PL32552B1 - Talalmanykifejleszto es Ertekesitó K. f. t., Budapeszt Sp*>sób pracy turbin gazowych oraz urzadzenie do wykonywania tego sposobu - Google Patents

Talalmanykifejleszto es Ertekesitó K. f. t., Budapeszt Sp*>sób pracy turbin gazowych oraz urzadzenie do wykonywania tego sposobu Download PDF

Info

Publication number
PL32552B1
PL32552B1 PL32552A PL3255238A PL32552B1 PL 32552 B1 PL32552 B1 PL 32552B1 PL 32552 A PL32552 A PL 32552A PL 3255238 A PL3255238 A PL 3255238A PL 32552 B1 PL32552 B1 PL 32552B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
turbine
combustion
fuel
working medium
heat
Prior art date
Application number
PL32552A
Other languages
English (en)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of PL32552B1 publication Critical patent/PL32552B1/pl

Links

Description

Wedlug znanych zasad, odnoszacych sie do 'turbin gazowych, paliwo spala sie w czynniku roboczym turbiny gazowej przed przeplywem przez turbine, Ito zna¬ czy, przed rozprezeniem czynnika robo¬ czego, w celu jak najkorzystniejszej i naj¬ dalej idacej przemiany ciepla spalania w prace. Takie postepowanie posiada w pew¬ nych przypadkach liczne niedogodnosci, które zostaja usuniete za pomoca sposdbu oraz urzadzenia wedlug niniejszego wyna¬ lazku dzidki temu, iz cala ilosc lub przy¬ najmniej czesc paliwa, spalanego w czyn¬ niku roboczym turbiny, zostaje spalona w tym czynniku dopiero po przeplywie przez turbine. Taki sposób moze byc zastosowa¬ ny w turbinie gazowej, wyposazonej w wy- miennice ciepla, w której poprzednio spre¬ zony czynnik roboczy, przed doplynieciem do turbiny, zostaje jak najskuteczniej ogrzany za pomoca ciepla czynnika robo¬ czego, wyplywajacego z turbiny. Gdy w turbinie gazowej, wyposazonej w takie wy- miennice ciepla, przynajmniej czesc pali¬ wa zostaje spalona w czynniku roboczym po przeplywie przez turbine, lecz przed doplywem do wymiennicy ciepla, zostaje wówczas ogrzany wprawdzie tylko wyply¬ wajacy z turbiny czynnik roboczy, lecz przy pomocy wymiennicy ciepla, dzialaja¬ cej najlepiej w przeciwpradzie, mozna to cieplo spalania przeniesc na doplywajacy do turbiny swiezy czynnik roboczy o wiek¬ szym cisnieniu bez ewentualnego powsta¬ wania strat, spowodowanych taka budowa, poniewaz praktycznie calkowite przenosze-nie doprowadzanej za turbina, lecz przed doplywem do wymiennicy ciepla do proce¬ su robpczego dodatkowej ilosci ciepla na swiezy czynnik roboczy w wymiennicy cie¬ pla moze byc zapewnione przez odpowied¬ nie wykonamie i okreslenie wielkosci wy- mienniicy ciepla. Nie traci sie wiec tego cie¬ pla, lecz moze ono wykonywac prace, przy czym przez turbine nie musza przeplywac produkty spalania a przynajmniej ich czesc. Ten sposób wzglednie na jego zasa¬ dzie dzialajaca turbina gazowa posiada w porównaniu z dotychczasowymi sposobami szereg zalet, gdyz umozliwia stosowanie paliw, których spaliny, pozostalosci iltd. wywieraja szkodliwe dzialanie na czesci skladowe turbiny, gdy spalanie nastepujje w czynniku roboczym jeszcze przed wlo¬ tem dto Itudbiny. Dalej mozna przeprowa¬ dzac spalanie yt wyplywajacym z tudbiny, a wiec niskopreznym czynniku roboczym, którego cisnienie równa sie zwykle atmos- ierycznemu, przy pomocy prostych urza¬ dzen paleniskowych, za pomoca których mozna bez trudnosci spalac skutecznie ta¬ nie paliwa, nip. wegiel. Dalsza zaleta spo¬ sobu wedlug wynalazku polega na tym, ze w przypadkach, w których w turbinie w ce¬ lu osiagniecia 'lepszej sprawnosci lub wiek¬ szej mocy wzglednie z innej przyczyny ma byc przeprowadlzone mozliwie izotermiczoe rozprezanie, wizgiednie takie rozprezanie, w którego przebiegu doprowadza sie cie¬ plo dio czynnika roboczego takze w samej turbinie, przieiprowadza sie dalsze dopn wadzanie ciepla wzglednie spalanie czesci paliwa takze po .przeplywie przez turbine bez wiekszych strat i w ten sposób osiaga sie, jako przypadek idealny, przebieg roz¬ prezania przy niezmientonej temperatu¬ rze. Wedlug niniejszego sposobu mozliwe jest wreszcie przeprowadzenie wspomnia¬ nego rozprezania, polaczonego z doplywem ciepla, takze w przypadku stosowania pa¬ liw, nie nadajacych sie do takiego bezpo¬ sredniego spalania lub których spaliny z powodu iich szkodliwego dzialania nie na¬ daja isie dlo przeplywu przez turbine, a mia¬ nowicie dzieki temu» ze takie paliwo jest czesciowo spalane w czynniku po przeply¬ wie przez turbine, przy którym to spala¬ niu czesc paliwa zostaje przemieniona przez destyllactje, zgazowanie, krakowanie itd. na paliwo, które moze byc bez trudno¬ sci ilulb szkodliwego dzialania spalane przed turbina, albo takze podczas calkowitego lub czesciowego przeplywu przez turbine, wzglednie miedzy jej stopniami cisnienia.Rysunki przedstawiaja przyklady wy¬ konania urzadzen do przeprowadzania spo¬ sobu pracy wedlug wynalazku. Fig. 1 przedstawia uklad zespolu turbinowego z urzadtzieniem paleniskowym, wykonanym jako generator za tutfhina, oraz z nieprzer¬ wanie dzialajaca wymiennica ciepla; fig. 2a i 2b — odmiany przykladów wykonania w przypadku stosowania stalego paliwa z czesciowym sipalaniem tegoz za turbina i spalaniem ostatecznym w turbinie; fig. 3 — dalsza odmiane urzadzenia, równiez na paliwo stale, przy czym paliwo to jest cze¬ sciowo spalane przed turbina, tak iz pro- dukty, dtrzymane przez to czesciowe spa¬ lanie, sa spalane ostatecznie w turbinie i za nia; fig. 4a i 4b —¦ odmiane urzadzenia, po¬ siadajacego wymiennice ciepla, dzialajaca w sposób przerywany, a fig. 5 i 6 — sche¬ maty dalszych odmian urzadzenia wedlug fig. 1.W przykladzie wykonania wedlugj fig. 1 wirnik 2 sprezarid 1 z przeplywem np. w kierunku osiowym jesit napedzany przy poi- mocy sprzegla 3 nrzez wirnik 5 turbiny 4 z przeplywem równiez w kierunku osiowym, z którego imalem na drugim koncu jest po¬ laczone za pomoca sprzegla urzadzenie 6, zuzywajace energie. Powietrze doplywa do sprezarki wlotem 7 i wyplywk z niej wylo¬ tem 8. Miedzy wylotem 8 sprezarki i wlo¬ tem 9 tujnbiny 4 znajduje sie wymiennica ciepla 10, dzialajaca na zasadzie przeoiw- pradu. Z wylotem 11 turbiny jest polaczo- - 2 -ny przewód okrezny 13, regulowany za po¬ moca klapy obrotowej 12, oraz przewód 15, regulowany za pomoca podobnej klapy obrotowej 14. Przewód 15 jest polaczony z odgalezieniem 17, regulowanym równiez klapa obrotowa 16, które laczy sie z prze¬ strzenia 19 generatora 18 do spalania np. stalego paliwa. Przewód 15 prowadzi pod ruszt 20 generatora. Przewód okrezny 13 i przestrzen 19 tego generatora lacza sie we wspólny przewód 21, doprowadzajacy do wymiennicy ciepla 10, przez której wlot 22 gaz doplywa do wymiennicy. Wyply¬ wajacy z wymiennicy ciepla gaz przeply¬ wa kanalem 23, w którym znajduje sie wieitrznik 25, napedzany silnikiem elek¬ trycznym 24. W szybie 27 generatora 18 znajduje sie stale paliwo, doprowadzane przez wsyp z pokrywa 29 i zawór 28.Sposób dzialania urzadzenia jest naste¬ pujacy. Powietrze atmosferyczne doplywa do sprezarki wlotem 7 i odplywa z niej po sprezeniu jedno, piecio lub osmiokrotnym przez wylot 8. Powietrze przeplywa dalej przez przeciwpradowa wymiennice ciepla 10, w której kosztem ciepla spalin z gene¬ ratora znacznie sie ogrzewa, np. do tem¬ peratury 450°—900°C, doplywajac w kon¬ cu wlotem 9 do turbiny 4. Podczas rozpre¬ zania sie powietrza w turbinie cisnienie je¬ go maleje prawie do cisnienia, utrzymuja¬ cego sie przy wlocie do sprezarki, przy czym w tym czasie jest wytwarzana pra¬ ca. Powietrze, wyplywajace z turbiny wy¬ lotem 11, przeplywa przewodem 15 wzgle¬ dnie przewodem okreznym 13 czesciowo do generatora 18, a czesciowo do przewodu 21, laczacego sie bezposrednio z wymiewnica ciepla. Powietrze, doplywajace do genera¬ tora, powoduje spalanie, ogrzewa sie, przy czym w razie potrzeby spalanie rozprze¬ strzenia sie do przestrzeni 19 przy pomo¬ cy wtórnego powietrza, doprowadzanego odgalezieniem 17. Po wyjsciu z generatora wysoko ogrzane produkty spalania zostaja zmieszane z powietrzem, przeplywajacym przewodem okreznym 13, w celu zaleznego od potrzeby regulowania wysokosci tem¬ peratury ich strumienia, ogrzewajacego wy¬ miennice ciepla 10 i oddajacego przy tym mozliwie calkowicie swe cieplo temu wy¬ soko sprezonemu powietrzu dolotowemu turbiny. Wietrznik 25 powoduje pewne podcisnienie w przewodzie 21 wzglednie w generatorze 18, wobec czego przy zasi¬ laniu go gorace gazy nie moga odplywac i dzieki temu zasilanie generatora jest bez¬ pieczne. Klapy obrotowe 12, 14 i 16 sluza do regulowania ilosci przeplywajacego po¬ szczególnymi przewodami powietrza.Za pomoca opisanego urzadzenia moze byc przeprowadzony sposób pracy (turbiny, wedlug którego paliwo jest calkowicie spa¬ lane za turbina.Wietrznik 25 moze byc napedzany za¬ miast specjalnym silnikiem elektrycznym w kazdy inny dowolny sposób, np. bezpo¬ srednio od walu turbinowego lub za pomo¬ ca oddzielnej turbiny.W przykladzie wykonania wedlug fig. 2a i 2b spalanie odbywa sie nie tylko za turbina, lecz takze w turbinie przed i pod¬ czas rozprezania, przy czym turbina jest w tym celu zaopatrzona w dodatkowe przestrzenie spalania z wlasnym zasilaniem paliwem. W tym urzadzeniu z wylotem 54 sprezarki 53, napedzanej za pomoca tur¬ biny 52, jest polaczona wymiennica ciepla 55, dzialajaca w przeciwpradzie, po prze¬ plywie której sprezone powietrze doplywa przewodem 56 do turbiny. Gaz, odplywaja¬ cy z turbiny przewodem 57, doplywa prze¬ wodem 59 do generatora 60, przystosowa¬ nego w przedstawionym przykladzie wy¬ konania do czesciowego spalania paliwa scalego tak, iz w piecu tym paliwo zostaje zgazowane lub destylowane, przy czym piec ten umozliwia takze odprowadzanie powstajacych w ten sposób produktów nie¬ zupelnego spalania. W przedstawionym przykladzie wykonania powietrze, doply¬ wajace do generatora 60 otworami 61, prze- - 3 -plywa czesciowo clo góry, przy czym czesc paliwa spala sie w Henie powietrza. Gazy, wyplywajace z szybu 62 generatora do przestrzeni 63, zostajja calkowicie spalone za pomoca powietrza wtórnego, doplywa¬ jacego przewodem 64, r przeplywaja prze¬ wodem 65 do wymiennicy ciepla 55, a wreszcie po przeplywie wymiennicy ciepla kanalem 66 na zewnatrz. Ze wzgledu na przeplywajaca w ten sposób czesc czynni¬ ka roboczego, powyzszy sposób dzialania odpowiada w zasadzie opisanemu wedlug fig. 1. Druga czesc czynnika roboczego jest w tym przypadku tak traktowana, ze wsku¬ tek tego otrzymuje sie 'Wtórne paliwo, któ¬ re moze byc doprowadzone z powrotem do turbiny i w niej spalone. Ta druga czesc czynnika roboczego z zawartym w nim swiezym powietrzem, doplywajac otwora¬ mi 61, przeplywa w generatorze ku dolo¬ wi, przy czym czesc paliwa zostaje zga- zowana. Powstajacy'w ten sposób gaz ja¬ ko produkt niezupelnego spalania paliwa odplywa z generatora przewodem 67 pod rusztem. Filtr 102 (fig. 2b) sluzy do usu¬ wania zanieczyszczen, zawartych w gazie.Gaz przeplywa przewodem 103 wzglednie 104 do wlaczonej na drodze przeplywu przeiciwpradowej wymiennicy ciepla 68 wzgledinie 105, w której oddaije swe cieplo sprezanemu czynnikowi roboczemu. Prze¬ wód 106, odgaleziony od wylotu 54 spre¬ zarki 53, laczy sie z doplywowym przewo¬ dem 1Ó7 wymiennicy ciepla 105, zas prze¬ wód 108 tej wymiennicy doprowadza pod¬ grzane powietrze poprzez przewód ruro¬ wy 56 do strumienia powietrza, wplywaja¬ cego jdo turbiny. Gdy klapa obrotowa 110 w przewodzie 103 jest calkowicie zamknie¬ ta, a 116 otwarta, gaz, doplywajacy prze¬ wodem 67, przeplywa calkowicie przez wy- miemniice ciepla 105 i ochladza sie w niej prawie do koncowej temperatury powie- trza, opuszczajacego sprezarke, po czym przy tej temperaturze przeplywa przewo¬ dem 119 do wlaczonej szeregowo