DE2852057A1 - Verfahren und vorrichtung zum kuehlen einer gasturbinenschaufel - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum kuehlen einer gasturbinenschaufelInfo
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Description
HITACHI, LTD., Tokyo, Japan
Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen einer
Gasturbinenschaufel
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen einer Gasturbinenschaufel, insbesondere
ein Kühlverfahren und eine -vorrichtung mit offenem Kreislauf, wobei eine Flüssigkeit in einer Laufschaufel einer Hochtemperatur-Gasturbine
genutzt wird.
Der Wärmewirkungsgrad von Gasturbinen wird dadurch verbessert, daß die Temperatur oder der Druck eines Gases am Turbineneinlauf
erhöht wird. Bei derzeitigen Gasturbinen werden die Turbinenschaufeln mittels Luft gekühlt, und die Betriebstemperatur
ist auf 1100-1200 0C beschränkt. Um Gasturbinen
mit einer noch höheren Temperatur arbeiten zu lassen, muß ein Kühlmittel mit größerer Kühlwirkung (normalerweise Wasser)
verwendet werden. Ein Turbinenschaufel-Kühlverfahren, bei dem Wasser als Kühlmittel verwendet wird, wurde zwar
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noch nicht praktisch angewandt, es wurden jedoch bereits verschiedene Vorschläge gemacht. Ein Beispiel eines solchen
Verfahrens ist in der japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 48-25441 angegeben. Dabei wird Wasser Ton außerhalb
eines Turbinengehäuses in eine Düse geleitet, die so angeordnet ist, daß sie sich zum Fußteil einer Laufschaufel
erstreckt, die in den Außenumfang einer Rotorscheibe eingesetzt ist; das Wasser wird aus der Düse zum Fußteil der
Laufschaufel eingespritzt und fließt durch Kühlmitteldurchgänge,
die in der Laufschaufel ausgebildet sind, und tritt an der Laufschaufelspitze aus. Ein solches Kühlverfahren ist
zwar insofern vorteilhaft, als die Wärmeübertragungsleistung gut und die Kühlwirkung sehr gut ist, jedoch ergeben sich dabei
verschiedene Probleme. Insbesondere sind der !Fußteil der Laufschaufel und ein die Laufschaufel umgebender Gehäuseteil
einem Verschleiß und einer Beschädigung durch die aus der Düse gesprxtzten Wassertropfen bzw. durch die aus der Laufschaufelspitze austretenden unverdampften Wassertropfen ausgesetzt.
Wenn etwa zu viel Flüssigkeit zugeführt wurde, nimmt die aus der Laufschaufelspitze austretende unverdampfte
Flüssigkeit dem Hochtemperatur-Arbeitsgas sehr viel Wärme, um verdampfen zu können, wodurch die Temperatur des Arbeitsgases gesenkt und die Ausgangsleistung der G-asturbine verschlechtert
wird. Wenn andererseits auch nur vorübergehend die Wasserzufuhr unterbrochen wird, erhöht sich die Temperatur
der Turbinenschaufel sehr plötzlich, da das Kühlmittel nur aus dem aus der Düse abgegebenen Wasser besteht. In diesem
Fall bricht entweder die Laufschaufel aufgrund ungenügender Festigkeit, oder die Turbine muß angehalten werden. Da
ferner die Laufschaufel eine hohe Temperatur hat, besteht die Gefahr von Filmsieden. Fm Filmsieden zu verhindern, müssen
große Wassermengen mit hoher Geschwindigkeit durch die Kühlmitteldurchgänge der Schaufel strömen. Dies hat zur Folge,
daß die vorher erwähnten unverdampften Flüssigkeitstropfen austreten, so daß das Verschleißproblem erneut auftritt.
