DE69620653T2

DE69620653T2 - Ventilanordnung für eine Gasturbine mit externer Brennkammer

Info

Publication number: DE69620653T2
Application number: DE69620653T
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Wada
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1996-01-04
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2016-01-05
Also published as: EP0721062A2; JPH08189379A; EP0721062A3; US5694762A; EP0721062B1; DE69620653D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG:

Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung zum Antrieb einer Turbine durch ein Hochtemperaturgas, das in einem Verbrennungsofen einer druckbeaufschlagten Wirbelschicht- Verbrennungsanlage (nachstehend als "PFBC" bezeichnet), einer Wasserstoff-Verbrennungsvorrichtung etc. erzeugt wird.

Beschreibung des Standes der Technik:

Eine herkömmliche Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung zum Antrieb einer Turbine durch ein Hochtemperaturgas, das in einer PFBC erzeugt wurde, ist in Fig. 4 dargestellt. In dieser Vorrichtung besteht eine Gasturbine 1 aus einer Turbine 2 und einem Kompressor 3, der direkt mit der Turbine 2 verbunden ist, wobei Hochdruckluft vom Kompressor 3 der PFBC 31 zur Verbrennung von Brennstoff zugeführt wird, und ein Hochtemperaturgas, das in der PFBC 31 erzeugt wurde, in die Turbine 2 eingeleitet wird, um die Turbine 2 sowie eine Last eines Generators 19 etc., die als Wellenanordnung verbunden sind, anzutreiben.
Das Hochtemperaturgas der PFBC 31 wird in die Turbine 2 über ein Hochtemperaturgas-Absperrventil 44 eingeleitet, und die Hochdruckluft des Kompressors 3 wird in die PFBC 31 durch einen Luftdurchgang eingeleitet, in dem ein Selektorventil 43 für komprimierte Luft und ein PFBC-Druckanstiegsventil 41 parallel zueinander vorgesehen sind. Die Hochdruckluft ist mit einem Hochtemperatur-Gasdurchgang verbunden, der den PFBC 31 und die Turbine 2 durch einen Luftdurchgang verbindet, in dem das Luftselektorventil 43 und ein PFBC-Bypass-Ventil 42 parallel zueinander vorgesehen sind. Die Bezugsziffer 45 bezeichnet ein Austragsventil des Hochtemperaturgases der PFBC 31.
Übrigens bezeichnet in Fig. 4 die Bezugsziffer 20 einen Gasturbinenkörperabschnitt, der aus der Turbine 2 und dem Kompressor 3 zusammengesetzt ist, die Bezugsziffer 30 bezeichnet einen PFBC-Abschnitt, der aus der PFBC 31 besteht, und die Bezugsziffer 40 bezeichnet einen Hochdruckluft-1- Hochtemperaturgas-Leitungsabschnitt, der aus Durchgängen des Hochtemperaturgases und der Hochdruckluft sowie aus dem PFBC- Druckanstiegsventil 41, dem PFBC-Bypass-Ventil 42, dem Luftselektorventil 43, dem Hochtemperaturgas-Absperrventil 44 und dem Austragsventil 45 zusammengesetzt ist.
In der herkömmlichen Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung wird die Hochdruckluft vom Kompressor 3 in den PFBC 31 zur Verbrennung von Brennstoff eingeleitet, und das Hochtemperaturgas, das an der PFBC 31 erzeugt wird, wird in die Turbine 2 zu deren Antrieb eingeleitet. Wenn die Turbine 2 nicht arbeitet, wird das Hochtemperaturgas von der PFBC 31 durch das Hochtemperaturgas-Absperrventil 44 abgesperrt, und die Hochdruckluft zur PFBC 31 wird durch das Luftselektorventil 43 abgesperrt, so daß sie in die Turbine 2 einströmt, wodurch ein Austragsluftdurchgang vom Kompressor 3, der durch Trägheitskraft läuft, gesichert wird, und eine Behinderung des Kompressors 3, wie z. B. ein Druckstoß bzw. eine Stoßwelle etc., verhindert wird. Übrigens wird das Hochtemperaturgas der PFBC 31 durch das Austragsventil 45 ausgetragen, dieses ist jedoch nicht notwendigerweise mit dem Hochtemperaturgas- Absperrventil 44 und dem Luftselektorventil 43 verbunden. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP-A-0 285 825 bekannt.
Bei der herkömmlichen Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung bestehen Mängel bzw. Nachteile, die wie folgt beseitigt werden:
(1) Die die Hochtemperaturdurchgänge bildenden Rohrleitungen erfordern eine komplizierte Struktur, auf die eine Rohrinnenfläche-Wärmeisolierungsmethode für ein internes Fluid einer Temperatur von 800 bis 1000ºC und eines Drucks von mehreren Pascal angewandt wird, womit sie sehr teuer sind und dazu tendieren, unzuverlässig zu sein. Bei dem Hochtemperaturgas-Absperrventil bestehen ebenfalls solche Mängel.
(2) Es ist unvermeidlich, das Luftselektorventil zur Strömungsänderung der Hochdruckluft vom Kompressor der Gasturbine zu der PFBC oder zu der Gasturbine sowie das Absperrventil des Hochtemperaturgases von der PFBC zu der Gasturbine sind vorzusehen, und doch müssen diese Ventile gemeinsam betrieben werden.
(3) Die in den Rohrleitungen vorgesehenen Ventile bzw. Schieber sind so groß, daß sie sich auf mehrere Meter in ihrer Gesamtlänge belaufen, wodurch zu ihrer Installation viel Raum benötigt wird und auch eine Einschränkung in der Zuverlässigkeit der Ventile besteht.
(4) Infolgedessen wird das Hochtemperaturgas- Absperrventil entfernt von der Gasturbine installiert, und das innere Volumen der Turbineneinlaßleitungen zusätzlich zu den Leitungen vom Luftselektorventil wird groß, wodurch bei einem Last-Absperrfall der Turbinenvorrichtung etc. die Befürchtung eines Überdrehens der Gasturbine besteht.
(5) Da die Ventile und Rohrleitungen komplizierter Strukturen an Ort und Stelle zusammengebaut werden, sind ein langer Zeitraum für den Aufbau und hohe Kosten hierfür notwendig.

ABRISS DER ERFINDUNG:

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung vorzusehen, die in der Lage ist, die oben genannten Nachteile bzw. Mängel zu beseitigen.
Eine Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie folgt aufgebaut.
(1) Es sind vorgesehen: eine Hochtemperatur- Gasrohrleitung, die in einer Kammer vorgesehen ist und einen Verbrennungsofen mit einer Turbine verbindet; ein Hochtemperatur-Gasabsperrventil, das in der Hochtemperatur- Gasleitung innerhalb der Kammer vorgesehen ist; ein in der Kammer vorgesehener Hochdruckluftdurchgang, der Hochdruckluft von einem Kompressor führt; ein erster, in der Kammer vorgesehener Luftdurchgang, der den Hochdruckluftdurchgang mit einem Abschnitt auf der stromabwärtigen Seite des Hochtemperaturgas-Absperrventils der Hochtemperaturgasleitung über ein erstes Elektroventil verbindet; und ein zweiter in der Kammer vorgesehener Luftdurchgang, welcher den Hochdruckluftdurchgang mit dem Verbrennungsofen über ein zweites Selektorventil verbindet.
(2) Bei der Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß dem obigen Punkt (1) ist der die Hochdruckluft von dem Kompressor führende Hochdruckluftdurchgang innerhalb der Kammer vorgesehen und umgibt die Hochtemperaturgasleitung.
(3) Bei der Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß dem obigen Punkt (1) ist der Hochdruckluft führende Durchgang, der die Hochdruckluft vom Kompressor führt, innerhalb der Kammer vorgesehen, wobei er die Hochtemperaturgasleitung nicht umgibt, sondern als weiterer Leitungsdurchgang parallel zu dieser angeordnet ist.
(4) Bei der Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß den obigen Punkten (1) oder (2) umfaßt der mit dem Verbrennungsofen über das zweite Selektorventil verbundene zweite Luftdurchgang einen ringförmigen Durchgang, der zwischen der den Verbrennungsofen mit der Turbine verbindenden Hochtemperaturgasleitung und der die Hochtemperaturgasleitung umgebenden Hochdruckluftleitung ausgebildet ist.
(5) Bei der Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß dem obigen Punkt (1) oder (3) umgibt der mit dem Verbrennungsofen über das zweite Selektorventil verbundene Luftdurchgang nicht die den Verbrennungsofen mit der Turbine verbindende Hochtemperaturgasleitung, sondern bildet einen anderen Leitungsdurchgang, der parallel dazu verläuft.
(6) Bei der Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß einem der obigen Punkte (1) bis (5) werden das Hochtemperaturgas-Absperrventil und die ersten und zweiten Selektorventile durch eine einzige Ventilwelle angetrieben.
(7) Bei der Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß einem der obigen Punkte (1) bis (6) sind das Hochtemperaturgas-Absperrventil und die ersten und zweiten Selektorventile in einer Reihe auf der gleichen Ebene vorgesehen.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung nach dem obigen Punkt (1) die Hochtemperaturgasleitung, das Hochtemperaturgas-Absperrventil und die ersten Luftselektorventile etc. innerhalb der Kammer vorgesehen sind, können diese Komponenten nahe an der Gasturbine angeordnet werden, und ein Problem, daß es zu einer Überdrehung der Gasturbine zur Zeit einer Lastabschaltung infolge des übermäßigen Leitungsvolumens kommt, die im Stand der Technik durch Toträume in der Leitungsanordnung vorkam, kann gelöst werden.
