DE2837714A1 - Compact gas turbine unit - uses turbine exhaust to evaporate pressurised water, resulting steam being introduced in compressor outlet line to turbine - Google Patents

Compact gas turbine unit - uses turbine exhaust to evaporate pressurised water, resulting steam being introduced in compressor outlet line to turbine

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DE2837714A1 DE19782837714 DE2837714A DE2837714A1 DE 2837714 A1 DE2837714 A1 DE 2837714A1 DE 19782837714 DE19782837714 DE 19782837714 DE 2837714 A DE2837714 A DE 2837714A DE 2837714 A1 DE2837714 A1 DE 2837714A1
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    • F01K21/047Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas having at least one combustion gas turbine

Abstract

The unit comprises a turbine (12) driving a compressor (10) and connected to this via a combustion chamber (14). The turbine exhaust is led through the primary circuit of an evaporator (15) whose secondary circuit receives water pressurised by a pump (17) up to the turbine inlet pressure. The steam produced in the evaporator is introduced (18) into the compressed air line between compressor and turbine, and may first be superheated. A turbo-charger may be arranged upstream of the compressor (10) and connected to this via a heat exchanger, the turbine of the charger being connected to the turbine (12) outlet, pref. via a further combustion chamber.

Description

Gasturbineneinheit in kompakter BauweiseGas turbine unit in a compact design

Die Erfindung betrifft eine Gasturbineneinheit in kompakter Bauweise, deren Turbine mit dem mit ihr auf einer Welle sitzenden Verdichter über eine Brennkammer in Verbindung steht und mit diesen Teilen zu einer Kompakteinheit zusemmengefeßt ist. Der Kürze wegen sollen solche Einheiten im Folgenden als Kompakteinheit bezeichnet werden.The invention relates to a gas turbine unit with a compact design, its turbine with the compressor sitting on a shaft with it via a combustion chamber is in connection and together with these parts to form a compact unit is. For the sake of brevity, such units will hereinafter be referred to as compact units will.

Die sogenannten Kompakteinheiten der vorgenannten Art zeichnen sich durch äußerst geringen Raumaufwand, leichte Bauweise und preiswerte Herstellung aus, sie haben aber den Nachteil eines relativ schlechten Wirkungsgrades, wobei hinzukommt, daß hier die Verbesserungsmaßnahmen, die man bei normalen Gasturbinen ergreifen kann, z.B. Zwischenschaltung eines Wärmeaustauschers zwischen Verdichter und Brennkammer, der sekundärseitig von den heißen Turbinenabgasen beaufachlagt ist, aus geometrischen bzw. räumlichen Gründen nicht möglich sind, so daß die heißen Turbinanabgase nicht direkt verwertet werden können. Aus diesem Grunde ist auch der Einsatzbereich der Gasturbinenkompakteinheiten trotz ihrer geometrischen Vorzüge nur beschränkt.The so-called compact units of the aforementioned type are distinguished due to extremely low space requirements, light construction and inexpensive manufacture off, but they have the disadvantage of a relatively poor efficiency, with Added to this is the improvement measures that can be taken with normal gas turbines can take, e.g. interposition of a heat exchanger between the compressor and the combustion chamber, which is exposed to the hot turbine exhaust gases on the secondary side is not possible due to geometrical or spatial reasons, so that they are called Turbine exhaust gases cannot be recycled directly. For this Reasons is also the area of application of the gas turbine compact units despite their geometric Benefits only limited.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, zur Vermeldung der obigen Nachteile bei Kompakteinheiten der vorgenannten Art eine Verbesserung des Wirkungsgrades und Steigerung der Leistung zu erzielen.The aim of the present invention is to report the above disadvantages in compact units of the aforementioned type an improvement of efficiency and increase in performance.

