DE505977C - Mehrstufige Brennkraftturbine, deren Mantel durch Fluessigkeit gekuehlt wird und bei welcher die von einer Stufe hoeheren zur Stufe niederen Druckes stroemenden Verbrennungsgase durch Dampf gekuehlt werden - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei mehrstufigen Brennkraftturbinen, deren Mantel mit Flüssigkeit gekühlt wird, die zwischen zwei Stufen vorhandenen ringförmigen Verbindungskammern sich vorteilhaft zur Aufnahme von Einrichtungen zur Dampfkühlung der von der Stufe höheren Druckes zur Stufe niederen Druckes strömenden Verbrennungsgase ausnutzen lassen. Die Erfindung besteht darin, daß die zwischen zwei Stufen angeordnete ringförmige Verbindungskammer Überhitzerrohre enthält, denen aus der Abgaswärme der Brennkraftturbine erzeugter Dampf zur Überhitzung zugeführt wird. Zweckmäßig sind die Überhitzerrohre in Gruppen geteilt, um je nach Lage der Rohre Dampf von höherem und niederem Überhitzungsgrade zu erhalten.

ao Man hat bereits versucht, die Temperatur der Verbrennungsgase durch Übertragung eines Teiles ihrer Wärme auf ein Kühlmittel herabzuziehen. Man verwandte dabei als Kühlmittel flüssiges Wasser und leitete das Kühlverfahren so, daß entweder das flüssige Wasser unter entsprechender Temperaturerhöhung abströmte oder sich in gesättigten oder überhitzten Dampf umwandelte. Diesem bekannten Verfahren gegenüber weist die vorliegende Erfindung dadurch, daß die den Verbrennungsgasen in der Verbindungskammer entzogene Wärme in der Hauptsache als Überhitzungswärme auf Dampf übertragen wird, den Fortschritt auf, daß das den Verbrennungsgasen in Form von Wärme entzogene Arbeitsvermögen nahezu vollständig dem Gesamtverfahren, erhalten bleibt, während bei der Übertragung auf flüssiges Wasser ein erheblicher Verlust an Arbeitsvermögen unvermeidlich wird.

Der von der Kühlflüssigkeit durchströmte Mantelraum der Brennkraftturbine steht in keiner Verbindung mit den dampferfüllten Räumen der Überhitzerrohre; auf die Mantelkühlflüssigkeit wird lediglich Strahlungswärme aus den Verbrennungsgasen übertragen.

Die Zeichnung zeigt eine Ausführung des Erfindungsgedankens am Beispiel einer im teilweisen Axialschnitt und in teilweiser Ansicht dargestellten zweistufigen Brennkraftturbine.

Nachdem in einer der nicht sichtbar gezeichneten Brennkammern die Verbrennung stattgefunden hat, beaufschlagen die Verbrennungsgase, nachdem ihnen der Weg eröffnet worden ist, über Kanal α und Düse b das zweikränzige Curtisrad c der Hochdruckstufe. Zwischen dieser Hochdruckstufe der Brennkraftturbine und dem die zweite Stufe niederen Druckes bildenden Parsonsteil d befindet sich die ringförmige Sammelkammer 1, die

gemäß der Erfindung eingelagerte dampfdurchflossene Überhitzerrohre J₁, f₂ enthält und außen in den Wasser- oder Ülkühlmantel g, innen in den Wasser- oder Ölkühlmantel h eingeschlossen ist; die Kühlräume g und h stehen untereinander durch Ausgleichsstutzen i in Verbindung. Die Überhitzerrohre sind in zwei Gruppen Z₁ und f₂ eingeteilt, um Dampf höheren Überhitzungsgrades aus der ίο Gruppe f_v die von den aus der Hochdruckstufe unmittelbar austretenden Verbrennungsgasen bespült werden, und Dampf niedrigeren Überhitzungsgrades aus der Gruppe /₂ zu erhalten, die im Verbrennungsgasstrom hinter die Gruppe J₁ geschaltet ist. Gesättigter Dampf wird der Gruppe Jf₁ über Rohranschluß k_i; der Gruppe f_% über Rohranschluß I₁ zugeführt, während der hochüberhitzte Dampf bei k₂, der weniger überhitzte Dampf bei I₂ abgeleitet wird.

Abb. 2 und 3 zeigen in vergrößertem Maßstabe eine besonders vorteilhafte Art der Verbindung der Überhitzerrohre untereinander. Die Verbindung geschieht durch Blechstreifen //', welche bei den inneren Rohren auf der dem Kühlmantel h gegenüberliegenden Seite, bei den äußeren Rohren auf der dem Kühlmantel g gegenüberliegenden Seite angebracht und an die Rohre entlang der Umfangslinie angeschweißt sind. Dadurch wird ein geschlossener Mantel gebildet, innerhalb dessen sich die Verbrennungsgase bewegen. Sie geben dadurch ihre Wärme unmittelbar nur an die Überhitzerrohre ab, während die unmittelbare Abkühlung der Verbrennungsgase durch die Küh!kammerwände an diesen Stellen verhindert ist. Auch die von den Blechstreifen selbst aufgenommene Wärme der Verbrennungsgase wird großenteils durch unmittelbare Weiterleitung an die Überhitzerrohre und nur ein Teil durch Strahlung oder unter verminderter Leitung durch die dazwischenliegende Luftschicht an die Kühlkästen abgegeben. So wird die hochgradige — also wertvollste — Wärme im wesentlichen auf die Überhitzerrohre und nur die Wärme geringerer Temperaturgrade an die Kühlkammern abgegeben, wodurch die beste Ausnutzung der den Verbrennungsgasen an dieser Stelle entzogenen Wärme gewährleistet wird. In Abb. 3 ist das dem Laufrad zunächstliegende Rohr, dessen Querschnitt der Form des Laufrades angepaßt ist, mit /_x' bezeichnet.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mehrstufige Brennkraftturbine, deren Mantel durch Flüssigkeit gekühlt wird und bei welcher die von einer Stufe höheren zur Stufe niederen Druckes

" strömenden Verbrennungsgase durch Dampf gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei Stufen angeordnete ringförmige Verbindungskammer Überhitzerrohre enthält, denen aus der Abwärme der Brennkraftturbine erzeugter Dampf zur Überhitzung zugeführt wird.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhitzerrohre in zwei Gruppen geteilt sind, um Dampf von höherem und niederem Überhitzungsgrade zu erhalten.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhitzerrohre untereinander durch angeschweißte Blechstreifen verbunden sind, die zusammen mit der Rohrwandung einen geschlossenen Mantel bilden, innerhalb dessen die Gase ihre hochgradige Wärme nur an die Überhitzerrohre abgeben, während die Kühlkammern nur Wärme geringerer Temperatur aufnehmen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen