DE717304C

DE717304C - Compound Combustion Turbine Plant

Info

Publication number: DE717304C
Application number: DEA89313D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ingvar Jung; Woldemar Rohrbach
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1939-04-09
Filing date: 1939-04-09
Publication date: 1942-02-11

Description

Verbundbrennkraftturbinenanlage Die Verwendung von Verbrennungsgasturbinen, bei denen das Gas durch eine Verbrennung unter Druck in einer Brennkammer hergestellt und durch Zusatz von weiterer Luft auf eine Temperatur herabgesetzt wird, für die die Turbine und ihre Beschauflung gebaut werden können, ist heute noch begrenzt durch die Abmessungen der Schaufeln, die wegen der großen Menge von Kühlluft, bezogen auf die Nutzleistung, groß werden.Compound Combustion Turbine Plant The use of combustion gas turbines, in which the gas is produced by combustion under pressure in a combustion chamber and is reduced by adding more air to a temperature for which the turbine and its blading can be built is still limited today by the dimensions of the blades, which are related to the large amount of cooling air on the useful power, get big.

Es ist vorgeschlagen worden, die Turbinenanlage in zwei Teile zu trennen, indem je eine besondere Gasturbine verwendet wird, um den Verdichter einerseits und die Nutzleistung abgebende Arbeitsmaschine anderseits, z. B. Stromerzeuger oder Propeller, anzutreiben. Dadurch wird die Beschauflung der einzelnen Turbinen kleiner. Trotzdem ist die Beschauflung der Verdichterturbine recht groß, da diese ungefähr dreimal soviel Leistung abzugeben hat wie die Nutzleistungsturbine. Auch hat man bei dieser Anordnung von Verdichterturbine und Nutzleistungsturfine -eine weitere Teilung in Hoch- und Niederdruckverdichter oder -turbinen vorgenommen, derart, daß die Abgase der Hochdruckverdichterturbine zum Teil in die auf einer besonderen Welle sitzende Niederdruckverdichterturbine, zum Teil in die Nutzleistung.sturbine strömten.It has been proposed to separate the turbine system into two parts, by using a special gas turbine to power the compressor on the one hand and on the other hand, the work machine delivering the useful power, z. B. power generator or Propeller to drive. This makes the blading of the individual turbines smaller. Nevertheless, the blading of the compressor turbine is quite large, since it is approximately has to deliver three times as much power as the power turbine. One also has With this arrangement of compressor turbine and useful power turbine, another Division into high and low pressure compressors or turbines made such that the exhaust gases of the high-pressure compressor turbine partly in the on a special shaft seated low-pressure compressor turbine, partly in the useful power.

Demgegenüber betrifft die Erfindung die zweckmäßige Gestaltung des Zusammenwirkens einer Verdichtergasturbine und einer Nut7leistungs.turbine, und zwar bei einer Verbundbrennkraftturbinenanlage mit Verdichterturbine und Nutzleistungsturbine, welch letztere wie oben durch Gase aus einer vorgeschalteten Verdichterturbine beaufschlagtwird. Erfindungsgemäß ist hierbei die Verdichterturbine .als. Entnahmegasturbine ausgebildet, deren Entnahmegase zur Beaufschlagung der Nutzleistungsturbine dienen. Hierdurch ist eine Sonderschaltung von Verdichterturbine und Nutzleistungsturbine nicht nur in bezug auf die Richtung des Gasstromes, sondern auch in bezug auf die besondere Einstellung der sämtlichen Turbinenteile im Verhältnis zueinander geschaffen. Die Verdichterturbine a.ls Entnahmegasturbine und die Nutzlei.s.tungsturbine als Abgasturbine sind dabei zwcck-1.i g so ausgebildet, daß die Leistung der n ßi letzteren und die Leistung des Niederdruckteils der Entnahmegasturbine praktisch gleich sind und beide eine gleiche Beschauflung erhalten, was die bauliche Gestaltung vereinfacht und eine Verminderung des. Preises erlaubt. Das erfordert eine besondere Unterteilung sowohl des Wärmegefälles als auch der Gasmenge zwischen sämtlichen Turbinenteilen.In contrast, the invention relates to the expedient design of the interaction of a compressor gas turbine and a grooved power turbine, specifically in a composite combustion turbine system with a compressor turbine and a power turbine, the latter being acted upon by gases from an upstream compressor turbine, as above. According to the invention, the compressor turbine .als. Formed extraction gas turbine, the extraction gases are used to act on the power turbine. This creates a special circuit for the compressor turbine and the power turbine not only with regard to the direction of the gas flow, but also with regard to the special setting of all the turbine parts in relation to one another. The compressor turbine a.ls removal gas turbine and the Nutzlei.s.tungsturbine as an exhaust gas turbine are zwcck-1.i g designed so that the performance of the n SSI latter, and the performance of the low-pressure part of the purge gas turbine are practically the same and both receive an equal blading, which simplifies the structural design and allows a reduction in the price. This requires a special subdivision of both the heat gradient and the amount of gas between all turbine parts.

In der Zeichnung ist eitle Ausführung der erfindungsmäßigen Anordnung beispielsweise dargestellt.In the drawing is a vain execution of the inventive arrangement for example shown.

D:m vo:in axial durchströmten i angesaugte Frischluft gelangt in die Brennkammer 2, der durch die Düse ; Bretnrstoll' zugeführt wird. Die Brenngase werden zuerst dein vorgeschalteten Hochdruckteil 4. der Verdichterturbine .1, 5 zugeleitet. In der Turbinenzwischenkamm.er 9 wird der Gasstrom durch die entsprechenden Regelglieder io unterteilt: der eine Gasstrom be.aufschlagt den NiederdrUckteil 5 der Verdichterturbin.e 4., 5 und der andere die Nutzleistungsturbine 6 mit ihren Regelungsgliedern i i, die in diesem Beispiel über :ein Zahnradgetriebe 8 eine Propellerwelle 12 antreibt. Die Abgase von beiden Turbinen können durch das gemeinsame Abzugrohr7 abgeführt werden; 13 ist ein Anf, hrmotor.D: m vo: fresh air sucked in axially through i flows into the combustion chamber 2, which passes through the nozzle; Bretnrstoll 'is fed. The combustion gases are first fed to the upstream high-pressure part 4. of the compressor turbine .1, 5. In the intermediate turbine chamber 9 , the gas flow is subdivided by the corresponding control elements io: one gas flow acts on the low-pressure part 5 of the compressor turbine 4, 5 and the other the power turbine 6 with its control elements ii, which in this example has: a gear drive 8 drives a propeller shaft 12. The exhaust gases from both turbines can be discharged through the common exhaust pipe7; 13 is a starter engine.

Es ist bekannt, daß ein annehmbarer Wir-I>tnigsgrad ,einer Gasturbinenanlage entweder bei hoher Gastemperatur oder bei- liohcn Wirkungsgrad.en der Turbinen- und Verdichterteile und verhältnismäßig mäßiger Gastemperatur, etwa 6oo' C, erreichbar ist. Die erfindungsmäßige Gestaltung der Verdichterturbine und der Nutzleistungsturbine in bezug auf ihr Zusammenwirken vergrößert bei jetzt üblichen Gastemperaturen, etwa 5oo bis 6oo- C. die Wirtschaftlichkeit der Anlage, und zwar i. die Wirtschaftlichkeit des Hochdruckteils 4. der Verdichterturbine wird höher (größere Gasmengen und demzufolge größere Srlaaufelböhen) ; 2. die Wirtschaftlichkeit der Nutzleistungsturbine 6 wird höher (größere Gasvolumina und demzufolge größere Schaufelhöhen; kleinere Labyrinth- und Entlastungskolbenverluste) ; 3. die Verdichterturbine erlaubt, bröliere, noch wirtschaftlich arbeitende Grenzleistungen einzubauen, da sie als eine Entnahmeturbine atisgclyildct ist.It is known that an acceptable degree of efficiency of a gas turbine plant either at high gas temperature or at low efficiency. and compressor parts and a relatively moderate gas temperature, about 600 ° C, achievable is. The inventive design of the compressor turbine and the power turbine in relation to their interaction increased at the gas temperatures that are now usual, for example 500 to 600 C. the economic efficiency of the system, namely i. the economy of the high-pressure part 4. of the compressor turbine is higher (larger amounts of gas and consequently larger flow ramps); 2. The profitability of the power turbine 6 is higher (larger gas volumes and consequently larger blade heights; smaller labyrinth and relief piston losses); 3. The compressor turbine allows, still, crumble to incorporate economically working marginal services, as they are used as an extraction turbine atisgclyildct is.

Claims

1 '_ @ - r-, Z si> t; i`ciiir: i. Composite combustion turbine system, consisting of from compressor turbine and power turbine, the latter by gas from one upstream compressor turbine is acted upon, characterized in that the compressor turbine is designed as an extraction gas turbine, the Entti, ents.eg.a.se serve to act on the Nutzlcistimgsturbine.

2. Compound turbine engine according to claim i, characterized in that the pressure part (5) of the compressor turbine and the power turbine (6) are of practically the same power and the same Damage received.