DE69401149T2 - Schutz gegen die Löschung und/oder Pumpen einer Gasturbine bei Eindringen von Wasser - Google Patents

Schutz gegen die Löschung und/oder Pumpen einer Gasturbine bei Eindringen von Wasser

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Gasturbinentriebwerks, während Wasser durch das Triebwerk eingesaugt wird, und die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Gasturbinentriebwerk, das in der Lage ist, auf diese Weise betrieben zu werden.
  • Am Flugzeug aufgehängte Gasturbinentriebwerke sind gewöhnlich in der Lage, zufriedenstellend auch bei Regen, Hagel oder Schnee zu arbeiten. Das durch diese Triebwerke unter diesen Bedingungen angesaugte Wasser wird gewöhnlich während des Durchtritts durch die Kompressoren des Triebwerks verdampft. Die Luft, die schließlich in das Verbrennungssystem des Triebwerks eintritt, weist daher im allgemeinen keine wesentlichen Bestandteile flüssigen Wassers auf.
  • Es gibt jedoch Umstände, unter denen das eingesaugte Wasser eine wirksame Arbeitsweise der Triebwerke beeinträchtigen kann. Der häufigste Fall dieser Art tritt auf, wenn die Triebwerke durch einen heftigen Regen, Hagel oder Schnee unter minimalen Leerlaufbedingungen hindurchtreten müssen, d. h. bei ihrer geringsten Flugleistungseinstellung. Dies tritt im typischen Fall beim Niedergang des mit den Triebwerken ausgerüsteten Flugzeugs vor dem Landeanflug auf. Es ist bekannt, daß unter diesen Umständen das eingesaugte Wasser drei ungünstige Wirkungen auf die Arbeitsweise des Triebwerks ausüben kann:
  • (a) Das Triebwerk kann progressiv auslaufen, bis es schließlich stillsteht. Dies ist die Charakteristik der Ausbildung älterer Triebwerke, die einen hydromechanischen Brennstoffströmungssteuermechanismus aufweisen, jedoch trifft dies nicht für moderne Triebwerke zu, die elektronische Steuermechanismen aufweisen.
  • (b) Das Triebwerk kann unter einem Flammabriß leiden. So kann das Vorhandensein von flüssigem Wasser innerhalb der Verbrennungseinrichtung des Triebwerks zusammen mit den niedrigen Verbrennungsdrücken und niedrigen Temperaturen, die diesen niedrigen Leerlaufbedingungen zugeordnet sind, zu einem Erlöschen der Verbrennung führen.
  • (c) Der Hochdruckkompressor des Triebwerks kann in den Pumpzustand übergehen und daher seinen Betrieb einstellen. Dies geschieht als Folge davon, daß die Arbeitslinie des Kompressors durch die Verdampfung des Wassers angehoben wird und daß eine zusätzliche Arbeit durch den Kompressor auf das Wasser ausgeübt werden muß.
  • Die EP-A-0 533 567 beschreibt ein System zur Steuerung eines Gasturbinentriebwerks, welches auf der Tatsache beruht, daß die Temperaturdifferenz zwischen Einlaß und Auslaß des Hochdruckkompressors durch das Ansaugen von Wasser durch den Kompressor beeinflußt wird. Es wird die Temperaturdifferenz überwacht und auf die Triebwerksdrehzahl bezogen, um ein Ausgangssignal zu erhalten, welches benutzt wird, um die Brennstoffströmung nach dem Triebwerk einzustellen. Wenn das eingesaugte Wasser das Triebwerk genügend weit verlangsamt hat, dann wird die Brennstoffströmung nach dem Triebwerk erhöht, um eine dauernde Arbeitsweise zu gewährleisten.
  • Mit einem solchen System sind jedoch auch Nachteile verknüpft. Erstens ist das System sehr kompliziert, und es beruht auf der Benutzung verschiedener Detektoren an verschiedenen Stellen des Triebwerks, und das System ist daher anfällig für Fehler, falls eine dieser Sonden ausfällt. Zweitens beruht das System auf einer Charakteristik, d. h. auf der Temperaturdifferenz zwischen Kompressoreinlaß und Kompressorauslaß, und diese Charakteristik kann sich infolge von Faktoren ändern, die nicht eine Folge des Ansaugens von Wasser sind. Wenn der Kompressor beispielsweise Abzapfventile besitzt, kann deren Arbeitsweise die Temperaturdifferenz zwischen Kompressoreinlaß und Kompressorauslaß beeinflussen. Es ist daher möglich, daß die Brennstoffströmung nach dem Triebwerk durch das System unter Bedingungen erhöht wird, unter denen eine Erhöhung der Brennstoffströmung nicht erforderlich ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Gasturbinentriebwerks während des Ansaugens von Wasser durch das Triebwerk zu schaffen, bei dem diese nachteiligen Wirkungen im wesentlichen vermieden werden, wobei das Verfahren einfacher und wirksamer ist als dies bisher möglich war.
  • Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Gasturbinentriebwerks, welches mittels eines solchen Verfahrens betrieben werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Betrieb eines Gasturbinentriebwerks mit Kompressionssystem und einem Verbrennungssystem während des Ansaugens von mit Wasser angereicherter Luft durch das Kompressionssystem die folgenden Schritte: Es wird das Vorhandensein von flüssigem Wasser in der Luft festgestellt, die vom Kompressionssystem ausgeblasen wird, indem die Temperatur von Luft- und Wassermischung gemessen wird, die vom Kompressionssystem ausgeblasen wird, und es wird wenigstens die Brennstoffzuführung des Verbrennungssystems gemäß der Feststellung von einem solchen flüssigen Wasser erhöht, um die Drehzahl des Triebwerks und demgemäß des Kompressionssystems so weit zu erhöhen, daß gewährleistet wird, daß der größte Teil des flüssigen Wassers innerhalb des Kompressionssystems verdampft wird, wodurch vor Ausblasen der mit Wasser angereicherten Luft aus dem Kompressionssystem in das Verbrennungssystem hinein der Druck innerhalb des Verbrennungssystems gemessen wird und der gemessene Wert bei der Berechnung des minimal zulässigen Wertes für die Temperatur der Luft- und Wassermischung, die vom Kompressionssystem in das Verbrennungssystem ausgeblasen wird, in Übereinstimmung mit einer zufriedenstellenden Arbeitsweise des Verbrennungssystems aus einer vorbestimmten Beziehung zwischen Druck und Temperatur benutzt wird, wobei die Brennstoffzuführung nach dem Verbrennungssystem dann erhöht wird, wenn die gemessene Temperatur kleiner ist als die vom Computer angegebene Temperatur.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Gasturbinentriebwerk die folgenden Teile: ein Kompressionssystem; einen Temperatursensor für das Verbrennungssystem, der das Vorhandensein von flüssigem Wasser in der Luft feststellt, die vom Kompressionssystem in das Verbrennungssystem ausgeblasen wird; und Steuermittel, um die Brennstoffströmung nach dem Verbrennungssystem gemäß dem Ausgang des Temperatursensors so zu steuern, daß bei Feststellung flüssigen Wassers die Brennstoffzufuhr nach dem Verbrennungssystem vergrößert wird, um die Drehzahl des Triebwerks und demgemäß die Drehzahl des Kompressionssystems so weit zu erhöhen, daß gewährleistet wird, daß der Hauptteil des flüssigen Wassers innerhalb des Kompressionssystems dadurch verdampft wird, bevor die mit Wasser angereicherte Luft aus dem Kompressionssystem in das Verbrennungssystem ausgeblasen wird; das Triebwerk ist mit einem Drucksensor versehen, um ein Ausgangssignal zu liefern, welches repräsentativ ist für den Druck innerhalb des Verbrennungssystems; es ist ein Computer vorgesehen, um aus dem Ausgangssignal des Drucksensors einen minimal akzeptablen Wert für die Temperatur der mit Wasser angereicherten Luft zu berechnen, die vom Kompressionssystem in das Verbrennungssystem eingeblasen wird, und zwar unter Berücksichtigung einer zufriedenstellenden Arbeitsweise des Verbrennungssystems unter Berücksichtigung einer vorbestimmten Beziehung zwischen Druck und Temperatur, wobei die Steuereinrichtung die Brennstoffströmung nach dem Verbrennungssystem dann erhöht, wenn die gemessene Temperatur niedriger ist als die berechnete Temperatur.
  • Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Schnittansicht der oberen Hälfte eines erfindungsgemäß ausgebildeten Mantelstrom- Gasturbinentriebwerks mit Fan, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet,
  • Fig. 2 eine Teilschnittansicht des Verbrennungssystems des Mantelstrom-Gasturbinentriebwerks nach Fig. 1,
  • Fig. 3 eine graphische Darstellung, die die Wirkungen des Flüssigwassergehalts der Luft auf die gemessene Einlaßtemperatur und den Druck des Verbrennungssystems nach Fig. 2 erkennen läßt,
  • Fig. 4 eine schematische Ansicht von Teilen des Brennstoffsteuersystems des in Fig. 1 dargestellten Mantelstrom-Gasturbinentriebwerks.
  • Fig. 1 zeigt ein Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk 10, welches in Strömungsrichtung hintereinander folgende Bauteile aufweist: einen Fan 11, der innerhalb eines Fankanals 12 umläuft, einen Zwischendruckkompressor 13 und einen Hochdruckkompressor 14, ein Verbrennungssystem 15, eine Hochdruckturbine 16, eine Zwischendruckturbine 17 und eine Niederdruckturbine 18 sowie eine Abgasdüse 19.
  • Das Gasturbinentriebwerk 10 arbeitet in herkömmlicher Weise: Die vom Fan 11 in das Triebwerk eingesaugte Luft wird in zwei Strömungen aufgeteilt. Die erste Strömung wird durch den Fankanal 12 ausgeblasen, um einen Vortriebsschub zu erzeugen. Die zweite Strömung wird in den Zwischendruckkompressor 13 geleitet, wo eine Kompression dieser Luft stattfindet. Die Luft tritt dann in den Hochdruckkompressor 14 ein, wo eine zusätzliche Kompression stattfindet, bevor die Luft in das Verbrennungssystem 15 eingeleitet wird. Dort wird die Luft mit Brennstoff vermischt, und die Mischung wird verbrannt. Die sich hieraus ergebenden Verbrennungsprodukte dehnen sich über die Hochdruckturbine 16, die Zwischendruckturbine 17 und die Niederdruckturbine 18 aus und treiben diese Turbinen an, bevor die Verbrennungsgase durch die Düse 19 ausgeblasen werden, um einen zusätzlichen Schub zu erzeugen.
  • Die sich drehenden Teile der Hochdruckturbine 16 sind mit den sich drehenden Teilen des Kompressors 14 über eine Welle 20 verbunden. In gleicher Weise ist die Zwischendruckturbine 17 mit dem Kompressor 13 über eine Welle 21 verbunden, und die Niederdruckturbine 18 ist mit dem Fan 11 über eine Welle 22 verbunden. Die Wellen 20, 21 und 22 liegen konzentrisch, und sie übertragen ihren Antrieb von den Turbinen 16, 17 und 18 nach den Kompressoren 11, 13 bzw. 14.
  • Das Mantelstrom-Gasturbinentriebwerk 10 ist betriebsmäßig an einem Flugzeug durch herkömmliche (nicht dargestellte) Mittel aufgehängt. Es läßt sich nicht vermeiden, daß das Triebwerk 10 auch unter klimatischen Verhältnissen arbeiten muß, unter denen Wasser in der Luft vorhanden ist, die vom Fan 11 in das Triebwerk 10 eingesaugt wird. Dieses Wasser kann in Form von Dampf vorliegen, und in diesem Fall beeinträchtigt es die Arbeitsweise des Triebwerks 10 kaum. Es kann jedoch auch in Form flüssiger Tropfen vorliegen, d. h. als Regen, oder in Form gefrorener Tropfen, d. h. als Hagel, Graupel oder Schnee.
  • Unter den meisten Betriebsbedingungen ist das Triebwerk 10 im allgemeinen in der Lage, zufriedenstellend auch dann zu arbeiten, wenn flüssige Tropfen oder gefrorene Wassertropfen eingesaugt werden. Sobald die Luft in das Kompressionssystem 11, 13 und 14 eintritt, wird die Temperatur der Luft bei der Kompression erhöht. Hierdurch werden die gefrorenen Tropfen schnell geschmolzen, und die sich ergebenden flüssigen Tropfen verdampfen. Infolgedessen enthält die schließlich vom Hochdruckkompressor 14 ausgeblasene Luft im wesentlichen kein Wasser in flüssiger Form. Wenn die Luft in das Verbrennungssystem 15 eintritt, befindet sich infolgedessen kein flüssiges Wasser mehr in der Luft, das einen schädlichen Effekt auf den Verbrennungsprozeß innerhalb des Verbrennungssystems 15 ausüben könnte.
  • Wenn das Gasturbinentriebwerk 10 jedoch unter minimalen Leerlaufbedingungen arbeitet, was beim Niedergehen des Flugzeugs vor seiner Landung der Fall ist, dann arbeitet das Kompressionssystem 11, 13 und 14 mit geringer Drehzahl. Infolgedessen ist dieses Kompressionssystem gelegentlich nicht in der Lage, sämtliches flüssiges Wasser zu verdampfen, bevor die Luft, die dieses Wasser mit sich führt, in das Verbrennungssystem 15 eingeleitet wird. Dies kann beispielsweise bei einem sehr heftigen Regen der Fall sein.
  • Wenn flüssiges Wasser in das Verbrennungssystem 15 eintritt, besteht die Gefahr, daß das Verbrennungsverfahren gelöscht wird, das innerhalb des Verbrennungssystems 15 stattfindet.
  • Um das Vorhandensein von flüssigem Wasser in der Luft festzustellen, die vom Kompressionssystem 11, 13, 14 ausgeblasen wird, ist ein Thermoelement 23 in der Nähe des Verbrennungssystems 15 vorgesehen, wie dies aus Fig. 2 erkennbar ist.
  • Das Verbrennungssystem 15 hat eine herkömmliche Ausbildung und besteht aus einer ringförmigen Brennkammer 24 mit einer Vielzahl von Lufteinlässen 25 am stromaufwärtigen Ende. In jedem Lufteinlaß 25 ist ein Brennstoffinjektor 26 vorgesehen, um Brennstoff in das Innere 27 der Brennkammer zu richten, wo der Verbrennungsprozeß stattfindet.
  • Die Brennkammer 24 wird in radialem Abstand durch einen Teil 28 des Gehäuses des Triebwerks 10 umschlossen. Das Thermoelement 23, welches eines von insgesamt drei derartiger Thermoelemente ist, befindet sich im Gehäuseteil 28 und ist so angeordnet, daß es in den Ringraum 29 vorsteht, der zwischen dem Gehäuseteil 28 und der Brennkammer 24 ausgebildet ist. Die übrigen zwei (nicht dargestellten) Thermoelemente sind in gleicher Weise angeordnet und stehen in den Ringraum 29 derart ein, daß alle drei Thermoelemente im gleichen Winkelabstand zueinander liegen.
  • Die Thermoelemente 23 messen die Temperatur der Luft, die betriebsmäßig durch den Ringraum 29 strömt, um eine Kühlung der Brennkammer 24 zu bewirken. Löcher 30 in der Wand der Brennkammer 24 lassen Luft aus dem Raum 29 in das Innere 27 der Brennkammer eintreten, damit eine weitere Kühlung im Verbrennungsprozeß stattfinden kann.
  • Die Luft, die in dem Ringraum 29 abfließt, ist ein Teil der Luftströmung, die vom Hochdruckkompressor 14 ausgeblasen wird, und der größte Teil hiervon strömt über die Öffnungen 30 in die Brennkammer 24. Der Rest der Luftströmung fließt, wie oben erwähnt, in die Brennkammer 24 über die stromaufwärtigen Lufteinlässe 25 ein. Infolgedessen ist die durch den Ringraum 29 strömende Luft in bezug auf die Temperatur repräsentativ für die in die Brennkammer 24 einströmende Luft.
  • Wir haben festgestellt, daß eine direkte Beziehung zwischen der Temperatur der Luft, die aus dem Hochdruckkompressor 14 ausgeblasen wird, und dem Vorhandensein von Flüssigwassertropfen in jener Luft besteht. Wichtig dabei ist, daß dann, wenn die flüssigen Wassertropfen in der Luft vorhanden sind, die Temperatur der Luft/Wasser-Mischung auf die Sättigungstemperatur für die jeweilige Mischung abfällt. Es besteht daher eine direkte Beziehung zwischen der gemessenen Temperatur der Luft/Wasser-Mischung, die aus dem Hochdruckkompressor 14 ausgeblasen wird, und dem Flüssigwassergehalt jener Luft. Infolgedessen sind die Ausgangssignale der Thermoelemente 23 direkt ein Maß für die Größe des flüssigen Wassergehalts der Luft, der im Begriff ist, in die Brennkammer 24 einzutreten.
  • Die Menge des flüssigen Wassers, die die Brennkammer 24 ohne Fehlfunktion aufnehmen kann, ist abhängig von dem Druck innerhalb der Brennkammer 24 und von der Lufteinlaß temperatur, wie aus der graphischen Darstellung gemäß Fig. 3 ersichtlich ist. So besteht bei einem gegebenen Innendruck der Brennkammer 24 eine minimale Lufteinlaßtemperatur, über der die Verbrennung in zufriedenstellender Weise aufrechterhalten werden kann.
  • Der Druck innerhalb der Brennkammer 24 wird durch eine Reihe von Druckwandlern bestimmt, von denen einer mit 31 in Fig. 2 bezeichnet ist und die am stromaufwärtigen Ende der Brennkammer 24 liegen. Die Signale der Druckwandler 31, die in Fig. 4 mit PA bezeichnet sind, werden einer Vorrichtung 32 zugeführt, die mit der Beziehung zwischen Brennkammerlufteinlaßtemperatur T und Innendruck P der Verbrennungseinrichtung für ein Wasser/Luft-Gemisch programmiert ist, das für eine zufriedenstellende Verbrennung innerhalb der Brennkammer 24 annehmbar ist. Jene Vorrichtung 32 liefert dann ein Ausgangssignal TMIN, welches die minimal zulässige Temperatur für die Luft ist, die in die Brennkammer 24 eintritt, um eine wirksame Verbrennung zu tragen. Das Signal TMIN wird dann einem Komparator 33 zugeführt, der das Signal TMIN mit der tatsächlichen Temperatur TA der Luft vergleicht, die in die Brennkammer 24 eintritt und durch die Thermoelemente 23 gemessen wird. Wenn TA größer ist als TMIN, dann wird keine weitere Maßnahme ergriffen. Wenn jedoch TA kleiner als TMIN ist, dann wird ein Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 34 des Haupttriebwerks geliefert. Jene Einheit steuert unter anderem die Brennstoffströmung nach den Brennstoffinjektoren 26. Wenn die Steuereinheit 34 ein Signal empfängt, welches anzeigt, daß TA kleiner ist als TMIN, wird ein Befehl ausgegeben, der dazu führt, daß die Brennstoffströmung nach den Brennstoffinjektoren 26 erhöht wird.
  • Die erhöhte Brennstoffströmung nach den Brennstoffinjektoren 26 erhöht die Drehzahl des Triebwerks 10, wodurch wiederum die Drehzahl der Kompressionssysteme 11, 13 und 14 erhöht wird. Dies hat zweierlei Wirkungen: Erstens steigt die Drehzahl des Fan 11 an, wodurch ein größerer Teil des flüssigen und gefrorenen Wassers, das in das Triebwerk 10 eintritt, in den Fankanal 12 hinein zentrifugiert wird und demgemäß vom Zwischendruckkompressor 13 ferngehalten wird. Zweitens steigt die Temperatur der Luft innerhalb des Zwischendruckkompressors 13 und des Hochdruckkompressors 14 an, wodurch flüssiges Wasser verdampft wird, das durch die Luft mitgeführt wird.
  • Die verschiedenen Parameter des Steuersystems, die allgemein in Fig. 4 dargestellt sind, werden derart gewählt, daß das Ansteigen der Brennstoffströmung nach den Brennstoffinjektoren 26 ausreichend ist, um zu einer im wesentlichen vollständigen Verdampfung des flüssigen Wassers innerhalb der Kompressionssysteme 11, 13 und 14 zu führen. Infolgedessen ist die Luft, die schließlich aus dem Hochdruckkompressor 14 ausgeblasen wird, im wesentlichen frei von flüssigem Wasser. Dies führt natürlich dazu, daß die Temperatur TA, die von den Thermoelementen 23 festgestellt wird, ansteigt, so daß das Steuersystem gemäß Fig. 4 die Bestätigung erhält, daß flüssiges Wasser in der Luft fehlt.
  • Die niedrigen Pegel des Drucks PA der Brennkammer 24, die zu Schwierigkeiten der Arbeitsweise des Verbrennungssystems 15 Anlaß sein könnten, treten wahrscheinlich bei einer minimalen Leerlaufdrehzahl auf. Wenn infolgedessen das Triebwerk 10 zu jener Zeit bei schwerem Regen, Hagel oder Schnee arbeitet, könnte die Temperatur TA auf Pegel abfallen, die niedrig genug sind, um die Arbeitsweise des Steuersystems auszulösen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Das Steuersystem würde dann gewährleisten, daß die Arbeitsweise des Triebwerks 10 aufrechterhalten wird.
  • Obgleich gemäß der vorliegenden Erfindung das Vorhandensein von flüssigem Wasser in der vom Kompressionssystem 11, 13 und 14 ausgeblasenen Luft durch die Ausgangssignale der Thermoelemente 23 angezeigt wird, ergibt sich dennoch, daß andere Mittel zur Detektion benutzt werden könnten, wenn dies erforderlich ist. Beispielsweise besteht eine Beziehung zwischen dem Druck innerhalb der Brennkammer 24 und der Brennstoffströmung nach den Injektoren 26. Jener Druck wird durch den Flüssigwassergehalt der Luft beeinflußt, die in die Brennkammer 24 eintritt. Infolgedessen gewährleisten die Überwachung des Druckes und die Sicherung, daß dieser durch die Brennstoffströmung über dem relevanten Wert bleibt, daß das Flüssigwasser nicht in die Brennkammer 24 eintritt.
  • Es kann unter gewissen Umständen erwünscht sein, zusätzliche Messungen durchzuführen, um zu gewährleisten, daß das Triebwerk 10 seine Funktion wirksam fortsetzt, wenn große Mengen von Wasser angesaugt werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Hochdruckkompressor 14 die Tendenz besitzt, in den Pumpzustand überzugehen, wenn große Mengen von Wasser in der Luft hindurchtreten. Unter diesen Umständen kann es erwünscht sein, den Hochdruckkompressor 14 oder auch den Zwischendruckkompressor 13 mit Abzapfventilen 35 zu versehen (wenn diese Abzapfventile nicht bereits vorhanden sind). Wenn die Thermoelemente 23 anzeigen, daß flüssiges Wasser in der Luft enthalten ist, die vom Hochdruckkompressor 14 geliefert wird, dann werden die Abzapfventile 35 geöffnet. Dies geschieht zusätzlich zur Erhöhung der Brennstoffströmung nach den Brennstoffinjektoren 26, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Die Öffnung der Abzapfventile 35 ergibt zweierlei Wirkungen: Zunächst entweicht ein Teil des flüssigen Wassers, das die Kompressoren durchströmt, über die Abzapfventile, wodurch die Menge des Wassers verringert wird, das schließlich vom Hochdruckkompressor 14 ausgeblasen wird. Zweitens verbessert das Abzapfen von Luft aus den Kompressoren 13 und 14 die Pumpgrenzen. Wie oben erwähnt, führt das Vorhandensein von flüssigem Wasser in den Kompressoren zu einer Tendenz, die die Pumpgrenzen zu vermindern sucht, da Arbeit für die Verdampfung von Wasser geleistet wird. Das Abzapfen von Luft aus den Kompressoren stellt die Pumpgrenzen wieder her, und dadurch werden die Kompressoren weniger anfällig für einen Pumpvorgang.