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Ferner ist bereits ein System bekannt (vgl. die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 50-73012), bei dem luft und
Wasser in das Innere einer Schaufel durch gesonderte Leitungen eingeleitet und eingespritzt werden, wobei deren Düsenteile
so angeordnet sind, daß sie den Innenflächen der zu kühlenden Schaufel gegenüberliegen. Dabei ist der.Abstand von
den Kühlmitteleinspritzöffnungen zu der Schaufelinnenfläche, die zu kühlen ist, gering, und es ist schwierig, ein homogenes
zerstäubtes Kühlmittel zu erhalten. Ferner haben die
Luft und die Flüssigkeit verschiedeneWichte. Insbesondere
in einem fliehkraftfeld besteht die Gefahr, daß die eine
größere Wichte' aufweisende Flüssigkeit in die der Umlaufrichtung der Schaufel entgegengesetzte Richtung gedruckt wird
und aufgrund der Coriolis-Kraft getrennt von der Luft strömt. Die Flüssigkeit trifft auf den zu kühlenden Seil auf und
kühlt ihn, und die Kühlwirkung variiert stark zwischen der Saug- und der Druckseite der Schaufel. Daher entsteht in dem
Schaufelwerkstoff ein deutlicher Temperaturgradient, und dies führt zu einer Erhöhung der thermischen Spannungen und bringt
die Gefahr einer Verkürzung der Schaufelstandzeit mit sich. Da bei diesem System die Flüssigkeit auf die Schaufel trifft
und sie kühlt, ergibt sich wiederum das Problem des Werkst of f-Verschleißes.
Ferner sind die US-Patentschriften 3 849 026, 3 856 423 und
3 936 227 bekannt, die sich ebenfalls auf das Kühlen von Schaufeln beziehen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Kühlen einer HOchtemperatur-Gasturbinenschaufel mit hohem
Sicherheitsgrad und starker Kühlwirkung sowie einer Kühlvorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens; dabei soll die Ausgangsleistung erhöht und der Kühlungsgrad in einfacher
Weise geändert werden.
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Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß Wasser in aus einem
Verdichter entnommene komprimierte luft eingespritzt wird, um durch das eingespritzte Wasser gekühlte Luft zu erhalten,
und daß diese Luft dann in das Innere einer Laufschaufel einer Hochtemperatur-Gasturbine zum Kühlen der Laufschaufel
geleitet wird.
Die Hochtemperatur- und Hochdruckluft aus dem Verdichter, die zum Kühlen der Laufschaufel zu verwenden ist, wird durch die
eingesprühten Wassertropfen zu einem Hiedrigtemperatur-Kühlmittel
gekühlt, bevor sie in das Laufschaufelinnere eingeführt
wird, und dann wird das Kühlmittel erst in die Laufschaufel geleitet. In der Laufschaufel verdampfen die im
Kühlmittel enthaltenen Wassertropfen und kühlen die Luft, und die !Temperatur des Kühlmittels wird niedriggehalten. Daher
kann mit der Luft die erforderliche Kühlung der Laufschaufel
zufriedenstellend erreicht werden. Der Kühlungsgrad der Laufschaufel ist in einfacher Weise dadurch regelbar, daß
die Menge der in der Luft enthaltenen Wassertropfen eingestellt wird. Das Kühlmittel ist gasförmig, und auf die Laufschaufel
oder andere Apparateteile trifft kein Wasser auf, so daß keine Beschädigung durch Verschleiß oder Abnutzung zu
befürchten ist.
Durch die Erfindung werden also ein Kühlverfahren und eine -vorrichtung angegeben, wobei ein Seil der Hochdruckluft aus
dem Endstufenbereich eines Verdichters entnommen und in eine Wassersprühkammer eingeführt wird; Wasser mit Normaltemperatur
wird in die Hochdruckluft aus einer in der Wassersprühkammer angeordneten Düse gespritzt, so daß ein gekühltes
Kühlmittel erhalten wird. Das Kühlmittel enthält hin und wieder auch Wassertropfen..Das gekühlte Kühlmittel wird in Kühlmitteldurchgänge
geleitet, die innerhalb einer Laufschaufel ausgebildet sind, so daß sie von dem IHißteil zur Spitze der
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Laufschaufel verlaufen. Wenn das Kühlmittel durch die Durchgänge
strömt, wird die Laufschaufel durch das Kühlmittel gekühlt, und nach dem Kühlen wird das Kühlmittel in eine
Hauptgasleitung der Turbine abgegeben. Wenn in dem Kühlmittel Wassertropfen enthalten sind, verdampfen sie während
des Kühlens der Laufschaufel und kühlen dadurch die Kühlmittelluft, so daß ein Temperaturanstieg des Kühlmittels unterdrückt und die Kühlwirkung erhöht wird.
