DE1937720A1

DE1937720A1 - Gasturbinen-Anlage

Info

Publication number: DE1937720A1
Application number: DE19691937720
Authority: DE
Inventors: Webb Richard Harvey; Stanley Hutchinson; Albert Jubb
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1968-07-25
Filing date: 1969-07-24
Publication date: 1971-02-11
Also published as: US3613363A; CH505284A; GB1281884A; FR2013708A1

Description

PATHN'ANWÄLTE

DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH DR. TINO HAIBACH

8MUNCHENi 24. Juli I969

UNSER ZEICHEN: 12149 - K/B

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England

Gasturbinen-Anlage

DietErfindung betrifft eine Gasturbinen-Anlage für eine Kraftwerksinstallation.

In gewissen Fällen ist es erwünscht, die äußere Zufuhr von Luft nach einerjderartigen Gasturbinen-Anlage sehr" rasch abzusperren, um z.B. die Gasturbine oder die Gasturbinen der Anlage gegen Stoßwellen oder Verunreinigungen zu schützen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine schnelle Absperrung der Außenluftzufuhr zu erlangen, wobei die Gasturbinen ohne Beschädigung auslaufen können.

Die Erfindung geht aus von einer Gasturbinen-Anlage mit wenigstens einem Gasturbinen-Triebwerk und einem Lufteinlaß, der diesem Triebwerk über eine Einlaßleitung Luft zuführt,, und löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß Mittel zum Absperren des Lufteinlaßes und außerdem Mittel vorgesehen sind, die wenigstens einen Teil der Abgase des Gasturbinentriebwerks in den Einlaßkanal abzweigen, wenn die

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Luftzufuhr abgesperrt wird.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführung "der Erfindung sind Kühlmittel vorgesehen, um den abgezweigten Abgasstrom des Gasturbinen-Triebwerks abzukühlen, bevor dieser in den Einlaßkanal gelangt.

Die Kühlvorrichtung besteht vorzugsweise aus einem Behälter, der wenigstens teilweise mit ',fässer angefüllt ist, und wenigstens einer Leitung, die den abgezweigten Abgasstrom unter die Oberfläche des Wassers leitet.

Die Leitung ist vorzugsweise so angeordnet, daß der abgezweigte Abgasstrahl entweder unter eine perforierte Platte gleitet, die in das Wasser eingetaucht ist, oder in eine perforierte Leitung, die in das Wasser eingetaucht ist.

Zum Abzweigen der Abgase kann ein Abgaskanal vorgesehen sein, dem Abgase vom Gasturbinen-Triebwerk zugeführt werden und der diese aus einem Auslaß austreten läßt, wobei Mittel vorgesehen sind, die den Auslaß schließen, wenn der Druck der Abgase im Abgaskanal unter einen vorbestimmten Wert abfällt, wobei der Abgaskanal mit der Leitung in Verbindung steht.

Das Gaaturbinen-iprieljvrerk ist vorzugsweise derart angeordnet, daß die Abgase eine NutzleiStungsturbine antreiben, V , und die Mittel zur Abzweigung der Abgase sind stromunter— seitig der Nutzleistungeturbine angeordnet.

Nachstehend Wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ' anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

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Pig. 1 eine schematiaehe Darstellung einer Gasturbinen-Anlage gemäß der Erfindung. - ■-

Pig. 2 und 3 schematische Darstellungen abgewandelter Einzelheiten der Anlage nach Fig. 1.

Die £riebwerksar\ailge besitzt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einem Lufteinlaß 12, der über einen EinlaSkanal 14 an einen Lufteinlaß 16 angeschlossen ist. Der Lufteinlaß 16 enthalt ein Plattenventil 18, das durch nicht dargestellte Mittel betätigbar ist und mit einem Ventilsitz 20 zusammenwirkt·

Das Gasturbinentriebwerk 10 weist in Strömungsrichtung hintereinander einen Axialkompressor 22, eine Verbrennungseinrichtung 24» eine Eompressorantriebsturbine 26, ein Strahlrohr 28 und einen Auslaß 30 auf. Der Auslaß 30 Öffnet sich in eine Speieherkammer 32, die ihrerseits mit einem Abgaskanal 34 in Verbindung steht, in dem eine iiutzleistungsturbine 36 befindlich ist. Die Ifutzleistungsturbine 36 ist antriebsmäßig mit einer nicht dargestellten Last, z.B. einem Viechseistromgenerator, gekuppelt. Der Abgaskattal. 34 steht mit einem Auslaß 38 in Verbindung, der ein Plattenventil 40 aufweist, das mit einem Ventilsitz 42 zusammenwirkt.

Eine leitung 44 zweigt vom Abgaskanal 34 an einem Punkt stromunterseitig der !Turbine 36 ab und mündet in einer Mehrzahl von Rohren 36, deren freie Enden in das Wasser eines Behälters 50 eingetaucht sind. Der Teil 52 des Behälters über dem Wasser steht über eine umgekehrt V-förmige Leitung 54 mit dem Einlaßkanal 14 in Verbindung.

Andere Ausführungsformen für die Rohre 46 sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt. In Fig.. 2 liegen die Bnden der Rohre 46

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(nur eines davon ist aargestellt) unter einer perforierten Platte 56»die vollständig in Wasser eingetaucht ist. Bei. dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 stehen die Röhre 46, von denen nur eines dargestellt ist, mit einer perforierten Ringleitung 58 in Verbindung, die vollständig in Wasser eingetaucht ist..

