DE2410139C3 - Gasturbinenanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbinenanlage mit zumindest einer Radialverdichterstufe mit einem Radialaustrittsleitapparat und einer Entnahmestelle zur Druckluftentnahme für Fremdverwendung, bei der im Druckluftkanal im Bereich der Entnahmestelle ein Strömungsteiler angeordnet ist, der eine Teilung und Umlenkung der Druckluft in einen zu Brennkammern der Gasturbinenanlage führenden zylindrischen Druckluftringkanal und in einen zum Lufteintritt hin -gelegenen Luftentnahmeringkanal bewirkt

Es ist eine Gasturbine bekannt, die ausschließlich als Drucklufterzeuger für einen konstant luftabnehmenden Verbraucher dient (FR-PS 20 25 284). Die Druck- und Strömungsverhältnisse im Druckluftkanal sind bei unveränderlichem Strömungsteiler auf einen Auslegungspunkt optimiert, so daß insbesondere der Brennkammer stets die erforderliche Luftmenge zugeführt wird. Für eine Kombination mit einem nur zeitweise zugeschalteten Verbraucher oder einem solchen mit veränderlicher Abnahmemenge ist diese Gasturbine nicht geeignet, da hierbei keine Anpassung der Teilmengen zum Verbraucher und zur Brennkammer möglich ist und so die Verbrennungsverhältnisse gestört werden.

Für wechselnde Verhältnisse am Verbraucher ist es bekannt, Gasturbinen mit einer zwischen der Druckluftentnahmestelle und der Turbine jeweils bei Druckluftentnahme einzuschaltenden Drossel zu versehen. Die Anordnung der Drossel kann einen Druckabfall vor der Brennkammer verhindern, dies aber nur dann, wenn der Drosselquerschnitt in Abhängigkeit vom Öffnungsquer- -schnitt-deszEntnahmeventilsxxakt gesteuert wird. Dies bedingt eine Zusatzeinrichtung, die wiederum einen größeren Bauaufwand erfordert Verstellvorrichtungen für den Strömungsteiler sind bereits in solchen Fällen bekannt geworden, in denen zur Verhinderung bzw. Beendigung des Verdichterpumpens Abblasevorrichtungen vorgesehen sind. Diese Verstellvorrichtungen sind jedoch kompliziert und unzweckmäßig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, betriebssichere Verstellvorrichtung für eine

ίο Lüften tnahmestelle im Druckluftkanal des Verdichters einer Gasturbine zu schaffen, mit der die Druckluftentnahme variiert und die erforderlichen Druckverhältnisse in der Brennkammer leicht eingestellt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Strömungsteiler mit einer Axialverschiebevorrichtung versehen ist mit drehfesten Gewindespindeln, die den Strömungsteiler in seiner Lage halten, mit Spindelmuttern, die Im Gasturbinengehäuse drehbar gelagert sind und mit den Gewindespindeln zusammenwirken, und mit einem zentralen Zahnrad, das mit Außenverzahnungen an den Spindelmuttern dauernd im Eingriff ist, und daß der Strömungsteiler eine Betriebsstellung aufweist, in der er einen Verschluß des Durchtritts vom Radialaustrittsleitapparat zum Luftentnahmeringkanal bildet und in der eine vollständige Umlenkung der Druckluft in den Druckluftringkanal stattfindet Hiermit ist für den im Querschnitt etwa dreieckigen Strömungsteiler eine hinsichtlich Leichtgängigkeit Verstellgenauigkeit und Einfachheit sich auszeichnende Axialschiebevorrichtung geschaffen. Sie besteht im wesentlichen aus nur drei verschiedenen Einzelteilen, nämlich Gewindespindel, Spindelmutter und zentralem Zahnrad, die in exaktem Gleichlauf mit parallelen Drehachsen formschlüssig ineinandergreifen.

Durch seine Orientierung zur Lufteinlaßseite hin werden die Strömungsverhältnisse im Druckluftkanal durch keinerlei Zusatzteile behindert oder gestört

Um durch Betätigen nur eines Teiles eine Gesamtverstellung des Strömungsteilers zu bewirken, wird vorgeschlagen, daß in besonderer erfindungsgemäßer Ausführung eine der Spindelmuttern eine aus dem Gehäuse hervorragende Verlängerung hat über die die Verstellung des Strömungsteilers eingeleitet wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist Es zeigt

A b b. 1 einen Teil einer Gasturbine mit Schnitt durch einen Kreiselverdichter und den erfindungsgemäßen

so Strömungsteiler,

A b b. 2 einen Schnitt entsprechend A b b. 1, bei dem auch die Verstelleinrichtung zu sehen ist