Hauptgasleitung der Turbine abgegeben. Wenn in dem Kühlmittel Wassertropfen enthalten sind, verdampfen sie während
des Kühlens der Laufschaufel und kühlen dadurch die Kühlmittelluft, so daß ein Temperaturanstieg des Kühlmittels unterdrückt und die Kühlwirkung erhöht wird.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher
erläutert. Es zeigen:
Fig, 1 eine Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel
der Kühlvorrichtung nach der Erfindung
zum Kühlen der Laufschaufel einer Hochtemperatur-Gasturbine;
zum Kühlen der Laufschaufel einer Hochtemperatur-Gasturbine;
Fig. 2 Schnittansichten, deren jede ein anderes Ausfüh-
und 3 rungsbeispiel der Kühlvorrichtung nach der Erfindung darstellt; und
Fig. 4 eine Grafik, die die Beziehung zwischen der
Temperatur der komprimierten Luft und der der
Luft zugesetzten Wassermenge zeigt.
Luft zugesetzten Wassermenge zeigt.
In Fig. 2 ist ein Rotor 30 eines Yerdichters 12 einstückig
mit einem Rotor 29 einer Turbine 16 gekoppelt, und in einem
mittigen Teil des Rotors 30 ist ein Zylinderraum 35 ausgebildet, der bis zum Turbinenrotor 29 verläuft. In dem an die Turbine 16 sich anschließenden Teil des Rotors 30 ist am
Außenumfang des Raums 35 eine ringförmige Wassersprühkammer
22 durch eine ortsfeste Ringwand 37 "und einen Ringteil 46
des Rotors ausgebildet. Die Wassersprühkammer 22 ist mit der Endstufe des Verdichters 12 durch einen Spalt 21 verbunden
und steht mit dem Raum 35 durch mehrere Öffnungen 31 in Verbindung. In der die Sprühkammer 22 umgebenden ortsfesten Wand
mit einem Rotor 29 einer Turbine 16 gekoppelt, und in einem
mittigen Teil des Rotors 30 ist ein Zylinderraum 35 ausgebildet, der bis zum Turbinenrotor 29 verläuft. In dem an die Turbine 16 sich anschließenden Teil des Rotors 30 ist am
Außenumfang des Raums 35 eine ringförmige Wassersprühkammer
22 durch eine ortsfeste Ringwand 37 "und einen Ringteil 46
des Rotors ausgebildet. Die Wassersprühkammer 22 ist mit der Endstufe des Verdichters 12 durch einen Spalt 21 verbunden
und steht mit dem Raum 35 durch mehrere Öffnungen 31 in Verbindung. In der die Sprühkammer 22 umgebenden ortsfesten Wand
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37 ist eine Düse 20 so angeordnet, daß sie in die Wassersprühkammer
22 vorsteht. Diese Düse 20 ist mit einer Wasserversorgung (nicht gezeigt) verbunden und an einer Wasserleitung
36 mit einem Absperrorgan 4 "befestigt. Der größte Teil der aus der Endstufe des Verdichters 12 austretenden
Hochdruckluft wird einem Vergasungsbrenner 14- zugeführt, und Brennstoff 13 verbrennt zu einem Verbrennungsgas, das
in ein Schaufelgitter der Turbine 16 eingeleitet wird. Das Schaufelgitter befindet sich in einem G-ehäuse 1 und umfaßt
eine Leitschaufel 2, die an dem G-ehäuse 1 fest angeordnet ist, und eine Laufschaufel 7, die an einer Rotorscheibe 6
befestigt ist und mit dem Rotor umläuft. Der Rotor wird beim Durchgang des Verbrennungsgases durch das Schaufelgitter in
Drehbewegung versetzt, und die Energie des Verbrennungsgases wird als Drehkraft entnommen. Die Scheibe 6 des Turbinenrotors
29 weist mehrere Kühlmittelzufuhröffnungen 32 auf, die
radial verlaufen und mit einem Verteiler 33 verbunden sind, der so angeordnet ist, daß er einen Fußteil der Schaufel kontaktiert.
Das obere Ende des Verteilers 33 ist die Bodenfläche der auf der Rotorscheibe 6 angeordneten Laufschaufel
7, und in der Laufschaufel sind mehrere Kühlmitteldurchgänge 34 so ausgebildet, daß sie von der Bodenfläche der Laufschaufel
zu der Schaufelspitze verlaufen. Somit wird ein aus dem Verteiler 33 austretendes Kühlmittel in eine Verbrennungsgas-
oder Hauptgasleitung durch die Kühlmitteldurchgänge geleitet. Solche Kühlmitteldurchgänge 32, 33, 34 sind in
allen eine Kühlung erfordernden Stufen angeordnet.
Der größte Teil der vom Verdichter 12 komprimierten Luft wird zwar dem Vergasungsbrenner 14 zugeführt, ein Teil der Luft
wird jedoch durch den Spalt 21 nahe der Endstufe des Verdichters 12 entnommen und zu Kühlzwecken der Wassersprühkammer
22 zugeführt. Andererseits wird der Düse 20 durch die Wasserleitung 36, die mit einer Wasserversorgung verbunden ist,
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Kühlwasser zugeführt, das durch die Düse 20 in die Wassersprühkammer
22 gesprüht wird, zu sehr kleinen Wassertropfen wird und sich gleichmäßig mit der Luft mischt und diese
kühlt.
Pig. 4 zeigt "beispielsweise, daß, wenn Luft "bei Normaltemperatur
und unter Normaldruck vom Verdichter 12 auf 15 ata und 10 ata verdichtet wird, ihre Temperatur auf ca. 455 0C
bzw. 364 0O steigt. Yenn Wasser mit etwa Normaltemperatur
(bei 20 0C) eingesprüht und mit der Luft vermischt wird,
fällt die Temperatur des vermischten Kühlmittels mit dem Anstieg der der Luft zugesetzten Wassermenge, d. h. mit steigendem
Mischungsverhältnis, ab. Wenn das Mischungsverhältnis ca. 0,13 wird, verbleiben Wassertröpfchen in der Kühlmittelluft.
Wenn das Mischungsverhältnis über das bestimmte Mischungsverhältnis hinaus angehoben wird, nimmt die Menge der
Wassertröpfchen zu, jedoch erfolgt der Temperaturabfall des
Kühlmittels sehr gelinde. In diesem Pail wird die Temperatur des Kühlmittelgemischs die Sättigungstemperatur entsprechend
dem Teil- oder Partialdruck von Dampf, Die einzusprühende Wassermenge ändert sich in Abhängigkeit von der Turbineneinlauftemperatur
des Yerbrennungsgases. Durch Verstellen des Absperrorgans 4 kann ein geeigneter Wassertröpfchengehalt
der Kühlmittelluft erreicht werden. Bei manchen Werten der Turbineneinlauftemperatur des Gases kann zum Kühlen der Laufschaufel
ein vermischtes Kühlmittel (bestehend aus Luft und Dampf) verwendet werden, das durch Wassertröpfchen gekühlt
wurde und keine Wassertröpfchen enthält. Das so erhaltene Kühlmittel wird durch die Mehrzahl Öffnungen 31 in den Raum
35 geleitet. Das Kühlmittel im Raum 35 wird in die Hauptoder Verbrennungsgasleitung durch den Durchgang 32 in der
Rotorscheibe 6 i den Verteiler 33 und die Kühlmitteldurchgänge
34 in der Laufschaufel geleitet. Beim Durchströmen der
Kühlmitteldurchgänge 34 nimmt das Kühlmittel Wärme von der
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Laufschaufel 7 auf und kühlt die laufschaufel. Gleichzeitig
verdampfen die in der Luft des Kühlmittels enthaltenen Wassertröpfchen,
und die Lufttemperatur sowie die Dampftemperatür
steigen. Dieser Temperaturanstieg wird durch das Verdampfen der Wassertröpfchen des Kühlmittels stark unterdrückt.
Der Kühlmittelstrom wird in einfacher Weise dadurch sichergestellt,
daß der Druck durch den Verdichter erhöht wird, daß der statische Druck des durch die Turbinenschaufel·!! geleiteten
Hauptgases aufgrund eines Druckverlusts in dem Vergasungsbrenner
14 sowie in der Turbinenleitschaufel 2 gesenkt wird und eine Umwandlung in dynamischen Druck erfolgt, und
daß durch die Hochgeschwindigkeits-Rotation der Rotorscheibe
6 sowie der Laufschaufel 7 eine Fliehkraft erzeugt wird.
