DE173110C

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Publication number: DE173110C
Application number: DENDAT173110D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Wenn bei Gasturbinen, welche durch die aus der ununterbrochenen Verbrennung eines Brennstoffluftstromes gebildeten Arbeitsgase betrieben werden, der Betriebsdruck des Brennstoffluftgemisches zwecksVerminderang der Kraftleistung vermindert wird, so wird damit auch das Expansionsverhältnis und infolgedessen auch die Austrittsgeschwindigkeit und das Temperaturverhältnis vermindert.

ίο Eine starke Verminderung der Austrittsgeschwindigkeit ist aber für den Wirkungsgrad ungünstig, weil dieser ein bestimmtes günstigstes Verhältnis der Strahlgeschwindigkeit zur Umfangsgeschwindigkeit verlangt. Eine Verminderung des Temperaturverhältnisses bedingt, da die Anfangstemperatur wegen der gleichen Zusammensetzung des' Brennstoffluftgemisches gleich bleibt, eine Steigerung der Endtemperatur, mit welcher die Schaufeln beaufschlagt werden. Eine solche Steigerung ist aber, da man bei voller Belastung vorteilhaft bis an die durch die Materialrücksichten gegebene Grenze gegangen ist, unzulässig.

Beide Nachteile, nämlich Nachlassen der Strahlgeschwindigkeit und Erhöhung der Temperatur bei abnehmendem Betriebsdruck, sollen nun der Erfindung gemäß dadurch vermieden werden, daß man gleichzeitig mit diesem auch den Kondensatordruck derart ändert, daß das Expansionsverhältnis ganz oder nahezu das gleiche bleibt. Wenn sich z. B. der Betriebsdruck von 15 auf 5 Atmosphären vermindert, so müßte der Konden satordruck, von 0,3 auf 0,1 Atmosphäre vermindert werden, um das Expansionsverhältnis von ι : 50 aufrecht zu erhalten.

Als Kondensatorpumpe, welche bei Gasturbinen im Gegensatz zu Dampfturbinen sehr viel größere Mengen unkondensierbare Gase fortzuschaffen hat, kommt wegen der Einfachheit des Betriebes und des geringen Raumbedarfes im allgemeinen nur ein umlaufendes Sauggebläse in Betracht. Um bei einem solchen stets den günstigsten Wirkungsgrad zu erzielen, wird die Anzahl der eingeschalteten Druckstufen je nach dem Druckunterschied, welchen das Gebläse hervorbringen soll, geändert.

Fig. ι zeigt eine Ausführungsform des Verfahrens. Das umlaufende. Sauggebläse A ist mit sechs Druckstufengruppen α b c d e f versehen, von denen die letzte/ durch Stutzen/¹ mit der freien Luft, die vier ersten Druckstufengruppen abcd durch Kanäle a¹ b¹ c¹ d¹ mit einem Steuergehäuse B in Verbindung stehen, dessen Schieber den einen oder anderen dieser Kanäle freilegt. Durch den Stutzen i ist das Steuergehäuse B an den Kondensator angeschlossen. Die veranschaulichte Stellung, in welcher nur die drei Druckstüfengruppen d e f eingeschaltet sind und daher der erzielte Druckunterschied gegen die Atmosphäre am' geringsten ist, entspricht der vollen Belastung der Turbine; bei abnehmender Belastung werden durch Verstellung des Steuerorganes nach und nach mehr Druckstufengruppen eingeschaltet, bis bei Einschaltung

aller Gruppen α bis f die stärkste Lüftverdünnung erzielt wird.

Die Stufen abc können kleiner ausgeführt werden als die Stufen d e f; denn da sie nur bei geringerer Belastung der Turbine eingeschaltet werden, so ist das Gasvolumen, welches sie zu verarbeiten haben, kleiner als dasjenige, welches das Rad d bei voller Belastung zu verarbeiten hat.

ίο Anstatt die Regelungsstufen auf die Niederdruckseite zu verlegen, wie es in Fig. ι dargestellt ist, können sie auch auf die Hpchdruckseite verlegt werden, welchen Fall Fig. 2 darstellt. Hier ist der Stutzen a} mit dem Kondensator verbunden, und die abgekühlten Gase treten daher stets zuerst durch Kanal a¹ in die Druckstufengruppe α ein, um mindestens (bei voller Belastung der Turbine) weiter durch die Gruppen a, b und c, das Steuerorgan f und den Stutzen/¹ in die freie Luft auszutreten. Bei der veranschaulichten Stellung sind die beiden ausgeschalteten Gruppen d und e zur möglichsten Herabziehung der Reibung mit dem Kondensator verbunden, indem durch Schieber g die Gruppe d und e verbunden und durch Schieber h die letzte Gruppe e an das nach dem Kondensator führende Rohr i angeschlossen ist. Bei geringerer Belastung der Turbine wird durch Umstellen des Schiebers/ die Stufengruppe c von der freien Luft abgeschnitten und mit der weiteren Stufengruppe d in Verbindung gesetzt und diese ihrerseits durch Umstellung des Schiebers g an die freie Luft angeschlossen.

Die Bewegung der Steuerorgarie (Fig. ι und 2), welche die einzelnen Stufen ein- und ausschalten, geschieht vorzugsweise durch den Regler der Maschine. Ein vereinfachtes Verfahren bestände natürlich darin, daß man auf die selbsttätige Einstellung der günstigsten Kondensatorspannung verzichtet und sich mit einer Regelung derselben von Hand je nach Bedarf begnügt. Dies wird hauptsächlich dann ausreichen, wenn die Turbine längere Zeit hindurch gleichmäßig belastet ist und der sich ändernde Belastungszustand zu bestimmten, vorher bekannten Zeiten eintritt.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Regelung von Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Änderung des Betriebsdruckes des Gas- und Luftgemisches die Kondensatorspannung in der Weise geändert wird, daß das Expansionsverhältnis gleich oder nahezu gleich bleibt.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1 für Gasturbinen, bei welchen umlaufende Sauggebläse als Kondensatorpumpe wirken, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Kondensatordruckes einzelne Druckstufen oder Druckstufengruppen des Gebläses ein- bezw. ausgeschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.