DE3605653C2 - Gasturbinentriebwerk und Verfahren zu dessen Betreiben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbinentriebwerk und ein Verfahren zu des sen Betreiben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 2. Ein derartiges Gasturbinen­ triebwerk und ein Verfahren zu dessen Betreiben sind aus der DE-OS 28 24 013 bekannt.

Landgestützte oder Schiffsgasturbinentriebwerke sind häu­ fig Abwandlungen von Triebwerken, die für einen Betrieb mit bestem thermischen Wirkungsgrad in Flugzeugen kon­ struiert sind. Durch die Konstruktion sind Triebwerksdaten wie Druck- und Volumenbereiche, die Massendurchsätze fest­ legen, vorbestimmt. Durch die Konstruktion wird außerdem der Verdichter- und Turbinenbetrieb so angepaßt, daß ver­ mieden wird, daß sich der Verdichter seinem Strömungsabriß­ zustand nähert. Im Stand der Technik wird dies manchmal als Vorsehen eines "Strömungsabrißsicherheitsspielraums" (stall margin) bezeichnet, und der Betrieb des Verdichters ist so ausgelegt, daß er auf den Verdichterbetriebskennlinien er­ folgt.

Weil solche von Flugzeugtriebwerken abgeleiteten Gastur­ binentriebwerke an Land oder auf Schiffen benutzt werden, besteht die Möglichkeit, den thermischen Wirkungsgrad und die Leistungsabgabe zu verbessern, indem in den Triebwerks­ strom ein zusätzliches Fluid höherer Energie, hier manchmal auch als Dampf bezeichnet, injiziert wird, das eine spezi­ fische Wärme bei konstantem Druck C_p hat, der größer ist als der konstante Druck C_p des normalen Arbeitsfluids, das durch das Triebwerk strömt. Eine Anordnung zur Benut­ zung eines solchen Fluids höherer Energie, das in ein Gas­ turbinentriebwerk injiziert wird, ist in der älteren deutschen Patentanmeldung P 35 14 718.0 der Anmelderin angegeben. Wie dort beschrieben ist, kann ein solches Fluid höherer Energie, wie z. B. Wasser­ dampf, erzielt werden, indem die durch das Gasturbinen­ triebwerk erzeugte Wärme benutzt wird, um Wasser in Dampf umzu­ wandeln. Statt dessen kann der Dampf auch aus einer externen Quelle erhalten werden, beispielsweise als über­ schüssiger Prozeßdampf.

US-A-37 OS 491 beschreibt ein Gasturbinen-Strahltriebwerk, das modifiziert ist, um als ein Luftverdichter zu arbeiten, indem die Antriebsdüse entfernt ist, um das Expansions­ verhältnis über der antreibenden Turbine zu vergrößern, und indem Dampf, der in dem Strahlausgang erzeugt ist, in die antreibende Turbine injiziert wird, um die Volumenströmung zurückzugewinnen, die durch die Ableitung von verdichteter Luft aus dem Verdichter verlorengegangen ist. Dieses Strahltriebwerk weist jedoch keine Leistungs- bzw. Arbeits­ turbine auf und der Zweck dieser Modifizierung besteht darin, große Mengen an Druckluft zu erzeugen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein als Strahltriebwerk aus­ gelegtes Aggregat und ein Verfahren zu seinem Betreiben derart auszugestalten, daß es mit gutem Wirkungsgrad auch als ein Triebwerk mit zusätzlicher Arbeitsturbine betrieben werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 2 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß der thermische Wirkungsgrad und die Ausgangsleistung des modifizierten Triebwerks gegenüber den ursprünglichen Druck- und Volumenkenndaten beibehalten oder verbessert werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeich­ nung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines relativ einfachen Ausführungsbeispiels des Triebwerks nach der Erfindung und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einem komplexeren Ausführungsbeispiels des Triebwerks nach der Erfindung.