Bei einem solchen Aufbau ist die im Kühlmittel enthaltene Wassermenge sehr viel kleiner als in einem vollständig aus
Wasser bestehenden Kühlmittel. Aufgrund der geringen Wassermenge verdampft beinahe der gesamte Wassergehalt im Inneren
der Laufschaufel, und das aus der Schaufelspitze in die Hauptgasleitung austretende Kühlmittel enthält kein Wassertröpfchen,
so daß die Temperatur des Hauptgasstroms nicht abrupt
abfällt. Der Temperaturanstieg des Kühlmittels ist aufgrund der Nutzung der Verdampfungserscheinung von Wasser gering,
und es wird ein ausreichender Kühlwirkungsgrad erzielt. Ferner treffen die Wassertröpfchen nicht mit Hochgeschwindigkeit
auf die Turbinenteile auf, so daß irgendwelche Beschädigungen aufgrund von Verschleiß nicht zu befürchten sind
und eine lange Standzeit möglich ist.
Aus dem Wärmeaustauschexperiment ergibt sich, daß der Wärmeübertragungskoeffizient
bei Verwendung des aus einem Luft-Wasser-G-emisch
bestehenden Kühlmittels 3-lOmal so hoch wie
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bei Verwendung eines nur aus Luft "bestehenden Kühlmittels
ist, und zwar für Mischungsverhältnisse von ca. 0,1-0,4. Unter Berücksichtigung der niedrigen Temperatur des Kühlmittelgemischs
ist der Kühlwirkungsgrad sehr hoch.
Unter Bezugnahme auf Pig, 2 wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel erläutert. Dabei wird die Kühlluft aus einem Extraktionsspalt
2IA nahe der Endstufe des Verdichters 12 entnommen.
Sie wird in einen im Hauptteil des Rotors 30 des Verdichters
12 ausgebildeten Hohlraum 38 eingeführt und weiter in eine mit dem Hohlraum verbundene Wassersprühkammer 22A
geleitet. Eine Wasserleitung 36A ist in die Wassersprühkammer
22A durch den Hohlraum 38 des Rotorhauptteils von der Verdichterseite her eingeführt, und am Vorderende der Wasserleitung
ist eine Düse 2OA angeordnet. In der Wassersprühkammer wird das Kühlwasser 19 in die Kühlluft in der bereits
erläuterten Weise eingespritzt. Die Kühlluft gelangt in den Hohlraum 35, strömt durch die Kühlmittelzufuhröffnungen 32
in der Rotorscheibe 6 der Turbine und kühlt die Laufschaufel 7, Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die gleichen Auswirkungen
wie bei dem vorhergehenden erzielt,
Pig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, Dabei wird ein Teil der komprimierten Luft durch ein Luftentnahmerohr 41 und
eine Kühlluftentnahmeöffnung 40, die nahe dem Auslaß des Verdichters
12 vorgesehen ist, entnommen und in eine Wassersprühkammer 22B geleitet. In dieser wird das Kühlwasser 19
in die entnommene Luft mittels einer Düse 2OB eingespritzt, so daß die Luft gekühlt wird und sehr kleine Wassertropfen
darin schweben. In diesem Zustand wird die Luft durch das Gehäuse 1 und weiter durch das Innere einer Leitschaufel 2A
mittels einer Kühlmittelleitung 42 geleitet, wonach sie einer Sprühdüse 43 zugeführt wird, die an einer Membran 44 angeordnet
ist. Die die Wassertröpfchen enthaltende Kühlluft wird
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aus der Sprühdüse 43 zum Fußteil der Laufschaufel 7 gespritzt, strömt durch einen Durchgang 45 im Fuß der Laufschaufel
und gelangt zu einem Verteiler 33B, τοη dem sie durch die in der Laufschaufel 7 ausgebildeten Kühlmitteldurchgänge
34 strömt und diese Laufschaufel kühlt. Fach dem Kühlen wird die Kühlluft in den Hauptgasstrom abgegeben,
wie bereits erläutert wurde» Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Zustand des die Schaufel kühlenden Kühlmittels
der gleiche wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, und die Kühlwirkung ist im wesentlichen gleich.
Das Kühlmittel wird zwar aus der Sprühdüse 43 zum Fußteil der Schaufel gespritzt, der Absolutwert des Wassergehalts
der Kühlluft ist jedoch viel geringer als bei einem nur aus Wasser bestehenden Kühlmittel, und eine "Verschleißgefahr ergibt
sich praktisch nicht.
Bei dem erläuterten Verfahren wird also Wasser in die Kühlluft gesprüht und eingespritzt, bevor das Kühlmittel in die
Laufschaufel eintritt, so daß die Kühlluft auf eine niedrige Temperatur gekühlt wird und Wassertröpfchen enthält. Daher
erfolgt das Kühlen der Turbinenschaufel hauptsächlich durch die Kühlluft, deren Temperaturanstieg durch die Verdampfung
unterdrückt wird, und es wird eine hohe Kühlwirkung erzielt. Die Turbinenschaufel kann eine Turbineneinlauftemperatur von
ca. 1500 0C ertragen. Andererseits werden die Wassertröpfchen
nicht in den Hauptgasstrom abgegeben, so daß eine durch Wassertröpfchen zu befürchtende Abnutzung nicht erfolgt und
auch die Temperatur des Hauptgasstroms nicht durch eine Verdampfung von Wassertröpfchen gesenkt wird. Selbst wenn in
einem Notfall keine Kühlwasserzufuhr mehr erfolgt, ist der
ununterbrochene Kühlluftstrom doch gewährleistet, so daß ein abrupter Temperaturanstieg der Turbinenschaufel verhinderbar
ist.
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Bei dem aus einem Wasser-Luft-Gemisch bestehenden Kühlmittel
nach der Erfindung werden Wasser und Luft vor ihrer Zufuhr zu der Turbinenschaufel vermischt,, so daß eine einzige Art
von Kühlmittelzufuhrdurchgängen ausreicht. Da die Entfernung zu der Turbinenschaufel groß ist, wird ein gleichmäßig
vermischtes Kühlmittel erhalten, so daß eine gleichmäßige Kühlung der Turbinenschaufel möglich ist. Bei einem nur aus
Wasser bestehenden Kühlmittel dagegen wird die Temperatur zu der Sättigungstemperatur des Kühlmitteldrucks zum Zeitpunkt
der Verdampfung. Wenn gedoch das Wasser in dem hier
angesprochenen Kühlmittelgemisch verdampft, wird die Temperatur die Sättigungstemperatur entsprechend dem Partialdruck
des Wasserdampfs in dem Kühlmittelgemisch. Diese Temperatur ist niedrig, und die Turbinenschaufeltemperatur wird daher
niedriggehalten.
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Claims (1)
- / Iy Verfahren zm Kühlen einer G-asturbinenschaufel, " bei dem Hochdruckluft aus einem Verdichter durch einen Vergasungsbrenner geführt und zu Verbrennungsgas verbrannt wird, das Verbrennungsgas in eine Hauptgasleitung mit einem darin befindlichen, die Laufschaufel aufweisenden Schaufelgitter geleitet v/ird, und durch die Entspannung des Verbrennungsgases Energie entnommen wird,gekennzeichnet durchüntnehmens eines Teils der Hochdruckluft aus dem Verdichter zur Verv/endung als Kühlmittel;Sprühen von Wasser in die entnommene Luft, Venaischen von Wassertropfen mit der Luft und Kühlen der Luft zur Bildung eines Laufschaufel-Kühlmitteis;Einleiten des Kühlmittels in Kühlmitteldurchgänge im Inneren der Laufschaufel zur Kühlung derselben; undAbgeben des Kühlmittels in die Hauptgasleitung nach Kühlung der Laufschaufel.2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,680-(14959-H 54-53)-Schö"2 3/0774ORIGINALdaß beim Herstellen des Kühlmittels das Wasser so versprüht wird, dai3 das Wasser-Luft-Mischungsverhältnis ein Gewichtsverhältnis von 0,1-0,4 wird.;>. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dai? beim Herstellen des Kühlmittels Wasser mit annähernd ITormaitemperatur versprüht wird, so daß in dem durch das üinsprühen des Wassers gekühlten künlmittel V/assertropfen enthalten sind,X, Verfahren nach Anspruch ?,