Ferner kann durch Vorsehen der Hochtemperaturgasleitung, des Hochtemperaturgas-Absperrventils und der ersten und zweiten Luftselektorventile etc. innerhalb der Kammer nach obiger Erläuterung die Vorrichtung in der Fabrik zusammengebaut und als Einheit zu einem Ort transportiert werden, womit die Aufbauzeit an Ort und Stelle erheblich reduziert werden kann und dadurch eine Kostenverringerung möglich wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung nach dem obigen Punkt (2) kann durch das Vorsehen der Hochtemperaturgasleitung und des Hochtemperaturgas-Absperrventils innerhalb der Kammer und ferner durch das Umgebensein des Hochluftdruckdurchgangs innerhalb der Kammer ihre Druckwiderstandskraft nur einem Druckgefälle zwischen dem Hochtemperaturgas und der Hochdruckluft entsprechen, das etwa 1/10 bis 1/12 oder 1/13 der herkömmlichen beträgt, womit die Struktur einfach und kompakt gestaltet werden kann und eine Gegenmaßnahme gegenüber dem Entweichen des Hochtemperaturgases vom System nach außen bereitgestellt werden kann. Da ferner die Hochtemperaturgasleitung und das Hochtemperaturgas- Absperrventil innerhalb der Kammer vorgesehen sind, wird ihre Wärmeisolationsstruktur unnötig, und es genügt eine Struktur, die einfach das Äußere der Kammer isoliert. Auf diese Weise werden die Hochtemperaturgasleitung und das Hochtemperaturgas-Absperrventil einfach und kompakt gestaltet, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert werden kann und eine erhebliche Kostenreduzierung möglicht ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung nach dem obigen Punkt (4) wird dadurch, daß der zweite Luftdurchgang mit dem Verbrennungsofen über das zweite Selektorventil verbunden ist, das den ringförmigen Durchgang umfaßt, der zwischen der Hochtemperaturgasleitung, welche den Verbrennungsofen mit der Turbine verbindet, und der Hochdruckluftleitung, welche die Hochtemperaturgasleitung umgibt, ausgebildet ist, eine Wärmeisolierungsstruktur des Abschnitts, der von der Hochdruckleitung der den Verbrennungsofen mit der Turbine verbindenden Hochtemperaturgasleitung umgibt, unnötig.
Gemäß der vorliegenden Erfindung nach dem obigen Punkt (6) können zusätzlich zu den oben erwähnten Funktionen dadurch, daß das Hochtemperaturgas-Absperrventil und die ersten und zweiten Luftselektorventile, die innerhalb der Kammer vorgesehen sind, durch die einzelne Welle angetrieben werden und ein Absperren des Hochtemperaturgases und eine Strömungsänderung der Hochdruckluft dadurch ausgeführt werden, die notwendigen Arbeitsgänge mit einer Aktion oder einem Ventilöffnungs-/Schließsignal ausgeführt werden, womit die Zuverlässigkeit vergrößert werden kann und Platz gespart wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:

In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 1(a) eine Schnittansicht einer Vorrichtung und Fig. 1(b) eine erläuternde Zeichnung des Hauptteils derselben ist, während eine Gasturbine in Betrieb ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer PFBC-Anlage und einer Gasturbine, welche die erste bevorzugte Ausführungsform einschließen,
Fig. 3 eine Schnittansicht zur Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 4 eine schematische Ansicht zur Darstellung einer PFBC-Anlage und einer Gasturbine nach dem Stand der Technik.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN:

Ein Beispiel der bevorzugten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. Eine Gasturbine 1 ist zusammengesetzt aus einer Turbine 2 und einem direkt mit der Turbine 2 verbundenen Kompressor, und ein Generator 19 ist an dieser als bzw. über eine Wellenanordnung verbunden. Ein an einem PFBC 31 erzeugtes Hochtemperaturgas G wird in die Turbine über eine Hochtemperaturgasleitung 4 eingeleitet, und Hochdruckluft A des Kompressors 3 wird in die PFBC 31 über eine Hochdruckluftleitung 6, welche die Hochtemperaturgasleitung 4 umgibt, eingeleitet. Eine Kammer 5 ist so vorgesehen, daß sie die Turbine 2 und den Kompressor 3 eng miteinander verbindet, wobei die Hochtemperaturgasleitung 4 innerhalb der Kammer 5 durchläuft und mit der Turbine 2 verbunden ist, und ein Hochtemperaturgas-Absperrventil 10a ist in einem Abschnitt innerhalb der Kammer 5 der Hochtemperaturgasleitung 4 vorgesehen. Ein Abschnitt nahe am Kompressor 3 der Kammer 5 bildet einen Hochdruckluftdurchgang 9, der einen Hochtemperaturgas-Absperrventilabschnitt 10 mit der Hochtemperaturgasleitung 4 und dem Hochtemperaturgas- Absperrventil 10a umgibt. Innerhalb der Kammer 5 sind ein erster Luftdurchgang 7a mit einem ersten Selektorventil 8a, das mit dem Hochdruckluftdurchgang 9 verbindet, und ein zweiter Luftdurchgang 7b mit einem zweiten Selektorventil 8b, das mit dem Hochdruckluftdurchgang 9 verbindet, vorgesehen, wobei der erste Luftdurchgang 7a mit der Hochtemperaturgasleitung 4 auf einer stromabwärtigen Seite des Hochtemperaturgas-Absperrventils 10a verbunden ist und der zweite Luftdurchgang 7b mit der Hochdruckluftleitung 6 verbunden ist, die außerhalb der Kammer 5 vorgesehen ist, um die Hochdruckluft in die PFBC einzulassen.
Das Hochtemperaturgas-Absperrventil 10a, das erste Luftselektorventil 8a und das zweite Luftselektorventil 8b sind in einer Reihe in der Lateralrichtung gemäß Fig. 1 vorgesehen und werden durch eine einzelne Ventilachse bzw. Ventilwelle 12 angetrieben, die von einem Ventilantriebsabschnitt 11 angetrieben wird, wobei jedes der Ventile derart angetrieben wird, daß das Hochtemperaturgas- Absperrventil 10a und das zweite Luftselektorventil 8b geschlossen sind und das erste Luftselektorventil 8a offen ist, wie Fig. 1(a) zeigt; oder das Hochtemperaturgas- Absperrventil 10a und das zweite Luftselektorventil 8b sind offen und das erste Luftselektorventil 8a ist geschlossen, wie Fig. 1(b) zeigt. Übrigens bezeichnet in Fig. 1 die Bezugsziffer 8 einen Hochdruckluft-Selektorventilabschnitt, der aus dem ersten und zweiten Luftselektorventil 8a, 8b zusammengesetzt ist.
Parallel zu der Hochdruckluftleitung 6 ist ein Leitungsdurchgang vorgesehen, der sich von der Hochdruckluftleitung 5 zwischen der Kammer 5 und dem Kompressor 3 trennt und ein PFBC-Druckanstiegsventil 41 aufweist, wie Fig. 2 zeigt, wobei die Hochdruckluftleitung 6 mit der PFBC 31 verbunden ist. In Fig. 2 bezeichnet die Bezugsziffer 45 ein Austragsventil der PFBC 31, die Bezugsziffer 30 einen PFBC-Abschnitt, der aus der PFBC 31 besteht, die Bezugsziffer 40 bezeichnet einen Hochdruckluft/Hochtemperaturgas-Leitungsabschnitt, der aus der Hochtemperaturgasleitung 4, der Kammer 5, dem Ventilantriebsabschnitt 11, der Hochdruckluftleitung 6, dem PFBC-Druckanstiegsventil 41, dem Austragsventil 45 etc. besteht, und die Bezugsziffer 20 bezeichnet einen Gasturbinen-Körperabschnitt, der aus der Gasturbine 1 besteht, welche die Turbine 2 und den Kompressor 3 sowie den Generator 19 umfaßt.
