DE555560C - Verfahren zum Betrieb von Gasturbinen, die nach dem Verpuffungsverfahren arbeiten und aus mindestens zwei hintereinandergeschalteten Gasturbinenraedern bestehen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Betrieb von Gasturbinen, die nach dem Verpuffungsverfahren arbeiten und aus mindestens zwei hintereinandergeschalteten Gasturbinenrädern bestehen Bei Gasturbinen, die nach einem Verpuffungsverfahren arbeiten und aus mindestens zwei hintereinandergeschalteten Gasturbinenrädern bestehen, von denen das erste als reine Verpuffungsturbine arbeitet, während das zweite Rad oder die folgenden dauernd und mit Treibgas von weniger schwankendem Druck beaufschlagt werden (sogenannte Verbundgasturbinen), ist es nicht zu verhindern, daß der Druck im Radkasten des ersten Rades gewissen Druckänderungen unterworfen ist, da die Entlademengen während :eines Arbeitsspieles wegen des abnehmenden Druckes in der Brennkammer verschieden groß sind, die Schluckfähigkeit dei nachfolgenden Düsen aber wegen des nicht in gleichem Ausmaße veränderlichen Radkastendruckes sich viel weniger ändert. Es steigt somit der Radkastendruck zu Beginn der Entladung einer Kammer und fällt dann wieder, wenn sich die Entladung der Kammer ihrem Ende nähert. Es lassen sich diese Druckschwankungen etwas mildern, wenn man den Radkasteninhalt groß macht, aber, abgesehen von anderen Nachteilen, die damit verbunden sind, genügf diese Maßnahme noch ,nicht, um eine solche Druckgleichheit zu erhalten, daß die Spülung der Brennkammern mit wirtschaftlichen Spülluftüberdrücken möglich wird. So ist bestimmt damit zu rechnen, daß der Radkastendruck über den zur Verdrängung des Abgasrestes verfügbaren Spülluftdruck ansteigt, so daß nicht nur das Ausschieben des Abgasrestes unmöglich gemacht wird, sondern auch Abgase einer .eben entladenden Kammer in eine eben spülende Kammer zurückschlagen.
• Diese Nachteile sollen erfindungsgemäß nun dadurch behoben werden, daß der fast bis auf den Gegendruck am ersten Rad entspannte Abgasrest. und die zu seiner Entfernung aus der Brennkammer verwendete Spülluft durch ein besonderes Auslaßventil und eine besondere Leitung in: einen Raum geführt werden, der vom Radkastendruck unabhängig ist. Getrennte Ventile für die Entladung auf das Rad und für die Entfernung des Abgasrestes sind bereits bei reinen (einstufigen) Verpuffungsgasturbinen vorgeschlagen worden. Bei diesen Turbinen bestehen aber die oben geschilderten Schwierigkeiten nicht, da der Radkasten durch die große Auspuffleitung, ebenso wie das :etwaige getrennte Auslaßventil für den Abgasrest mit der Außenatmosphäre unmittelbar verbunden sind und daher wesentliche Schwankungen des Gegendruckes gar nicht auftreten körnen. Bei Verbundgasturbinen können nun der Abgasrest und die Spülluft, falls solche zur Verdrängung der Restgase verwendet wird, entweder direkt in das Abgasrohr oder ins Freie geleitet werden; sie können aber auch, da sie noch verhältnismäßig hohen, und zwar einen dem mittleren Radkastendruck etwa gleichen Druck aufweisen, zur Arbeitsleistung ver-,vendet werden. In diesem Falle läßt man Abgasrest und Spülluft dann getrennt vom eigentlichen Arbeitsgasstrom auf das zweite Rad der Gasturbine oder auf ein besonderes Rad strömen.
• Auf der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Es sind i und 2 zwei Brennkammern der Gasturbine, die durch die Ventile 3 und q. mit verdichteter Frischluft abwechselnd geladen werden und durch die Einspritzdüsen 5 und 6 beispielsweise flüssigen Brennstofferhalten. Mit den Zündkerzen bei 7 wird das Gemisch entzündet und :das durch die Verpuffung nun hochgespannte Gas abwechselnd durch die gesteuerten Düsenventile g und io und durch die Düsen i i und 12 auf das Rad 13 entlassen. Durch die beiden Düsenkanäle i¢ gelangt das Arbeitsgas weiter zu den Düsen 15 und von dort zum Rad 16, wo @es seine restliche Energie abgibt. Das vollkommen entspannte Arbeitsgas strömt durch das Auspuffrohr 17 ins Freie. Die Entspannung des Inhalts der Kammern i und 2 und seine Entladung durch die Düsen i i und 12 kann nur bis zu einem Druck erfolgen, der um einiges höher ist als der Druck vor dem Rad 13. Schwankt dieser Druck, so muß die Spülluft, die den Abgasrest aus der Kammer verdrängen soll, diesen Schwankungen folgen können. Erfindungsgemäß soll die weitere Entladung aber nicht mehr durch die Düsen i i und 12 auf das Rad 13 erfolgen, sondern nach einer Stelle, die von den ,Druckschwankungen im Radkasten das Rades 13 unabhängig ist, z. B. nach dem davon gänzlich getrennten Raum 18. Zu diesem Zwecke sind die Brennkammern mit den Aüspuffventilen i9 und 2o ausgerüstet, die mit dem Raum 18 durch die Leitung 21 in Verbindung stehen. Ist der Inhalt der Kammer bis nahezu auf den Radkammerdruck entspannt und ausgeströmt, so schließt das Düsenventil 9, und @es öffnet das Ventil i9, das den Abgasrest nun im Raum 18 @entläßt. Das gleiche wiederholt sich mit den Ventilen i o und 2o. Der Raum 18 ist :ebenfalls mit Düsen 22 versehen, die so bemessen sind, daß sich vor ihnen ein Druck einstellt, der etwas niedriger als der Spülluft- oder Ladedruck ist. Die in diesen Düsen auf Geschwindigkeit gebrachten Gase strömen auf das Rad 16 und leisten dort Arbeit. Statt des Raumes 18, der im vorliegenden Fall einen Teil des zweiten Düsenkanals bildet, kann auch ein unabhängiger Düsenkanal, der den Abgasrest und die Spülluft auf ein besonderes Rad leitet, verwendet werden.

Claims (3)

1. PATrNTANSPRÜCHE:- i. Verfahren zum Betrieb von Gasturbinen, die nach dem Verpuffungsverfahren arbeiten und aus mindestens zwei hinter-,einandergeschalteben Gasturbinenrädern. bestehen, von denen das erste als reine Verpuffungsturbine arbeitet, während das zweite dauernd und mit Treibgas von weniger schwankendem Druck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der fast bis auf den Gegendruck am ersten Rad entspannte Abgasnest und die zu seiner Entfernung aus der Kammer verwendete Spülluft durch ein besonderes Auslaßventil und eine besondere Rohrleitung in einen Raum geleitet werden, der vom Radkastendruck unabhängig ist.
2. 2. Verfahren zum Betrieb von Gasturbinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasrest, getrennt vom übrigen Gasstrom, zur Beaufschlagung des zweiten Gasturbinenrades verwendet wird.
3. 3. Verfahren zum Betrieb von Gasturbinen nachAnspruch i und 2, dadurch gekennz@ichnet, daß der Abgasrest auf ein besonderes Rad zwecks Arbeitsleistung geleitet wird.