Zu dem oben genannten Zweck ist gemaß der Erfindung bei einer Gasturbineneinheit in kompakter Bauweise, deren Turbine mit dem mit ihr auf einer Welle sitzenden Verdichter Ober eine Brennkammer in Verbindung steht und mit diesen Teilen zu einer Kompakteinheit zusamtnengefaßt ist vorgesehen, daß der Auslaß der Turbine der Kompakteinheit mit der Primärpartie eines sekundärseitig von Wasser, das mittels einer Pumpe auf den Turbineneintrittsdruck gebracht worden ist, besufschlagten Verdampfers in Verbindung steht, von dem der erzeugte Dampf evtl. nach Überhitzung in den Luftkreis zwischen Verdichter und Turbine der Kompakteinheit eingebracht wird.For the above purpose, according to the invention, there is a gas turbine unit in a compact design, its turbine with the compressor sitting on a shaft with it Is connected via a combustion chamber and with these parts to form a compact unit together it is provided that the outlet of the turbine of the compact unit with the primary part of a secondary side of water, which is fed to the by means of a pump Turbine inlet pressure has been brought into connection with the pressurized evaporator from which the generated steam possibly after overheating in the air circuit between Compressor and turbine of the compact unit is introduced.

Bei einer Anordnung der vorgenannten Art steht der Turbine etwa derselbe Druck aber ein wesentlich größeres Volumen (das zugeführte Dampfvolumen ist zusätzlich vorhanden) zur Verfügung, so daß sie nunmehr eine wesentlich gröbere Wellenleistung erzeugen kann. Da gleichzeitig die Energie der bei den bekannten Anordnungen vergleichbaren Art direkt zum Schornstein geführten heißen Abgase noch ausgenutzt wird, ergibt sich bei der neuen Anordnung eine wesentliche Erhöhung des Uirkungegrades, die evtl. mehr als 50 % betragen kann.In an arrangement of the aforementioned type, the turbine is roughly the same Pressure but a much larger volume (the supplied steam volume is additional available), so that they now have a much coarser wave power can generate. Since at the same time the energy is comparable to that of the known arrangements Kind of hot led directly to the chimney Exhaust gases still used the new arrangement results in a substantial increase in the degree of ineffectiveness, which can possibly be more than 50%.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einer Anordnung der hier in Frage stehenden Art dem Verdichter der Einheit ein Turbolader vorgeschaltet ist, dessen Verdichter auslaßseitig Ober einen Wärmeaustsuscher mit dem EinlaR des Verdichters der Kompakteinheit in Verbindung steht und dessen Turbine einlaßseitig vorzugsweise über eine Brennkammer mit dem Auslaß der Turbine der Kompakteinheit in Verbindung steht und auslaßseitig mit der Primärpartie eines sekundärseitig von Wasser, das mittels einer Pumpe auf den Turbinensintrittsdruck gebracht worden ist, beaufschlagten Verdampfers in Verbindung steht, von dem der erzeugte Dampf evtl. nach Überhitzung in den Luftkreis zwischen Verdichter und Turbine der Kompakteinheit eingebracht wird.It is particularly advantageous when in an arrangement of the here in The type in question is a turbocharger upstream of the compressor of the unit, its compressor on the outlet side via a heat exchanger with the inlet of the compressor the compact unit is in communication and its turbine is preferably on the inlet side in communication with the outlet of the turbine of the compact unit via a combustion chamber stands and on the outlet side with the primary part of a secondary side of water that has been brought to the turbine inlet pressure by means of a pump, acted upon Evaporator is in connection, from which the generated steam possibly after overheating introduced into the air circuit between the compressor and turbine of the compact unit will.

Die vorgenannten Maßnahmen bringen den Vorteil einer weiteren Leistungssteigerung und vor allem Verbesserung des Wirkungsgrades mit sich.The aforementioned measures bring the advantage of a further increase in performance and above all, improvement in efficiency with it.

Insgesamt ergibt sich also, daß man mit der erfindungsgemäßen Anordnung mit ganz billigen Zusatzelementen unter Beibehaltung des Kompaktsystems ganz erhebliche, bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung stark in's Gewicht fallende LeistungBsteMerungen und Wirkungsgradverbesserungen erhält.Overall, it follows that with the arrangement according to the invention with very cheap additional elements while maintaining the compact system very considerable, When calculating profitability, performance considerations are of great importance and receives efficiency improvements.

Die Anordnung kann z.B. auch so getroffen sein, daß der in dem dem Schornstein vorgeschalteten Wärmeaustauscher erzeugte Dampf in die Leitung zwischen der der Turbine der Kompakteinheit vorgeschalteten Brennkammer und der Turbine der Kompakteinheit eingeführt wird. Die Anordnung kann jedoch z.B. auch so getroffen sein, daß der in dem dem Schornstein vorgeschalteten Wärmeaustauschen erzeugte Dampf in die Leitung zwischen dem Verdichter der Kompakteinheit und der Brennkammer eingeführt wird, die der Turbine der Kompakteinheit vorgeschaltet ist. Das Einführen des Dampfes nach der Brennkammer hat gegenüber der Anordnung bei der der Dampf vor der Brennkammer eingeführt wird, den Vorteil, daß hier der Druckabfall, der beim Eintreten des Gases in die Brennkammer eintritt, nicht in Rechnung gestellt werden muß.The arrangement can, for example, also be made so that the in the dem Upstream chimney heat exchanger generated steam in the line between the combustion chamber upstream of the turbine of the compact unit and the turbine of the Compact unit is introduced. However, the arrangement can also be made in this way, for example be that the steam generated in the heat exchange upstream of the chimney introduced into the line between the compressor of the compact unit and the combustion chamber which is connected upstream of the turbine of the compact unit. Introducing the steam after the combustion chamber has compared to the arrangement in which the steam in front of the combustion chamber is introduced, the advantage that here the pressure drop that occurs when the gas enters enters the combustion chamber, does not have to be billed.

Die Erfindung und ihre Vorteile wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten verschiedenen Ausführungsformen näher erläutert und dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine sogenannte Kompakteinheit bekannter Art in einer schematischen Seitenansicht im Schnitt, Fig. 2 eine erste Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung in diagrammatischer schematischer Darstellung und Fig. 3 eine Variante zu der Anordnung nach Fig. 2 in derselben Darstellungsweise wie in Fig. 2.The invention and its advantages are illustrated in the drawings illustrated various embodiments explained in more detail and shown. It 1 shows a so-called compact unit of known type in a schematic form Side view in section, FIG. 2 shows a first embodiment of the subject matter of FIG Invention in a diagrammatic schematic representation and FIG. 3 a variant to the arrangement according to FIG. 2 in the same representation as in Fig. 2.

Bei der in Fig. 1 der Zeichnung gezeigten Kompakteinheit ansich bekannter Art ist der Verdichter mit 1 bezeichnet, während die auf einer Welle mit dem Verdichter sitzende Turbine mit 2 bezeichnet ist. 3 ist die Brennkammer, 4 der Lufteintritt, 5 der Austritt. Die Gasstrdmung innerhalb der Kompakteinheit erfolgt gemäß den Pfeilen 6. Bei einer solchen Anordnung tritt das Gas noch heiß, z.B. mit einer Tempsratur von 6500 aus. Dies kompakte Bauweise hat konstruktive und geometrische Vorteile, da Turbine und Verdichter auf einer Welle direkt nebeneinander sitzen, nur ist bei dieser Anordnung nicht die Möglichkeit gegeben, z. a. zur Einsparung von Energie einen Wärmeaustauscher zwischenzuschalten. Kompakteinheiten dieser Art haben aus den obigen Gründen einen relativ kleinen Wirkungsgrad, dieser Wirkungsgrad kann z.B. unter 10 % liegen.In the case of the compact unit shown in FIG. 1 of the drawing, it is known per se The type of compressor is denoted by 1, while the one on a shaft with the compressor seated turbine is designated with 2. 3 is the combustion chamber, 4 is the air inlet, 5 the exit. The gas flow within the compact unit takes place according to the arrows 6. With such an arrangement, the gas comes out still hot, e.g. at a temperature from 6500. This compact design has structural and geometric advantages, since the turbine and compressor sit directly next to each other on a shaft, only is at this arrangement is not given the opportunity, for. a. to save energy to interpose a heat exchanger. Compact units of this type have the above reasons a relatively small efficiency, this efficiency can e.g. below 10%.

Die Erfindung hat sich, wie bereits ausgeführt, zum Ziel gesetzt, die obigen Nachteile zu vermeiden. Anordnungen, die diesem Zweck dienen, sind in Fig. 2 und 3 dargestellt.As already stated, the invention has set itself the goal of avoid the above disadvantages. Arrangements that serve this purpose are in Fig. 2 and 3 shown.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist der Verdichter mit 10 bezeichnet, der mit einem Getriebe 11 gekoppelt ist, das z.B. zu einem Generator oder zu einer anderen Maschine führen kann, außerdem ist der Verdichter 10 direkt mit der Turbine 12 gekoppelt. Die kalte Luft wird bei 13 in den Verdichter eingeführt, wird verdichtet, geht sodann durch die Brennkammer 14 in die Turbine 12 hinein, anschließend geht die Luft aus dem Niederdruckteil der Turbine in den Wärmesustauscher 15 und von diesem zum Schornstein 16. Der Wärmesustauecher wird eekundärseitig mit Wasser beaufschlagt, das mit Hilfe der Pumpe 17 auf den Druck gebracht worden ist, der vor der Turbine herrscht.In the arrangement according to FIG. 2, the compressor is denoted by 10, which is coupled to a transmission 11, for example to a generator or to a other machine can lead, moreover, the compressor 10 is directly connected to the turbine 12 coupled. the cold air is introduced into the compressor at 13, is compressed, then goes through the combustion chamber 14 into the turbine 12, then the air goes from the low-pressure part of the turbine into the heat exchanger 15 and from this to the chimney 16. The heat exchanger is on the secondary side Acted upon by water which has been pressurized with the aid of the pump 17, that prevails in front of the turbine.

Dieses Wasser wird ii Wärmeaustauscher verdampft und wird dann als Dampf evtl. nach Uberhitzung in den Luftkreis zwischen Verdichter und Turbine durch die Leitung 18 hindurch zurückgeführt. Wenn vor dem Verdichter der Druck P1 und nach dem Verdichter der Druck P2 herrscht, so hat die Turbine das Druckgefälle P2 : P1 zum Abbauen zur Verfügung, zusätzlich aber ist nicht vorhanden/ nur das Volumen, das vom Verdichter gefördert worden ist, sondern hinzu kommt such noch das Volumen D, das durch die Leitung 18 ale Dampf ankommt. Auf diese Weise kann natürlich die Turbine erheblich mehr Wellenleistung erzeugen, diese zusätzliche Wellenleistung muß sie nicht an den Verdichter abgeben, sondern an der Abgabeseite über das Getriebe 11. Gleichzeitig wurde im Wärmeaustauscher 15 die Energie des heißen Abgase suagenutit, was bedeutet, daß gleichzeitig der Wirkungsgrad in der neuen Anlage gegenüber dem Wirkungsgrad der bekannten Anordnung nach Fig. 1 erheblich gesteigert worden ist. Bei der srfindungsgemäßen Anordnung wird also der Vorteil der kompakten Bauweise gemäß Fig.l mit einer erheblichen Leistungssteigerung und einer sehr großen Verbesserung des Wirkungsgrades verbunden.This water is evaporated ii heat exchanger and is then called Steam, possibly after overheating, enters the air circuit between the compressor and the turbine the line 18 returned therethrough. If the pressure P1 and after the compressor the pressure P2 prevails, the turbine has the pressure gradient P2 : P1 available for dismantling, but is also not available / only the volume, that has been conveyed by the compressor, but also add the volume D arriving through line 18 all steam. In this way, of course, the Turbine generate considerably more shaft power, this additional shaft power does not have to deliver it to the compressor, but to the delivery side via the gearbox 11. At the same time, the energy of the hot exhaust gas was suagenutit in the heat exchanger 15, which means that at the same time the efficiency in the new system compared to the The efficiency of the known arrangement according to FIG. 1 has been increased considerably. In the case of the arrangement according to the invention, the advantage of the compact design is thus obtained according to Fig.l with a significant increase in performance and a very large improvement the efficiency connected.

In Fig. 3 ist eine weitere Variante des Erfindungagegenstandes gezeigt, bei der dem Verdichter der Einheit ein Turbolader vorgeschaltet ist, dessen Verdichter auslaßseitig über einen Wärmeaustauscher mit dem Einlaß des Verdichters der Einheit in Verbindung steht und dessen Turbine einlaßseitig vorzugsweise Ober eine Brennkammer mit dem Auslaß der Turbine der Einheit in Verbindung steht und suslsßeeitig mit der Primärpartie eines sekundäreeitig von Wasser, das mittels einer Pumpe auf den Turbineneintrittedruck gebracht worden ist, bseufschlegten Verdampfers in Verbindung steht, von dem der erzeugte Dampf evtl. nach Überhitzung in den Luftkreis zwischen Verdichter und Turbine eingebracht wird. Der Verdichter der Turboladere ist bei 20 gezeigt, 21 ist die Turbine des Turboladers. Die Kaltluft kommt bei 22 in den Verdichter unter dem Druck P1 an und wird in diesem auf PZ verdichtet. Vom Verdichter 20 des Turboladers gelangt die verdichtete Luft in den Wärmesustauscher 23, in dem sie abgekühlt wird, um anschließend in das Kopaktsyetem mit dem Verdichter 24 und der auf dessen Welle direkt angekoppelten Turbine 25 zu gelangen. Vor dem Verdichter der Kompakteinheit herrscht jedoch nicht mehr der Druck P1 wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sondern der Druck P2, der durch den Verdichter des Turbuladers erzielt srden ist, im Verdichter der Kompakteinheit 24 wird die Luft auf den höheren Druck P3 gebracht, mit diesem Druck P3 geht die Luft durch die Brennkammer 26 hindurch und in die Turbine 25 der Kompakteinheit hinein und von dieser Turbine evtl. nach Überhitzung bei 27 mit dem hohen Druck P3 in die Turbine 21 des Turholaders, von wo sie dann zum Wärmeaustauscher 28 geführt wird, in dem die heißen Abgase, die nach Verlassen des Wärmesustauschere bei 29 in den Schornstein geführt werden, durch sekundärseitig zugeführten Wasser, das mittels der Pumpe 30 auf den Turbineneintrittsdruck (Druck vor der Turbine 25 der Kompakteinheit) en/ gebracht worden ist, gekühlt wert. Das im WErmsaustauscher erhitzte Wasser wird hierbei verdampft und wird anschliEßend evtl. nach Überhitzung durch die Leitung 31 hindurch in den Luftkreis zwischen Verdichter und Turbine eingebracht. Bei dieser Anordnung wird also eine weitere Verbesserung des Wirkungagrades und eine Leistungssteigerung mit ganz einfachen, in der Herstellung billigen Zusatz elementen unter Beibehaltung des sogenannten Hompaktsystems erzislt.In Fig. 3, a further variant of the subject invention is shown, in which the compressor of the unit is preceded by a turbocharger, its compressor on the outlet side via a heat exchanger with the inlet of the compressor of the unit is in connection and its turbine on the inlet side, preferably above a combustion chamber communicates with the outlet of the turbine of the unit and on the outlet side with the primary part of a secondary side of water, which by means of a pump on the Turbine inlet pressure has been brought into contact with the evaporator from which the generated steam possibly after overheating in the air circuit between Compressor and turbine is introduced. The compressor of the turbocharger is at 20, 21 is the turbine of the turbocharger. The cold air comes into the at 22 Compressor under pressure P1 and is compressed in this to PZ. From the compressor 20 of the turbocharger, the compressed air enters the heat exchanger 23, in which it is cooled to then in the Kopaktsyetem with the compressor 24 and the turbine 25 directly coupled to its shaft. Before the compressor However, the compact unit is no longer the pressure P1 as in the embodiment 2 but the pressure P2, which is achieved by the compressor of the turbocharger srden, in the compressor of the compact unit 24 the air is at the higher pressure P3 brought, with this pressure P3 the air passes through the combustion chamber 26 and into the turbine 25 of the compact unit and possibly afterwards from this turbine Overheating at 27 with the high pressure P3 in the turbine 21 of the turbo charger, from where they is then passed to the heat exchanger 28, in which the hot Flue gases that led to the chimney at 29 after leaving the heat exchanger are, by the secondary side supplied water, which by means of the pump 30 on the Turbine inlet pressure (pressure in front of the turbine 25 of the compact unit) s / brought has been chilled worth it. The water heated in the heat exchanger is evaporated in the process and is then possibly after overheating through the line 31 into the Air circuit introduced between compressor and turbine. With this arrangement thus a further improvement in the degree of effectiveness and an increase in performance with very simple, inexpensive to manufacture additional elements while retaining the same of the so-called compact system.

Erfindungsgemäß wird also eine wesentliche Verbesserung des Wirkungegrades und der Leistungsetei-gerung dadurch erreicht, daß der Turbinenabgasstrom einen Vsrdampfer durchsetzt, indem sekundärseitig Wasser, das durch eins Pumpe auf den Turbinenein*tritidruck gebracht worden ist, verdampft und überhitzt wird, um anschließsnd in den Luftkreis zwischen Verdichter und Turbine eingebracht zu werden.According to the invention, therefore, there is a substantial improvement in the degree of effectiveness and the increase in performance achieved in that the turbine exhaust gas flow a Vsrdampfer permeated by the secondary side water that is pumped to the Turbine inlet pressure has been brought, evaporated and superheated, in order to then to be introduced into the air circuit between the compressor and turbine.

Eine weitere Vereinfachung des Aufbaus und Verbesserung des Wirkungsgrade3 durch bessere Ausnutzung der Energie ergibt sich dann, wenn man bei der Anordnung nach Fig. 3 den Auslaß 35 der Sekundärseite des zwischen dem Verdichter 20 des Turboladere 20, 21 und dem Verdichter 24 der Kompakteinheit 24, 25 angeordneten Wärmesustauschere 23 mit der Zuführleitung 36 zu der Pumpe 30 verbindet, die das auf den Turbineneintrittsdruck gebrachte Wasser dem dem Schornstein 29 vorgeschalteten WErmesuetauscher 28 zuführt. Es leuchtet ein, daß hierdurch weitere Energie, die im Wärmeaustauscher 23 anfällt, ausgenutzt werden kann.A further simplification of the structure and improvement of the efficiency 3 better utilization of the energy then results when one in the arrangement 3, the outlet 35 of the secondary side of the between the compressor 20 of the turbocharger 20, 21 and the compressor 24 of the compact unit 24, 25 arranged Heat exchangers 23 connects to the supply line 36 to the pump 30, which controls the turbine inlet pressure brought water to the heat exchanger 28 upstream of the chimney 29. It is clear that this results in more energy that accumulates in the heat exchanger 23, can be exploited.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 ist die Anordnung so getroffen, daß der in dem dem Schornstein 16 bzw. 29 vorgeschalteten Wärmeaustauscher 15 bzw. 28 erzeugte Dampf in die Leitung eingeführt wird, die zwischen der der Turbine 12 bzw. 25 der Kompakteinheit 10, 12 bzw. 24, 25 vorgeschalteten Brennkammer 14 bzw. 26 und der Turbine 12 bzw. 25 der Kompakteinheit verläuft,vgl.In the embodiments according to FIGS. 2 and 3, the arrangement is made so that the in the chimney 16 or 29 upstream heat exchanger 15 or 28 generated steam is introduced into the line between that of the turbine 12 or 25 of the compact unit 10, 12 or 24, 25 upstream combustion chamber 14 or 26 and the turbine 12 or 25 of the compact unit runs, cf.

37 bzw. 38. Diese Variante ist in den Fig. der Zeichnung gestrichelt eingetragen. Eine andere Variante, die zwar auch möglich-, jedoch weniger günstig ist, ist in den Fig. 2 und 3 der Zeichnung punktiert eingezeichnet. Gemäß dieser Variante wird der in-dem dem Schornstein 16 bzw. 29 vorgeschalteten Wärmesustauscher 15 bzw.37 and 38. This variant is shown in dashed lines in the figures of the drawing registered. Another variant, which is also possible, but less favorable is, is shown in dotted lines in Figs. 2 and 3 of the drawing. According to this A variant is the heat exchanger connected upstream of the chimney 16 or 29 15 or

28 erzeugte Dampf in die Leitung zwischen dem Verdichter 10 bzw.28 generated steam in the line between the compressor 10 and

24 der Kompakteinheit 10, 12 bzw. 24, 25 und der Brennkammer 14, 26 eingeführt, die der Turbine 12, 25 der Kompakteinheit 10, 12 bzw. 24, 25 vorgeechaltet ist, wie bei 39 bzw. 40 dargestellt ist (punktierter Leitungsabachnitt). Die estgezeigte Variante (gestrichelte Variante, Mündung bei 37 bzw. 38) ist günstiger als die zweitgezeigte Variante (punktiert gezeichnete Variante), weil im letzteren Fall auch noch Druckverluste vorhanden sind, die sich wegen des Druckabfalls beim Eintritt in die Brennkammer (großes Volumen muß durch die kleinen Löcher in der Brennkammer hindurchreichen) ergeben.24 of the compact unit 10, 12 or 24, 25 and the combustion chamber 14, 26 introduced upstream of the turbine 12, 25 of the compact unit 10, 12 and 24, 25, respectively is, as shown at 39 or 40 (dotted line section). The est shown Variant (dashed variant, mouth at 37 or 38) is cheaper than the second shown Variant (dotted variant), because in the latter case there are also pressure losses that are present themselves because of the pressure drop when entering the combustion chamber (large volume must go through the small holes in the combustion chamber pass through).

Je nach Turbinsnaustrittstempsratur läßt sich mit 10 bis 50 % Gewichtsanteilen Dampf die Wellenleistung und der Wirkungsgrad der Gasturbineneinheit verdoppeln, was uor allen Dingen damit zt-mmsnhängt, daß die notwendige Verdichterleistung von dem oben beschriebenen Eingriff unbeeinflußt bleibt. Bei der Nachbrüstung einer Gasturbinenkompakteinheit mit zusätzlicher Dampfeinspritzung können die TurbinenausatrömveThäItnisse durch das Absenken der Brennkammertemperatur konstant gehalten werden, was den zusätzlichen Vorteil mit sich bringt, daß die Lebensdauer erhöht werden kann.Depending on the turbine outlet temperature, 10 to 50% proportions by weight can be used Steam doubles the shaft power and the efficiency of the gas turbine unit, what depends on all things that the necessary compressor capacity of remains unaffected by the intervention described above. When retrofitting a Compact gas turbine unit with additional steam injection can reduce the turbine flow conditions be kept constant by lowering the combustion chamber temperature, which increases the additional The advantage is that the service life can be increased.

Claims (5)

Essturbineneinheit in kompakter Bauweise Anspr'üche cGasturbinsneinheit in kompakter Bauweise, deren-Turbine mit dem mit ihr suf einer Welle sitzenden Verdichter über eine Brennkammer in Verbindung steht und mit diesen Teilen ein/ zu einer Kompaktheit zusammengefaßt ist, dadurch gskennzeichnet, daß der Auslaß der Turbine (12, 25) der Kompakteinheit mit der Primärpartie eines sskundärseitig von Wasser, das mittels einer Pumpe (17, 30) auf den Turbineneintrittsdruck gebracht worden ist, beaufschlagten Verdampfers (15, 28) in Verbindung steht, von dem der erzeugte Dampf (Leitung 18 bzw. 31) evtl. nach Überhitzung in den Luftkreis zwischen Verdichter (10, 24) und Turbine (12, 25) der Kompakteinheit eingebracht wird. Essturbineneinheit in compact design claims cGasturbinsneinheit in a compact design, its turbine with the compressor sitting on a shaft with it is in communication via a combustion chamber and with these parts a / to a compactness is summarized, characterized in that the outlet of the turbine (12, 25) the compact unit with the primary part of a secondary side of water, which by means of a pump (17, 30) has been brought to the turbine inlet pressure, acted upon Evaporator (15, 28) is in communication, from which the generated steam (line 18 or 31) possibly after overheating in the air circuit between compressor (10, 24) and Turbine (12, 25) of the compact unit is introduced. 2. Gasturbineneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verdichter (24) der Kompakteinheit (24, 25) ein Turbolader (20, 21) vorgeschaltet ist, dessen Verdichter (20) auslaßseitig über einen Wärmeaustauscher (23) mit dem Einlaß des Verdichters (24) der Kompakteinheit (24, 25) in Verbindung steht und dessen Turbine (21) einlaßseitig vorzugsweise über eine Brennksmmer (27) mit dem Auslaß der Turbine (25) der Kompakteinheit (24, 25) in Verbindung steht und auslaB-seitig mit der Primärpartie eines sekundereeitig von Wasser, das mittels einer Pumpe (30) auf den Turbineneintrittsdruck gebracht worden ist, beaufschlagten Verdampfers (28) in Verbindung steht, von dem der erzeugte Dampf evtl. nach Überhitzung (Leitung 31) in den Luftkreis zwischen Verdichter (24) und Turbine (25) der Kompakteinheit (24, 25) eingebracht wird.2. Gas turbine unit according to claim 1, characterized in that the compressor (24) of the compact unit (24, 25) is preceded by a turbocharger (20, 21) is, the compressor (20) on the outlet side via a heat exchanger (23) with the Inlet of the compressor (24) of the compact unit (24, 25) is in communication and whose turbine (21) is preferably connected to the inlet side via a combustion chamber (27) The outlet of the turbine (25) of the compact unit (24, 25) is in communication and on the outlet side with the primary part of a secondary side of water, which by means of a pump (30) has been brought to the turbine inlet pressure, pressurized evaporator (28) is in connection, from which the generated steam possibly after overheating (line 31) into the air circuit between the compressor (24) and turbine (25) of the compact unit (24, 25) is introduced. 3. GasturbinenEinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (35) der Sekundärseite des zwischen dem Uerdichter (20) des Turboladers (20, 21) und dem Verdichter (24) der Kompakteinheit angeordneten Wärmeaustauschers (23) mit der ZufUhrleitung zu der Pumpe (30) verbunden ist, die das auf den Turbineneintrittsdruck gebrachte Wasser dem dem Schornstein (29) vorgeschalteten Wärmeaustauscher (28) zuführt.3. Gas turbine unit according to claim 2, characterized in that the outlet (35) of the secondary side of the between the compressor (20) of the turbocharger (20, 21) and the compressor (24) of the compact unit arranged heat exchanger (23) is connected to the supply line to the pump (30), which controls the turbine inlet pressure brought water to the heat exchanger (28) upstream of the chimney (29) feeds. 4. Gasturbineneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem dem Schornstein (16, 29) vorgeschalteten Wärmeaustauscher (15, 28) erzeugte Dampf in die Leitung zwischen der der Turbine (12, 25) der Kompakteinheit (10, 12 bzw. 24. 25) vorgeschalteten Brennkammer (14, 26) und der Turbine (12, 25) der Kompakteinheit (10, 12 bzw.4. Gas turbine unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the one upstream of the chimney (16, 29) Heat exchanger (15, 28) generated steam in the line between that of the turbine (12, 25) of the compact unit (10, 12 or 24. 25) upstream combustion chamber (14, 26) and the turbine (12, 25) the compact unit (10, 12 or 24, 25) eingeführt wird.24, 25) is introduced. dadurch gekennzeichnet, characterized, 5. Gasturbineneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der der in dem dem Schornstein (16, 29) vorgeschalteten W6.rmeauatauscher (15, 28) erzeugte Dampf in die Leitung zwischen dem Verdichter (10, 24) der Kompakteinheit (10, 12 bzw 24, 25) und der Brennkammer (14, 26) eingeführt wird, die der Turbine (12, 25) der Kompakteinheit (10, 12 bzw. 24. 25) vorgeschaltet ist.5. Gas turbine unit according to one of the claims 1 to 3, the one in the W6.rmeauatauscher upstream of the chimney (16, 29) (15, 28) generated steam in the line between the compressor (10, 24) of the compact unit (10, 12 or 24, 25) and the combustion chamber (14, 26) is introduced, which is the turbine (12, 25) of the compact unit (10, 12 or 24, 25) is connected upstream.
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