In dieser bevorzugten Ausführungsform wird beim Betrieb der Gasturbine gemäß Fig. 1(b) das Hochtemperaturgas- Absperrventil 10a und das zweite Luftselektorventil 8b geöffnet und das erste Luftselektorventil 8a wird durch den Ventilantriebsabschnitt 11 über die einzelne Ventilwelle 12 geschlossen, wobei die Hochdruckluft A vom Kompressor 3 in die PFBC 31 durch den Hochdruckluftdurchgang 9, den zweiten Luftdurchgang 7b und die Hochdruckluftleitung 6 eingeleitet wird. Das durch Verbrennung von Brennstoff erzeugte Hochtemperaturgas G wird in die Turbine 2 über die Hochtemperaturgasleitung 4 eingeleitet und treibt die Gasturbine 1 an. Wenn die Gasturbine 1 gemäß Fig. 1(a) anhält, werden das Hochtemperaturgas-Absperrventil 10a und das zweite Luftselektorventil 8b geschlossen und das erste Luftselektorventil 8a wird durch den Ventilantriebsabschnitt 11 geöffnet, das Hochtemperaturgas G, das in die Turbine 2 von der PFBC 31 einzuleiten ist, sowie die Hochdruckluft A, die in die PFBC 31 vom Kompressor 3 einzuleiten ist, werden abgesperrt, und die Hochdruckluft A vom Kompressor 3, die sich durch Trägheitskraft dreht, wird durch das geöffnete erste Luftselektorventil 8a, die den ersten Luftdurchgang 7a und die Hochtemperaturgasleitung 4 in die Turbine 2 eingeleitet. Zu dieser Zeit wird das am PFBC 31 erzeugte Hochtemperaturgas über das Austragsventil 45 ausgetragen. Durch das Einleiten der Hochdruckluft A vom Kompressor 3 in die Turbine 2 wird ein Austragsluftdurchgang des Kompressors 3 gesichert und eine Behinderung wie ein Druckstoß bzw. eine Stoßwelle kann verhindert werden.
Obwohl sich der oben genannte Arbeitsgang nicht stark von der herkömmlichen Vorrichtung unterscheidet, sind in dieser bevorzugten Ausführungsform die ersten und zweiten Luftselektorventile 8a, 8b und das Hochtemperaturgas- Absperrventil 10a innerhalb der Kammer 5 vorgesehen, und der Hochdruckluftdurchgang 9 der Hochdruckluft A vom Kompressor 3 ist an einem Abschnitt innerhalb der Kammer 5 ausgebildet, welcher die Hochdruckluftgasleitung 4 dort umgibt, wo das Hochtemperaturgas-Absperrventil 10a vorgesehen ist.
Demgemäß werden die Hochtemperaturgasleitung 4 und das Hochtemperaturgas-Absperrventil 10a, die nur einen so großen Druckwiderstand aufweisen können, daß sie einem Druckunterschied zwischen dem Hochtemperaturgas G und der Hochdruckluft A widerstehen, einfach und kompakt in der Struktur gemacht, und eine Gegenmaßnahme gegenüber Entweichen (von Gas bzw. Luft) wird bereitgestellt. Ferner ist keine Wärmeisolierungsstruktur, sondern lediglich eine einfache Isolierungsstruktur des Äußeren der Kammer 5 erforderlich. Daher kann eine Verbesserung der Zuverlässigkeit und eine Kostenreduktion der Vorrichtung realisiert werden.
Da ferner die Hochtemperaturgasleitung 4, das Hochtemperaturgas-Absperrventil 10a, die ersten und zweiten Selektorventile 8a, 8b, etc. innerhalb der Kammer 5 vorgesehen sind, wie schon erwähnt wurde, können diese Komponenten nahe an der Gasturbine 1 angeordnet werden, womit ein Problem, dass eine Überdrehung der Gasturbine 1 zur Zeit der Lastabschaltung infolge des überschüssigen Leitungsvolumens in der herkömmlichen Leitungsanordnung stark wird, gelöst werden kann.
Durch Anwendung der oben genannten Struktur kann die Vorrichtung, die in einer Fabrik zusammengebaut wird, transportiert werden und ein Aufbauzeitraum an Ort und Stelle kann erheblich verringert werden, wodurch eine Kostenreduktion möglich wird.
Da ferner die innerhalb der Kammer 5 vorgesehenen ersten und zweiten Luftselektorventile 8a, 8b und das Hochtemperaturgas-Absperrventil 10a durch den Ventilantriebsabschnitt 11 über die einzelne Ventilwelle 12 angetrieben werden, können die nötigen Arbeitsschritte für ein Abschalten des Hochtemperaturgases G und eine Strömungsänderung der Hochdruckluft A durch ein einziges Ventilöffnungs-/Schließsignal vorgenommen werden und die Zuverlässigkeit kann verbessert werden.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Aufbau der gleiche wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform, außer daß ein Hochdruckluftdurchgang 9 von einem Kompressor 3 vorgesehen ist, ohne eine Hochtemperaturgasleitung 4 zu umgeben, und daß eine Hochdruckluftleitung 6, die Hochdruckluft A vom Kompressor 3 einer PFBC 31 zuführt, vorgesehen ist, ohne die Hochtemperaturgasleitung 4 zu umgeben.
In dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform können dadurch, daß die Hochtemperaturgasleitung 4, ein Hochtemperaturgas-Absperrventil 10, erste und zweite Luftselektorventile 8a, 8b etc. innerhalb einer Kammer vorgesehen sind, diese Komponenten nahe an einer Gasturbine 1 angeordnet werden und ein Problem, dass es zu einem Überdrehen der Gasturbine 1 zur Zeit einer Lastabschaltung infolge des exzessiven Leitungsvolumens kommt, das im Stand der Technik durch Toträume in der Leitungsanordnung vorkam, kann gelöst werden.
Ferner kann dadurch, daß die Hochtemperaturgasleitung 4, das Hochtemperaturgas-Absperrventil 10a und die ersten und zweiten Luftselektorventile 8a, 8b etc. innerhalb der Kammer 5 vorgesehen sind, wie oben erwähnt wurde, die Vorrichtung in einer Fabrik zusammengebaut und durch einen Ort als Einheit transportiert werden, womit eine Aufbauperiode an Ort und Stlelle erheblich reduziert werden kann und die Kostenreduktion dadurch möglich wird.
Darüber hinaus können dadurch, daß das Hochtemperaturgas-Absperrventil 10a und die ersten und zweiten Luftselektorventil 8a, 8b, die innerhalb der Kammer 5 vorgesehen sind, von einer einzelnen Welle 12 angetrieben werden und eine Absperrung des Hochtemperaturgases und eine Veränderung der Hochdruckluft dadurch ausgeführt werden, Veränderungen dieser Ventile mit einem Ventilöffnungs/Schließsignal vorgenommen werden, womit die Zuverlässigkeit verbessert und Raum eingespart werden kann.
Bei einer Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung kann dadurch, daß eine Hochtemperatur-Gasleitung einen Verbrennungsofen mit einer Turbine verbindet, ein Hochtemperaturgas-Absperrventil in der Hochtemperatur-Gasleitung innerhalb einer Kammer vorgesehen ist, der eine Hochdruckluft von einem Kompressor zuführt, ein erster Luftdurchgang innerhalb der Kammer vorgesehen ist, bei dem ein Hochdruckluftdurchgang mit einem Abschnitt auf der stromabwärtigen Seite des Hochtemperaturgas-Absperrventils der Hochtemperaturgasleitung über ein erstes Selektorventil und eine in zweiten innerhalb der Kammer vorgesehenen Luftdurchgang verbindet, eine Verbindung zu der Hochdruckluftleitung und zum Verbrennungsofen über ein zweites Selektorventil zusätzlich hierzu vorgesehen ist, und dadurch, daß das Hochtemperaturgas-Absperrventil und die ersten und zweiten Selektorventile von einer einzigen Ventilwelle angetrieben werden, die Vorrichtung einfach und kompakt gestaltet werden, und die Zuverlässigkeit kann verbessert und eine Kostenreduktion erzielt werden, wie schon erwähnt wurde.

