DE4330613A1

DE4330613A1 - Method and device for driving a gas turbine

Info

Publication number: DE4330613A1
Application number: DE19934330613
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ziegner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-09-09
Filing date: 1993-09-09
Publication date: 1995-03-16

Abstract

The invention relates to a method and a device for driving a gas turbine, which has a turbine (1) through which there flows a motive gas which expands and performs mechanical work. According to the invention, the motive gas is fed a fuel which burns in the turbine (1). It is preferred to admix with the fuel for the purpose of combustion in the turbine (1) a cooling gas which can be fed to said turbine and is, in particular, air. The proportion of the fuel in the mixture obtained is advantageously dimensioned such that self-ignition of the mixture is precluded. The mixture is favourably used to cool a component (11 or 12) of the turbine (1) before it is fed to the motive gas. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer Gasturbine, welche eine von einem sich entspannenden und mechanische Arbeit leistenden Treibgas durchströmte Turbine aufweist.The invention relates to a method and a device for operating a gas turbine, which is one by one relaxing and mechanical propellant gas flowed through turbine.

Die Erfindung bezieht sich dabei insbesondere auf eine Gasturbine, die im Verbund mit einer Dampfturbine arbei tet, derart, daß Abgas, welches der Gasturbine entströmt, zur Bereitstellung von hochgespanntem Dampf genutzt wird, welcher in der Dampfturbine unter Leistung mechanischer Arbeit entspannt wird. Solche Verbunde aus Gasturbinen und Dampfturbinen werden beispielsweise in sogenannten Gas und-Dampf-Kraftwerken realisiert; sie erlauben die Erzeu gung elektrischen Stroms mit Wirkungsgraden von 50% und mehr.The invention relates in particular to a Gas turbine that works in conjunction with a steam turbine tet, such that exhaust gas flowing out of the gas turbine is used to provide high-tension steam, which in the steam turbine under mechanical power Work is relaxed. Such composites from gas turbines and Steam turbines are used, for example, in so-called gas and steam power plants realized; they allow production supply of electrical current with efficiencies of 50% and more.

Eine Gasturbine ist generell ein Verbund aus einem Ver dichter für Luft, zumindest einer Brennkammer zur Ver brennung eines Brennstoffes in der vom Verdichter kompri mierten Luft und einer Turbine im eigentlichen Sinn, worin das in der Brennkammer erzeugte Rauchgas entspannt wird und mechanische Arbeit leistet. In der Regel sind der Ver dichter und die Turbine miteinander mechanisch verkoppelt. Üblicherweise ist der Verdichter ein Turboverdichter.A gas turbine is generally a composite of a ver denser for air, at least one combustion chamber for ver combustion of a fuel in the compressor mated air and a turbine in the true sense, in which the flue gas generated in the combustion chamber is expanded and does mechanical work. As a rule, the Ver denser and the turbine mechanically coupled. The compressor is usually a turbo compressor.

Einzelheiten zum Aufbau von Gasturbinen sowie Lauf- oder Leitschaufeln, die in Gasturbinen verwendet werden, sind dem US-Patent 4,629,397, der DE 37 06 260 A1 und der DE 40 18 316 A1 entnehmbar. Die ersten beiden Schriften betreffen Turbinenschaufeln, die durch Kühlkanäle gekühlt werden können; letztgenannte Schrift betrifft die Zustellung von Kühlluft zum Rotor einer Gasturbine.Details on the construction of gas turbines and running or Guide vanes that are used in gas turbines U.S. Patent 4,629,397, DE 37 06 260 A1 and DE 40 18 316 A1 removable. The first two writings concern turbine blades that are cooled by cooling channels can be; the latter document relates to the Delivery of cooling air to the rotor of a gas turbine.

Der thermodynamische Wirkungsgrad eines Verbundes aus einer Gas- und einer Dampfturbine ist nicht nur bestimmt durch den Wirkungsgrad von Gas- oder Dampfturbine, sondern in starkem Maße auch abhängig von der thermodynamischen Verkopplung der beiden Maschinen. Eine wesentliche Bestim mungsgröße ist dabei die Temperatur des der Gasturbine entströmenden Abgases. Diese Temperatur ist zunächst ab hängig von der Temperatur des die Turbine der Gasturbine anströmenden Treibgases, welche üblicherweise durch die in der Gasturbine verwendeten Werkstoffe und die evtl. einge setzte Kühlung begrenzt ist; weiterhin ist sie bei vorge gebener Temperatur des Treibgases beim Eintritt in die Turbine um so geringer, je höher der Wirkungsgrad der Tur bine ist. Die Abgastemperatur bestimmt die Eintrittstempe ratur des in die Dampfturbine eintretenden Dampfes; je niedriger diese Eintrittstemperatur ist, desto niedriger ist der Wirkungsgrad der Dampfturbine. Dementsprechend ist zur Erzielung eines optimalen Wirkungsgrades im Ver bund eine sorgfältige Abstimmung der thermodynamischen Parameter von Gasturbine und Dampfturbine erforderlich.The thermodynamic efficiency of a composite a gas and a steam turbine is not only intended through the efficiency of gas or steam turbine, but to a large extent also depending on the thermodynamic Coupling of the two machines. An essential determinant The size of the measurement is the temperature of the gas turbine escaping exhaust gas. This temperature is initially down depending on the temperature of the turbine of the gas turbine inflowing propellant gas, which is usually characterized by the in the materials used in the gas turbine and the possibly used put cooling is limited; it is still featured given temperature of the propellant gas when entering the Turbine the lower the higher the efficiency of the door bine is. The exhaust gas temperature determines the entry temperature rature of the steam entering the steam turbine; ever the lower this inlet temperature, the lower is the efficiency of the steam turbine. Accordingly is in order to achieve an optimal efficiency in the ver careful coordination of the thermodynamic Gas turbine and steam turbine parameters required.

Die Abstimmung der thermodynamischen Parameter von Gas- und Dampfturbine kann durchaus mit sich bringen, daß hin sichtlich der Wirkungsgrade der Maschinen jeweils für sich Abstriche gemacht werden; insbesondere werden gegebenen falls Maßnahmen erwogen, um die Abgastemperatur der Gas turbine zu erhöhen. Sofern eine Erhöhung der Abgastempera tur nicht mehr möglich ist durch Erhöhung der Eintritts temperatur, da diese die durch die verwendeten Werkstoffe und deren eventuell vorgesehene Kühlung vorgegebene Grenze bereits erreicht hat, ist bereits erwogen worden, eine Zwischenerhitzung des eine Turbine in einer Gasturbine durchströmenden Treibgases nach Art der bekannten Zwischen überhitzung in Dampfturbinenanlagen vorzunehmen. In einer Gasturbine stößt eine derartige Zwischenerhitzung jedoch auf spezifische Probleme, da der notwendige bauliche Auf wand für zusätzliche Brennkammern und dergleichen sehr hoch ist; darüber hinaus treten in zusätzlichen Brenn kammern und den entsprechenden Treibgasleitungen Druckver luste auf, die einen mit der Zwischenerhitzung erreich baren thermodynamischen Vorteil zunichte machen und womöglich sogar in sein Gegenteil verkehren. Aus diesen Gründen haben Gasturbinen mit Zwischenerhitzung des Treib gases bisher keine praktische Bedeutung erlangt.Tuning the thermodynamic parameters of gas and steam turbine can well bring that visibly the efficiency of the machines in each case Compromises are made; in particular are given if measures are considered to reduce the exhaust gas temperature increase turbine. If an increase in the exhaust gas temperature is no longer possible by increasing the entry temperature as this is due to the materials used and their predetermined cooling limit has already been considered, one has already been considered Reheating a turbine in a gas turbine flowing propellant gas in the manner of the known intermediate perform overheating in steam turbine systems. In a However, gas turbine encounters such reheating to specific problems, since the necessary construction wall for additional combustion chambers and the like very much is high; in addition occur in additional focal chambers and the corresponding LPG lines Druckver dissolve that reaches you with reheating ruinable thermodynamic advantage and possibly even the opposite. From these Gas turbines with intermediate heating of the propellants have reasons gases have so far gained no practical significance.