z wy- mienniica 105 w kierunku przeplywu gazu wymietinicy 68, w której, jak tez w znaj¬ dujacym sie za nia urzadzeniu do oczy¬ szczania i chlodzenia 111, zosta\je w dal¬ szymi ciagu ochlodzony celem oczyszczenia.Chlodnica 111 jest zasilana woda chlodza¬ ca przewodem 112, która odplywa przewo¬ dem 113. Po przeplywie chlodnicy gaz do¬ plywa przewodem 114 do napedzanej za pomoca silnika elektrycznego 71, lub ewen¬ tualnie bezposrednio od turbiny, sprezarki 70, w której cisnienie tego gaziu zostaje .podwyzszone do warunków, odpowiadaja¬ cych przebiegowi roboczemu turbiny 52, gdy gaz ten jest do niej doprowadzany.Gaz, odplywajacy ze sprezarki 70, ogrze¬ wa sie ponownie podczas przeplywu w przieciwpradzie wymiennicy ciepla 68 i do¬ plywa odgalezieniami 73, 73' przewodu 72 do przestrzeni spalania, znajdujacych sie przed turbina wzglednie miedzy jej stop^ niami. W przedstawionym przykladzie wy¬ konania przed turbina oraz za pewna jej czescia znajduja sie komory spalania 48 i 49, z którymi ^a polaczone palniki 50 wzglednie 51, doprowadzajace paliwo. Ko¬ mory spalania sa tak wykonane, ze do nich doplywa czesc czynnika roboczego turbiny i w tym czynniku spala sie doprowadzone do niego paliwo. Spalanie moze sie odby¬ wac takze w samej turbinie, a nawet moz¬ liwe jest, ze bedzie ono ukonczone dopie¬ ro po przdbyciu turbiny, wskutek czego osiaga sie w turbinie rozprezanie, polaczo¬ ne z doplywem ciepla. Klapy obrotowe 110 i 116 sltuza do regulowania ilosci gazu, przeplywajacego przewodem 67 z genera¬ tora przez wymiennice ciepla 105, zas do regulowania ilosci sprezonego powietrza, przeplywajacego przez wymiennice ciepla, sluzy Iclapa Obrotowa 109.Przewodem 59, odgalezionym od prze¬ wodu 57, i laczacym sie z niin przewodem 74 przeplywa czesc gazu, w celu zmniejt- szenia strat ciepla generatora, do jego pla¬ szcza 75 i laczy sie przewodem 76 ze stru- - i -mieniem gazu w przewodzie 65. Z przewo¬ dem 57 jest polaczony przewód okrezny 77, w którym doplywajaca do generatora czesc czynnika roboczego moze byc regu¬ lowana za pomoca klap obrotowych 78 i 79 odpowiednio do obciazenia turbiny. Klapa obrotowa 80 sluzy do regulowania ilosci dodawanego powietrza -wtórnego, a klapa 81 do regulowania ilosci gazu, przeplywa¬ jacego pnzez plaszcz generatora. Paliwo do¬ prowadza sie przez wsyp 84, zaopatrzony w pokrywe 82 i zawór 83. Obsluga gene¬ ratora jest znacznie ulatwiona dzieki te¬ mu, ze nieutrzymuje sie w nim nadcisnie¬ nia, poniewaz napedzany za pomoca sil¬ nika elektrycznego 85 lub w inny sposób wiietrznik 86 powoduje dzialanie ssace.By zapobiec nadmiernemu ogrzaniu ga¬ zu, przeplywajacego przez generator 60, nalezy (doprowadzac do generatora wode wagledtnie paUe wodna. Do tego sluzy we- zownica 117, umieszczona w przewodzie do przeplywu gazu rozprezonego, która moze byc takze umieszczona w innym miejscu.Wezownica grzejna moze byc wykonana ró¬ wniez jako zwykly zbiornik grzejny, które¬ go przestrzen parowa jeist polaczona z prze- wodiem 118, za pomoca którego para jest dodawana do powietrza, doplywajacego do otworów 61 igeneratora, W ten sposób do¬ prowadzana para wodna rozklada sie w przestrzeni spalania, obnizajac temperatu¬ re. Cziesc powstajacego gazu moze byc spa¬ lana w przestrzeni 63 przed1 wymiennica ciepla 55, zas druga czesc, przeplywajaca przewodlem 67, jest spalana w turbinie we¬ dlug powyzej opisanego sposobu.Opisane urzadzenie mozna napedzac takze w ten sposób, ze sprezone powietrze do przewodu doplywowego 107 wymienni- cy ciepla 105, odbierajacej cieplo z gazu palnego, odplywajacego z generatora, nie czerpie sie z pitzewodu 106, lecz przewód 107 jest polaczony przy zamknietym od¬ galezieniu 106 z przewodem 120. W tym przypadku do wymiennicy 105 doplywa przewodiem 120 powieftrze, przeplywajace przez wymiennice 55, to znaczy znacznie ogrzane, wskutek czego temperatura gazu sprezonego, doplywajacego wzglednie od- plywajaoeigo z wymiennicy 68} bedzie zna¬ cznie wyzsza. To postepowanie moze byc korzystniejsze odnosnie do spalania gazu i w tym celu reguhrje sie ilosc powietrza sprezonego, przeplywajacego przez wy¬ miennice 105, za pomoca klapy obrotowej 124. Mozna jednak takze regulowac tem¬ perature odplywajaoego z wymiennicy 68 przewodem 72 gazu palnego przez nasta¬ wianie Map obrotowych 110 wzglednie 116.Opisane urzadzenie moze byc tak wykonar ne wzglednie napedzani, iz przewód 65 moze byc calkowicie zamkniety za pomoca klapy obrotowej 115 lub w inny sposób, wskutek czego z generatora 60 odprowa¬ dza sie tylko gazowe paliwo. W tym przy¬ padku sposób wedlug wynalazku przepro¬ wadza sie tak, ze spalanie rozprzestrzenila sie z turbiny do przewodów 57 i 77, cze¬ sciowo takze do wymiennicy ciepla, wsku¬ tek czego spalanie jest takze wtedy ukon¬ czone w kazdym razie za turbina. Jest to wskazane, gdyz w takim przypadku, gdy sprawnosc ma byc przez postepujace spa¬ lanie dalsze w turbinie powiekszoha, do¬ kladne ukonczenie spalania przed wylotem turbiny nie musi byc przestrzegane; cieplo spalania, powstajace za turbina, nie jest przy tym tracone, poniewaz jest przeno¬ szone w wymiennicy na swieze sprezone powietrze. W tym samym celu jest szcze¬ gólnie .wskazane w tym przypadku dopro¬ wadzac pare wodna do strefy gazowania w sposób, znany w generatorach gazowych.Jest to sluszne w niniejszym przypadku, poniewaz powietrze doplywajace posiada wysoka temperature, wynoszaca okolo 350—500°C, wobec czego trzeba koniecz¬ nie zapobiegac nadmiernemu, ogrzaniu ge¬ neratora. Gdy z odplywajacych z genera¬ tora 60 przewodem 67 palnych gazów wy¬ dzielaja sie w wymiennicy 105 wzglednie - 5 -68 wskutek ochladzania ciekle palne sub¬ stancje, mozna je odprowadzac rura 121 wzglednie 122 przy pomocy pompy 123 do¬ wolnego rodzaju. Otrzymane w ten sposób paliwo mozna doprowadzac do komory spalania 48 wzglednie 49 i tam je spalac.Opisane urzadzenie sluzy do wykony¬ wania tej odmiany sposobu pracy wedlug wynalazku, wedlug której w znajdujacym sie za turbina i przynajmniej przez czesc czynnika roboczego przeplywanym genera¬ torze spala sie czesc paliwa, z drugiej zas czesci paliwa wytworzony przez zgazowa- nie, destylacje, krakowanie itd. gaz palny wzglednie paliwo doprowadzany jest przed turbine wzglednie miedzy jej stopnie, albo do oddzielnych komór spalania, gdzie od¬ bywa sie ostateczne spalanie. Przez takie doprowadzanie do turbiny paliwa, powsta¬ jacego w generatorze wskutek destylacji, zgazowywariia itd., mozna w niej osiagnac rozprezanie, .polaczone z doprowadzaniem ciepla.Z wielu wzgledów korzystne doprowa¬ dzanie ciepla podczas rozprezania, prze¬ biegajacego w turbinie, mozna przez odpo¬ wiednie uksztaltowanie przestrzeni spala¬ nia wzglednie przez odpowiednie doprowa¬ dzanie paliwa osiagnac latwo dalsze spala¬ nie podczas przeplywu turbiny. Ze wzgle¬ du jednak ma to, ze przeplyw przez turbi¬ ne odbywa sie w bardzo krótkim czasie, mianowicie okolo 1/100 sek., takie regu¬ lowanie spalania w turbinie napotykaloby na duze trudnosci. Sposób pracy wedlug wynalazku, wedlug którego spalanie mo¬ ze sie odbywac w dalszym ciagu takze po przeplywie turbiny, ulatwia znacznie prze¬ prowadzenie rozprezania, polaczonego z doprowadzaniem ciepla.Wedlug wynalazku mozna stosowac rózniace sie od generatora 60 i w inny sposób zbudowane urzadzenia destylacyj¬ ne lub do zgazowywania, dostosowywane odpowiednio do paliwa i innych warunków.Ze wzgledu na to, ze palniki 50 i 51 sa do¬ prowadzone w miejsca turbiny o róznym cisnieniu, mozna równiez zamiast jednej sprezarki 70 i wymiemnicy ciepla 68 zasto¬ sowac odpowiednio do róznych cisnien kil¬ ka sprezarek i wymiennie, pracujacych równolegle.W przykladzie wykonania wedlug fig. 3 sprezony gaz przeplywa ze sprezarki 88, napedzanej turbina 87, z przewodu 89 po przeplywie wymiennicy ciepla 90 w ilosci, regulowanej za pomoca klap obrotowych 91 i 92, przewodem 93 do generatora 94, w którym paliwo czesciowo sie spala, cze¬ sciowo zas zostaje zgazowane lub desty¬ lowane. Spaliny, odprowadzane z genera¬ tora, przeplywaja przewodem 95 przez filtr 125 do wlotu 96 turbiny. Z drugiej strony, wytworzone z paliwa palne produkty do¬ prowadzane sa poprzez przewód 97 i filtr 126 przewodem 98 do krócców 99 i 99', polaczonych z komorami spalania turbiny.Odplywajacy z turbiny rozprezony gaz przeplywa kanalem 100 do wlotu wymien¬ nicy ciepla 90, z której wyplywa kanalem 101. W tym przypadku nalezy równiez do¬ prowadzac pare wodna do przestrzeni spa¬ lania generatora. Do tego sluzy zbiornik 127, otaczajacy przewód 93 i zasilany rura 128, z którego para odplywa rura 129 do generatora. W tym przykladzie wykona¬ nia mozna tak wykonac urzadzenie pie¬ cowe przez zastosowanie klapy obrotowej 95' w przewodzie 95, ze dziala ono tylko ja¬ ko generator gazowy, przy czym powstaly gaz w celu osiagniecia rozprezania, pola¬ czonego z doprowadzaniem ciepla, spala sie w turbinie i czesciowo nawet po wy¬ plywie z. turbiny. W tym celu stosuje sie przed turbina przeplywany przez sprezone powietrze generator, w którym spala sie czesc paliwa, a reszta paliwa podlega zga- zowaniu lub niezupelnemu spalaniu, a po¬ wstaly gaz palny wzglednie paliwo spala¬ ny jest ostatecznie podczas przeplywu tur¬ biny, przy czym przy stosowaniu nadmia¬ ru tego gazu wzglednie paliwa spala sie on — 6 —calkowicie dopiero po przeplywie turbiny, a w pewnych przypadkach az przed do¬ plywem do wymiennicy ciepla. Takie urza¬ dzenie ma na celu, aby iz paliw, które nie moga byc bezposrednio spalane w turbi¬ nie, wytworzyc przez zgazowanie, destyla¬ cje itd. gazowe paliwa, celem osiagniecia rozprezania, polaczonego z doprowadza¬ niem ciepla w taki sposób, iz spalanie mo¬ ze odbywac sie w dalszym ciagu takze po wylocie czynnika z turbiny, to znaczy, iz za turbina nastepuje dalsze spalanie.W przykladzie wykonania wedlug fig. 4a, i 4b miedzy turbine 30 i napedzana przez nia sprezarke 31 wzglednie miedzy wylotem 32 sprezarki i wlotem 33 turbiny jest wlaczona takze w przeciwpradzie, jed¬ nakze okresowo dzialajaca wymiennica ciepla (regenerator) 34. W przedstawio¬ nym przykladzie wykonania sklada sie ta wymiennica ciepla z trzech zasobników 35, 35', 35", iz których kazdy jest na zim¬ nej stronie zaopatrzony w •rozrzadzane za¬ wory wlotowe 36, 36\ 36" i wylotowe 37, 37', 37". Wymiennica ciepla posiada na cieplej stronie równiez rozrzadzane zawo¬ ry wlotowe 39, 39', 39" i wylotowe 38, 38', 38". W przedstawionym przykladzie wykonania te zawory sa rozrzadzane za pomoca 'kciuków 40 na walach 41. Waly 41 sa uruchomiane za pomoca silnika elek¬ trycznego 42 bezposrednio lub za pomoca lancucha 43.Poszczególne zasobniki wymiennicy ciepla skladaja sie najlepiej z równoleglych do kierunku przeplywu plytek metalo¬ wych, których wzajemny odstep jest, w ce¬ lu zwiekszenia zdolnosci przenoszenia ciepla, mozliwie maly (0,1—5 mm, najle¬ piej mniejszy niz 2 mm), a które sa prze¬ dzielone prostopadle do kierunku przeply¬ wu szczelinami powietrznymi na oddziel¬ ne wiazki plytek, aby od jednej strony wy¬ miennicy (cieplej) do drugiej strony (zim¬ nej) moglo powstawac coraz mniejsze prze¬ noszenie ciepla. Mozna talkze jako zasob¬ nik ciepla zastosowac zamiast plytek me¬ talowych sita metalowe (tkanine druciana) albo inne materialy z metalu lub z innego tworzywa, np. zwiru, wypelniajace prze¬ strzenie powietrzne, a posiadajace duze powierzchnie. Do doprowadzania sprezo¬ nego powietrza do wymiennicy ciepla slu¬ zy kanal 32', polaczony z przestrzenia wstepna zaworów wlotowych 36, 36', 36", Na cieplej stronie wymiennicy ciepla gaz odplywa kanalem 44, polaczonym z prze¬ strzenia wstepna zaworów wylotowych 38, 38', 