Viele Arten von Gasturbinentriebwerken, die an Land oder auf Schiffen benutzt werden, sind Abkömmlinge von Trieb­ werken, die zur Verwendung in verschiedenen Arten von Flugzeugen konstruiert sind. Solche Triebwerke werden bei­ spielsweise zum Antreiben von Schiffselektrogeneratoren und von verschiedenen Arten von Pumpen benutzt. Diese Gas­ turbinentriebwerke wurden ursprünglich so ausgelegt und konstruiert, daß sie ein geringes Gewicht haben und mit bestem Wirkungsgrad in einem Flugzeug in einem vorbe­ stimmten Verdichterströmungsdruckverhältnisbereich und in einem vorbestimmten Turbinenströmungsdruckverhältnisbe­ reich, die für einen ausgeglichenen Betrieb gewählt wor­ den sind, beispielsweise zum Verhindern von Strömungs­ abriß in dem Verdichter, arbeiten.

Es ist bereits berichtet worden, daß die Dampfinjektion ermöglicht, den Betrieb von Gasturbinentriebwerken zu ver­ bessern, wie es beispielsweise in der oben erwähnten älteren deutschen Patentanmeldung angegeben ist. Zum Ver­ meiden einer sehr teueren Umkonstruktion und der ebenfalls teueren neuen Werkzeugbestückung für die Herstellung eines solchen Gasturbinentriebwerks zur Anpassung an die Dampf­ injektion ist es bei nicht in Flugzeugen verwendeten Gas­ turbinentriebwerken das Ziel, zwar die Dampfinjektion zu benutzen, die vorbestimmten oder bereits festgelegten Triebwerksbetriebskenndaten jedoch beizubehalten. Bei­ spielsweise ist es erwünscht, das Gleichgewicht zwischen dem Betrieb der Verdichtungseinrichtung und ihrer zugeord­ neten Turbineneinrichtung aufrechtzuerhalten und die Mas­ sendurchsatzkenndaten des Triebwerks zu bewahren.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist eine Modifizierung eines bereits vorhandenen Gasturbinentriebwerks, das vorbestimmte Entwurfs-, Druck- und Volumenkenndaten der Arbeitsfluidströmung hat. Dabei wird ein Teil des eine niedrigere Energie enthaltenden Triebwerksarbeitsfluids, z. B. das, welches durch einen Verdichter verdichtet oder abgegeben wird, durch ein Fluid höherer Energie, wie beispielsweise Wasserdampf hoher Energie, ersetzt, wobei im wesentlichen derselbe Mengenstrom durch das Triebwerk aufrechterhalten wird. Das Arbeitsfluid niedrigerer Energie wird dann wie­ der stromabwärts eines Steuerbereiches, beispielsweise eines Leitschaufelkranzes einer ersten Turbine, typisch einer Hochdruckturbine, eingeleitet oder injiziert. Die Beeinflussung der Bypassströmung und der Dampfinjektion erfolgt durch eine Steuereinrichtung, die auf geeignete Triebwerksbetriebskenndaten anspricht, um die vorbestimm­ ten Entwurfs-, Druck- und Volumenkenndaten der Triebwerks-Arbeitsfluidströmung aufrechtzuerhalten.

Gemäß Fig. 1 hat ein Gasturbinentriebwerk 10 in Arbeitsfluidströmungsrichtung hintereinander eine Verdichtungseinrichtung 12, bei­ spielsweise einen Verdichter mit einem einzelnen Rotor, eine Verbrennungseinrichtung in Form einer Brennkammer 14, eine erste Turbine 16 und eine zweite Turbine 18. Ty­ pisch wird Luft, die in den Einlaß des Triebwerks einge­ leitet wird, durch die Verdichtungseinrichtung verdich­ tet und benutzt, die Verbrennung in der Verbrennungsein­ richtung zusammen mit Brennstoff, der im allgemeinen an diesem Punkt eingeleitet wird, zu ermöglichen. Die Ver­ brennungsprodukte expandieren dann in der ersten Turbine 16, die betriebsmäßig abgeglichen ist und den Verdich­ ter 12 antreibt. Anschließend strömt das Arbeitsfluid aus der ersten Turbine 16 in die zweite Turbine 18 und expan­ diert in dieser, welche in diesem Beispiel eine Arbeits­ turbine sein kann, welche über eine Welle 21 Pumpen, Ge­ neratoren, usw. antreibt.

Gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird ein solches typisches Gasturbinentriebwerk modifiziert, indem es zusätzlich mit einer Arbeitsfluid- Bypasseinrichtung 20 versehen wird, die mit dem Triebwerk an einer Entnahmestelle 22 stromaufwärts eines Turbinensteuerbereiches, im hier dargestellten Beispiel einem Turbinenleitschaufelkranz 24 der ersten Turbine 16, verbunden wird. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 befindet sich die Entnahmestelle 22 nahe dem stromabwärtigen Ende des Verdichters 12. Wenigstens ein Teil des Arbeitsfluids, das durch die Bypasseinrichtung 20 abgeleitet wird, wird durch eine erste Injektionseinrichtung 28 an einer ersten Einspeisestelle 26 stromabwärts der Entnahmestelle 22 und stromabwärts des Turbinensteuerbereiches 24 der ersten Turbine 16 injiziert oder zurückgeleitet. Arbeitsfluid, das an der ersten Einspeisestelle 26 nicht zurückgeleitet wird, kann abgelassen oder in eine zusätzliche, separate Turbine eingeleitet werden. Der Bypasseinrichtung 20 und der ersten Injektionseinrichtung ist eine erste Ventileinrichtung 30 zum Einstellen der in der Entnahmestelle 22 abgeleiteten und in der ersten Einspeisestelle 26 injizierten Fluidmenge zugeordnet. Die Entnahmestelle 22 und erste Einspeisestelle 26 werden so gewählt, daß das Triebwerksarbeitsfluid in der ersten Einspeisestelle 26 einen Druck hat, der niedriger ist als der in der Entnahmestelle 22, damit sich eine zwangsläufige Strömungsführung des Bypassfluids ergibt.

Eine zweite Injektionseinrichtung 32 ist mit dem Triebwerk an einer zweiten Einspeisestelle 34 zwischen der Entnahmestelle 22 und dem Turbinensteuerbereich 24 verbunden und dient zum Einspritzen von Dampf hoher Ener­ gie in das Triebwerksarbeitsfluid mit einem Druck, der größer ist als der Arbeitsfluiddruck an der zweiten Einspeisestelle 34. Der zweiten Injektionseinrichtung 32 ist eine zweite Ventileinrichtung 36 zugeordnet zum Einstellen der Dampfmenge, die durch die zweite Injektionseinrichtung in das Triebwerk injiziert wird. Der Dampf wird der zwei­ ten Injektionseinrichtung 32 über die Ventileinrichtung 36 durch eine Dampfversorgung 38 geliefert, bei der es sich um eine Quelle außerhalb des Triebwerks handeln kann, beispiels­ weise um überschüssigen Prozeßdampf oder um Dampf, der durch Erhitzen von Wasser mit in dem Triebwerk erzeugter Wärme, beispielsweise in dem Triebwerksabgas, erzeugt wird.

Die erste Ventileinrichtung 30 und die zweite Ventileinrichtung 36 werden durch eine Steuereinrichtung 40 betätigt, die auf Triebwerks­ kenndaten oder -parameter anspricht, beispielsweise in dem Verdichter 12, der ersten Turbine 16, der zweiten Tur­ bine 18, usw. Dieses Abfühlen durch die Steuereinrich­ tung 40 ist durch unterbrochene Linien 42, 44 und 46 an­ gedeutet. Die Steuereinrichtung 40 betätigt die Ventileinrichtung 36, damit in das Triebwerk an der zweiten Einspeisestelle 34 Dampf in einer Menge injiziert wird, die im Mengenstrom dem dem Triebwerk in der Entnahmestelle 22 über die By­ passeinrichtung 20 entnommenen Fluid im wesentlichen äquivalent ist.

Die schematische Darstellung in Fig. 2, in der gleiche Teile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszahlen versehen sind, zeigt ein komplexeres Triebwerkssystem. In Fig. 2 ist die erste Turbine 16 eine Hochdruckturbine, die einen Hochdruckverdichter 12 antreibt, und die zweite Turbine 18 ist eine Niederdruckturbine, die einen Niederdruckver­ dichter 13 antreibt, der manchmal auch als Zusatzverdichter oder Booster bezeichnet wird. Stromabwärts der zwei­ ten Turbine 18 befindet sich eine Arbeitsturbine 19, die externe Vorrichtungen, wie beispielsweise Pumpen, Gene­ ratoren oder Schiffspropeller, über eine durch eine Welle 21 dargestellte Kraftübertragungseinrichtung bekannten Typs antreibt.

