DE673448C - Gas turbine system with constant pressure combustion - Google Patents

Gas turbine system with constant pressure combustion

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DE673448C
DE673448C DEA81408D DEA0081408D DE673448C DE 673448 C DE673448 C DE 673448C DE A81408 D DEA81408 D DE A81408D DE A0081408 D DEA0081408 D DE A0081408D DE 673448 C DE673448 C DE 673448C
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DEA81408D
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Manne T Lindhagen
Alf Lyscholm
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Milo AB
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Milo AB
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/003Gas-turbine plants with heaters between turbine stages

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Description

Gasturbinenanlage mit Gleichdruckverbrennung Die Erfindung bezieht sich auf Gasturbinenanlalgen mit Gleichdruckverbrennung des Treibnuttels mit mehreren unter Eins.chaltung von Zwischenwärmerii hintereinandergeschalteten Turbinen oder Turbinenstufen. Für Gasturbinenanlagen der angegebenen Art ist vorgeschlagen worden, sowohl vor der Hochdruckturbine als auch zwischen den einzelnen Turbinen oder Turbinenstufen Verbrennungskammern anzuordnen, um die Turbinenabgase einer vorhergehenden Turbine vor ihrem Eintritt in eine nachgeschaltete Turbine durch Verbrennung von Brennstoff zu erwärmen. Die Anordnung mehrerer Verbr#rmungskammern ist oft unerwünscht, denn durch sie werden die Anlagekosten erhöht und siekann zur Vermehrung von Betriebsstöir'ungen führen.Gas turbine system with constant pressure combustion The invention relates on gas turbine systems with constant pressure combustion of the driftwood with several with the integration of intermediate heaters in series-connected turbines or Turbine stages. For gas turbine systems of the type specified, it has been proposed both in front of the high-pressure turbine and between the individual turbines or turbine stages To arrange combustion chambers to the turbine exhaust gases from a previous turbine before it enters a downstream turbine by burning fuel to warm up. The arrangement of several combustion chambers is often undesirable because They increase the system costs and they can lead to an increase in operational disruptions to lead.

Es ist auch vorgeschlagen worden, nur eine einzige Verbrennungskammer anzuordnen und die darih erzeugten Treibgäse zum Teil in die Verbindungsleitung zwischen aufeinanderfolgenden Turbinen oder Turbinenstufen einzuleiten, um auf diese Weise eine Zwischenerwärmung des Treibmittels zu erhalten. Derartigen Anlagen haftet aber der Nachteil an, daß der für die Zwischenerwärmung verwandte Teil des erhitzten Treibmittels vom Druck vor der Hochdruckturbine auf den D-ruck in der Verbindungsleitung zwischen den Turbinen ohne Erzeugung nützlicher Leistung herabgedrosselt %verdeii muß, was . naturgemäß einen erheblichen Arbeitsverlust zur Folge hat.It has also been proposed to arrange only a single combustion chamber and to introduce some of the propellant gases generated therefrom into the connecting line between successive turbines or turbine stages in order to obtain intermediate heating of the propellant in this way. Such systems, however, have the disadvantage that the part of the heated propellant used for intermediate heating is throttled down from the pressure in front of the high-pressure turbine to the pressure in the connecting line between the turbines without generating useful power, which must be reduced . naturally results in a considerable loss of work.

Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, eine Gasturbinenanlage der eingangs erwähnten Art' so auszubilden, daß sie unter Verwendung von nur einer Verbrennungskammer die angeführten Nachteile vermeidet. Die Erfindung besteht darin, daß das heiße Treibmittel der Turbinenanlage durch zwei oder mehr mit Regelvorrichtungen ausgestatteten Leitungen geführt wird, von denen eine das Treibmittel unmittelbar zur Turbinenanlaige führt, während die andere oder andeien;durch Wärmeaustauscher gehen, in denen entspanntes Treibmittel vor seinem Eintritt in eine nachgeschaltete Turbinenstufe erwärmt wird, und daß die durch die einzelnen Leitungen hindurchgeführten Teilmengen des Treibmittels veränderlich sind. Der oder die Wärmeaustauscher werden zweckmäßig durch eine Leitung umgangen, durch die Treibmittel unmittelbar in die Hochdruckturbine geleitet werden kann. In den von den Wärmeaustauschern zur Turbine führenden Leitungen werden zweckmäßig Regelvorrichtungen angeordnet, die bei Belastungsänderung der Gasturbinenanlage sowohl die unmittelbar zur Hochdruckturbine als auch die die Wärmeaustauscher durchströmenden Anteile des Treibmittels aufeinander abstimmen.The present invention has for the purpose of a gas turbine plant of Form mentioned at the beginning 'so that they are using only one combustion chamber avoids the disadvantages mentioned. The invention is that the hot Propellant of the turbine system by two or more equipped with control devices Lines is guided, one of which is the propellant directly to the turbine system performs while the other or other; through Heat exchanger go, in which expanded propellant before its entry into a downstream turbine stage is heated, and that the subsets passed through the individual lines of the propellant are variable. The heat exchanger or exchangers become appropriate bypassed by a line, through the propellant directly into the high pressure turbine can be directed. In the pipes leading from the heat exchangers to the turbine control devices are expediently arranged, which when the load changes Gas turbine system both directly to the high pressure turbine and the heat exchanger Match the proportions of the propellant flowing through with one another.

Die Menge des durch den oder dieWäxmeaustauscher geführten Teil-es des erhitzten Treibmittels wird im wesentlichen in Abhängigkeit von der Belastung der Anlage derart bestimmt, daß bei Vollast das gesamte erlützte Treibmittel oder der größte Teil desselben den Wärmeaustauschern zugeführt wird, während bei Teübelastung ein Teil des erhitzten Treibmittels durch die Wärmeaustauscher und ein Teil unmittelbar in die Hochdruckturbine geführt wird. Bei überbelastung der Anlage kann ein Teil des erhitzten Treibmittels unmittelbar den Turhinenabgasen vor deren Eintritt in einenachgeschaltete Turbine zugeführt werden.The amount of part passed through the wax exchanger (s) the heated propellant is essentially a function of the load the system is determined in such a way that at full load the entire propellant used or most of it is fed to the heat exchangers while at partial load part of the heated propellant through the heat exchangers and part directly is fed into the high pressure turbine. If the system is overloaded, some of the heated propellant directly to the turbine exhaust gases before they enter a downstream turbine can be supplied.

Die Gasturbinenanlage gemäß der Erfindung ist ferner mit Einrichtungen versehen, die bei niedrigen Belastungen oder bei Leerlauf der Anlage ein unzulässiges Ansteigen der Auslaßtemperatur der nachgeschalteten Turbine verhüten. Zu diesem Zweck wird die Zwischenerwärmung in der Weise abgestellt, daß der Durchtritt Ües erhitztenTreibmittels durch den Wärmeaustauscher bei Erreichung einer bestimmt-en Höchsttemperatur im Auslaß durch ein von dieser Temperatur gesteuertes Regelventil abgeschlossen wird.The gas turbine plant according to the invention is also provided with devices provided that an impermissible Avoid increasing the outlet temperature of the downstream turbine. To this Purpose, the intermediate heating is turned off in such a way that the passage Ües heated propellant through the heat exchanger when a certain Maximum temperature in the outlet through a control valve controlled by this temperature is completed.

Zwei Ausführungsbeispiele des, Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigen Fig. i eine Gasturbinenanlage mit zwei hintereinandergeschalteten Turbinen und einer dazwischen angeordneten Zivischenenvärmungsvorrichtung, Fig. 2 eine Anlage mit drei hintereinandergeschalteten Turbinen und zwei Wärmeaustauschern.Two embodiments of the subject matter of the invention are in the Drawings shown, namely Fig. I shows a gas turbine plant with two turbines connected in series and a civil heating device arranged in between, 2 shows a system with three turbines connected in series and two heat exchangers.

In Fig. i bezeichnet i eine Hochdruckturbine, die erhitztes Treibmittel durch die Leitung 2 erhält und nach erfolgter Entspannung in die Auslaßleitung 3 abgibt, von der das Treibmittel einem daran angeschlossenen Wärmeaustauscher4 zuströmt. Das Treibmittel durchströmt die im Wärmeaustauscher 4 angeordnete Kohrschlange 5 und gelangt darauf durch die Leitung 6 in die INiederdruckturbine 7. Dig Auslaßleitung 8 dieser Turbine führt zu einem Vorwärmer 9, in dem die #erbrenntingsluft durch die Turbinenabgase vorgewärrnt wird, worauf die Abgase den Vorwärmer durch den Stutzen io verlassen. Die Welle i i der Hochdruckturbine ist dureh eine Kupplung 12 mit der Welle eines elektrischen Stromerzeugers 13 verbunden, der im vorliegenden Beispiel die von der Gasturbinenanlage erzeugte Nutzleistungsarbeit aufnimmt. Die Welle 14 der Niederdruckturbine 7 ist durch eine Kupplung 15 mit der Welle eines Luftverdichters 16 verbunden, der als Drehkolbenverdichter ausgebildet ist und die für die Verbrennung des Brennstoffes erforderliche Luftmenge auf den gewünschten D,ruck verdichtet. Die Turbinenwellen i i und 14 können auch, wie bei 17 angedeutet, durch eine Kupplung, fest miteinander verbunden sein. In diesem Falle- laufen die beiden Turbinen sowie der Stromerzeuger 13 und der Veroichter 16 mit gleicher Drehzahl. Falls dagegen die Wellen der beiden Turbinen nicht miteinander verbunden sind, können die Nutzleistungsgruppe 1, 13 und die Verdichtergruppe 7, 16 mit verschiedener Drehzahl laufen.In FIG. I, i denotes a high-pressure turbine which receives heated propellant through line 2 and, after expansion has taken place, releases it into outlet line 3 , from which the propellant flows to a heat exchanger 4 connected to it. The propellant flows through the arranged in the heat exchanger 4 Kohrschlange 5 and passes it, through the line 6 in the INiederdruckturbine 7. Dig outlet conduit 8 of the turbine results in a preheater 9 in which is #erbrenntingsluft vorgewärrnt through the turbine exhaust gases, after the exhaust gases of the preheater by leave the socket ok. The shaft ii of the high-pressure turbine is connected by a coupling 12 to the shaft of an electric power generator 13, which in the present example takes up the useful power work generated by the gas turbine system. The shaft 14 of the low-pressure turbine 7 is connected by a coupling 15 to the shaft of an air compressor 16, which is designed as a rotary piston compressor and compresses the amount of air required for the combustion of the fuel to the desired D, jerk. The turbine shafts ii and 14 can also, as indicated at 17 , be firmly connected to one another by a coupling. In this case, the two turbines and the power generator 13 and the compressor 16 run at the same speed. If, on the other hand, the shafts of the two turbines are not connected to one another, the useful power group 1, 13 and the compressor group 7, 16 can run at different speeds.

Die im Verdichter zu verdichtende Luft wird durch den Stutzeni8 eingesaugt und gelangt nach erfolgter Verdichtung durch die Leitungig in den Vorwärmerg, in dem sie durch die Abgase der Niederdruckturbine7 vorgewärmt wird. Darauf strömt die Luft iAi die Verbrennungskammer, die im dargestellten Beispiel aus dem Verhrennungsraum 20 und einem diesen umgebenden Ram.n2i besteht. Der Brennraum:zo steht durch ein Rohr22 mit dem Einlaß23 für den Brennstoff, z.B. Kohle, in Verbindung. Im Rohr 22 ist ein Schleusenventi12,4 vorgesehen, um eine unmittelbare Verbindung des RaumeS20 mit dem Einlaß 23 zu verhindern. Die Asche des auf dem Rost 25 verbrannten Brennstof fes wird durch ein Schleusenventil 26 entfernt. Die zur Durchführung der Verbrennung erforderliche Luftmenge gelangt durch öffnungen 27 in den BrennraUM 20, in dem die Verbrennung mit dem für den Gasturbinenbetrieb erforderlichen Luftüberschuß erfolgt. Das erhitzte Treibmittel gelangt zunächst aus dem BrennraUM 20 in eine Leitung 28, die sich in zwei Leitungen 29 und 30 unterteilt. Die Leitung29 führt zur Einlaßleitung2, während die Leitung3o an den Wärmeaustauscher4 angeschlossen ist, der seinerseits durch eine Leitung31 ebenfalls mit der Einlaßleitung2 verbunden ist. Ein Teil der verdichteten Luft umspült den Brennraum 2o und kühlt dabei dessen Wände, worauf er durch eine Leitung32 in die Einlaßleitung 2 gelangt und dort das erhitzte Treibmittel kühlt. Die Leitung 32 könnte auch als die Leitung 2 umgebende Leitung ausgeführt sein, derart, daß das erhitzte Treibmittel erst bei seinem Eintritt in die Turbine mit der durch die Leitung 32 kommenden kälteren Luft gemischt wird. Die durch die Leitung32 geführte Menge di--r Kühlluft kann mit Hilfe eines Ventils 33 entweder von Hand aus oder selbsttätig, z. B. in Abhängigkeit von der Temperatur des Treibmittels, geregelt werden.The air to be compressed in the compressor is sucked in through the nozzle i8 and, after compression, passes through the conduit into the preheater, in which it is preheated by the exhaust gases from the low-pressure turbine7. The air then flows into the combustion chamber, which in the example shown consists of the combustion chamber 20 and a Ram.n2i surrounding it. The combustion chamber: zo is connected to the inlet 23 for the fuel, for example coal, through a pipe 22. A sluice valve 12, 4 is provided in the pipe 22 in order to prevent a direct connection between the room S20 and the inlet 23 . The ashes of the fuel burned on the grate 25 is removed through a lock valve 26. The amount of air required to carry out the combustion passes through openings 27 into the combustion chamber 20, in which the combustion takes place with the excess air required for operating the gas turbine. The heated propellant first passes from the combustion chamber 20 into a line 28, which is divided into two lines 29 and 30 . The line 29 leads to the inlet line 2, while the line 3o is connected to the heat exchanger 4, which in turn is also connected to the inlet line 2 by a line 31. Part of the compressed air washes around the combustion chamber 2o and thereby cools its walls, whereupon it passes through a line 32 into the inlet line 2 and there cools the heated propellant. The line 32 could also be designed as a line surrounding the line 2 in such a way that the heated propellant is only mixed with the colder air coming through the line 32 when it enters the turbine. The amount of cooling air passed through the line 32 can be controlled either manually or automatically with the aid of a valve 33, e.g. B. in dependence on the temperature of the propellant can be regulated.

Die Anteile des durch die Leitung 29 unmittelbar zur Hochdruckturbine strömenden und des durch die Leitung3o zuerst den Wärmeaustauscher4 durchströmenden erhitzten Treibmittels werden durch eine Regelvorrichtung34 aufeinander abgestimmt. Diese Anteile werden je nach der vorhandenen Belastung bestimmt. Bei Vollast der Anlage, bei der in der Niederdruckturbine -, ein gro-13es Temperaturgefälle verarbeitet wird, können die Abgase der Hochdruckturbine im Wärmeaustauscher4 auf eine hohe Teniperatur erwärmt werden, und es wird daherdurch entsprechende Einstellung der Regelvorrichtung34 der gesamte oder der größte Teil des durch die Leitung,-28 kommenden erhitzten Treibmittels dem Wärmeaustauscher zugeführt, während durch die Leitung 29 kein oder nur ein geringer Teil des erhitzten Treibmittels geführt wird. Bei Teilbelastungen der Anlage wird das Ventil34 so eingestellt, daß ein mehr oder weniger großerTeil des erhitzten Treibmittels durch die Leitung 29 und der andere Teil durch die Leitung 30 geführt wird, wobei der Anteil des durch den Wärmeaustauscher strömenden Teilesdes erhitzten Treibmittels bei sinkender Belastung immer mehr verringert und der durch die Leitung 29 unmittelbar in die Hochdruckturbine strömende Teil entsprechend vergrößert wird.The proportions of the heated propellant flowing through line 29 directly to the high-pressure turbine and of the heated propellant flowing through line 3o first through heat exchanger 4 are matched to one another by a control device 34. These proportions are determined depending on the existing load. At full load of the system, in which a large temperature gradient is processed in the low-pressure turbine, the exhaust gases from the high-pressure turbine can be heated to a high temperature in the heat exchanger4, and therefore all or most of the temperature is reduced by setting the control device34 accordingly the line, -28 incoming heated propellant is fed to the heat exchanger, while no or only a small part of the heated propellant is passed through the line 29. At partial loads of the system, the valve 34 is set so that a more or less large part of the heated propellant is led through the line 29 and the other part through the line 30 , the proportion of the part of the heated propellant flowing through the heat exchanger increasing with decreasing load and the part flowing through line 29 directly into the high-pressure turbine is increased accordingly.

Die Regelung des Ventils 34 kann entweder von Hand aus oder selbsttätig erfolgen. Im letzteren Fall wird das Ventil in Abhängigkeit von irgendeiner, sich mit der Belastung der Anlage ändernden Größe gestellt, beispielsweise in Abhängigkeit des Treibmitteldruckes, des D#ruckes der verdichteten Luft oder der elektrischen Belastung des Stromerzeugers 13. The regulation of the valve 34 can take place either manually or automatically. In the latter case, the valve is set as a function of any variable that changes with the load on the system, for example as a function of the propellant pressure, the pressure of the compressed air or the electrical load on the power generator 13.

Bei überbelastung der Anlage kann es erwünscht sein, einen Teil des erhitzten Treibmittels, insbesondere noch nicht vollständig verbranntes, unmittelbar in die Ab,-gase der Hochdruckturbine einzuführen. Eine Vorrichtung zur Ermöglichung dieser Maßnahme ist in der Zeichnung in gestrichelten Linien angedeutet. Von einer oberhalb des Rostes gelegenen Stelle zweigt eine mitieinem Regelventil36 versehene Leitung35 gb, die zu einer Kammer37 führt, in der das durch die Leitun935 kommende erhitzte Treibmittel vollständig verbrannt und mit den aus dem Wärmeaustauscher4 kommenden Ab-,gasen der Hochdruckturbine gemischt wird.If the system is overloaded, part of the heated propellant, especially not yet completely burned, immediately to introduce into the exhaust gases of the high pressure turbine. A device to enable this measure is indicated in the drawing in dashed lines. From one A point provided with a control valve 36 branches off above the grate Line35 gb, which leads to a chamber37 in which the line coming through the line935 Heated propellants are completely burned and with those from the heat exchanger 4 coming exhaust, gases of the high pressure turbine is mixed.

Die Auslaßtemperatur von Gasturbinen erhöht sich bekanntlich bei sinkender Belastung der Turbine und erreicht beim Leerlauf ihren höchsten Wert. Um zu verhindern, daß das der Niederdruckturbine 7 zugeführte Treibmittel bei geringer Belastung oder beim Leerlauf der Anlage im Wärmeaustauscher so hoch vorgewärmt wird, daß die Auslaßtemperatur einen nüt Rücksicht auf die in den letzten Turbinenstufen herrschenden großen Umfangsgeschwindigkeiten unzulässig hohen Wert annimmt, ist in der denWärmeaustauscher mit der Einlaßleitung 2 verbindenden Leitung31 ein Regelventil38 vorgesehen, das in Abhängigkeit von der Auslaßtemperatur der Niederdruckturbine derart gesteuert wird, daß es den Durchtritt von erhitztem Treibmittel durch den Wärmeaustauscher beiErreichung einerbestimmtenHöchsttemperatur in der Auslaßleitung 8 der Niederdruckturbine abschließt. Zu diesemZweck ist in der Auslaßleitung 8 ein Wärmeregler 39 vorgesehen, der in bekannter Weisedurch eine mit Flüssigkeit gefüllte Leitung,4o z. B. mit einem Balg4i verbunden ist, der sich bei Erhöhung der Temperatur und damit verbundener Volumenzunahme der Flüssigkeit ausdehnt und diese Bewegung auf die Ventilspinde142 überträgt derart, daß das Ventil38 bei steigender Auslaßtemperatur geschlossen wird und somit den Durchtritt erhitzten Treibmittels durch den Wärmeaustauscher verhindert. Der Teil des erhitzten Treibmittels, der bei geschlossenem Ventil 3? nicht durch den Wärmeaustauscher strömen kann, verursacht eine Drucksteigerung in den Leitungen 28, 29 und 3o, die dazu benutzt werden kann, das Regelventil34 selbsttÄtig weiter zu öffnen, um den Abfliqß des Treibmittels ohne DTOsselverlust in die Einlaßleitung 2 zu ermöglichen. Zu demselben Z-weckekönnten auch die Ventile 34 und 38 derartmechanisch miteinander verbunden werden, daßdas Ventil 34 beim Schließen des Ventils 38 um einen entsprechenden Betrag mehr geöffnet wird. Der Wärmeregler39 könnte auch in der Einlaßleitung 6 zur Niederdruckturbine 7 angeordnet sein, da sich auch die dort hertschende Temperatur mit der Belastung &r Anlage ändert.As is known, the outlet temperature of gas turbines increases as the load on the turbine decreases and reaches its highest value when the turbine is idling. In order to prevent the propellant supplied to the low-pressure turbine 7 from being preheated so high in the heat exchanger at low load or when the system is idling that the outlet temperature assumes an inadmissibly high value, taking into account the high circumferential speeds prevailing in the last turbine stages, the heat exchanger is in the with the line 31 connecting the inlet line 2, a control valve 38 is provided which is controlled as a function of the outlet temperature of the low-pressure turbine in such a way that it closes the passage of heated propellant through the heat exchanger when a certain maximum temperature is reached in the outlet line 8 of the low-pressure turbine. For this purpose, a heat regulator 39 is provided in the outlet line 8 which, in a known manner, is provided by a line filled with liquid, 4o e.g. B. is connected to a Belg4i, which expands when the temperature and the associated increase in volume of the liquid and transfers this movement to the valve spindle142 in such a way that the valve38 is closed when the outlet temperature rises and thus prevents the passage of heated propellant through the heat exchanger. That part of the heated propellant which, when the valve 3? cannot flow through the heat exchanger, causes an increase in pressure in the lines 28, 29 and 3o, which can be used to automatically open the control valve 34 further in order to allow the propellant to flow out into the inlet line 2 without loss of fuel. At the same time, the valves 34 and 38 could also be mechanically connected to one another in such a way that the valve 34 is opened more by a corresponding amount when the valve 38 is closed. The heat regulator 39 could also be arranged in the inlet line 6 to the low-pressure turbine 7 , since the temperature prevailing there also changes with the load & r system.

