DE455705C

DE455705C - Device for utilizing the exhaust gas heat from gas and oil turbines with cooling of the blades by steam

Info

Publication number: DE455705C
Application number: DET29928D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing E H Holzwarth; Dipl-Ing Michael Sedlmeir
Original assignee: E H HANS HOLZWARTH DIPL ING DR
Current assignee: E H HANS HOLZWARTH DIPL ING DR
Priority date: 1925-02-12
Filing date: 1925-02-12
Publication date: 1928-02-07

Description

Einrichtung zur Ausnutzung der Abgaswärme von Gas- und Ölturbinen mit Kühlung der Schaufeln durch Dampf. Es ist bekannt, mit den Abgasen von Gas-und ölturbinen einen Dampferzeuger zu beheizen und den erzeugten Dampf zum Kühlen des Gas- oder ölturbinenlaufrades unter gleichzeitiger Arbeitsleistung zu verwenden und sodann durch einen Sammelraum hindurch dem Schaufelkranz einer reinen Dampfturbine zuzuführen, in der er weiter Arbeit leistet. Die Erfindung hat die besondere Anordnung und Einrichtung des Abdampfsammelraumes zum Gegenstand und besteht darin, daß dieser Sammelraum, der nach dem Brennkraftturbinenlaufrad hin durch Fangdüsen, nach dem Abdampfturbinenlaufrad hin durch Düsen offen ist, zwischen beiden Laufrädern eingebaut ist und von den abströmenden Feuergasen beheizt wird.Device for utilizing the exhaust gas heat from gas and oil turbines with cooling of the blades by steam. It is known to deal with the exhaust of gas and oil turbines to heat a steam generator and the generated steam to cool the To use gas or oil turbine impeller with simultaneous work performance and then through a collecting space through the blade ring of a pure steam turbine in which he continues to work. The invention has the particular arrangement and establishment of the exhaust steam collection space to the object and consists in that this Collection space, which after the internal combustion turbine impeller through catching nozzles, after The exhaust turbine impeller is open through nozzles, installed between the two impellers and is heated by the outflowing fire gases.

abb. t veranschaulicht in einem Ausführungsbeispiel schematisch eine Gasdampfturbine mit einem Abdampfsammelraum gemäß der Erfindung. Abb. a ist ein Schnitt nach A-A, Abb. 3 ein Schnitt nach B=B und Abb. .4 ein Schnitt nach C-C der Abb. t.fig. In one embodiment, t schematically illustrates a Gas steam turbine with an exhaust steam collection space according to the invention. Fig.a is a Section to A-A, Fig. 3 a section to B = B and Fig. 4 a section to C-C of Fig. T.

Das Brennkraftturbinenlaufrad ist mit a, die zugehörigen Feuergasdüsen mit b, die Dampfdüsen mit -c bezeichnet. Letztere sind durch Stutzen fl mit dem Dampfraum des von den Turbinenabgasen beheizten Kessels verbunden, wobei der Dampf vorher zweckmäßig durch einen überhitzer hindurchtritt. Während die Feuergase durch den Ringraum f hindurch bei g abströmen, tritt der Dampf, nachdem er in den Schaufelkanälen e Arbeit geleistet hat, in gegenüberliegende Fangdüsen h (Abb. 3) über und wird in einem Ringraum i gesammelt, von dem aus er durch Düsen k dem auf dem Laufrad m einer reinen Dampfturbine sitzenden Schaufelkranz ft zu- geführt wird. In dieser zweiten Turbine leistet der Dampf weiter Arb-,it, um mit Kondensatorspannung bei c abzuströmen.The internal combustion turbine impeller is denoted by a, the associated fire gas nozzles with b, and the steam nozzles with -c. The latter are connected to the steam chamber of the boiler heated by the turbine exhaust gases by nozzles fl, the steam expediently passing through a superheater beforehand. While the fire gases flow off through the annular space f at g, the steam, after it has done work in the blade channels e, passes into opposite catch nozzles h (Fig. 3) and is collected in an annular space i, from which it flows through nozzles k on the impeller m a pure steam turbine seated blade ring is led to-ft. In this second turbine, the steam continues to work in order to flow off with the capacitor voltage at c.

Der ringförmige Feuergasraum f umgibt den gleichfalls ringförmigen Abdampfsammelraum i. Das hat zur Folge, daß der Dampf nach Verlassen der Schaufelkanäle des Brennkraftturbinenrades durch die abströmenden Feuergase erneut überhitzt wird, so daß der Dampf in der angeschlossenen NTiederdruckdampfturbine vorzugsweise als überhitzter Dampf mit geringeren Verlusten als im gesättigten Zustand arbeitet. Die beheizende Wirkung des Feuergasraumes kann dadurch gesteigert werden, daß die ihm und dem Dampfsammelraum gemeinsame Wandung durch Anordnung von Rippen s (Abb. a i vergrößert wird. Die Schaufelkanäle des Brennkraftturbinenlaufrades sind nach dem Vorbeigang an den Feuergasdüsen mit Feuergasen gefüllt. Bei der nachfolgenden Beaufschlagung durch Dampf würden diese Feuergasreste in die Fangdüsen geblasen werden und mit dem Dampf in den Kondensator gelangen, so daß ,die in ihnen enthaltenen Säureanteile bei langandauerndem Betrieb (z. B. auf Schiffen) das im Kreislauf immer von neuem benutzte Speisewasser allmählich. in für Kessel und Kondensator schädlicher Weise anreichern würden. Dies läßt sich vermeiden durch Verschiebung der Fangdüsen gegen die Beaufschlagungsdüsen in der Drehrichtung derart, daß die Feuergasreste wohl vom Dampf ausgeblasen, aber nicht in den Fangdüsen aufgefangen werden.The ring-shaped combustion gas space f surrounds the likewise ring-shaped one Exhaust steam collection room i. This has the consequence that the steam after leaving the blade channels the internal combustion turbine wheel is overheated again by the outflowing fire gases, so that the steam in the connected low-pressure steam turbine preferably as superheated steam works with lower losses than in the saturated state. The heating effect of the fire gas chamber can be increased by the fact that the wall shared by it and the steam collecting space through the arrangement of ribs s (Fig. a i is enlarged. The blade channels of the internal combustion turbine impeller are filled with fire gases after passing the fire gas nozzles. In the following If the steam was applied, these flue gas residues would be blown into the catch nozzles and get into the condenser with the steam, so that those contained in them Acid content always in the circuit during long-term operation (e.g. on ships) newly used feed water gradually. in more harmful to the boiler and condenser Would enrich way. This can be avoided by moving the catch nozzles against the application nozzles in the direction of rotation in such a way that the flue gas residues probably blown out by the steam, but not caught in the catching nozzles.

Bekanntlich übt Dampf in geringen Mengen eine die Vollkommenheit der Erwärmung von Verbrennungsgemischen förderndekatalytische Wirkung unter Verringerung des Höchstwertes der Verbrennungstemperatur aus. Dies ist wieder günstig für den Verbrennungsvorgang in den Brennkammern r der Gas- oder Ölturbine. In diese Brennkammern treten durch die Feuergasdüsen b kleine Abdampfmengen rückwärts über, indem im Abdampfsammelraum i gegenüber dem Feuergasraum f zweckmäßig ein geringer Überdruck selbsttätig aufrechterhalten wird. Dieser Überdruck wird so bemessen, daß keine Feuergase in den Abdampfsammelraum übertreten, aber auch möglichst wenig Abdampf in den Feuergasraum.It is known that steam in small quantities has a catalytic effect promoting the perfection of the heating of combustion mixtures while reducing the maximum value of the combustion temperature. This is again favorable for the combustion process in the combustion chambers r of the gas or oil turbine. In these combustion chambers, small amounts of exhaust steam pass backwards through the fire gas nozzles b, in that a slight overpressure is automatically maintained in the exhaust steam collection space i compared to the fire gas space f. This overpressure is measured in such a way that no fire gases enter the exhaust steam collecting space, but also as little exhaust steam as possible into the fire gas space.

Die Beheizung des Abdampfsammelraumes i kann weiter dadurch ausgenutzt werden, daß etwa vorhandener Auspuffdampf von anderen Dampfanlagen, durch Stutzen t in den Raum! geleitet, ebenfalls behufs weiterer Arbeitsleistung überhitzt wird. Dasselbe gilt für im Abhitzekessel erzeugten, aber nicht durch das Brennkraftturbinenlaufrad geleiteten Arbeitsdampf.The heating of the exhaust steam collection space i can further be used as a result that any existing exhaust steam from other steam systems, through nozzles t in the room! is also overheated for further work. The same applies to those generated in the waste heat boiler, but not by the internal combustion turbine impeller conducted working steam.

Das Sammeln des Abdampfes im Raum i beim Austritt aus dem Gasturbinenlaufrad gewährt auf Schiffen den Vorteil, das Speisewasser in der erforderlichen Weise im Kreislauf erhalten zu können. Das Niederschlagen des mit Feuergasen vermischten Abdampfes würde Zerstörungen im Kondensator verursachen.The collection of the exhaust steam in space i when it exits the gas turbine runner grants on ships the advantage of having the feed water in the required manner To be able to maintain the cycle. The precipitation of the mixed with fire gases The exhaust steam would destroy the condenser.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for utilizing the exhaust gas heat from gas and oil turbines, the exhaust gases of which are used to generate steam that is used to cool the gas or oil turbine impeller while simultaneously performing work and is then fed through a collecting chamber to the blade ring of a pure steam turbine, in which he continues to work, characterized in that the exhaust steam collecting space (i), which is open to the combustion engine turbine impeller (a) through catching nozzles (lt) and after the exhaust steam turbine impeller (m) through nozzles (k), is installed between the two wheels and from the outflowing Fire gases is heated. a. Device according to claim i, characterized in that an overpressure of such magnitude is maintained in the exhaust vapor collection space (i) compared to the fire gas space (f) that no fire gases pass into the exhaust vapor collection space, but also as little steam as possible into the fire gas space. 3. Device according to claim i, characterized in that; that the space for collecting and superheating the exhaust steam (i) is also used to collect and superheat foreign exhaust steam not used to cool the gas or oil turbine impeller or working steam generated in the waste heat boiler but not passed through the gas or oil turbine impeller. q .. Device according to claim i, especially when used on ship turbines, in order to be able to obtain the feed water in the circuit without damage to the boiler and condenser, characterized by shifting the catch nozzles against the application nozzles in the circumferential direction in such a way that the residual gas is probably blown out by the steam, but cannot be caught in the catch nozzles.