DE865692C

DE865692C - Fine control device for gas turbine systems

Info

Publication number: DE865692C
Application number: DES16308D
Authority: DE
Original assignee: Rateau SA
Current assignee: Rateau SA
Priority date: 1942-10-13
Filing date: 1942-11-15
Publication date: 1953-02-05

Description

Feinregelungsvorrichtung für Gasturbinenanlagen Die hohen Temperaturen des Arbeitsmittels bei Gasturbinen machen die Steuerung der Entspannungsöffnungen durch die bekannten Mittel schwierig zum Zwecke, z. B. die beste Anpassung des Verdichters oder der Verdichter an die augenblickliche Betriebsbedingung zu erhalten oder die Verteilung der Triebgase zwischen den Verdichterantriebsturbinen und den Nutzleistungsturbinen zu ändern oder endlich allen anderen Regelungs- oder Steuernotwendigkeiten zu entsprechen.Fine control device for gas turbine systems The high temperatures of the working fluid in gas turbines make the control of the expansion openings difficult by the known means for the purpose, e.g. B. the best adaptation of the compressor or the compressor to get the current operating condition or the Distribution of the propellant gases between the compressor drive turbines and the power turbines to change or finally to meet all other regulatory or tax requirements.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche die Durchgangsquerschnitte der Triebgase fein zu regeln gestattet. Diese Vorrichtung weist erfindungsgemäß für die Absperrung eines Gaseintrittskanals oder mehrerer Gaseintrittskanäle oder einer Düse oder mehreren Düsen oder der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Entspannungsstufen angebrachten Leitschaufelungen zylindrische Stücke auf, welche senkrecht zur Achse der Kanäle gleiten können und jeweils zwischen den Schaufeln am Hals der Düse oder des Kanals oder in der Strömungsrichtung vor dem Hals dieser Düse angeordnet sind. Diese Vorrichtung, welche die für den Wirkungsgrad der Anlage schädlichen Verluste durch Drosselung vermeidet, ist im besonderen für Gasturbinen wichtig, da sie alle Teile des Gehäuses sich frei ausdehnen läBt.The present invention relates to a device which the passage cross-sections fine regulation of the propellant gases. According to the invention, this device has for blocking a gas inlet duct or several gas inlet ducts or one or more nozzles or between two successive expansion stages attached guide vanes on cylindrical pieces, which are perpendicular to the axis of the channels can slide and each between the blades on the neck of the nozzle or of the channel or in the direction of flow in front of the neck of this nozzle. This device eliminates the losses that are detrimental to the efficiency of the system Avoided by throttling is particularly important for gas turbines as they all Parts of the housing can expand freely.

In den Zeichnungen, die Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise darstellen, sind Abb. i und 2 Ansichten der Absperrvorrichtung; Abb.3 und q. veranschaulichen eine selbsttätige Steuerung dieser Vorrichtung.In the drawings, the embodiments of the invention for example Figures i and 2 are views of the shut-off device; Fig.3 and q. illustrate an automatic control of this device.

Die Abb. i veranschaulicht einen Längsschnitt durch eine Gasturbinendüse, und die Abb. 2 ist ein abgewickelter Schnitt dieser Düse durch einen gleichachsig zur Turbine liegenden Zylinder; die Pfeile stellen den Verlauf der heißen Gase dar. a bezeichnet den Zuführungsraum der heißen Gase in die Turbine, b eine Entspannungsdüse, c das Laufrad der Turbine und d den gemäß der Erfindung am Hals der Düse angeordneten Absperrzylindei. In der Abb: i ist. der Zylinder in den ausgezogenen Linien in seiner Öffnungslage und in den gestrichelten Linien in seiner Abschlußstellung dargestellt.Fig. I illustrates a longitudinal section through a gas turbine nozzle, and Fig. 2 is a developed section of this nozzle through an equiaxed to the Turbine lying cylinder; the arrows show the course of the hot gases. a denotes the supply space for the hot gases into the turbine, b an expansion nozzle, c the impeller of the turbine and d that arranged according to the invention on the neck of the nozzle Shut-off cylinder. In the fig: i is. the cylinder in the solid lines in his Open position and shown in the dashed lines in its final position.

Die Verschiebung der Absperrzylinder d kann entweder von Hand aus, beispielsweise durch eine Schraubeinrichtung, oder durch einen Stellmotor erzielt werden. Die Steuerung von Hand oder durch Relais kann für einen Zylinder oder mehrere Zylinder in Betracht kommen; die Einzelsteuerung eines jeden Zylinders ermöglicht natürlich eine fortschreitende und feine Regelung der den Gasen dargebotenen Querschnitte und eine genaue und bessere Anpassung.The displacement of the shut-off cylinder d can either be done by hand, achieved for example by a screwing device, or by a servomotor will. The control by hand or by relays can be for one cylinder or several Cylinders come into consideration; enables the individual control of each cylinder of course, a progressive and fine regulation of the cross-sections presented to the gases and a more accurate and better fit.

Wenn das zur Einstellung des Stellmotors benutzte Strömungsmittel nicht verdichtete Luft ist, kann man in der Führung des Absperrgliedes oder dessen Steuerstange eine Zwischenkammer e anordnen, in welche verdichtete Luft geleitet wird, die der Förderseite des Verdichters oder einer Zwischenstufe des letzteren entnommen ist, um die Aufgabe der Abdichtung an der Austrittsstelle der Steuerstange zu erleichtern. Wenn nämlich diese Luft einen geeigneten Druck hat, verhindert sie das Entweichen von heißen Gasen.If the fluid used to adjust the servomotor is not compressed air, one can in the leadership of the shut-off element or its Control rod arrange an intermediate chamber e into which compressed air is passed that of the delivery side of the compressor or an intermediate stage of the latter is taken to the task of sealing at the exit point of the control rod to facilitate. If this air has a suitable pressure, it prevents the escape of hot gases.

Eine besonders wichtige Abänderung der Steuerung ist in Abb. 3 dargestellt. Das Treibmittel des Stellmotors, welches die Verschiebung des Absperrzylinders d .steuert, ist Luft, welche der Förderseite des Verdichters der Turbine entnommen ist; sei es am Verdichtungsende oder an einer Zwischenstufe. Diese durch den Kanal feintretende Luft wirkt auf den Kolben g, welcher das Absperrglied beherrscht. Eine Feder K hält das Absperrglied d: so lange in seiner Abschlußstellung, als der antreibende Luftdruck nicht denjenigen Werterreicht hat, welcher dem das Öffnen des Absperrgliedes verlangenden Betrieb der Antiiebsvorrichtung entspricht. Die für die Öffnung des Absperrgliedes erforderlichen Bedingungen werden durch die Wahl und die Charakteristik der Feder bestimmt.A particularly important modification of the control is shown in Fig. 3. The propellant of the servomotor, which the displacement of the shut-off cylinder d .Controls is air that is taken from the delivery side of the compressor of the turbine is; be it at the end of compression or at an intermediate stage. This by the canal fine air acting on the piston g, which dominates the shut-off member. One Spring K holds the shut-off element d: in its closing position as long as the driving one Air pressure has not reached the value that allows the shut-off member to open corresponding operation of the anti-sieve device. The one for the opening of the The shut-off element conditions are determined by the choice and the characteristics determined by the spring.

Erforderlichenfalls kann die Steuerung des Absperrgliedes umgekehrt werden, wenn bei schwachen Betrieben der in Betracht kommende Turbinenkanal offen bleiben muß. Die Abb. 4 stellt diese Abänderung darr die bei f eintretende verdichtete Luft bestimmt das Schließen des Absperrgliedes entgegen der Wirkung der Feder K.If necessary, the control of the shut-off element can be reversed if the turbine duct in question is open during weak operations must stay. Fig. 4 shows this modification, the compressed one occurring at f Air determines the closing of the shut-off element against the action of the spring K.

Die Steuerungen des Absperrgliedes oder der Absperrzylinder können auch Relais benutzen und werden, wie dies bekannt ist, derart verwirklicht, daß in dem Augenblick, in dem der Umsteuerdruck erreicht ist, der Absperrzylinder eine seiner äußersten offenen oder geschlossenen Stellung einnimmt, ohne in einer Zwischenstellung zu verbleiben.The controls of the shut-off element or the shut-off cylinder can also use relays and, as is known, are implemented in such a way that at the moment in which the reversing pressure is reached, the shut-off cylinder one occupies its extreme open or closed position without being in an intermediate position to remain.

Die beschriebenen Ausführungen sind nur als nicht einschränkende Beschreibungsbeispiele angegeben, sie können durch Ersetzung von Äquivalenten abgeändert werden, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen.The embodiments described are only given as non-restrictive descriptive examples indicated, they can be modified by substituting equivalents without to deviate from the essence of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fine control device, which the passage cross-sections of the propellant gases in the nozzles or the intermediate distributors of gas turbine systems allowed to regulate, characterized in that in a nozzle or in a distribution channel a cylindrical shut-off piece or cylindrical in several nozzles or distribution channels Shut-off pieces are arranged, which or which are perpendicular to the axis of the nozzle or of the channel and thus completely or partially the passage cross-section can shut off, with each shut-off piece at the narrowest cross-section (at the neck) attached to the nozzle or the channel or in the flow direction directly in front of this is.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that a control rod the intermediate chamber (s) surrounding the cylindrical shut-off piece receives air, which taken from the delivery side or an intermediate stage of the compressor of the gas turbine system is; to avoid any loss of hot gases to the outside of the turbine.

3. Apparatus according to claim i, characterized in that the drive rod of the The shut-off cylinder is set by a piston (g), which is located in a cylinder moves and receives the pressure of a spring (K) on one of its surfaces, while Air compressed on the other surface acts, that of an intermediate stage or the conveying side the compressor is removed.