Die Regelung der Gesamtanlage zur Anpassung an die jeweilige Belastung erfolgt zweckmäßig durch Änderung der Verdichterleistung, beispielsweise durch Ab- oder Zuschaltung von Verdichterstufen, durch Ab-Z> blasen, überschüssiger Luft oder durch die Luftleitung regelnde Ventile.The control of the entire system to adapt to the respective load is expediently carried out by changing the compressor output, for example by switching compressor stages on or off , by blowing off excess air, or by using valves that regulate the air line.

Die in Fig.2 dargestellte Anlage besteht aus drei hintereinandergeschalteteii'Turbinen, einer Hochdruckturbinei, einer Mitteldruckturbine7 und einer Niederdruckturbine 43. Zwischen der Hoch- und, Mitteldruckturbine ist wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel ein Wiärmeaustauscher4 vorgesehen, in dem die Abgase der Hochdiuckturbine vor ihrem Eintritt in die Mitteldruckturbine erwärmt werden können. Zwischen der Mittel-und der Niederdruckturbine ist ein weiterer-Wärmeaustauscher44 angeordnet, der zurErwärmung der die Mitteldruckturbine verlassenden Gase dient. Die beiden Wärineaustauscher werden vom erhitzten Treibmittel parallel durchströmt, um in ihnen den Ab- gasen eine annähernd gleiche Wärmeinenge zuführen zu können. Von der Leitung28 zweigt eine Leitung 45 ab, die an den Wärmeaustauscher 44 angeschlossen ist. Das durch diesen Wärmeaustauscher geführte erhitzte Treibmittel gelangt dann in eine mit einem Ventil 46 versehene Leitung 47, die sich mit der vom Wärmeaustauscher kommenden Leitung31 vereinigt oder unmittelbar an die Einlaßleitung2 angeschlossen sein kann.The system shown in FIG. 2 consists of three turbines connected in series, a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine 7 and a low-pressure turbine 43 the medium pressure turbine can be heated. A further heat exchanger 44, which is used to heat the gases leaving the medium-pressure turbine, is arranged between the medium-pressure and the low-pressure turbine. The two Wärineaustauscher be flowed through in parallel from the heated propellant, to the exhaust gases carry out an approximately equal Wärmeinenge in them. A line 45, which is connected to the heat exchanger 44, branches off from the line 28. The heated propellant passed through this heat exchanger then passes into a line 47 provided with a valve 46, which combines with the line 31 coming from the heat exchanger or can be connected directly to the inlet line 2.

- Zweck und Arbeitsweise der Regelvorrichtungen 33 und 34 sind dieselben -wie bei der in Fig. i dargestellten Anlage. Das Regelventil46 wird iii Abhängigkeit von der in der Auslaßleitung48 der Niederdruckturbine herrschenden Temperatur mit Hilfe eines Wärmeregiers 49 gesteuert. Der das Regelventil 38 beeinflussende Wärmeregler 39 ist iii diesem Ausführungsbeispiel in der Einlaßleitung 6 angeordnet. Die Regelung der Ventile 38 und 46 ist so aufeinander abgestimmt, daß bei einer bestimmten niedrigen Belastung infolge des Temperaturanstieges in der Leitung48 zunächst das Ventil46 geschlossen wird, wodurch der Wärmeaustauscher44 abgeschaltet wird, worauf bei weiter sinkender Belastung oder bei Leerlauf der Anlage infolge der Temperatursteigerung in der Einlaßleitung 6 der i\ütteldruckturbine das Ventil 3 8 geschlossen und somit auch der Wärmeaustauscher4 abgeschaltet wird. - the purpose and operation of the control devices 33 and 34 are the same -As in the i shown in Fig plant.. The control valve 46 is controlled with the aid of a heat regulator 49 as a function of the temperature prevailing in the outlet line 48 of the low-pressure turbine. The heat regulator 39 influencing the control valve 38 is arranged in the inlet line 6 in this exemplary embodiment. The regulation of the valves 38 and 46 is coordinated in such a way that at a certain low load due to the temperature rise in the line 48, the valve 46 is initially closed, whereby the heat exchanger 44 is switched off, whereupon if the load continues to decrease or the system is idling due to the temperature increase in the inlet line 6 of the fluid pressure turbine, the valve 3 8 is closed and thus the heat exchanger 4 is also switched off.

Auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 können Einrichtungen vorgesehen -werden, um bei überbelastung der Anlage den Abgasen unmittelbar erhitztes Treibmittel zuführen zu können.Devices can also be provided in the exemplary embodiment according to FIG. 2 - If the system is overloaded, the propellant is directly heated to the exhaust gases to be able to supply.