dadurch gekennzeichnet,daß das Herstellen des Kühlmittels innerhalb eines Kühlmittelclurchgangs erfolgt, der so ausgebildet ist, daß er von einer öndstufe des Verdichters zu iOinlässen der Kühlmitteldurchgänge der Laufschaufel verläuft.5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,daß das Kühlmittel in einen durch eine Turbinenrotorscheibe und eine Membran definierten Durchgang gesprüht wird, bevor es in einen ersten in der Laufschaufel ausgebildeten Kühlnitteldurcngan/-: eintritt.6. KUh] vorrichtung für eine daoturbinenschaufel,bei der Hochdruckluft atis einem Verdichter durch einen Vergasungsbrenner geführt und zu Verbrennungsgas verbrannt viirö, das Verbrennungsgas in eine Hauptgasleitung mit einem darin befindlichen, die laufschaufel aufweisenden Schaufelgitter geleitet v/ird, und durch die Entspannung des Verbrennungsgases Energie entnommen v/ird,,qrekennzeichriet durch909823/07? heine Wassersprühkammer (22) zum Einsprülien von Wasser in aus dem Verdichter (12) entnommene Luft zwecks Herstellens eines gekühlten Kühlmittels;einen Durchgang (21) zum Einleiten der Luft aus einer Endstufe des Verdichters (12) in die Wassersprühkammer (22);eine in der Wassersprühkammer (22) angeordnete Düse (20), die über eine Wasserleitung (36) mit einer Wasserversorgung verbunden ist;einen ersten Kühlmitteldurchgang (34)s der in der Turbinenlaufschaufel (7) zum Kühlen derselben ausgebildet ist und turbinenrotorseitig einen Einlaß sowie auf der entgegengesetzten Seite einen Auslaß aufweist, durch den das Kühlmittel in die Hauptgasleitung in Radialrichtung ausströmt; und -■"".-".einen zweiten Kühlmitteldurchgang (31, 33, 35)5 durch den die Wassersprühkammer (22) und der Einlaß des ersten Kühlmitteldurchgangs (34) in der Laufschaufel (7) der Turbine verbunden sind,7„ Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß die Wassersprühkammer (22) außerhalb einer Welle zwischen dem Endstufenteil des Verdichters (12) und einer Rotorscheibe (6) einer ersten Stufe der Turbine ausgebildet ist, und daß die Düse (20), die mit der von außerhalb eines Gehäuses (l) eingeführten Wasserleitung (36) verbunden ist, an einer ortsfesten Wand (37) an. einer Außenseite in Radialrichtung angeordnet ist.S0 Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß der zweite Kühlmitteldurchgang umfaßt: einen in einem Mittenteil eines Rotors (30) ausgebildeten Hohlraum (35),§09823/0774eine in der Rotorscheibe (6) ausgebildete und mit dem Hohlraum (35) in Terbindung stehende Öffnung (32), und einen Verteiler (33).9. Kühlvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,daß die Wassersprühkammer (22A) ein Teil (38) eines Hohlraums (35), der den Mittenteilen einer Welle des Verdichters (12) und der Turbine gemeinsam ist, ist, daß die Düse (20A) an der in dem Hohlraumteil (38) positionierten Wasserleitung (36A) angeordnet und die Welle (30) durchsetzend eingeführt ist, und daß der zweite Kühlmitteldurchgang den Hohlraumteil (38), eine in der Turbinenrotorscheibe-(6) ausgebildete Öffnung (32) und einen Verteiler (33), der in einem Turbinenlaufschaufel-Befestigungsteil der Rotorscheibe (6) ausgebildet ist, umfaßt (Fig. 2).10. Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß die Wassersprühkammer (22B) außerhalb des Turbinengehäuses (l) angeordnet ist, und daß der zweite Kühlmitteldurchgang umfaßt: einen Kanal (45), der durch die Turbinenrotorsoheibe und eine an einer Leitschaufel (2) der Turbinen- · rotorscheibe gegenüberliegend angeordnete Membran (44) definiert ist, eine Kühlmittelsprühdüse (43), die an der Membran (44) befestigt ist, eine die Sprühdüse (43) und die Wassersprühkammer (22B) verbindende Leitung (42) und einen in einem Pußteil der Laufschaufel (7) ausgebildeten Verteiler (33B) (Pig. 3).909823/0774
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