DE606599C - Verpuffungsdampferzeuger - Google Patents

Description

• Verpuffungsdampferzeuger Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger, bei welchem Brennstoff sowie verdichtete Verbrennungsluft in einer heizflächenummantelten Brennkammer zur Verpuffung gebracht werden -und alsdann die Abgase unter Expansion des Brennkammerinhaltes mit hoher Geschwindigkeit Heizrohre-durchfließen. Infolge der hohen Durchströ@mgeschwindigkeit geben die Abgase dabei zwar einen beträchtlichen Teil ihrer Wärme zur Dampferzeugung ab, ]>e-sitzen aber danach noch genügend Energie, um meiner Abgasturbine wirtschaftliche Arbeit zu--leisten. Hier wird die ihnen noch innewohnende Energie in mechanische Arbeit umgewandelt und vornehmlich zum Antrieb des Verdichters für die Verbrennungsluft benutzt.
• Bei den bekannten Anlagen dieser Art wird nach beendeter Verpuffung eine am Ende der Heizrohre angeordnete, zur Abgasturbinei führende Absperrvorrichtung geöffnet, durch welche die Abgase so, wie,es ihrer Expansion und den Reibungswiderständen zwischen Brennkammer und Abgasturbine entspricht, zur Abgasturbine strömen. Dies hat den Nachteil, daß zu Beginn der Expansion die Abgase infolge ihres hohen Druckes und geringen spezifischen Volumens rasch zur Abgasturbine abströmen und beim Durchtritt durch die- Heizrohre nicht hinreichend abgekühlt werden; am Ende der Expansion strömen die Gase langsam und werden weit abgekühlt. Die Abgasturbine bekommt -also einmal heiße, kurz danach kalte Gase zugeführt und ist daher sehr unangenehmen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Zudem hat die ihr in der Zeiteinheit zu Bieginn der Expansion zuströmende Abgasmenge ein viel größeres., die gegen Ende der Expaasion zuströmende Abgasmenge ein viel kleineres Arbeitsvermögen, als dem Durchschnitt der Turbinenhelastung entspricht. Die zu Beginn der Expansion durchtretenden Abgase verlassen auch die Turbine noch mit einer recht hohen Temperatur, . können. aber mittels Wärmeaustauschern nicht ausgenutzt werden, weil unmittelbar danach kältere Gase folgen. Selbst wenn mehrere Brennkammern auf eine Turbine geschaltet werden, müssen Schwungmassen wegen der ungleichmäßigen Arbeitsleistung der Gase vorgesehen werden.
• Alle diese Nachteile sollen gemäß der Erfindung dadurch vermieden werden, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase auf dein Wege von der Brennkammer nach der Abgasturbine so geregelt wird, daß !eine gleichbleibende Temperatur der Abgase am-Ende der Heizrohre erzielt wird. Zweckmäßigerweise empfiehlt sich noch eine Nachsteuerung der Strömungsgeschwindigkeit -entsprechend der Belastung der Abgasturbine. Eine Steuerung in Abhängigkeit von der Abgasturbinenbelastung allein ist nicht möglich, weil die Abgasturbinenleistung nicht immer mit dem Arbeitsbedarf des Verdichters übereinstimmt, so daß entweder etwas Überschußleistung abgegeben werden kann oder noch ein Hilfsmotor angeordnet werden muß. Es ist von Vorteil, die Regelung nicht als Drosselregelung, sondern in der bei Dampfturbinen und auch bei Verpuffungsgasturbinen bekannten Weise durch Quantitätsnegelung mittels Zu- bzw. Abschaltens von Düsen vorzunehmen. Ferner empfiehlt @es sich, bei sinkendem. Gasdruck vor der Abgasturbine in gleichfalls bekannter Weise einen Teil oder alle Gase durch eine Umgehungsleitung einer niedrigeren Druckstufe der Abgasturbine zuzuführen, um die Abgase möglichst günstig ausnutzen zu können. Unter Umständen kann man auch die Regelvorrichtungen unmittelbar am Ende der Heizrohre anordnen und für jedes Heizrohr oder jede Heizrohrgruppe eine besondere Regelvorrichtung vorsehen.
• In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt. In die Brennkammer a wird Brennstoff und verdichtete Verbrennungsluft eingeführt und zur Verpuffung gebracht. Die Abgase verlassen die Brennkammer mit hoher Geschwindigkeit durch die sich anschließenden Heizr ehre b, aus denen sie zur Abgasturbine c strömen. Von der Abgasturbine c gelangen sie durch --die Leitung d entweder ins Freie oder in einen noch angeschlossenen Wärmeaustauscher, falls sie noch nicht ihre Restwärme in der Abgasturbine abgegeben haben sollten. Die Brennkammer und die Heizrohre liegen in einem Dampfkesstle, in welcbem die abgegebene Wärme zur Dampferzeugung ausgenutzt wird. Damit der Abgasturbine c die Gasmengen nicht ungeregelt zuströmen, sind gemäß der Erfindung Regeleinrichtungen g und lt vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Temperatur der Gase verstellt werden. Die Temperatur der Gasse wird dabei an der Stelle f gemessen. Die Regeleinrichtung h liegt in einer Umgehungsleitung, die es gestattet, de Gase einer tieferen Druckstufe der Abgasturbine c unmittelbar zuströmen zu lassen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verpuffungsdampferzeuger mit an die Brennkammer anschließenden Heizrohren und einer Abgasturbine, gekennzeichneat durch. Einrichtungen, mittels derer die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase auf dem Wege von der Brennkammer nach der Abgasturbine (c) so geregelt wird, daß eine gleichbleibende Tempieratur der Abgase am Ende der Heizrohre (b) erzielt wird.
2. 2. Verpuffun@gsdampferzeuger nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Nachsteuerung der Strömungsgeschwindigkeit der Abgase in Abhängigkeit von der Belastung der Abgasturbine.
3. 3. Verpuffungsdampferzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase nicht durch Drosseln, sondern durch Zu-bzw. Abschalten von Düsen der Abgasturbine ,geregelt wird. q.. Verpuffungsdampferzeuger nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei niedrigem Gasdruck am. Ende der Heizrohre ein Teil der Abgase unmittelbar einer Niederdruckstufe der Abgasturbine zugeführt wird. 5. Verpuffungsdampferzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtungen zum Regeln der Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar am Austritt der Heizrohre (b) angeordnet sind. 6. Verpuff ungsdampferzeuger nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizrohre einzeln oder gruppenweise getrennte Riegelvorrichtungten .erhalten.