Zwischen der Kühlluftleitung 32 und der Luftleitung ig ist im vorliegenden Fall eine mit einem Ventil 5o versehene Verbindungsleitung 5 1 vorgesehen, durch die verdichtete Luft unter Umgehung des Raumes 2 1 unmittelbar in die Leitung 32 geführt werden kann.In the present case, a connecting line 5 1 provided with a valve 5o is provided between the cooling air line 32 and the air line ig, through which the compressed air can be guided directly into the line 32, bypassing the space 2 1.

Die Wirkun-sweise der vorlie-enden Anla-e ist im übrigen die gleiche wie diejenige Anlage nach Fig, i.The mode of operation of the present system is otherwise the same as that system according to FIG.

Die Erfindun ist nicht auf die lediglich als Beispiele gezeigten Ausführungsformen ZD beschränkt.The invention is not limited to the embodiments shown merely as examples ZD limited.

Claims (2)

PATE2XTA,XSPRÜCIIF: i. Aus mehreren unter Einschaltung von Zwischenerwärmern hintereinandergeschalteten Turbinen oder Turbinenstufen bestehende Gasturbinenanlage mit Gleichdruckverbrennung des Treibmittels, da- durch gekennzeichnet, daß das heiße Treibmittel der Turbinenanlage durchzwei oder mehr mit Regelvorrichtungen ausgestatteten Leitungen (29, 30, 45) geführt wird, von denen eine (z9) das Treibmittel unmittelbar zurTurbinenanlage führtwährend die andere oder anderen (30, 45) durch Wärmeaustauscher (4, 44) gehen, in denen entspanntes Treibmittel vor seinein Eintritt in eine nachgeschaltete Turbinenstufe (7, 43) erwärmt: wird, und daß die:durch die einzelnen Leitungen hindurchgeführten Teilmengen des Treibmittels veränderlich sind. PATE2XTA, XSPRÜCIIF: i. A gas turbine system with constant pressure combustion of the propellant is made up of several turbines or turbine stages connected in series with the interposition of intermediate heaters, characterized in that the hot propellant of the turbine system is led through two or more lines (29, 30, 45) equipped with regulating devices, one of which (z9 ) the propellant leads directly to the turbine system while the other or the other (30, 45) go through heat exchangers (4, 44), in which the expanded propellant is heated before it enters a downstream turbine stage (7, 43), and that the: by the Subsets of the propellant passed through individual lines are variable. 2. Gasturbinenanlage mit Gleichdruckverbrennung des Treibmittels nach Anspruch i und einem zwischen zwei Turbinenstufen (1, 7) eingeschalteten Wärmeaustauscher (4), gekennzeichnet durch eine den Wärmeaustauscher (4) um- gehende Leitung (29), durch welche das heiße Treibmittel unmittelbar in die Hochdruckturbine (i) geleitet werden kann. 3. Gasturbinenanlage mit Gleichdruckverbrennung des Treibmittels nach Ansprucl-1 i oder --, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung (34), welche bei BelastungsÄnderung der Turbinenanlage sowohl die unmittelbar zur Hochdruckturbine (i) als auch die die Wärmeaustauscher (4, 44) durchströmenden Anteile des Treibmittels aufeinander abstimmt. 4. Gasturbinenanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (34) derart steuerbar ist, daß bei Vollast das gesamte erhitzte Treibmittel oder der größte Teil desselben dem Wärmeaustauscher oder den Wärmeaustauschern (4, 44) zugeführt wird. 5. Gasturbinenanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (34) derart steuerbar ist, daß bei Teillast ein Teil des erhitzten Treibmittels durch den oder die Wärmeaustauscher (4, 44) und der andere Teil unmittelbar in die Hochdruckturbine (i) geführt wird. 6. Gasturbinenanlage nach Anspruch i, dadurch -ekennzeichnet, daß bei überbelastung der Anlage ein Teil des erhitzten Treibmittels unmittelbar in entspannte Gase vor deren Eintritt in eine nachgeschaltete Turbine eingeführt wird (35, ZD 36, 37). 7. Gasturbinenanlage nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den oder die Wärmeaustauscher (4, 44) strömende Treibmittel von der Auslaßtemperatur der nachgeschalteten Turbine oder Turbinen (7) derart beeinflußt wird, daß seine Menge bei steigender Auslaßtemperatur vermindert oder seinDurchtritt durch den oderdieWärmeaustauscher (4, 44) vollständig abgesperrt wird. 8. Gasturbinenanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der den oder die Wärmeaustauscher (4, 44) umgehenden Leitung (2,9) :ein Regelventil (34) angeordnet ist, das den Durch-ZD strömquerschnitt bei überschreitung eines bestimmten Druckunterschiedes vor und hinter dem Ventil vergrößert. g. Gasturbinenanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in# der Umgehungsleitung (29) angeordnete Ventil (34) mit dem Regelventil (38, 46) derart verbunden ist, daß es beim Schließen des letzteren selbsttÄtig um einenentsprechenden Betrag weiter geöffnet wixd. io. Gasturbinenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Mehrzahl von zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Turbinen oder Turbinenstufen angeordneten Wärmeaustauschern, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wärmeaustauscher (4, 44) unabhängig voneinander regelbar sind. ii. GasturbinenanlagenachAnspruchio, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel den einzelnen Wärmeaustauschexn (4, 44) in parallelen Strömen zugeleitet wird. el 12. Gasturbinenanlage nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß bei sinkender Belastung oder beim Leerlauf der Anlage zuerst der zwischen den Turbinen niedrigsten Druckes befindliche Wärmeaustauscher (44) abgeschaltet wird. 13. Gasturbinenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ' daß die Eintrittstemperatur des der Hochdruckstufe zufließenden heißen Treibmittels durch ihm in regelbarer Menge zuzumischende Verdichterluft bestimmt wird.2. Gas turbine installation with constant-pressure combustion of the propellant according to claim i and between two turbine stages (1, 7) turned-on heat exchanger (4), characterized by a heat exchanger (4) environmentally continuous line (29) through which the hot blowing agent directly into the High pressure turbine (i) can be directed. 3. Gas turbine system with constant pressure combustion of the propellant according to Ansprucl-1 i or -, characterized by a control device (34), which when the load change of the turbine system both the direct to the high pressure turbine (i) and the heat exchanger (4, 44) flowing through portions of the Propellant coordinated. 4. Gas turbine plant according to claim 3, characterized in that the regulating device (34) is controllable in such a way that at full load the entire heated propellant or most of it is fed to the heat exchanger or heat exchangers (4, 44). 5. Gas turbine plant according to claim 3, characterized in that the regulating device (34) is controllable in such a way that, at partial load, part of the heated propellant is passed through the heat exchanger or heat exchangers (4, 44) and the other part is passed directly into the high-pressure turbine (i) will. 6. Gas turbine system according to claim i, characterized in that, when the system is overloaded, part of the heated propellant is introduced directly into relaxed gases before they enter a downstream turbine (35, ZD 36, 37). 7. Gas turbine plant according to claims i to 3, characterized in that the propellant flowing through the heat exchanger or heat exchangers (4, 44) is influenced by the outlet temperature of the downstream turbine or turbines (7) in such a way that its amount decreases or its passage with increasing outlet temperature is completely shut off by the heat exchanger (s) (4, 44). 8. Gas turbine plant according to claim 7, characterized in that in the one or more heat exchangers (4, 44) bypassing line (2,9): a control valve (34) is arranged, the flow cross-section through-ZD when a certain pressure difference is exceeded and enlarged behind the valve. G. Gas turbine plant according to Claim 7, characterized in that the valve (34) arranged in the bypass line (29) is connected to the regulating valve (38, 46) in such a way that when the latter is closed it is automatically opened further by a corresponding amount. ok Gas turbine plant according to one of the preceding claims with a plurality of depending between two successive turbines or turbine stages are arranged heat exchangers, characterized in that the individual heat exchangers (4, 44) are independently adjustable. ii. Gas turbine plant according to Claim, characterized in that the propellant is fed to the individual heat exchangers (4, 44) in parallel flows. el 12. Gas turbine system according to claim ii, characterized in that when the load drops or when the system is idling, the heat exchanger (44) located between the turbines with the lowest pressure is switched off first. 13. A gas turbine plant according to one of the preceding claims, characterized in 'that the inlet temperature of the high pressure stage flowing hot blowing agent is determined by him to be admixed in a controllable amount compressor air.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE838236C (en) * 1942-08-04 1952-05-05 Oerlikon Maschf Gas turbine plant with control device
DE937743C (en) * 1944-12-17 1956-01-12 Heinrich Dr-Ing Vorkauf Process and device for the production of propellant gas for gas turbines from solid fuels

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE838236C (en) * 1942-08-04 1952-05-05 Oerlikon Maschf Gas turbine plant with control device
DE937743C (en) * 1944-12-17 1956-01-12 Heinrich Dr-Ing Vorkauf Process and device for the production of propellant gas for gas turbines from solid fuels

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