereinrichtung, die einer Turbine im zeitlichen Wechsel entweder heißes Treibgas oder Kühlluft zuführt, wobei während der Spülzeit die Kühlluft von der Turbine selbst unter Umgehung der Verbrennungseinrichtung angesaugt wird, gekennzeichnet durch zwei über je eine Brennkammer (8, 8') an einen gemeinsamen Verdichter

(2) zweiflutig angeschlossene Turbinen, deren Läufer (3, 4 und 3', 4') mit dem des Verdichters (2) auf einer gemeinsamen Welle (1) angeordnet sind, und durch einen Verteiler (16), der zeitlich abwechselnd die Zufuhr der vom Verdichter kommenden Druckluft zu der einen bzw. der anderen Brennkammer steuert und in gegengleicher Weise die Zufuhrleitungen (15, 15') für die von den Turbinen angesaugte Kühlluft freigibt.

2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenläufer (3, 4 und 3', 4') spiegelbildlich zueinander angeordnet sind und daß die Eintrittsöffnung für die Treibgase und die Spülluft in der Mitte zwischen den beiden Turbinenläufern (3, 4 und 3', 4') liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen