DE950613C

DE950613C - Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftturbinenanlage mit mehreren Druckstufen

Info

Publication number: DE950613C
Application number: DEJ2818D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Max Adolf Mueller
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1939-03-23
Filing date: 1939-03-23
Publication date: 1956-10-11

Description

Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftturbinenanlage mit mehreren Druckstufen Es ist bekannt, eine stufenweise Verbrennung des Kraftstoffes mit nachfolgender Teilentspannung des aufbereiteten Treibmittels in der Weise zu erzielen, daß die gesamte benötigte Luftmenge auf den Betriebsdruck der ersten Brennkammer verdichtet und eine solche Teilmenge des Kraftstoffes in die erste Brennkammer eingebracht wird, um unter erheblichem Luftüberschuß zu verbrennen, daß das entstehende Treibmittel gerade noch eine solche Temperatur annimmt, die ohne Schaden von der Beschaufelung der nachfolgenden Gasturbinenstufe ertragen wird. Nach der Beaufschlagung der ersten Turbinenstufe treten die nunmehr auf einen etwas niedrigeren Druck entspannten Abgase in die zweite Brennkammer ein. Sie enthalten noch eine erhebliche Luftmenge, so daß auch die nunmehr eingebrachte Kraftstoffteilmenge wiederum mit Luftüberschuß verbrennt und ein Treibmittel liefert, das die zweite Turbinenstufe benufschlagt. Aus dieser zweiten Turbinenstufe gelangt das Treibmittel in die dritte Brennkammer und so fort, so lange, bis sämtliche Turbinenstufen durchlaufen sind.
Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die gesamte bei dem Vorgang notwendige Verbrennungsluft, also auch diejenige, die in der letzten Brennkammer unter verhältnismäßig geringem Druck zur Verbrennung beiträgt, auf den vollen in der ersten Brennkammer herrschenden Druck gebracht werden muß. Die aufzuwendende Verdichtungsarbeit wird daher außerordentlich groß, so daß die von der Turbine nach Abzug der Verdichterleistung abzugebende Nutzarbeit gering ist.
Es sind ferner Brennkraftturbinenanlagen mit stufenweiser Verbrennung des Kraftstoffes bekannt, bei welchen das gesamte Kraftgas auf den Betriebsdruck der ersten Brennkammer verdichtet und zusammen mit einer Teilmenge Druckluft in die erste Brennkammer eingebracht wird. Diese Druckluftteilmenge ist dabei so bemessen, daß wiederum das in der ersten Brennkammer aufbereitete Treibmittel eine der Beschaufelung der nachgeschalteten Turbinenstufe zuträgliche Betriebstemperatur (Verbrennungstemperatur) annimmt. Die Abgase der ersten Turbinenstufe, die noch eine erhebliche Menge unverbrannten Kraftgases enthalten, gelangen in die zweite Brennkammer, in welcher wiederum eine nach der gleichen Regel bemessene Teilmenge an Verbrennungsluft zugeführt wird, welche die nachgeschaltete zweite Turbinenstufe beaufschlagt. Die Abgase der zweiten Stufe gelangen in die dritte Brennkammer und so fort, bis schließlich der letzten Brennkammer die letzte Teilluftmenge hinzugesetzt wird und die Entspannung über die letzte Turbinenstufe auf den Außendruck erfolgt. Dieses Verfahren, bei welchem die Verbrennung mit Kraftstoffüberschuß erfolgt, wird insbesondere dort mit großem Erfolg angewendet, wo das Kraftgas bereits mit hohem Druck anfällt, also beispielsweise bei Erdgasquellen.
Bei einer Anlage, die nach diesem Verfahren arbeitet, ist in der letzten Stufe oder in den letzten Stufen das Gemisch bereits derartig mit Abgasen angereichert, daß die neu hinzukommende Frischluft sich mit dem vorhandenen Kraftstoffrest nicht mehr genügend mischen kann und ein Teil des Restkraftstoffes ungenutzt mit den Abgasen der letzten Turbinenstufe v erlorengeht.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftturbinenanlage mit mehreren hintereinandergeschalteten Brennkammern mit Verbrennung bei Kraftstoffüberschuß und diesen Brennkammern zugeordneten Turbinenstufen und hat die Aufgabe, dieses Verfahren derart zu verbessern, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß spätestens in der Brennkammer vor der letzten Turbinenstufe von der Verbrennung bei Kraftstoffüberschuß zur Verbrennung mit Luftüberschuß übergegangen wird. Für den Fall, daß der Übergang nicht erst in der letzten Brennkammer, sondern schon in einer der vorhergehenden Brennkammern erfolgt, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß nach der Umschaltung auf die Verbrennung mit Luftüberschuß in der nachfolgenden Brennkammer oder in den nachfolgenden Brennkammern neues Kraftgas hinzugefügt wird.
Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß bei großer Ersparnis an Verdichtungsarbeit mit einem geringen Aufwand an Kraftstoff ausgekommen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftturbinenanlage mit mehreren hintereinandergeschalteten Brennkammern mit Verbrennung bei Kraftstoffüberschuß und diesen Brennkammern zugeordneten Turbinenstufen, dadurch gekennzeichnet, daß spätestens in der Brennkammer vor der letzten Turbinenstufe von der Verbrennung bei Kraftstoffüberschuß zur Verbrennung bei Luftüberschuß übergegangen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Umschaltung auf die Verbrennung mit Luftüberschuß in der nachfolgenden Brennkammer oder in den nachfolgenden Brennkammern neues Kraftgas hinzugefügt wird.