DE841377C - Gas turbine plant with partially closed circuit - Google Patents

Gas turbine plant with partially closed circuit

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DE841377C
DE841377C DEP26026D DEP0026026D DE841377C DE 841377 C DE841377 C DE 841377C DE P26026 D DEP26026 D DE P26026D DE P0026026 D DEP0026026 D DE P0026026D DE 841377 C DE841377 C DE 841377C
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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
    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/04Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
    • F02C1/08Semi-closed cycles

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

Gasturbinenanlage mit teilgeschlossenem Kreislauf Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbinen- anlage, bei welcher in einem Kreislauf umströmende Luft durch einen Kreislaufverdichter verdichtet, in einem Lufterhitzer erhitzt, in einer den Kreislauf- verdichter antreibenden Kreislaufturbine entspannt und wieder zum Kreislaufverdichter zurückgeführt wird, wobei ständig dem Kreislauf eine Teilmenge von Luft entnommen und als Verbrennungsluft dem Lufterhitzer zugeführt wird und als Ersatz eine Luftmenge aus der Atmosphäre in den Kreislauf eingeführt wird, während das Verbrennungsgas des Lufterhitzers in einer Nutzleistungsturbine ent- spannt wird. Die Erfindung ist dadurch gekenn- zeichnet, daß zur Einführung der Ersatzluft nicht nur ein Ladeverdichter, sondern auch eine den Ladeverdichter überbrückende Umgehungsleitung vorgesehen ist, daß ferner der Ladeverdichter mit einer durch Luft aus dem Kreislauf beaufschlagbaren Ladeturbine gekuppelt ist und daß schließlich Umschaltorgane angeordnet sind, welche ermöglichen, entweder die Ersatzluft durch die Umgehungsleitung einzuführen und die Zufuhr von Luft aus dem Kreislauf zur Ladeturbine zu unterbrechen oder die Ersatzluft dem Ladeverdichter zuzuführen und die Ladeturbine mit Luft aus dem Kreislauf zu beaufschlagen.Gas turbine plant with partially closed circuit The invention relates to a gas turbine system, in which in a circuit flowing around Air compressed by a cycle compressor, in heated by an air heater, in a circulatory compressor driving rotary turbine relaxed and fed back to the cycle compressor is, with constantly the circulation a subset taken from air and used as combustion air Air heater is supplied and a replacement Amount of air from the atmosphere into the circuit is introduced while the combustion gas of the Air heater in a power turbine is tensioned. The invention is characterized draws that for the introduction of the substitute air not just a charge compressor, but also a den Bypass line bridging charge compressor it is provided that the charging compressor is also coupled to a charging turbine that can be acted upon by air from the circuit and that finally switching devices are arranged which enable either the replacement air to be introduced through the bypass line and the supply of air from the circuit to the charging turbine or the replacement air to feed the charge compressor and to apply air from the circuit to the charging turbine.

Gasturbinenanlagen nach der Erfindung eignen sich besonders für alle Fälle, wo neben einer Dauerleistung von höchstem Wirkungsgrad auch Höchstleistungen bei ebenfalls gutem Wirkungsgrad verlangt werden, die ein Mehrfaches der Dauerleistung betragen. Solche Anlagen kommen hauptsächlich für Wasserfahrzeugantrieb, insbesondere für Kriegsschiffe, zur Anwendung, welche für forcierte Fahrt eine Leistung benötigen, die ein :Mehrfaches der Leistung für Marschfahrt beträgt. Zweckmäßig wird die Abluft der Ladeturbine wieder in den Kreislauf zurückgeführt. Die Kreis- laufturbine und die Ladeturbine können im Strom der Kreislaufluft parallel geschaltet sein. Die Kreis- laufturlrine könnte aber auch als Hochdruckturbine in Reihe mit der als Niederdruckturbine ausgebil- deten Ladeturbine geschaltet sein. Es empfiehlt sich, einen Rekuperator zu verwen- den, in welchem das Abgas der Nutzleistungs- turbine die Verbrennungsluft des Lufterhitzers vor- wärmt, der insbesondere bei Betrieb ohne Ladever- dichter den Wirkungsgrad der Anlage wesentlich verbessert. Die Nutzleistungsturbine kann eine ab- schließbare, einenTeil ihrer Hochdruckstufen über- brückende Umgehungsleitung besitzen, um die Abgase des Lufterhitzers bei abgeschalteter Lade- turbitie durch die Umgehungsleitung strömen zu lassen. Durch diese Vorkehrung kann das Eintreten von Pumperscheinungen am Kreislaufverdichter infolge zu starker Rückstauung verhindert werden. Die gleiche Wirkung kann auch erzielt werden, wenn die Nutzleistungsturbine einen getrennten Hochdruckteil besitzt und dieser Hochdruckteil bei abgeschalteter Ladeturbine durch eine Umgehungs- leitung überbrückt wird. Es empfiehlt sich dann, die Welle des Hochdruckteils durch eine lösbare Kupplung mit der Abtriebswelle zu kuppeln. Die Erfindung ist nachstehend an Hand von Aus- führungsbeispielen, welche die Zeichnung darstellt, näher erläutert. Fig. i zeigt eine Gasturbinenanlage nach der Er- findung, während durch Fig. 2 bis 4 Varianten einiger Einzelheiten der Anlage nach Fig. i dargestellt sind. Die durch den Kreislaufverdichter i (Fig. i) ver- dichtete Luft wird zum einen Teil durch die Lei- tung 2 und zum anderen Teil durch die Leitung 3 abgeführt. Der durch die Leitung 2 abgeführte Teil gelangt durch den Rekuperator .4 und die Leitung 5 in denLufterhitzer6. BeimUmströmen derWärme- austauschrohre 7 wird diese Luft erhitzt und kann dann im erhitzten Zustand einesteils durch die Lei- tung 8 in die Kreislaufturbine 9 und andernteils durch die Leitung io in die Ladeturbine i i gelan- gen. Durch die Leitung 12 strömt die Abluft der Kreislaufturbine 9 in den Rekuperator 4 zurück, wo sie beim Durchströmen der Wärmeaustauschrohre 13 einenTeilihrerRestwärmean die aus demKreislauf- verdichter i ankommende verdichtete Luft abgibt. Einen weiteren Teil ihrer Restwärme gibt sie im Kühler 1.4 einem durch das Kühlsystem 15 strömen- den Kühlmedium ab und gelangt dann abgekühlt durch die Leitung 16 wieder in den Kreislaufver- dichter i zurück, um den beschriebenen Kreislauf von neuem zu beginnen. Die aus der Ladeturbine i i anfallende Abluft strömt durch die Leitung 17 ebenfalls in den Rekuperator 4 zurück, wo sie sich mit der aus der Leitung 12 ankommenden Abluft vereinigt und anschließend gemeinsam mit ihr ge- kühlt und wieder zum Kreislaufverdichter t zurückgeführt wird. ' Der im Kreislauf umströmenden Luft wird ständig eine Teilmenge durch die Leitung 3 entnommen. Diese Entnahmeluft gelangt nach Vorwärmung im Rekuperator 18 durch die Leitung i9 als Verbrennungsluft in den Brennraum 2o des Lufterhitzers 6. Durch die Leitung 21 wird dem Brenner 22 ein flüssiger Brennstoff zugeführt. Das in der Brennkammer 2o entstehende hocherhitzte Verbrennungsgas strömt durch die Wärmeaustauschrohre 7 und erhitzt dabei die im Kreislauf zirkulierende Luft. Das teilweise abgekühlte Gas strömt anschließend durch die Leitung 23 in die Nutzleistungsturbine 24 und nach Arbeitsleistung in entspanntem Zustand durch die Leitung 25 in den Rekuperator 18. Beim Durchströmen der Wärmeaustauschrohre 26 wird die dem Lufterhitzer zugeführte Verbrennungsluft vorgewärmt. Aus dem Rekuperator 18 können die Abgase endlich durch die Leitung 27 noch zu weiteren Wärmeverbrauchsstellen oder unmittelbar ins Freie abströmen.Gas turbine systems according to the invention are particularly suitable for all cases where, in addition to a continuous output of the highest degree of efficiency, maximum outputs are also required with a likewise good degree of efficiency, which are a multiple of the continuous output. Such plants come mainly for watercraft propulsion, in particular for Warships, for use which for forced Drive need a performance that is a multiple the benefit for a cruise is. The exhaust air from the charging turbine is expedient returned to the cycle. The circular The running turbine and the charging turbine can be in the current the circulating air must be connected in parallel. The circular Laufturlrine could also be used as a high pressure turbine in series with the low-pressure turbine deten charging turbine to be switched. It is recommended to use a recuperator the one in which the exhaust gas of the useful power turbine the combustion air of the air heater warms, which is particularly useful when operating without charging denser the efficiency of the system significantly improved. The power turbine can have a closable, part of their high-pressure stages have a bridging bypass to avoid the Exhaust gases from the air heater when the charging turbitie flow through the bypass line permit. This precaution allows the occurrence of pumping phenomena on the circuit compressor can be prevented as a result of excessive backwater. The same effect can also be achieved when the power turbine has a separate Has high pressure part and this high pressure part at switched off charging turbine by a bypass line is bridged. It is then recommended the shaft of the high pressure part by a detachable Coupling to couple with the output shaft. The invention is described below with reference to management examples, which the drawing represents, explained in more detail. Fig. I shows a gas turbine system according to the finding while through Fig. 2 to 4 variants of some details of the Plant according to Fig. I are shown. The circulating compressor i (Fig. I) sealed air is partly device 2 and to the other part through line 3 discharged. The part discharged through line 2 passes through the recuperator .4 and line 5 into the air heater 6. When flowing around the heat exchange tubes 7, this air is heated and can then in the heated state partly through the line device 8 in the rotary turbine 9 and the other part through the line io into the charging turbine ii gen. The exhaust air flows through the line 12 Recuperator 9 back into the recuperator 4, where they when flowing through the heat exchange tubes 13 part of their residual heat to the compressor i releases incoming compressed air. It gives another part of its residual heat to the A cooler 1.4 strömen- through the cooling system 15 the cooling medium and then it is cooled down through line 16 back into the circulation denser i back to the cycle described to start all over again. The from the charging turbine ii Any exhaust air that occurs flows through line 17 also back to the recuperator 4, where it is with the exhaust air arriving from line 12 united and then together with her cools and is returned to the cycle compressor t. A portion of the air flowing around the circuit is constantly withdrawn through line 3. After preheating in the recuperator 18, this extracted air passes through the line i9 as combustion air into the combustion chamber 2o of the air heater 6. Through the line 21, a liquid fuel is fed to the burner 22. The highly heated combustion gas produced in the combustion chamber 2o flows through the heat exchange tubes 7 and thereby heats the air circulating in the circuit. The partially cooled gas then flows through the line 23 into the power turbine 24 and after work in a relaxed state through the line 25 into the recuperator 18. As it flows through the heat exchange tubes 26, the combustion air supplied to the air heater is preheated. From the recuperator 18 the exhaust gases can finally flow off through the line 27 to further heat consumption points or directly into the open air.

Als Ersatz für die dem Kreislauf entnommene Teilmenge wird durch die Leitung 28 Luft aus dem Freien dem Kreislauf wieder zugeführt. Diese Ersatzluft kann entweder durch die Leitung 29 unmittelbar in die Zufuhrleitung 16 des Kreislaufverdichters i oder durch den Ladeverdichter 30 und die Leitung 3 i in den Kühler 14 eingeführt werden.As a replacement for the partial amount withdrawn from the circuit, air from the open air is fed back into the circuit through line 28. This replacement air can either be introduced directly into the supply line 16 of the cycle compressor i through the line 29 or into the cooler 14 through the charge compressor 30 and the line 3 i.

Die durch Luft des Kreislaufs beaufschlagte Turbine 9 treibt den Kreislaufverdichter i und die ebenfalls durch Luft des Kreislaufs beaufschlagte Turbine i i den Ladeverdichter 3o. Die Turbine 24, welche durch das aus dem Kreislauf entnommene Arbeitsmittel beaufschlagt ist, erzeugt die Nutzleistunk der Anlage, welche über das Getriebe 32 und eine Abtriebswelle auf den Schiffspropeller 33 weitergeleitet wird. Zur Umkehr der Fahrtrichtung sind die Propellerflügel verstellbar ausgebildet.The turbine 9 acted upon by air in the circuit drives the circuit compressor i and the turbine i, which is also acted upon by air in the circuit, i the charge compressor 3o. The turbine 24, which by the working fluid removed from the circuit is applied, the power generated by the system, which is via the gearbox 32 and an output shaft is passed on to the ship propeller 33. To repent The propeller blades are adjustable in the direction of travel.

Zur Inbetriebsetzung der Anlage und zum Ausgleich eines allfälligen Leistungsüberschusses oder eines Leistungsmangels dient eine elektrische Maschine 34, die mit der Welle des Kreislaufverdichters i und der Kreislaufturbine 9 gekuppelt ist und sowohl als Elektromotor wie auch als Generator arbeiten kann.To commission the system and to compensate for any An electrical machine is used for excess or insufficient power 34, which are coupled to the shaft of the cycle compressor i and the cycle turbine 9 and can work both as an electric motor and as a generator.

Die dargestellte, insbesondere zum Antrieb von Kriegsschiffen geeignete Gasturbinenanlage soll während des größten Teils der Betriebszeit Marschleistung bei höchstem Wirkungsgrad erzeugen können, sie muß aber auch für forcierte Fahrt ein Mehrfaches dieser Marschleistung ebenfalls bei noch guten Wirkungsgraden aufbringen können. Zum Übergang von Marschfahrt auf forcierte Fahrt und umgekehrt dienen die Umschaltorgane 35, 36, 37 und 38. Die in Fig. i eingezeichnete Stellung der Umschaltorgane entspricht dem Betrieb für M N arschfahrt. Die aus der Leitung 28 dem Kreislauf zuzuführende Ersatzluft gelangt unmittelbar durch die Leitung 219 bei atmosphärischem oder etwas geringerem Druck in die Leitung 16 des Kreislaufs. Die Leitung io ist hierbei durch das Organ 36 unterbrochen, so daß die Turbine i i und der Ladeverdichter 30 stillstehen. Utn Pumperichei- mingen am Kreislaufverdichter i zu verhüten, wird die aus dein Lufterhitzer 6 anfallende Treibgas- menge durch die Umführungsleitung 39 einer un- teren Stufe der Nutzleistungsturbine 24 zugeführt, wo sie einett genügenden Durchflußquerschnitt findet. bei welchem eine das Pumpen des Verdich- ters verursachende Rückstauung verhindert ist. Die f_eistungsregelung erfolgt wie üblich zunächst durch Ändern der zugeführten Brennstoffmenge und im Zusammenhang damit durch Verändern der 1?intrittsquerschnitte in die Nutzleistungsturbine und allfällige Drosselung der durch die Leitungen -8 und 35 zugeführten 1?rsatzluft. wobei auch die Drehzahl des Kreislaufaggregats 1. 9 verändert wird. Soll die _\nlage auf Betrieb für forcierte Fali:t übergehen, so werden die Organe 35 und 38 ge- schlossen und die Organe 36 und 37 geöffnet. Die dein Kreislauf zuzuführende Ersatzluft wird nun- mehr in vermehrter Menge und in verdichtetem Zustand mittels des Ladeverdichters 30 durch <1'- Leitung 31 in den Kühler t4 eingeführt. Hierdurch wird der Druckverlauf im ganzen Kreislauf auf einen mehrfachen Wert gegenüber dem Betriell hei Marschfahrt erhöht. Beim .lostritt aus dem Luft- erhitzer 6 wird eine Teilmenge der erhitzten Luft durch die Leitung io der Ladeturbine i i zugeführt. Die aus dem Lufterhitzer 6 anfallenden Treibgase gelangest nicht mehr über die Umgehungsleitung 39, sondern unmittelbar am Flochdruckende in die Turbine 24, wodurch ein -Mehrfaches der bei Marschfahrt erzeugten Leistung über das Ge- triebe 32 auf den Propeller 33 übertragen werden kann. Die Regelung bei forcierter Fahrt kann wie üblich durch Veränderung der Brennstoffmenge und der Drehzahl -des Ladeaggregats I I, 3o erfolgen, hierdurch wird auch die Drehzahl des Kreislauf- aggregats 1.9 entsprechend verändert. Die Nntllei-;ltiiig"tttt-1)iii(' katlit, wie in Fig. 2 gf- zeigt, auch in zwei Gehäuse 4o und 41 aufgeteilt sein, vors denen der Hochdfuckteil über eine lös- bare Kupplung 42 und der Niederdruckteil un- mittelbar auf (las Getriebe 43 arbeitet. Bei Marsch- fahrt wird die durch die Leitung 23 anfallende Treibgasinenge Tiber die L-tngehungsleitung 39 un- inittelbar (lein N iederdruckteil 41 zugeführt, wäh- rend die Hochdruckturbine durch das Organ 37 von des- Treibgaszufuhr und mittels der lösbaren Kupp- lung 4 2 vorn Getriebe 43 abgeschaltet ist. Die Tur- bine 4o bleibt dann stehen, wodurch Ventilations- verluste verhütet sind. Für forcierte Fahrt wird das Umschaltorgan 37 geöffnet, dafür (las Umschalt- organ 38 geschlossen und die Kupplung 42 einge- rückt. Hierdurch wird sowohl voni Hochdruckteil 4o als auch vorn N iederdrnckteil 41 Leistung auf (las Getriebe 43 und den Propeller 33 übertragen. Die Kupplung 42 kann als hydraulische Kupplung ausgebildet sein, welche zum Einrücken mit Flüs- sigkeit gefüllt und zum :ltisrücken wieder entleert wird. Bei der ist Fig. 3 dargestellten Variante ist nur das lircislaufaggregat s. 9 und (las Ladeaggregat 11, 30 mit den entsprechenden Leitungsanschlüssen dargestellt. Die übrigen Teile der Anlage sind gleich ausgebildet wie bei der Anlage nach Fig. i. Die Anlage nach Fig. 3 unterscheidet sich. von der- jenigen nach Fig. i dadurch, daß die Kreislauf- turbine 9 und die Ladeturbine i i nicht parallel in den Kreislauf eingeschaltet, sondern hinterein- andergeschaltet sind. Durch die Leitung 8 wird die im Lufterhitzer erhitzte Luft in ganzer Menge der Kreislaufturbine 9 zugeführt. Nach Entspannen ge- langt diese Luft durch die Leitung 12 entweder bei verminderter Leistung über das offene Umschalt- organ 44 unmittelbar in den Rekuperator .4 oder bei forcierter Leistung über die Leitung io in die Ladeturbine i i. Zur Umstellung des Betriebs von verminderter Leistung auf forcierte Leistung die- nen die Umschaltorgane 36, 44. In der in Fig. 3 eingetragenen Stellung gelangt die .Abluft der Kreislaufturbine 9 unmittelbar in den Rekupera- tor 4, so daß das Ladeaggregat 11, 30 stillsteht und die Ersatzluft über das geöffnete Umschaltorgan 35 unmittelbar durch die Leitung 29 in den Kreis- lauf gelangt. Für forcierte Fahrt wird das Um- schaltorgan 36 geöffnet und die Umschaltorgane 35 und 44 werden geschlossen. Die als Niederdruck- turbine ausgebildete Ladeturbine i i treibt dann den Ladeverdichter 30, so daß die Ersatzluft in verdichtetem Zustand durch die Leitung 31 in den Kreislauf eingeführt wird. Bei der in Fig.4 dargestellten Variante ist die Ladeturbine i i als Hochdruckturbine ausgeführt und der als N iederdruckturbine ausgebildeten Kreis- laufturbine 9 vorgeschaltet. Bei der in Fig.4 ein- getragenen Stellung der Umschaltorgane 35, 36, 45 gelangt die erhitzte Luft des Lufterhitzers un- mittelbar in die Niederdruckturbine 9. Das Lade- aggregat 11, 30 bleibt außer Betrieb und die Er- satzluftmenge strömt aus der Leitung 28 in unver- dichtetem Zustand über das Umschaltorgan 35 und die Leitung 29 in den Kreislauf. Für forcierten Betrieb wird das Uritsclialtorgan 36 geöffnet und die Umschaltorgane 35 und 45 werden geschlossen. Die erhitzte Luft des Gaserhitzers strömt dann durch die Leitung io zunächst in die Ladeturbine i i und aus dieser durch die Leitungen 17 und 8 in die Kreislaufturbine 9, üm dann durch die Lei-' tung 12 in den Rekuperator .4 zu gelangen. Die Ersatzluft wird in diesem Fall durch den Lade- verdichter 30 verdichtet und durch die Leitung 31 dem Kreislauf zugeführt. The gas turbine system shown, which is particularly suitable for propelling warships, should be able to generate cruising power with the highest degree of efficiency during most of the operating time, but it must also be able to provide a multiple of this cruising power for accelerated travel, likewise with still good efficiencies. The switching elements 35, 36, 37 and 38 serve for the transition from cruising to accelerated driving and vice versa. The position of the switching elements shown in FIG. 1 corresponds to the operation for MN arschfahrt. The replacement air to be supplied to the circuit from line 28 passes directly through line 219 at atmospheric or slightly lower pressure into line 16 of the circuit. The line io is interrupted by the member 36 so that the turbine ii and the charge compressor 30 is at a standstill. Utn Pumperichei- to prevent mingen on the cycle compressor i the propellant gas produced by your air heater 6 amount through the bypass line 39 of an un- lower stage of the power turbine 24 supplied, where they have a sufficient flow area finds. in which one of the pumping of the compressor ters causing backflow is prevented. the Power regulation is carried out as usual initially by changing the amount of fuel supplied and in connection with it by changing the 1? Intritt cross-sections in the power turbine and any throttling through the lines -8 and 35 additional air supplied. whereby also the Speed of the circulation unit 1. 9 changed will. Should the situation be operational for forced cases pass over, organs 35 and 38 are closed and organs 36 and 37 opened. the Replacement air to be supplied to your circuit will now- more in increased quantity and in condensed form State by means of the charge compressor 30 by <1'- Line 31 introduced into the cooler t4. Through this the pressure curve in the whole circuit increases a multiple value compared to the Betriell Cruise increased. When the .lo stepped out of the air heater 6 is a subset of the heated air fed through line io to the charging turbine ii. The propellant gases arising from the air heater 6 no longer reached bypass line 39, but directly at the end of the floch printing Turbine 24, which is a multiple of the Cruising generated power over the drives 32 are transferred to the propeller 33 can. The regulation for forced travel can be like usual by changing the amount of fuel and the speed of the charging unit II, 3o take place, this also increases the speed of the circulatory aggregate 1.9 changed accordingly. The nntllei -; ltiiig "tttt-1) iii ('katlit, as in Fig. 2 gf- shows, also divided into two housings 4o and 41 in front of which the high pressure section has a face clutch 42 and the low pressure part un- indirectly on (read gear 43 works. the incurred through line 23 is driven Narrow propellant gas across the bypass 39 and directly (a low pressure part 41 is supplied, while rend the high pressure turbine through the body 37 of the propellant gas supply and by means of the detachable coupling ment 4 2 front gear 43 is switched off. The door- bine 4o then stops, whereby ventilation losses are prevented. For forced travel is the switching element 37 is open, instead (read switching organ 38 closed and clutch 42 engaged moves. As a result, both of the high pressure part 4o as well as the lower pressure part 41 on the front (read gear 43 and propeller 33 transferred. The clutch 42 can be used as a hydraulic clutch be designed, which for engaging with fluids filled with liquid and emptied again on the ltis back will. In the variant shown in Fig. 3 is only that Circulation unit see 9 and (read charging unit 11, 30 with the corresponding line connections shown. The remaining parts of the facility are the same as in the system according to FIG. The system according to Fig. 3 differs. of the- those according to Fig. i in that the circulatory turbine 9 and the charging turbine ii are not parallel in switched on the circuit, but one after the other are switched on. Through the line 8 is the The whole amount of air heated in the air heater Circulation turbine 9 supplied. After relaxing this air reaches through the line 12 either reduced power via the open switchover organ 44 directly into the recuperator .4 or with forced performance over the line io into the Charging turbine i i. To convert the operation from reduced performance to forced performance NEN the switching elements 36, 44. In the in Fig. 3 entered position reaches the .Aabuft der Recirculating turbine 9 directly into the recuperator gate 4, so that the loading unit 11, 30 is stationary and the substitute air via the open switching device 35 directly through line 29 into the run got. For forced travel, the switching element 36 is open and the switching elements 35 and 44 are closed. The low pressure turbine-trained charging turbine ii then drives the charge compressor 30 so that the replacement air in compressed state through the line 31 in the Cycle is introduced. In the variant shown in Figure 4 is the Charging turbine ii designed as a high pressure turbine and the circular turbine designed as a low-pressure running turbine 9 upstream. In the case of the carried position of the switching elements 35, 36, 45 if the heated air from the air heater reaches indirectly into the low-pressure turbine 9. The loading unit 11, 30 remains out of operation and the set air volume flows out of the line 28 in un- sealed state via the switching element 35 and the line 29 in the circuit. For forced Operation, the Uritsclialtorgan 36 is opened and the switching devices 35 and 45 are closed. The heated air from the gas heater then flows through the line io first into the charging turbine ii and from this through lines 17 and 8 in the circulation turbine 9, üm then through the Lei ' device 12 to get into the recuperator .4. the In this case, replacement air is supplied by the charging compressor 30 is compressed and through line 31 fed into the circuit.

Claims (1)

PATEN TA, SPRÜCHE: i. Gasturbinenanlage, bei welcher in einem Kreislauf umströmende Luft durch einen Kreislaufverdichter verdichtet, in einem Lufterhitzer erhitzt, in einer den Kreislaufverdichter antreibenden Kreislaufturbine entspannt und wieder zum Kreislaufverdichter zurückgeführt wird, wobei ständig dem Kreislauf eine Teilmenge von Luft entnommen und als Verbrennungsluft dem Lufterhitzer zugeführt wird und als Ersatz eine Luftmenge aus der Atmosphäre in den Kreislauf eingeführt wird, während das Verbrennungsgas des Lufterhitzers in einer Nutzleistungsturbine entspannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einführung der Ersatzluft nicht nur ein Ladeverdichter, sondern auch eine den Ladeverdichter überbrückende Umgehungsleitung vorgesehen ist, daß ferner der Ladeverdichter mit einer durch Luft aus dem Kreislauf beaufschlagbaren Ladeturbine gekuppelt ist und daß schließlich Umschaltorgane angeordnet sind, welche ermöglichen, entweder die Ersatzluft durch die Umgehungsleitung einzuführen und die Zufuhr von Luft aus dem Kreislauf zur Ladeturbine zu unterbrechen oder die Ersatzluft dem Ladeverdichter zuzuführen und die Ladeturbine mit Luft aus dem Kreislauf zu beaufschlagen. a. Gasturbinenanlage nach Anspruch .i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft der Ladeturbine wieder in den Kreislauf zurückgeführt wird. 3. Gasturbinenanlage nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreislaufturbine und die Ladeturbine im Strom der Kreislaufluft parallel geschaltet sind. 4. Gasturbinenanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreislaufturbine als Hochdruckturbine in Reihe mit der als Niederdruckturbine ausgebildeten Ladeturbine geschaltet ist. 5. Gasturbinenanlage nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Rekuperator, in welchem das Abgas der Nutzleistungsturbine die Verbrennungsluft des Lufterhitzers vorwärmt. 6. Gasturbinenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzleistungsturbine eine abschließbare, einen Teil ihrer Hochdruckstufen überbrückende Umgehungsleitung besitzt, um die Abgase des Lufterhitzers bei abgeschalteter Ladeturbine durch die Umgehungsleitung strömen zu lassen zwecks Verhütung von Pumperscheinungen am Kreislaufverdichter. 7. Gasturbinenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzleistungsturbine einen getrennten Hochdruckteil und eine diesen Hochdruckteil überbrückende Umgehungsleitung besitzt, um bei abgeschalteter Ladeturbine die Abgase des Lufterhitzers durch die Umgehungsleitung dem Niederdruckteil zuführen zu können. 8. Gasturbinenanlage nach Anspruch 7,- dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des Hochdruckteils durch eine lösbare Kupplung mit der Abtriebswelle gekuppelt ist. PATEN TA, PROVERBS: i. Gas turbine system in which air flowing around in a circuit is compressed by a circulation compressor, heated in an air heater, expanded in a circulation turbine driving the circulation compressor and returned to the circulation compressor, a portion of air being constantly removed from the circulation and fed to the air heater as combustion air and a quantity of air from the atmosphere is introduced into the circuit as a substitute, while the combustion gas of the air heater is expanded in a power turbine, characterized in that not only a charge compressor but also a bypass line bridging the charge compressor is provided for the introduction of the substitute air Charge compressor is coupled to a charging turbine that can be acted upon by air from the circuit and that finally switching elements are arranged which enable either the replacement air to be introduced through the bypass line and the supply of vo n to interrupt air from the circuit to the charging turbine or to supply the replacement air to the charging compressor and to pressurize the charging turbine with air from the circuit. a. Gas turbine plant according to Claim .i, characterized in that the exhaust air from the charging turbine is returned to the circuit. 3. Gas turbine system according to claim a, characterized in that the circulating turbine and the charging turbine are connected in parallel in the flow of circulating air. 4. Gas turbine system according to claim 3, characterized in that the circulation turbine is connected as a high pressure turbine in series with the charging turbine designed as a low pressure turbine. 5. Gas turbine system according to claim i, characterized by a recuperator, in which the exhaust gas from the power turbine preheats the combustion air of the air heater. 6. Gas turbine system according to claim i, characterized in that the power turbine has a lockable bypass line bridging part of its high-pressure stages to allow the exhaust gases from the air heater to flow through the bypass line when the charging turbine is switched off in order to prevent pumping phenomena on the cycle compressor. 7. Gas turbine system according to claim i, characterized in that the power turbine has a separate high pressure part and a bypass line bridging this high pressure part in order to be able to feed the exhaust gases from the air heater through the bypass line to the low pressure part when the charging turbine is switched off. 8. Gas turbine system according to claim 7, - characterized in that the shaft of the high-pressure part is coupled to the output shaft by a releasable coupling.
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