In der Anordnung nach Fig. 2 wird wenigstens ein Teil des Dampfes aus einer Wasserversorgung 48 erzeugt, die Wasser durch einen Wärmetauscher 50 in dem Triebwerksausgang 52 hindurchleitet, wie es ausführlicher in der oben erwähnten älteren deutschen Patentanmeldung beschrieben ist. Wie dort be­ schrieben ist, kann der Dampf aus einer äußeren Quelle, aus einem Ausgangswär­ metauscher, aus einem Zwischenkühler zwischen den Stufen der Verdichtungseinrichtung oder aus einer Kombination derselben geliefert werden, je nach der Dampfmenge, die in der zweiten Einspeisestelle 34 in das Triebwerk in­ jiziert werden soll.

Wie oben erwähnt, betätigt die Steuereinrichtung 40 in ei­ ner bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Ventileinrichtungen 30 und 36, damit Triebwerksarbeitsfluid entnommen und wieder injiziert bzw. Dampf hoher Energie injiziert wird. Die Steuereinrichtung 40 hält die Betriebskennlinien der Verdichtungseinrichtung bei, die durch den Verdichter 12 in Fig. 1 und durch den Zusatzverdichter 13 sowie den Hochdruckverdichter 12 in Fig. 2 gezeigt ist. Die Verdich­ tungseinrichtung könnte auch eine zusätzliche Gebläseein­ richtung stromaufwärts des Verdichters 12 in Fig. 1 und des Niederdruck- oder Zusatzverdichters 13 in Fig. 2 auf­ weisen. Ziel ist es, die Rotordrehzahl so zu lassen, wie sie ursprünglich für das Triebwerk entworfen worden ist. Dadurch werden die Strömungsabrißspielräume in der Ver­ dichtungseinrichtung aufrechterhalten und die effizien­ testen Verdichtungseinrichtungsbetriebskennlinien für den besten thermischen Wirkungsgrad oder die größte Leistung bei der maximal zulässigen Verdichtungseinrichtungsbe­ triebskennlinie bewahrt. Die Steuereinrichtung 40 mißt diese Betriebszustände und -parameter in dem Triebwerk und betätigt die Ventileinrichtungen 30 und 36 so, daß diese vorbe­ stimmten Bedingungen aufrechterhalten werden. Die Menge an Triebwerksarbeitsfluid, die durch die Bypasseinrich­ tung 20 abgeleitet und über die Injektionseinrichtung 28 wieder injiziert wird, hängt von der Dampfmenge ab, die verfügbar ist, um sie auf der Basis eines im wesentlichen äquivalenten Mengenstroms oder Durchsatzes zu ersetzen. Obgleich es erwünscht ist, soviel Triebwerksfluid wie prak­ tisch möglich abzuleiten und durch Dampf hoher Energie zu ersetzen, darf daher die Bypassströmungsmenge nicht größer sein als die, die den Sauerstoffanteil in der Verbrennungs­ einrichtung unter den Wert bringen würde, der notwendig ist, um die richtige Verbrennung aufrechtzuerhalten. Wenn die Bypassströmungsmenge größer als die für den Ersatz ver­ fügbare Dampfmenge ist, wird darüber hinaus die Trieb­ werksleistung verschlechtert. Die praktische Bypassströ­ mungsmenge und die praktische Dampfersatzmenge sind aus­ geglichen, um eine Temperatur- und Druckverzerrung auf­ grund von unvollständiger Vermischung und Beschränkungen hinsichtlich der Entzündbarkeit in der Brennkammer zu ver­ meiden.