Bei der in A b b. 1 teilweise gezeichneten Gasturbine ist mit 1 eine Welle bezeichnet auf der ein Laufrad 3 mit Schaufeln 2 sitzt. An das Laufrad 3 schließt sich ein Gehäuse 4 mit einem Austrittsleitapparat 5 an. Die aus dem Austrittsleitapparat 5 austretende Druckluft wird, wie durch den Pfeil angedeutet ist im Gehäuse aus der im wesentlichen radialen Richtung in eine axiale Richtung umgelenkt. An diese Umlenkung schließt sich ein zu einer nicht dargestellten Brennkammer der Gasturbine führender Druckluftringkanal 6 an. Diesem gegenüber liegt ein Luftentnahmeringkanal 7, in welchem ein Strömungsteiler 8 während des Betriebes ohne Luftentnahme untergebracht ist Die dem Druckluftringkanal 6 zugewandte Seite 9 des Strömungsteilers 8 ist dem Verlauf des Strömungskanals sorgfältig angepaßt um Verluste zu vermeiden.

In A b b. 2 befindet sich der Strömungsteiler 8 in der Luftentnahmestellung und bewirkt die Teilung der vom Verdichter kommenden Luftmenge. Der zu entnehmende Luftanteil wird durch die strömungsgünstige Gestaltung einer Kontur 20 auf der dem Luftentnahmeringkanal 7 zugewandten Seite des Strömungsteilers 8 sowie einer Rundung 10 am Gehäuse 4 verlustarm durch den Luftentnahmeringkanal 7 in einen im Gehäuse 4 angeordneten Entnahmeluftsammelraum 11 überführt Die Verschiebung des Strömungsteilers 8 in Richtung des Druckluftnngkanals 6 bewirkt eine Verengung des zur Brennkammer führenden Strömungskanals, so daß der vorher eingestellte Druck erhalten bleibt Ein guter Wirkungsgrad des Strömungsteilers 8 wird weiterhin durch eine zwischen der Seite 9 und der Kontur 20 angeordneten Schneide 15 bewirkt

Der Strömungsteiler 8 ist an mehreren Stellen des Umfangs an einem radial nach außen gebogenen Ende an Gewindespindeln 17 aufgehängt und kann durch diese axial verschoben werden. Die Gewindej^indeln 17 bewegen sich in SpindelmuUern 18, die mit einer Außenverzahnung 21 verseben sind.

Zur Betätigung des Strömungsteilers 8 wird an einer Stelle über eine durch den Entnahmeluftsammelraum 11 nach außen gehende Verlängerung 23 einer Spindelmutter 18 eine Drehbewegung eingeleitet, die über die auf die Spindelmutter 18 geschnittene Außenverzahnung 21 und ein zentrales Zahnrad 19 auf die anderen Spindelmuttern 18 gleichzeitig übertragen wird. Entsprechend der Drehung der Spindelmuttem 18 werden die Gewindespindeln 17 heraus- oder hineingeschraubt und somit der an den nach auswärts gebogenen Enden der Gewindespindeln 17 aufgehängte Strömungsteiler 8 axial verschoben. Durch die Aufhängung des Strömungsteilers 8 an den nach auswärts gebogenen Enden der Gewindespindeln 17 werden diese in einfacher Weise an einer Drehung gehindert; außerdem kann sich der ringförmige Strömungsteiler 8 bei Erwärmung ohne Zwang ausdehnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gasturbinenanlage mit zumindest einer Radialverdichterstufe mit einem Radialaustrittsleitapparat und einer Entnahmestelle zur Druckluftentnahme für Fremdverwendung, bei der im Druckluftkanal im Bereich der Entnahmestelle ein Strömungsteiler angeordnet ist, der eine Teilung und Umlenkung der Druckluft in einen zu Brennkammern der Gasturbinenanlage führenden zylindrischen Druckluftringkanal und in einen zum Lufteintritt hin gelegenen Luftentnahmeringkanal bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler (8) mit einer Axialverschiebevorrichtung versehen ist mit drehfesten Gewindespindeln (17), die den Strömungsteiler (8) in seiner Lage halten, mit Spindelmuttern (18), die im Gasturbinengehäuse (4) drehbar gelagert sind und mit den Gewindespindeln (17) zusammenwirken, und mit einem zentralen Zahnrad (19), das mit Außenverzahnungen (21) an den Spindelmuttern (18) dauernd im Eingriff ist, und daß der Strömungsteiler (8) eine Betriebsstellung aufweist, in der er einen Verschluß des Durchtritts vom Radialaustrittsleitapparat (5) zum Luftentnahmeringkanal (7) bildet und in der eine vollständige Umlenkung der Druckluft in den Druckluftringkanal (6) stattfindet

2. Gasturbinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Spindelmuttern (18) eine aus dem Gasturbinengehäuse (4) herausragende Verlängerung (23) hat, über die die Verstellung des Strömungsteilers (8) eingeleitet wird.