DE2913144C2

DE2913144C2 - Gasturbinenanlage

Info

Publication number: DE2913144C2
Application number: DE2913144A
Authority: DE
Inventors: Martin Maansson; Ragnar Finspång Torstenfelt
Original assignee: Stal Laval Turbin AB
Current assignee: ABB Stal AB
Priority date: 1978-04-11
Filing date: 1979-04-02
Publication date: 1983-01-05
Also published as: GB2022797A; DE2913144A1; GB2022797B; US4245463A; SE7804024L; SE410989B

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beim Ingangsetzen einer solchen Gasturbinenanlage muß das Wirbeoett der Brennkammer auf Zündtemperatur erhitzt werden, bevor 3rennstoff zugeführt werden kann. Diese Erhitzung kann auf verschiedene Weise erfolgen. J5

Aus der DE-OS 24 35 429 ist ein baukastenartig aufgebauter Dampferzeuger mit einer Anzahl übereinander angeordneter Wirbelschichten bekannt. Dabei ist eine Hilfsbrennkammer zur Nachverbrennung von Brennstoffteilen vorgesehen, die in der Hauptbrenn- *o kammer nicht mitverbrannt wurden und in einem Staubabscheider den Verbrennungsgasen der Hauptbrennkammer entzogen werden. Der Startvorgang bei der Verbrennung in den Wirbelbetten wird nicht erläutert.

Aus der DE-OS 24 57 029 ist ein Verfahren zur Regelung der Temperatur der Wirbelschicht eines thermischen Reaktionsofens bekannt. Zum Anfahren des Wirbelbettes auf eine bestimmte Temperatur wird dabei eine Zündflamme innerhalb der aufgelockerten so Wirbelschicht angeordnet. Eine besondere Startbrennkammer ist nicht vorhanden. Als weitere Möglichkeit xur Aufheizung des Wirbelbettes auf die Zündtemperatur wird die Einleitung von außerhalb des Reaktionsofens erzeugten Heißgases genannt, ohne jedoch 5S anzugeben, wie dieses Heißgas im einzelnen erzeugt wird. Die bekannte Brennkammer arbeitet auch nicht mit Überdruck.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasturbinenanlage der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die Erhitzung des Wirbelbettes durch eine konstruktiv einfache und billige Anordnung erfolgen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Gasturbinenanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorge- *j schlagen, welche erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in

den Unteransprücben genannt.

Bei der Gasturbinenanlage gemäß der Erfindung werden die Brennkammerwände keinen großen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt Der Druckunterschied zwischen Innenseite und Außenseite wird nur durch den sehr kleinen Einströmungs- und Durchströmungswiderstand bestimmt Die Wände des Startbrenners können daher dünn sein und aus einfachem, billigem Stahl bestehen Ferner sind keine langen Leitungen für unter Druck stehende heibe Gase erforderlich. Die Startbrennkammer kann unmittelbar am unteren Teil der Hauptbrennkammer angeschlossen werden.

Der Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, daß Druckluft vom Kompressor in einer besonderen Anfahrbrennkammer erhitzt wird und daß diese erhitzte Druckluft das Wirbelbett zum Zwecke der Erhitzung aufwirbelt

Das Prinzip gründet sich auf die Verwendung eines Antriebsmotors, um den Kompressor während des Anfahrverlaufes anzutreiben. Um die Abmessungen des Antriebsmotors kiein zu halten, erfolg i der Anfahrverlauf mit reduzierter Wirbelbetthöhe, wobei weniger Luft zum Durchblasen des Bettes erforderlich ist und die Erhitzung schneller erreicht werden kann.

Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläuter; werden.

Die Anlage enthält eine Turbine 2, die einen Kompressor 10 antreibt, sowie eine Brennkammer, die aus einem äußeren Druckmantel 1 und einem Wirbelbett 5 besteht. Die Druckluft vom Kompressor wird durch die Leitung 3 zum Druckmantel geleitet und strömt durch das Ventil 8 zu einer Verteilungskammer 9 unter dem Wirbelbett. Vom Wirbelbett strömt das Druckgas durch die Leitung 4 zur Turbine.