Hinsichtlich der Beziehung zwischen den Entnahme- und Einspeisestellen gemäß der Erfindung kann die Bypassströmung aus der Entnahmestelle 22 an irgendeiner Stelle stromaufwärts eines Turbi­ nensteuerbereiches, wie beispielsweise des Turbinenleit­ schaufelkranzes 24 der ersten Turbine 16, erfolgen, und das Wiederinjizieren kann an irgendeinem Punkt stromab­ wärts dieses Steuerbereiches erfolgen. Die Dampfinjektion in einer Menge, durch die das Triebwerksbypassfluid im Mengenstrom im wesentlichen ersetzt wird, kann dann an der zweiten Einspeisestelle 34 erfolgen, die sich stromabwärts der Entnahmestelle 22 befindet, bis zu und einschließlich der ersten Einspeisestelle 26. Vorzugsweise ist die Entnahmestelle 22 in den letzten Stufen der Verdichtungseinrichtung oder an deren Auslaßende 23, wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung befindet sich jedoch die zweite Einspeisestelle 34 stromabwärts der Verdichtungseinrichtung 12, weil der Dampf hoher Energie oder überhitzte Dampf mit einem Druck geliefert wird, der größer ist als der an dem Verdichter­ auslaßende, wobei dieser Dampf durch eine Wasserpumpe und ein Kesselsystem mit gutem Wirkungsgrad erzeugt worden ist. Die Verwendung des Triebwerksverdichters zum Unterdruck­ setzen des Dampfes würde zu Systemverlusten führen.

Wie bereits ausgeführt wurde, ist bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, daß Triebwerksfluid niedrig­ ster Energie, wie beispielsweise Luft, in oder stromab­ wärts der Verdichtungseinrichtung, wie beispielsweise dem Hochdruckverdichter 12 in Fig. 2, abgeleitet und durch Wasserdampf hoher Energie auf der Basis eines im wesentlichen äquivalenten Mengenstroms ersetzt wird. Der hier verwende­ te Begriff "Dampf hoher Energie" soll gesättigten Dampf umfassen, so daß das Produkt der Masse und der Enthalpie des Dampfes größer ist als das Produkt der Masse und der Enthalpie des Triebwerksfluids, wie beispielsweise der verdichteten Luft, die er ersetzt. Das Wiedereinleiten oder -injizieren des dem Triebwerk entnommenen Arbeits­ fluids an der ersten Einspeisestelle 26 erfolgt zur Energierückgewinnung aus dem abgeleiteten Fluid niedrigerer Energie. Das Ersetzen des abgeleiteten Triebwerksfluids auf der Basis im wesentlichen äquivalenten Mengenstroms bedeutet, daß der Mengenstrom des injizierten Dampfes im wesentlichen nicht größer sein wird als der Mengenstrom des Triebwerksfluids. Er könnte jedoch etwas niedriger sein, solange das Produkt aus dem Mengenstrom und der Enthalpie des Dampfes größer ist als das Produkt aus dem Mengenstrom und der Enthalpie des dem Triebwerk entnommenen Arbeits­ fluids.

Ein spezifisches Beispiel für die Leistungsverbesserung, die durch die Erfindung erzielt wird, wenn Luft niedriger Energie durch Dampf hoher Energie ersetzt wird, zeigt ein Vergleich der folgenden Tabellen I und II. Die Daten in diesen Tabellen, die für dasselbe Triebwerk berechnet worden sind, basieren auf der Triebwerkskonfiguration, die in Fig. 2 gezeigt ist. Die Daten in der Tabelle I basieren auf einer Triebwerkskonfiguration ohne Bypassluftströmung und ohne Dampfinjektion, die Daten in der Tabelle II ba­ sieren auf 2,8 Gew.-% Luftbypass und 2,8 Gew.-% Dampfer­ satz, wodurch Luft niedriger Energie, wie dargestellt, durch Dampf hoher Energie ersetzt wird.