Die Verkleinerung des Druckverhältnisses einer Gasturbine, wobei das Druckverhältnis das Verhältnis des Druckes am Einlaß der Turbine zum Druck an ihrem Auslaß ist, ist in vielen Fällen unvorteilhaft, da dies bei gegebener Maxi maltemperatur zwar zu einer Anhebung der Abgastemperatur führen, den Wirkungsgrad der Turbine aber verschlechtern würde.The reduction in the pressure ratio of a gas turbine, where the pressure ratio is the ratio of the pressure at Turbine inlet to the pressure at its outlet is in disadvantageous in many cases, since this is the case with a given maxi painting temperature increases the exhaust gas temperature lead, but deteriorate the efficiency of the turbine would.

Dementsprechend basiert vorliegende Erfindung auf der Auf gabe, ein Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine, welche eine von einem sich entspannenden und mechanische Arbeit leistenden Treibgas durchströmte Turbine aufweist, anzu geben, bei dem ohne eine schädliche Verringerung des Wirkungsgrades eine Erhöhung der Abgastemperatur, ins besondere zur Bereitstellung günstigerer Bedingungen für eine der Gasturbine nachzuschaltende Dampfturbine, er halten wird. Außerdem soll eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung angegeben werden.Accordingly, the present invention is based on the a method for operating a gas turbine, which one of a relaxing and mechanical work performing propellant gas flowing through turbine give, without a harmful reduction of the Efficiency an increase in exhaust gas temperature, ins special to provide more favorable conditions for a steam turbine to be connected downstream of the gas turbine, he will hold. In addition, one is said to carry out this Appropriate device can be specified.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist ein Ver fahren zum Betrieb einer Gasturbine, welche eine von einem sich entspannenden und mechanische Arbeit leistenden Treib gas durchströmte Turbine aufweist, bei dem dem Treibgas ein Brennstoff zugeführt wird, der in der Turbine ver brennt.The achievement of this task is a Ver drive to operate a gas turbine, one by one relaxing and mechanical work Gas flows through the turbine, in which the propellant a fuel is supplied, which ver in the turbine burns.

Durch Zuführung eines entsprechend bemessenen Anteils von Brennstoff unmittelbar zur Turbine wird eine Zwischen erhitzung des Treibgases ohne aufwendige apparative Maß nahmen erreicht. Die Zwischenerhitzung ergibt eine Ände rung des ursprünglichen thermodynamischen Prozesses, wobei dem ursprünglichen Prozeß ein Prozeß mit geringerem Druck verhältnis angehängt wird. Dieser angehängte Prozeß liefert die gewünschte Erhöhung der Abgastemperatur, ohne jedoch den ursprünglichen Prozeß mit einer Verkleinerung des Druckverhältnisses und einem entsprechenden Wirkungs gradabfall zu belasten. Auf diese Weise kann die in der Gasturbine in Kauf genommene kleine Wirkungsgradverschlech terung aufgewogen und sogar überkompensiert werden durch einen Wirkungsgradgewinn im thermodynamischen Prozeß in einer nachgeschalteten Dampfturbine. Die Zumischung von Brennstoff zum Treibgas in der Gasturbine kann dabei auf sehr kleine Werte beschränkt werden, wobei die Abgastempe ratur sich nur wenig erhöht und dennoch in einem nachge schalteten Dampfprozeß wesentliche Wirkungsgradsteigerung erhalten wird. Insbesondere hierbei kann durch Ausnutzung ohnehin vorhandener Möglichkeiten zur Einspeisung von Kühlgas oder dergleichen der apparative, konstruktive und fertigungstechnische Aufwand auf ein Minimum beschränkt werden. Insbesondere ist es möglich, geringe Mengen von Brennstoff ohnehin zugestellter Kühlluft zuzumischen, wobei aufgrund der geringen Mengen eine Zündung des Brennstoffes in der Kühlluft ausgeschlossen ist.By supplying an appropriately dimensioned proportion of Fuel directly to the turbine becomes an intermediate heating of the propellant gas without expensive equipment achieved. The reheating results in a change tion of the original thermodynamic process, whereby the original process is a lower pressure process relationship is appended. This attached process delivers the desired increase in exhaust gas temperature without however the original process with a downsizing the pressure ratio and a corresponding effect degree drop. In this way, the in the Gas turbine accepted small efficiency deterioration can be weighed out and even overcompensated by an efficiency gain in the thermodynamic process in a downstream steam turbine. The admixture of Fuel to the propellant gas in the gas turbine can run on very small values are limited, the exhaust gas temp temperature increases only slightly and yet in a subsequent switched steam process substantial increase in efficiency is obtained. In particular, by exploitation already existing possibilities for feeding in Cooling gas or the like of the apparatus, construction and manufacturing expenditure to a minimum become. In particular, it is possible to use small amounts of To add fuel to the cooling air that is supplied anyway, an ignition of the Fuel in the cooling air is excluded.

Die Erfindung ermöglicht es insbesondere, thermodynami sche Prozesse in Gasturbinen zu optimieren im Hinblick auf ihren Einsatz im Verbund mit Dampfturbinen; dadurch, daß mittels Anwendung der erfindungsgemäßen Zwischener hitzung ein verringertes Druckverhältnis der Gasturbine simuliert wird.In particular, the invention enables thermodynamics optimize processes in gas turbines with regard to their use in conjunction with steam turbines; thereby, that by using the intermediate according to the invention heating a reduced pressure ratio of the gas turbine is simulated.

Der dem Treibgas in der Turbine zuzuführende Brennstoff ist vorteilhafterweise ein brennbares Gas, insbesondere Erdgas. Gasförmiger Brennstoff hat den Vorzug, daß er sich leicht und weitestgehend homogen in anderen Gasen ver teilt; dies ist von Bedeutung sowohl für die Verteilung des Brennstoffes in dem Treibgas, um eine gleichmäßige Verbrennung ohne übermäßige Temperaturerhöhung, welche zur vermehrten Bildung von Stickoxiden führen könnte, zu ge währleisten, als auch für den Fall, daß der Brennstoff einem anderen Gas, beispielsweise Kühlgas, beigemischt werden soll. In letzterem Fall muß nämlich dafür Sorge getragen werden, daß sich der Brennstoff nicht vorzeitig entzündet, was durch homogene Einmischung bei ent sprechender Mengenbegrenzung leicht erreichbar ist.The fuel to be supplied to the propellant gas in the turbine is advantageously a combustible gas, in particular Natural gas. Gaseous fuel has the advantage that it is light and largely homogeneous in other gases Splits; this is important for both the distribution of the fuel in the propellant gas to be even Combustion without excessive temperature increase, which leads to increased formation of nitrogen oxides could lead to ge guarantee, as well as in the event that the fuel another gas, for example cooling gas shall be. In the latter case, care must be taken that the fuel is not prematurely ignites what by homogeneous interference at ent speaking quantity limit is easily accessible.

Bevorzugtermaßen wird der Brennstoff einem den Schaufeln der Turbine zuzuführenden Kühlgas beigemischt. Das Kühl gas ist insbesondere Luft. Derart tritt der Brennstoff im Gemisch mit Sauerstoff in das ebenfalls noch sauerstoff reiche und sehr heiße Treibgas ein, was zu seiner sofor tigen Verbrennung führt. Wie bereits erwähnt, wird der Anteil des Brennstoffes in dem Kühlgas vorzugsweise so bemessen, daß eine Selbstzündung des entstandenen Ge misches bis zum Einleiten in das Treibgas ausgeschlossen ist. Hierdurch wird eine besonders hohe Betriebssicherheit gewährleistet.The fuel is preferably one of the blades admixed cooling gas to the turbine. The cool gas is especially air. This is how the fuel kicks in mixed with oxygen in the also still oxygen rich and very hot propellant gas, leading to its immediate combustion. As already mentioned, the Proportion of the fuel in the cooling gas preferably so dimensioned that a self-ignition of the resulting Ge mixing up to the introduction into the propellant gas excluded is. This ensures a particularly high level of operational reliability guaranteed.

Vorteilhaft ist es auch, daß der Brennstoff zumindest ein Bauteil der Turbine kühlt, bevor er dem Treibgas zuge führt wird, und somit eine dreifache Funktion erfüllt: Er reduziert die thermische Belastung des Bauteils, er transportiert die dem Bauteil entzogene Wärme wieder zu rück in das Treibgas, und er beeinflußt den thermodyna mischen Prozeß in der Gasturbine in vorteilhafter Weise, insbesondere im Hinblick auf den Einsatz der Gasturbine im Verbund mit einer Dampfturbine.It is also advantageous that the fuel is at least one Component of the turbine cools before it is added to the propellant is performed, and thus fulfills a triple function: It reduces the thermal load on the component, he transports the heat extracted from the component back into the propellant, and it affects the thermodyne mixing process in the gas turbine in an advantageous manner, especially with regard to the use of the gas turbine in Compound with a steam turbine.

Einer Gasturbine, die von einem Einlaßbereich zu einem Auslaßbereich von dem Treibgas durchströmt wird, wird der Brennstoff günstigerweise im Einlaßbereich zugeführt und mit dem Treibgas vermischt. So hat der durch die Zwischen erhitzung angehängte thermodynamische Prozeß ein nur wenig kleineres Druckverhältnis als der ursprüngliche Prozeß und ist daher für den Wirkungsgrad der Gasturbine nur wenig schädlich.A gas turbine going from an inlet area to one The outlet area is traversed by the propellant gas Conveniently supplied fuel in the inlet area and mixed with the propellant. So he has through the intermediate heating attached thermodynamic process one only little less pressure ratio than the original Process and is therefore for the efficiency of the gas turbine little harmful.

Im Hinblick auf eine Vorrichtung ist die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe gegeben durch eine Vorrichtung zum Be trieb einer Gasturbine, welche eine von einem sich ent spannenden und mechanische Arbeit leistenden Treibgas durchströmte Turbine aufweist, welche gekennzeichnet ist durch eine Fördereinrichtung für den Brennstoff sowie ein Förderleitungssystem, welches die Fördereinrichtung mit der Turbine zur Zuführung des Brennstoffes verbindet. Diese Vorrichtung ermöglicht es, dem die Turbine durch strömenden Treibgas einen in der Turbine zu verbrennenden Brennstoff zuzuführen und somit durch einfache Mittel eine Zwischenerhitzung des Treibgases zu bewerkstelligen.With regard to a device, the device according to the invention is Solution to the problem given by a device for loading powered a gas turbine which escapes one from one exciting and mechanical propellant gas has flowed turbine, which is characterized through a conveyor for the fuel as well as a Delivery line system, which the conveyor with connects the turbine for supplying the fuel. This device enables the turbine to pass through flowing propellant gas to be burned in the turbine Feed fuel and thus a simple means To reheat the propellant gas.

Vorteilhafterweise wird das Förderleitungssystem über eine Mischeinrichtung geführt, in der ein Gemisch aus dem Brennstoff und einem Kühlgas bildbar und der Turbine zu führbar ist. Im Rahmen dieser Ausgestaltung ist die Zu führung des Brennstoffes zu dem Treibgas eingebunden in ein Kühlsystem für die Turbine. The delivery line system is advantageously via a mixing device in which a mixture of the Fuel and a cooling gas can be formed and the turbine too is feasible. Within the scope of this configuration, the Zu guidance of the fuel to the propellant gas incorporated in a cooling system for the turbine.

Ein Bauteil der Turbine, über das der Brennstoff der Turbine zugeführt wird, ist vorteilhafterweise eine Laufschaufel oder eine Leitschaufel, die einen Kühlkanal mit zumindest einer Auslaßöffnung aufweist, wodurch der Brennstoff dem Treibgas zuführbar ist. Solche von innen gekühlten Laufschaufeln oder Leitschaufeln werden heute in modernen Gasturbinen vielfach eingesetzt; sie werden mit besonderem Vorteil zur erfindungsgemäßen Zuführung des Brennstoffes benutzt.A component of the turbine through which the fuel of the Turbine is advantageously supplied Blade or a vane that has a cooling channel having at least one outlet opening, whereby the Fuel can be supplied to the propellant gas. Such from the inside cooled blades or vanes are in today widely used in modern gas turbines; They will with particular advantage for feeding the Used fuel.

Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Dort zeigen:Embodiments of the invention will now explained in more detail with reference to the drawing. Show there:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Gasturbine mit einer Turbine und einer Vorrichtung zur Zuführung von Brennstoff zu der Turbine; Fig. 1 is a block diagram of a gas turbine having a turbine and a device for supplying fuel to the turbine;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Turbine;2 shows a longitudinal section through a turbine.

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Turbinenrotor einer Gasturbine. Fig. 3 shows a cross section through a turbine rotor of a gas turbine.

Fig. 1 zeigt eine Gasturbine mit einer Turbine 1, die über eine Turbinenwelle 18 einen Verdichter 17 antreibt, welcher über eine Luftleitung 7 einer Brennkammer 16 komprimierte Luft zuführt. Der Brennkammer 16 wird weiter hin von einer Fördereinrichtung 4 durch eine Förderleitung 5 ein Brennstoff zugeführt, der in der komprimierten Luft verbrennt unter Bildung eines Rauchgases, welches über eine Rauchgasleitung 9 der Turbine 1 als Treibgas zuge führt wird und sich in dieser unter Arbeitsleistung ent spannt. Je nach Temperatur des der Turbine 1 zugeführten Treibgases muß eine Kühlung für thermisch hochbelastete Bauteile der Gasturbine vorgesehen werden. Hierzu ist es bekannt, von der Verbrennungsluft einen Teil abzunehmen und als Kühlluft solchen Bauteilen zuzustellen; Möglich keiten, wie dies bewerkstelligt werden kann, sind unter anderem den eingangs zitierten Schriften entnehmbar. Natur gemäß stellt sich das Kühlproblem hauptsächlich im Einlaß bereich 2 der vom Einlaßbereich 2 zu einem Auslaßbereich 3 durchströmten Turbine 1, da dort die Temperaturen des Treibgases naturgemäß am höchsten sind. Fig. 1 shows a gas turbine having a turbine 1 that drives a compressor 17 via a turbine shaft 18, a combustor which supplies compressed air 16 via an air line 7. The combustion chamber 16 is further fed from a conveyor 4 through a delivery line 5, a fuel that burns in the compressed air to form a flue gas, which is supplied via a flue gas line 9 of the turbine 1 as a propellant gas and ent tensioned in this under work . Depending on the temperature of the propellant gas supplied to the turbine 1, cooling must be provided for thermally highly stressed components of the gas turbine. For this purpose, it is known to take a part of the combustion air and to supply such components as cooling air; Possibilities of how this can be accomplished can be found, inter alia, in the writings cited at the beginning. Naturally, there is the cooling problem mainly in the inlet portion 2 of the flow-through from the inlet portion 2 to an outlet 3 turbine 1, since there the temperature of the propellant gas are naturally highest.

Dementsprechend ist an die Luftleitung 7 eine Abzweigungs leitung 8 angeschlossen, die Luft als Kühlgas zum Einlaß bereich 2 führt. Das durch die Abzweigungsleitung 8 ab geleitete Kühlgas wird einer Mischeinrichtung 10 zuge führt, wo es mit Brennstoff, der über eine entsprechende Abzweigungsleitung 6 und ein entsprechendes Stellventil 20 zufließt, versetzt wird. Das Mischungsverhältnis zwischen Kühlgas und Brennstoff ist vorteilhafterweise derart be messen, daß eine Zündung des Gemisches vor dem Eintritt in die Turbine 1 ausgeschlossen ist; um dies zu erreichen, muß das Gemisch naturgemäß sehr mager sein. In der Turbine 1 kann das Gemisch aus Kühlluft und Brennstoff zunächst einen wesentlichen Beitrag zur Kühlung hochbelasteter Bauteile leisten, ohne daß es sich entzündet; nach Zufüh rung zu dem üblicherweise extrem heißen und sauerstoff reichen Treibgas im Einlaßbereich 2 kann sich der Brenn stoff entzünden und eine Zwischenerhitzung in der Turbine 1, vorzugsweise in und/oder hinter dem Einlaßbereich 2, bewirken. Hierdurch wird ohne Inkaufnahme zusätzlicher Druckverluste und bei nur unwesentlicher Beeinträchtigung des Wirkungsgrades der Gasturbine eine wesentliche Er höhung der Temperatur des die Turbine 1 durch eine Abgas leitung 25 verlassenden Abgases erreicht. Dadurch werden die Leistung des thermodynamischen Prozesses in der Gas turbine und der Wirkungsgrad eines thermodynamischen Prozesses in einer nachgeschalteten Dampfturbine, wobei ein dampfförmiges Strömungsmittel durch die Abgase der Gasturbine 1 erzeugt wird, beachtlich gesteigert.Accordingly, a branch line 8 is connected to the air line 7 , the air as the cooling gas leads to the inlet area 2 . The cooling gas conducted through the branch line 8 is fed to a mixing device 10 , where it is mixed with fuel which flows in via a corresponding branch line 6 and a corresponding control valve 20 . The mixing ratio between the cooling gas and fuel is advantageously be such that ignition of the mixture before entering the turbine 1 is excluded; to achieve this, the mixture must naturally be very lean. In the turbine 1 , the mixture of cooling air and fuel can initially make a significant contribution to cooling highly stressed components without it igniting; after addition to the usually extremely hot and oxygen-rich propellant gas in the inlet area 2 , the fuel can ignite and cause reheating in the turbine 1 , preferably in and / or behind the inlet area 2 . As a result, a substantial increase in the temperature of the turbine 1 through an exhaust gas line 25 leaving exhaust gas is achieved without accepting additional pressure losses and with only insignificant impairment of the efficiency of the gas turbine. As a result, the performance of the thermodynamic process in the gas turbine and the efficiency of a thermodynamic process in a downstream steam turbine, with a vaporous fluid being generated by the exhaust gases of the gas turbine 1 , are considerably increased.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch den Einlaßbereich 2 einer Turbine. Die für den thermodynamischen Prozeß wirk samen Bauteile sind rotierende Laufschaufeln 11, die mit jeweiligen Laufschaufelfüßen 23 in einem Turbinenrotor 21 verankert sind, und feststehende Leitschaufeln 12, die an einem feststehenden Turbinengehäuse 22 verankert sind - Mittel zur Verankerung der Leitschaufeln 12 sind der Ein fachheit halber nicht dargestellt. Unter den dargestell ten Bauteilen sind die linke Leitschaufel 12 und die linke Laufschaufel 11 thermisch am höchsten belastet; aus diesem Grunde sind diese Schaufeln mit Kühlkanälen 13 ver sehen. Diesen Kühlkanälen 13 wird über entsprechende Ver teilerleitsysteme 15 aus dem Turbinenrotor 21 bzw. dem Tur binengehäuse 22 ein Gemisch aus Kühlluft und Brennstoff zu geführt. Dieses Gemisch durchströmt die Kühlkanäle 13 und gelangt durch Auslaßöffnungen 14 in das die Laufschaufeln 11 und Leitschaufeln 12 umströmende, heiße und sauerstoff reiche Treibgas. Darin kann sich der Brennstoff entzünden und somit, wie bereits erklärt, eine Zwischenerhitzung bewirken. Fig. 2 shows a longitudinal section through the inlet region 2 of a turbine. The effective for the thermodynamic process components are rotating blades 11 , which are anchored with respective blade feet 23 in a turbine rotor 21 , and fixed guide vanes 12 , which are anchored to a fixed turbine housing 22 - means for anchoring the guide vanes 12 are for the sake of simplicity not shown. Among the depicted components, the left vane 12 and the left vane 11 are thermally most stressed; for this reason, these blades with cooling channels 13 are seen ver. This cooling channels 13 is routed via corresponding Ver distributor control systems 15 from the turbine rotor 21 or the Tur binengehäuse 22 a mixture of cooling air and fuel. This mixture flows through the cooling channels 13 and passes through outlet openings 14 into the hot and oxygen-rich propellant gas flowing around the rotor blades 11 and guide blades 12 . The fuel can ignite in it and, as already explained, can cause reheating.

Fig. 3 zeigt ausschnittsweise einen Querschnitt durch einen Turbinenrotor 21 mit einem auf dem Turbinenrotor 21 angeordneten Kranz von Laufschaufeln 11. Die Laufschaufeln 11 sind mit (nur schematisch angedeuteten) Füßen 23 in dem Turbinenrotor 21 verankert. In den Füßen 23 sind auch die bis in die Laufschaufeln 11 führenden Kanäle 13 gezeigt. Diese Kanäle 13 kommunizieren mit einem Verteilerleitungs system 15, welches einen ringförmigen Kanal umfaßt, von dem aus Verbindungen zu allen Kanälen 13 führen. Fig. 3 shows a partial cross section of a turbine rotor 21 having disposed on the turbine rotor 21 array of rotor blades 11. The blades 11 are anchored in the turbine rotor 21 with feet 23 (only indicated schematically). The channels 13 leading into the blades 11 are also shown in the feet 23 . These channels 13 communicate with a distribution line system 15 , which comprises an annular channel from which connections lead to all channels 13 .

Mit der Erfindung ist eine Möglichkeit geschaffen, in einfacher Weise und mit kleinem baulichen Aufwand eine Zwischenerhitzung von Rauchgas in einer Gasturbine durch zuführen, womit unter Leistungssteigerung und Beibehaltung eines guten Wirkungsgrades eine beachtliche Verbesserung des Wirkungsgrades eines der Gasturbine nachgeschalteten und von dem aus dieser entlassenen Abgas mit Wärme ver sorgten weiteren thermodynamischen Prozeß erzielbar ist.With the invention, a possibility is created in a simple way and with little construction effort Reheating flue gas in a gas turbine with what, while increasing performance and maintaining a good efficiency a considerable improvement the efficiency of one of the gas turbine downstream and from the exhaust gas released from this ver with heat ensured further thermodynamic process can be achieved.

Claims

1. A method for operating a gas turbine, which has a flowing through a relaxing and mechanical work performing propellant gas turbine ( 1 ), characterized in that a fuel is supplied to the propellant gas, which burns in the turbine ( 1 ).

2. The method of claim 1, wherein the fuel combustible gas, especially natural gas.

3. The method of claim 1 or 2, wherein the fuel one of the turbine ( 1 ) to be supplied cooling gas is mixed at.

4. The method of claim 3, wherein the cooling gas is air.

5. The method of claim 4, wherein the fuel a proportion is added to the cooling gas, which is so dimensioned is that a self-ignition of the resulting mixture is excluded.

6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the fuel cools a component ( 11 , 12 ) of the turbine ( 1 ) before it is supplied to the propellant gas.

7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the turbine ( 1 ) from an inlet region ( 2 ) to an outlet region ( 3 ) is flowed through by the propellant gas and the fuel to the propellant gas in the inlet region ( 2 ) is fed.

8. Device for performing the method according to one of the preceding claims, characterized by a conveyor ( 4 ) for the fuel and a delivery line system ( 6 , 24 ), which the conveyor ( 4 ) with the turbine ( 1 ) for supplying the fuel connects.

9. The device according to claim 8, wherein the delivery line system ( 6 , 24 ) via a mixing device ( 10 ) in which a mixture of the fuel and a cooling gas can be formed and from which this mixture of the turbine ( 1 ) can be guided.

10. The apparatus of claim 8 or 9, wherein the construction part ( 11 , 12 ) is a moving blade ( 11 ) or a guide vane ( 12 ) having a cooling channel ( 13 ) with at least one outlet opening ( 14 ), whereby the fuel the propellant gas can be supplied.

11. The device according to claim 10, wherein the turbine ( 1 ) from an inlet region ( 2 ) to an outlet region ( 3 ) through which the propellant gas can flow and the component ( 11 , 12 ) is arranged at the inlet region ( 2 ).