Claims

1. Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung mit:

einem Verbrennungsofen (31), einer Turbine (2) und einem Kompressor (3),

einer Kammer (5),

einer Hochtemperatur-Gasrohrleitung (4), die den Verbrennungsofen (31) mit der Turbine (2) verbindet, wobei sich die Hochtemperatur-Gasrohrleitung (4) durch die Kammer (5) erstreckt,

einem ersten Ventil, das ein Hochtemperatur- Gasabsperrventil (10) ist, zum Öffnen und Schließen der in der Kammer (5) angeordneten Hochtemperatur-Gasrohrleitung (4),

einem vom Kompressor (3) in die Kammer (5) führenden Hochdruckluftdurchgang (9),

einem ersten Luftdurchgang (7a) in der Kammer (5), der den Hochdruckluftdurchgang (9) mit der Hochtemperatur- Gasrohrleitung (4) stromab von dem Hochtemperaturgas- Absperrventil (10a) verbindet,

einem zweiten Ventil, das ein erstes Selektorventil (8a) ist, zum Öffnen und Schließen des ersten Luftdurchgangs (7a), einem zweiten Luftdurchgang (7b) in der Kammer (5), der den Hochdruckluftdurchgang (9) mit dem Verbrennungsofen (31) verbindet, und

einem dritten Ventil, das ein zweites Selektorventil (8b) ist, zum Öffnen und Schließen des zweiten Luftdurchgangs (7b),

dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsames Ventilbetätigungsmittel (11, 12) mit dem ersten, zweiten und dritten Ventil (10, 8a, 8b) verbunden ist.

2. Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Ventilbetätigungsmittel (11, 12) eine einzelne Ventilwelle (12), die mit dem ersten, zweiten und dritten Ventil (10, 8a, 8b) verbunden ist, sowie einen Ventilantriebsabschnitt (11) zum Antreiben der einzelnen Ventilwelle (12) umfasst.

3. Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Ventilbetätigungsmittel (11, 12) das erste, zweite und dritte Ventil (10, 8a, 8b) so verbindet, dass:

wenn sich das erste Ventil als das Hochtemperaturgas- Absperrventil (10a) in einer geschlossenen Position befindet, welche die Hochtemperatur-Gasrohrleitung (4) schließt, das zweite Ventil als das erste Selektorventil (8a) sich in einer offenen Position, welche den ersten Luftdurchgang (7a) öffnet, und das dritte Ventil als das zweite Selektorventil (8b) sich in einer geschlossenen Position, welche den zweiten Luftdurchgang (7b) verschließt, befindet, und dass

wenn sich das erste Ventil als das Hochtemperaturgas- Absperrventil (10a) in einer offenen Position befindet, welche die Hochtemperatur-Gasrohrleitung (4) öffnet, das zweite Ventil als das erste Selektorventil (8a) sich in einer geschlossenen Position, welche den ersten Luftdurchgang (7a) verschließt, und das dritte Ventil als das zweite Selektorventil (8b) sich in einer geöffneten Position, welche den zweiten Luftdurchgang (7b) öffnet, befindet.

4. Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckluftdurchgang (9) mindestens teilweise durch die Kammer (5) so festgelegt ist, dass der Hochdruckluftdurchgang (9) die Hochtemperatur-Gasrohrleitung (4) umgibt.

5. Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Luftdurchgang (7b) einen ringförmigen Durchgang umfasst, der zwischen der Hochtemperatur-Gasrohrleitung (4) und dem die Hochtemperatur-Gasrohrleitung (4) umgebenden Hochdruckluftdurchgang (9) ausgebildet ist.

6. Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hochdruckluftdurchgang (9) durch die Kammer (5) parallel zu der Hochtemperatur-Gasrohrleitung (4) erstreckt und die Hochtemperatur-Gasrohrleitung (4) nicht umgibt.

7. Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Luftdurchgang (7b) mit dem zweiten Selektorventil (8b) sich parallel zu der Hochtemperatur- Gasrohrleitung (4) erstreckt und die Hochtemperatur- Gasrohrleitung (4) nicht umgibt.

8. Gasturbinenvorrichtung mit externer Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite und dritte Ventil (10), 8a, 8b) in einer Reihe und auf der gleichen Ebene vorgesehen sind.