Tabelle I

In Tabelle II sind sämtliche Enthalpien auf einen Dampf bei 0° Rankine bezogen. Aus einem Vergleich dieser Daten ist zu erkennen, daß die Anwendung der Erfindung in der als Beispiel gewählten Ausführungsform die Wellenleistung von 44700 auf 46345 und den thermischen Wirkungs­ grad von 37,8% auf 39,6% erheblich steigert, indem ein Teil des Luftstroms durch ein Mengenäquivalent an Dampf hoher Energie ersetzt wird. Die ursprünglichen Entwurfs-Gesamtdruck- und -Volumenkenndaten des Triebwerks wer­ den jedoch beibehalten. Darüber hinaus gestattet die Ver­ wendung von Dampf hoher Energie zum Ersetzen von Luft niedriger Energie gemäß der Erfindung unter Umgehung des Leitschaufelkranzsteuerbereiches der ersten Stufe der Hochdruckturbine 16 in Fig. 2 eine Verringerung der Turbinenrotoreinlaßgastemperatur um 33°C, d. h. 1155°C-1122°C (58°F = 2112°F-2054°F), wie es in der Tabelle II für die Gesamttemperatur gezeigt ist. Das Ableiten von mehr oder weniger Luft aus dem Verdichter oder an dessen Auslaß würde eine größere bzw. geringere Turbinenrotor­ einlaßtemperaturverringerung ergeben. Das Ableiten von Luft weiter stromabwärts von dem Verdichterauslaß wurde die Turbinenrotoreinlaßtemperatur in kleineren Schritten verringern.

Weiter schafft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Gasturbinentriebwerks vorhandener Konstruktion, das₁ wie oben beschriebene eine Verdichtungseinrichtung, eine Verbrennungseinrichtung, eine erste Turbine und eine zweite Turbine aufweist. Das Triebwerk hat vor der Modi­ fizierung einen vorbestimmten thermischen Wirkungsgrad und vorbestimmte Fluidströmungsdruck- und -volumenkenn­ daten. Das Verfahren beinhaltet, das Triebwerk an der Entnahmestelle mit einer Arbeitsfluid-Bypassein­ richtung zu verbinden, die in der Lage ist, einen Teil des Triebwerksarbeitsfluids als eine Bypassströmung abzu­ leiten. Mit der Bypasseinrichtung und dem Trieb­ werk ist an der ersten Einspeisestelle die erste In­ jektionseinrichtung verbunden, die in der Lage ist, dem Triebwerksfluidstrom wenigstens einen Teil des durch die Bypasseinrichtung entnommenen Arbeitsfluids wieder zuzu­ führen. Die Modifizierung beinhaltet weiter das Vorsehen einer ersten Ventileinrichtung in der Bypassströmung zum Einstellen der Menge an Arbeitsfluid, die in der Entnahmestelle entnommen und an der ersten Einspeisestelle wieder injiziert wird. Das Verfahren beinhaltet außerdem das Verbinden des Triebwerks an der zweiten Einspeisestelle mit einer zweiten Injektionseinrichtung, die in der Lage ist, wie oben beschrieben Dampf hoher Energie in das Triebwerksarbeitsfluid zu injizieren. Die zweite Injektionseinrichtung hat eine zweite Ventileinrichtung zum Einstellen der injizierten Dampfmenge. Eine Steuer­ einrichtung ist mit der ersten und der zweiten Ventilein­ richtung verbunden, um den Strom von Arbeitsfluid und Dampf durch die erste bzw. zweite Ventileinrichtung wie oben beschrieben zu steuern.

Claims (2)