Im Normalbetrieb sind die Ventile 18, 40 offen und es wird durch das Triebwerk 10 atmosphärische Luft in den Lufteinlaß 16 eingesaugt und es wird Brennstoff in der Luft in üblicher Weise verbrannt. Die Abgase des Triebwerks.10 gelangen nach der Speicherkammer 32 und von dort in den Abgaskanal 34, wo sie die Turbine 3.6 antreiben. Die Turbine 36 treibt ihrerseits die Last an. Die Abgase der Turbine 36 werden über den Auslaß 38 in die Atmosphäre abgeleitet. Die Druckhöhe des Wassers über den offenen Enden der Rohre 46 in dem Behälter 50 ist so gewählt, daß eine Gasströmung in beiden Richtungen durch die Leitungen 54 und 56 und die Leitung 44 während des liormalbetriebes verhindert wird.

Wenn es/erforderlich ist, die äußere Luftzufuhr zur Triebwerksanlage abzuschalten, um beispielsweise Stoßwellen oder Verunreinigungen fernzuhalten, dann wird die Ventilplatte 14 auf ihrem Ventilsitz 20 gepreßt und hierdurch wird der Lufteinlaß 16 geschlossen. Gleichzeitig wird die Brennstoffzufuhr nach dem Triebwerk abgestellt. Der Gasdruck in dem Abgaskanal 34- fällt rapide ab, und wenn er einen vorbestimmten Wert erreicht hat, (z.B. gerade unter dem minimalen Moraalarbeitswert), wird die Venti!platte 40 auf ihren Sitz 42 gedrückt und schließt so den Auelaß 38 ab.

Die Abgase strömen dann in Blasenform durch das Wasser im Behälter.50 und werden dabei abgekühlt. Die Heftigkeit der

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Blasenbildung und demgemäß die übertragung von Wasser in den Abgasen wird durch die Anordnung der Rohre 46 gemäß I¹Ig. 2 und 3 vermindert. Die gekühlten Abgase treten in den Abgaskanal 54 ein, wo etwa mitgeführtes Wasser sich absetzt und in den Behälter 50 zurückfließt, und dann treten die Gase nach dem Einlaßkanal über und werden durch das Triebwerk 10 zurückgeführt. Dieser Kreislauf der Abgase durch das Triebwerk 10 setzt sich fort, bis das Triebwerk ausgelaufen ist, wodurch das Triebwerk gekühlt und die Möglichkeit einer Beschädigung des Triebwerks infolge eines Überziehens an denSchaufeln vermindert wird und dieses Überziehen mit dem dadurch bewirkten Abreißen der Strömung könnte sonst erfolgen, wenn die äußere Luftzufuhr abgestellt ist.

Die Abgase des Triebwerks 10 können von einem Punkt stromoberseitig der Speichrkammer 32,und der Turbine 36 abgezogen werden, wenn dies aus irgendwelchen Gründen erforderlich ist. In Fällen, bei denen mehrere Gasturbinen-Triebwerke an eine solche Füllkammer 32 angeschlossen sind, ist es jedoch wirtschaftlicher in bezug auf die Anzahl der Leitungen, die Abgase von einem Punkt abzuzweigen, der wenigstens stromunterseitig der Füllkammer liegt.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

( 1. J Gasturbinen-Triebwerksanlage mit wenigstens· einem Gas- \_Jy*rbinen-Triebwerk und ej.nem Lufteinlaß , über den die luft dem Gasturbinentriebwerk von einem Einlaßkanal her zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (.18, 20) zum' Schließen des Lufteinlasses (18) vorgesehen sind, und daß durch Mittel (40,42) wenigstens ein Teil der Abgase des Gasturbinen-Triebwerks (10) abgezweigt und dem Einlaßkanal (14) zugeführt wird, wenn der Lufteinlaß (16) geschlossen ist.
2. Triebwerks-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlmittel (46,50,52) vorgesehen sind, um die abgezweigten Abgase, die von dem Gasturbinen-Triebwerk (10) herrühren, abzukühlen, bevor sie in den Lufteinlaßkanal

(14) gelangen.
3. ,Triebwerks-Anläge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß di e Kühlnii 11 el (46,50,52) a us ei η em Behält er (50) b estehen, der wenigstens teilweise mit Wasser gefüllt ist, wobei wenigstens eine Leitung (46) die abgezweigten Abgase unter die Oberfläche des Wassers gelangen läßt.
4. Triebwerks-Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (46) den abgezweigten Abgasstrom entweder unter eine perforierte Platte C/56) gelangen läßt, die in das Wasser eingetaucht ist, oder in eine perforierte fiingleitung (58), die ebenfalls in das Wasser eingetaucht ist.
5. !Driebwerks-Anlage nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (40,42) zur Abzweigung der Abgase aus einem Abgaskanal (34) bestehen, dem die

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Abgase von dem Gasturbinen-Triebwerk (10) zugeführt werden und der diese nach einem Auslaß (3&) gelangen läßt* und daß die Mittel (40,42) den Auslaß (38) schließen, wenn der Druck der Abgase im Abgaskanal (34) unter einen vorbestimmten Wert abfällt, und daß der Abgaskanal (34) mit der Leitung (46) in Verbindung steht.
6. (Driebwerks-Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasturbinen-Triebwerk (10) mit seinen Abgasen eine Hutzleistungsturbine (36) antreibt, und daß die Mittel (40,42) zur Abzweigung der Abgase stromunterseitig· der Hutzleistungsturbine (36) angeordnet sind.

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