Claims (7)

1. Verfahren zum Betrieb eines ein Luftkompressionssystem (14) und ein Verbrennungssystem (15) aufweisenden Gasturbinentriebwerks (10), während das Triebwerk (10) durch das Luftkompressionssystem (14) mit Wasser vermischte Luft ansaugt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: es wird das Vorhandensein von flüssigem Wasser in der Luft festgestellt, die vom Kompressionssystem (14) ausgeblasen wird, indem man die Temperatur der Luft/Wasser- Mischung mißt, die vom Kompressionssystem ausgeblasen wird; es wird wenigstens die Brennstoffzufuhr nach dem Verbrennungssystem (15) gemäß der Feststellung von solchem flüssigem Wasser erhöht, um die Drehzahl des Triebwerks (10) und demgemäß die Drehzahl des Kompressionssystems (14) in einem solchen Ausmaß zu erhöhen, daß gewährleistet wird, daß der Hauptteil des flüssigen Wassers innerhalb des Kompressionssystems (14) dadurch verdampft wird, bevor das Wasser/Luft-Gemisch aus dem Kompressionssystem (14) in das Verbrennungssystem (15) ausgeblasen wird; es wird der Druck innerhalb des Verbrennungssystems (15) gemessen; der gemessene Wert wird bei der Berechnung des als Minimum annehmbaren Wertes für die Temperatur der Luft/Wasser- Mischung benutzt, die von dem Kompressionssystem (14) in das Verbrennungssystem (15) ausgeblasen wird, und zwar vereinbar mit einer zufriedenstellenden Arbeitsweise des Verbrennungssystems (15); aus einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Druck und der Temperatur wird die Brennstoffzuführung nach dem Verbrennungssystem (15) erhöht, wenn die gemessene Temperatur kleiner ist als die berechnete Temperatur.
2. Verfahren zum Betrieb eines Gasturbinentriebwerks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompressionssystem (14) mit Abzapfventilen (35) versehen ist, und daß die Abzapfventile (35) gleichzeitig mit der Erhöhung der Brennstoffzufuhr nach dem Verbrennungssystem (15) geöffnet werden, um Luft vom Kompressor abzuzapfen.
3. Gasturbinentriebwerk (10) mit einem Kompressionssystem (14), mit einem Verbrennungssystem (15), mit einem Temperatursensor (31), der das Vorhandensein von flüssigem Wasser in der Luft feststellt, die von dem Kompressionssystem (14) in das Verbrennungssystem (15) ausgeblasen wird, und mit einer Steuervorrichtung (34), welche die Brennstoffzuführung nach dem Verbrennungssystem (15) gemäß dem Ausgang des Temperatursensors (31) derart steuert, daß im Falle der Feststellung von flüssigem Wasser die Brennstoffzufuhr nach dem Verbrennungssystem (15) erhöht wird, um die Drehzahl des Triebwerks (10) und demgemäß die Drehzahl des Kompressionssystems (14) auf einen Wert zu erhöhen, der ausreicht, um zu gewährleisten, daß der Hauptteil des flüssigen Wassers innerhalb des Kompressionssystems (14) dadurch verdampft wird, bevor mit Wasser vermischte Luft aus dem Kompressionssystem (14) in das Verbrennungssystem (15) ausgeblasen wird, wobei das Triebwerk (10) mit einem Drucksensor (23) ausgerüstet ist, um ein Ausgangssignal zu liefern, welches repräsentativ ist für den Druck innerhalb des Verbrennungssystems (15), und wobei ein Computer (32) aus dem Ausgangssignal des Drucksensors (23) einen minimal annehmbaren Wert für die Temperatur der mit Wasser vermischten Luft berechnet, die von dem Kompressionssystem (14) in das Verbrennungssystem (15) ausgeblasen wird, und zwar vereinbar mit einer zufriedenstellenden Arbeitsweise des Verbrennungssystems (15), und wobei aus einer vorbestimmten Beziehung zwischen Druck und Temperatur die Steuervorrichtung (34) die Brennstoffzuführung nach dem Verbrennungssystem (15) erhöht, wenn die gemessene Temperatur niedriger ist als die berechnete Temperatur.
4. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (31) ein Thermoelement ist.
5. Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompressorsystem (14) mit einer Mehrzahl von Abzapfventilen (35) ausgerüstet ist und daß die Steuervorrichtung (34) derart ausgebildet ist, daß gleichzeitig mit der Erhöhung der Brennstoffströmung nach dem Verbrennungssystem (15) die Abzapfventile (35) öffnen, um Luft vom Kompressorsystem (14) abzuziehen.
6. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk (10) ein Mantelstrom-Fan-Gasturbinentriebwerk ist.
7. Gasturbinentriebwerk nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzapfventile (35) im Hochdruckabschnitt des Kompressorsystems (14) angeordnet sind.
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