Zur Erhitzung des Wirbelbettes vor Ingangsetzung ist eine besondere Brennkammer 6 vorgesehen, die bei 7 mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff gespeist wird. Die Brennkammer 6 ist seitlich mit Öffnungen für die umgebende Druckluft vei sehen.

Beim Ingangsetzen wird der Kompressor von einem Antriebsmotor 11 mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die ausreicht, um die Brennkammer 6 zu betreiben, wobei das Wirbelbett auf beispielsweise ca. 700⁰C erhitzt wird. Danach kann Brennstoff, beispielsweise zerkleinerte Kohle, dem Wirbelbett zugeführt werden, welches dann zündet. Das Ventil 8 wird geöffnet, und die Anlage kann auf normale Drehzahl gebracht und belastet werden.

Wie bereits erwähnt, soll das Ingangsetzen mit reduzierter Höhe des Wirbelbettes. beispielweise auf dem Niveau B. geschehen, um den Liiftbedarf während das Anfahrens und somit die Abmessungen des Antriebsmotors 11 klein zu halten. Man muß dem Bett daher zusätzliches Material bis zum normalen Niveau A zuführen, nachdem das Bett gezündet worden ist.

Ein anderer Vorteil des Betriebs mit reduzierter Betthöhe tritt dann auf. wenn das Wirbelbett als Wärmeaustauscher in einer kombinierten Anlage (z. B. eine Gas-Dampfturbinenanlage) dient, wobei im Bett Wärmeaustauschrohre 12 angeordnet sind. In diesem Falle empfiehlt es sich, während des Ingangsetzens das Wirbelbett auf dem Niveau B, d. h. unter den Rohren 12, zu halten, so daß man während des Ingangsetzens Wärmeverluste durch die Rohre 12 vermeidet.

Das Ventil 8 ist in der Figur nur symbolisch dargestellt. In seiner wirklichen Ausführung kann es beispielsweise aus mehreren Schieberventilen bestehen.

die einen bedeutend größeren Querschnitt haben als die Luftöffnungen in der Anfahrbrennkammer 6. Hierdurch ist es möglich, die richtige Luftmenge während des Anfahrverlaufs und beim Heraufsteuern auf Normalbetrieb und Belastung einzustellen. In der Figur liegt die Anfahrbrennkammer 6 zentral unterhalb der Luftverfeilerkammer 9. Hierdurch erreicht man einen symmetrischen und praktischen Aufbau. Die Anfahrbrennkammer 6 kann natürlich auch an anderer Stelle liegen, beispielsweise seitlich des Wirbelbettes.

Das in der Figur gezeigte Kompressoren binenaggregat kann beispielsweise zum Antrieb eines elektrischen Starkstromgenerators verwendet werden oder es kann zu einer Crasgeneratoranlage i'ür eine separate nicht dargestellte Kraftturbine gehören.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gasturbinenanlage mit einer Gasturbine mit zugehörigem Kompressor, einem Antriebsmotor und einer Brennkammer mit Wirbelbett, die von einem Druckmantei umgeben ist, wobei an der Unterseite des Wirbelbettes eine Verteilerkammer für Luft angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhitzung und Zündung des Wirbelbettes (5) eine Anfahrbrennkammer (6) vorgesehen ist, die mit Brennstoff von außen und mit Luft von innerhalb des Druckmantels (1) gespeist wird.

2. Gasturbinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Anfahrbrennkam- ii mer (6) unterhalb der Luftverteilerkammer (9) angeordnet ist

3. Gasturbinenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft der Luftverteilerkammer (9) einerseits durch die Anfahrbrennkammer (6) und andererseits durch ein verstellbares Ventil (8) zwischen der Luftverteilerkammer (9) und dem Innenraum des Druckmantels (1) zugeführt wird.

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