DE837340C - Brennkraftturbine fuer Betrieb mit festen Brennstoffen - Google Patents

Description

• Brennkraftturbine für Betrieb mit festen Brennstoffen Ein dringendes Bedürfnis auf dem Gebiete der Krafterzeugung auf Kohlebasis ist die Entwicklung einer Gasturbine, die es ermöglicht, ohne Zwischenschaltung von Gasgeneratoren die aus der Kohle gewonnenen Gase der Turbine direkt zuzuführen. Versuche in dieser Richtung sind bis jetzt daran gescheitert. 11a13 es nicht gelang, die in den Verbrennungsgasen zwangsläufig enthaltenen Verbrennungsrückstände zu entfernen und die Turbine vor einer durch sie verursachten Zerstörung zu schützen. L'in dies zu erreichen, ist bereits vorgeschlagen worden, das Treibgas durch eine Siebanlage zu führen, ohne jedoch damit den angestrebten "Zweck zu erzielen" da die Siebanlage einem außerordentlichen Verschleiß ausgesetzt und somit eine brauchbare Betriebssicherheit nicht gegeben ist. Hin weiterer Nachteil der bekannten Gasturbinen ist ihr hoher Wärmeverlust, der durch die notwendige Kühlung des Gasstrahles oder der Turbinenschaufeln hervorgerufen wird. Nachstehend wird nun ein Vorschlag gemacht für eine Brennkraftturbine für Betrieb mit festen Brennstoffen hei gleichzeitiger Verwendung von Wasserdampf, welche es ermöglicht sowohl auf die Vergasung der festen Brennstoffe in Generatoren als auch auf die Erzeugung von Wasserdampf in gesonderten Kesselanlagen zu verzichten. In den Figuren ist die Anlage schematisch dargestellt, und sie geben im einzelnen wieder Fig. i den schematischen Aufbau der Gesamtanlage, Fig. z den Verbrennungsofen in vergrößertem Schnitt, Fig. 3 das Gaszuleitungs- und Entascherrohr, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie A-B der Fig. 3. Der Verbrennungsofen i hat die Form einer Hohlkugel, an die die Düse 2 angeschlossen ist. Dem Düseneingang gegenüberliegend ist das Brennstoffzufuhrrohr 3 und seitlich davon das Kiihlwasserzufuhrrohr 5 angeordnet. Während das Brennstoffzufuhrrohr 3 direkt in den Verbrennungsraum des Ofens mündet, ist das Kühlwasserzufuhrrohr 5 an den Kühlmantel .I angeschlossen, der den Verbrennungsofen kugelförmig umgibt. In den Mantel des Verbrennungsofens i sind düsenartige Bohrungen i° vorgesehen, durch die das Kühlwasser in den Verbrennungsraum eingespritzt wird. Durch diese Kühlwassereinspritzung wird einerseits die bei der Verbrennung des durch das Rohr 3 zugeführten Kohlenstaub-Sauerstoff-Gemisches entstehende Temperatur erheblich herabgemindert, andererseits zusätzlich Wasserdampf erzeugt, so elaß der Antrieb der Turbine durch ein Kohlendioxyd-Wasserdampf-Gemisch erfolgt. Dieses Gasl;emisch verläßt durch die Entspannungsdüse 2 den `-erbrennungsofen und wird durch das Rohr 6 in der Pfeilrichtung (Fig. 3) der Turbine io zugeführt. Da die Gase die bei der Verbrennung des Kohlenstaubes anfallenden Rückstänclie enthalten, diese aber nicht in die Turbine gelangen dürfen, ist das Rohr 6 so ausgebildet, daß es gleichzeitig als Entascher wirkt. Zu diesem Zweck ist das Rohr 6 etwa halbkreisförmig gebogen und mit am inneren Außenbogen des Rohres angeordneten Längsrinnen 7 bzw. 7° (Fig. 4) und entsprechenden Austrittsöffnungen 8 bzw. 8° versehen. Die das Rohr mit hoher Geschwindigkeit durchströmenden Gase werden durch die dem Rohre gegebene Form fortlaufend zur Änderung ihrer Strömungsrichtung gezwungen, wobei die mitgeführten Verbrennungsrückstände auf Grund der Zentrifugalkraft an den inneren Außenbogen des Rohres geschleudert werden, in die Rinnen 7 bzw. 7° gelangen und diese durch die öfnungen 8 bzw. 8° verlassen, so daß ein aschefreies Gas zum Antrieb der Turbine zur Verfügung steht. Die hierbei mit austretenden Gasmengen dürften gering sein und zudem im wesentlichen aus dem spezifisch schwereren Schwefeldioxyd bestehen, dessen Entfernung aus (lern Treibgas nur erwünscht sein kann. Die Treibgase verlassen das Rohr 6 durch eine elliptisch geformte Austrittsöffnung 9 in die Gleichdruckturbine io und beaufschlagen deren Laufschaufeln ii, die auf dem Läufer 12 angeordnet sind, teilweise. Abwechselnd mit den Laufschaufeln sind die vom Turbinengehäuse getragenen Leitschaufeln 13 vorgesehen. Zur Ableitung des Kondenswassers sind an den Fußenden der Leitschaufeln Durchbohrungen 14 durch denT urbinenmantel angebracht, durch die das Kondensat in die gemeinsame Abflußleitung 15 austritt. Nachdem die Treibgase die Turbine io durchlaufen haben, werden sie zur weiteren fast restlosen Ausnutzung der ihnen innewohnenden Energie durch das Verbindungsrohr 16 und die Umführungsleitung 17 einer weiteren, entsprechend kleineren Turbine i8 zugeführt, die, ebenfalls als Gleichdruckturbine arbeitend, voll beaufschlagt wird. Die entspannten Gase treten durch das Rohr i9 aus. Beide Turbinenläufer werden von der gemeinsamen Achse 20 getragen.
• Zusätzlich erforderliche Teile, wie sie beispielsweise für die Zufuhr des Kohlenstaub-Sauerstoff-Gemisches und dessen Entzündung oder für die Zufuhr des Wassers notwendig sind, können als bekannt vorausgesetzt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Brennkraftturbine für Betrieb mit festen Brennstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Treibgases aus einem Gemisch von Kohlenstaub und flüssigem Sauerstoff und Wasserdampf ein hohlkugelförmiger Verbrennungsofen (i) verwendet wird, der in eine Düse (2) ausläuft und dessen Mantel mit düsenartigen Bohrungen (i0) ,versehen ist, während ein Zuführungsrohr (3) der Zufuhr des Brennstoffgemisches Kohlenstaub und Sauerstoff dient, und daß der Verbrennungsofen (i) von einem Kühlmantel (4) umschlossen ist, dem das Kühlwasser durch einen Rohrstutzen (5) zugeführt wird. z. Brennkraftturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das an die Düse (2) anschließende Gasleitungs- und Entascherrohr (6) etwa halbkreisförmig gebogen und mit Entaschungsrinmen (7 und 7°) sowie Ascheaustrittsöffnungen (8 und 811) rversehen ist, und daß die Gasaustrittsöfffnung (9) des Gasleitungsrohres (6) ellipsenartig an eine Gleichdruckturbine (io) anschließt. 3. Brennkraftturbine nach Anspruch. i. und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur möglichst restlosen Ausnutzung der den Gasen innewohnenden Energie der Gleichdruckturbine (to) eine dem Druckabfall entsprechend kleinere Gleichdruckturbine (18) nachgeschaltet ist.