1. Gasturbinentriebwerk, das in Strömungsrichtung des Arbeitsfluids hintereinander eine Verdichtungseinrichtung (12), eine Verbrennungseinrichtung (14), eine erste Turbine (16) und eine zweite Turbine (18) aufweist, gekennzeichnet durch:
eine Arbeitsfluid-Bypasseinrichtung (20), die mit dem Triebwerk an einer Entnahmestelle (22) stromabwärts der Verdichtungseinrichtung (12) und stromaufwärts eines Steuerbereiches (24) der ersten Turbine (16) verbunden ist zum Ableiten eines Teils des Arbeitsfluids mit einem ersten Druck aus der Fluidströmung des Triebwerks,
eine erste Injektionseinrichtung (28), die Arbeitsfluid aus der Bypasseinrichtung (20) empfängt und mit dem Triebwerk an einer ersten Einspeisestelle (26) stromabwärts des Steuerbereiches (24) der ersten Turbine (16) und strom­ aufwärts der zweiten Turbine (18) verbunden ist, die nicht mit der ersten Turbine (16) mechanisch verbunden ist, wobei die erste Injektionseinrichtung (28) wenigstens einen Teil des durch die Bypasseinrichtung (20) abgeleiteten Arbeits­ fluids in die Triebwerks-Fluidströmung zurückleitet und wobei das Arbeitsfluid an der ersten Einspeisestelle (26) auf einem zweiten Druck ist, der niedriger als der erste Druck ist,
eine erste Ventileinrichtung (30), die der Bypassein­ richtung (20) und der ersten Injektionseinrichtung (28) zuge­ ordnet ist, zum Einstellen der Menge des an der Entnahme­ stelle (22) abgeleiteten und an der ersten Einspeisestelle (26) injizierten Arbeitsfluids,
eine zweite Injektionseinrichtung (32), die mit dem Trieb­ werk an einer zweiten Einspeisestelle (34) zwischen der Entnahmestelle (22) und der ersten Einspeisestelle (26) stromabwärts der Verdichtungseinrichtung (12) verbunden ist, zum Injizieren von Dampf hoher Energie mit einem Druck, der größer ist als der Arbeitsfluiddruck an der zweiten Einspeisestelle (34), in das Arbeitsfluid, wobei der Dampf in einer Menge injiziert wird, die dem Mengenstrom des abgeleiteten Arbeitsfluids im wesentlichen äquivalent ist,
eine zweite Ventileinrichtung (36), die der zweiten Injek­ tionseinrichtung (32) zugeordnet ist, zum Einstellen der Dampfmenge, die durch die zweite Injektionseinrichtung (32) in das Triebwerk injiziert wird, und
eine Steuereinrichtung (40), die auf Betriebskenndaten des Triebwerks anspricht und die erste und zweite Ventilein­ richtung (30, 36) betätigt, um die Arbeitsfluid- und Dampf­ strömung durch die erste bzw. zweite Ventileinrichtung so zu steuern, daß die ursprünglichen Entwurfs-Druck- und -Volumenkenndaten der Triebwerks-Arbeitsfluidströmung aufrechterhalten werden.

2. Verfahren zum Betreiben eines Gasturbinentriebwerks zum Verbessern des thermischen Wirkungsgrades und der Aus­ gangsleistung, wobei das Triebwerk vorbestimmte Entwurfs- Druck- und -Volumenkenndaten der Arbeitsfluidströmung hat und in dessen Strömungsrichtung hintereinander eine Ver­ dichtungseinrichtung, eine Verbrennungseinrichtung, eine erste Turbine und eine zweite Turbine aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Ableiten eines Teils des Arbeitsfluids mit einem ersten Druck aus der Arbeitsfluidströmung an einer Entnahmestelle stromabwärts wenigstens eines Teils der Verdichtungs­ einrichtung und stromaufwärts eines Steuerbereiches der ersten Turbine,
Injizieren eines Teils des an der Entnahmestelle abge­ leiteten Arbeitsfluids in die Triebwerks-Arbeitsfluid­ strömung an einer ersten Einspeisestelle stromabwärts des Steuerbereiches der ersten Turbine und stromaufwärts der zweiten Turbine, die nicht mit der ersten Turbine verbunden ist, wobei die Triebwerks-Arbeitsfluidströmung an der ersten Einspeisestelle auf einem zweiten Druck ist, der niedriger als der erste Druck ist,
Injizieren von Dampf hoher Energie mit einem Druck, der größer als der Arbeitsfluiddruck an einer zweiten Einspeise­ stelle ist, in die Triebwerks-Arbeitsfluidströmung an der zweiten Einspeisestelle zwischen der Entnahmestelle und der ersten Einspeisestelle und stromabwärts von der Verdich­ tungseinrichtung, wobei der Dampf in einer Menge injiziert wird, die dem Mengenstrom des abgeleiteten Arbeitsfluids im wesentlichen äquivalent ist, und Steuern der an der Entnahme stelle abgeleiteten und an der zweiten Einspeisestelle injizierten Menge an Arbeitsfluid und der Menge an Dampf, die an der zweiten Einspeisestelle injiziert wird, um die ursprünglichen Entwurfs-Druck- und -Volumenkenndaten des Arbeitsfluids im wesentlichen aufrechtzuerhalten.