38". Z wylotem 45 turbiny jest pola¬ czony kanal 46, którym rozprezony goracy gaz z turbiny doplywa do wstepnej prze¬ strzeni zaworów wlotowych 39, 39', 39".Ochlodzony gaz odplywa z wymiennicy ciepla po przeplywie zasobników 35, 35', 35" kanalem 47, polaczonym z wstepna przestrzenia zaworów wylotowych 37, 37', 37". W przedstawionym przykladzie wy¬ konania przed i miedzy stopniami cisnie¬ nia turbiny sa umieszczone komory spala¬ nia 131 i 132 z palnikami 73 i 73' w kilku miejscach.Sposób dzialania urzadizenia jest na¬ stepujacy: sprezarka zasysa powietrze przez wlot 52 i wtlacza je po sprezeniu kanalem 32' do tego zasobnika 35 okreso¬ wo dzialajacej wymiennicy ciepla, które¬ go zawór wlotowy 36 i wylotowy 38 jest wlasnie otwarty. Wskutek tego nastepuje maly, przewaznie nieznaczny spadek cis¬ nienia, poniewaz odnosny odcinek zasob¬ nika ciepla byl poprzednio polaczony z stro¬ na niskiego cisnienia turbiny, wzglednie sprezarka musi dostarczyc do zasilania od¬ cinka takze pewnej ilosci powietrza, które po przelaczeniu na niskie cisnienie odply¬ wa niewykorzystane. Powietrze przeplywa przez izasobnik w kierunku strzalki I, ogrzewa sie i doplywa wlotem 33 do tur¬ biny. Gaz, wyplywajacy z turbiny, doply¬ wa do wymiennicy ciepla kanalem 46 i otwarte wlasnie zawory wlotowe 39, a wyplywa z niej przez jednoczesnie — 7 —otwarte zawory wylotowe 37 i kanal 47.W tym przypadku gaz przeplywa w kie¬ runku strzalki II, ochladzajac sie na chlod¬ niejszych blachach. Poszczególne zasobni¬ ki wlacza sie za pomoca rozrzadzanych za¬ worów talk, iz kierunek przeplywu jest w nich okresowo zmienny.Przy odpowiednim wykonaniu wymien- nicy ciepla mozna ogrzewac doplywajace do turbiny sprezone powietrze cieplem od¬ plywajacego z turbiny rozprezonego gazu prawie do temperatury tego gazu.W komorze spalania 131 za pomoca pal¬ ników 73 mozna doprowadzac do powie¬ trza paliwo przed wlotem do turbiny, a przy odpowiednim regulowaniu ilosci pa¬ liwa spalanie mozna uzyskac takze pod¬ czas rozprezania. Po czesciowym przeply¬ wie przez turbine nastepuje doprowadza¬ nie dalszych ilosci paliwa w komorze spa¬ lania 132 za pomoca palników 73'. Ilosc paliwa jest wedlug wynalazku zawsze tak regulowana, ze przy wylocie z turbiny spa¬ lanie nie jest jeszcze ukonczone, lecz prze¬ biega w dalszym ciagu w przestrzeni wstepnej zaworów wlotowych 39. Mozna oczywiscie zastosowana w tym ostatnim przykladzie wykon ania okresowo dziala¬ jaca wymiennice ciepla uzyc takze w urza¬ dzeniach wedlug poprzednich przykladów wykonania.W opisanych urzadzeniach wymiennica ciepla, czy to dzialajaca okresowo, czy tez nieprzerwanie, winna pracowac wydajnie przy malych stratach, gdyz tylko w tym przypadku mozna ilosc ciepla, doprowa¬ dzona do obiegu roboczego dopiero za tur¬ bina, przenosic bez dostrzegalnego pogor¬ szenia sprawnosci na sprezony swiezy czyn¬ nik roboczy. Do tego nadaje sie szczegól¬ nie w zwiazku z poprzednimi przykladami wykonania opisana, nieprzerwanie dziala¬ jaca, przeciwpradowa wymiennica ciepla, gdy wzajemny odstep dzielacych przestrze¬ nie robocze blach, oddajacych i odbieraja¬ cych cieplo, jest maly. Jesli stosuje sie okresowo dzialajaca wymienmice ciepla, nalezy celem zmniejszenia tak zwanych strat napelniania przy przelaczaniu zasob¬ ników na rózne cisnienia okreslic wzajem¬ ny odstep blach mniejszy niz 2 mm, gdyz dzieki temu przestrzen napelniana moze byc równiez mala. Celem zmniejszenia ilo¬ sci ciepla, przenikajacej z cieplej strony wymienni cy do zimnej jej strony, nalezy zasobniki tego rodzaju zaopatrzyc prosto¬ padle do kierunku przeplywu w przynaj¬ mniej piec szczelin powietrznych o szero¬ kosci okolo 3—6 mm.Opisane urzadzenia moga byc stosowa¬ ne w dowolnym polaczeniu i moga byc zmieniane w róznych szczególach. Mozna np. generatory zasilac paliwem stalym w brylach lub w stanie sproszkowanym, jalk równiez cieklym wzglednie gazowym i bu¬ dowac je odpowiednio do tych paliw. Moz¬ na równiez otrzymywane z pierwotnego paliwa paliwo wtórne, spalane przed tur¬ bina wzglednie w turbinie, wytwarzac w dowolny sposób. Dalej mozna, podobnie jak wedlug fig. 2b, stosowac na glównej drodze przeplywu czynnika roboczego kil¬ ka równolegle lub szeregowo wlaczonych wymiennie ciepla, przez które nie musza przeplywac cale ilosci gazu, wzglednie powietrza.Takie dwie wymiennice ciepla, roz¬ mieszczone równolegle, wzglednie szere¬ gowo na drodze glównego przeplywu, sa przedstawione na fig. 5 i 6, stanowiacych odmiany urzadzenia wiedlug fig. 1, wobec czego jednakowe czesci konstrukcyjne sa oznaczone tymi samymi znakami, jak na fig. 1. Wedlug fig. 5 przeprowadza sie od¬ plywajace ze sprezarki 1 sprezone powie¬ trze, jak równiez wyplywajace z turbiny 4 rozprezone powietrze w ilosciowo regulo¬ wany spo:sób przez wymiennice ciepla 10 wzglednie 10', a mianowicie przez wymien¬ nice 10 przewodami opisanymi wedlug fig. 1, zas przez wymiennice 10' za pomo¬ ca odgalezionych od wylotu 8 sprezarki — 8 —wzglednie wlotu 9 turbiny przewodów 8' wzglednie 9'. Odplywajace z wymieronilcy 10 po oddainiu swego ciepla rozprezone po¬ wietrze wyplywa kanalem 23 bezposred¬ nio na zewnatrz, izaa wymieinnica* 10' jest pod wzgledem drogi -przeplywu powietrza rozprezonego polaczona z generatorem 18 do wytwarzania gazu w sposób podobny, jak w ukladzie wedlug fig. 1, czyli w kanale 23' jest umieszczony wietrznik 25, wytwa¬ rzajacy podcisnienie. W odróznieniu od te¬ go równoleglego ukladu wymiennie ciepla sa one wedlug fig. 6 rozmieszczone szere¬ gowo, wobec czego powietrze sprezone, przeplywajace przez wymiennke ciepla 10 i "czesciowo przeprowadzane takze przez wymiennice 10", jest po polaczeniu sie z iloscia powietrza, przeplywajaca wylacz- * mie przez wymieminke 10, doprowadzane do wlotu turbiny. Czesc powietrza rozpre¬ zonego, wyplywajacego z turbiny 4, prze¬ plywa bezposrednio tylko przez wymienni¬ ce .10, druga czesc, po czesciowym prze¬ plywie przez generator 18, przeplywa naj¬ pierw przez wymieninice 10", a nastepnie po polaczeniu sie z iloscia powietrza roz¬ prezonego, przeplywajaca tylko przez wy¬ miennice 10, przeplywa jeszcze przez te ostatnia wymiennice. Wytwarzajacy po¬ trzebne podcisnienie wietrznik 25 jest w tym przypadku takze umieszczony w ka¬ nale wylotowym wymienniky ciepla 10", polaczonej bezposrednio z generatorem gazu 18.Przez taki uklad wymienink ciepla mozna osiagnac, ze tylko jedna z nich, to znaczy bezposrednio polaczona z genera¬ torem 18, jest narazona na zanieczyszcza¬ jace dzialanie produktów spalania, wobec czego konistrukcjia tej wymienniky (W wzglednie 10") musi umozliwiac jej oczysz¬ czalnie (wymiennika 10 wedlug fig. 5 nie podlega w ogóle dzialalniu spalin). W ukla¬ dzie wedlug fig. 5 i 6 wymiennika 10 po¬ siada nizsza, a wymiennika 10' wzgl. 10"— wyzsza tempenature; przez wymiennice 10" przeplywa mniejsza ilosc gaizu niz przez wymiennice 10, zas wzgledna wiel¬ kosc ilosci gazów, przeplywajacych przez poszczególne wymiennice 10, 10', jest za¬ lezna od nastawienia wolnych przeswitów klap obrotowych w przewodach gazowych.Mozna zastosowac wiecej niz dwie wy¬ miennice iciepla i na ogól w dowolnych od¬ powiednich polaczeniach.Oczywisci3 nozna stosowac równiez wymiennice dowolniej innej budowy. Talk samo mozna stosowac sprezarki wzgled¬ nie turbiny, rózniace sile od przedstawio¬ nych, wiec np. moze byc uzyta promienio¬ wo przeplywana turbina wzglednie tego ro¬ dzaju sprezaitka. Ze wzgledu na doskona¬ la sprawnosc inalezy stosowac znana spre¬ zarke, w której na kierujacych powierzch¬ niach scianelk kadluba wirnika dzialainie tarcia zostaje zmniejszone prziez odprowa¬ dzanie w strefy nizszego cisnienia przyle¬ gajacej do powierzchni scianek warstwy granicznej. Taka sprezarka jest uwidocz¬ niona na fig. 1, w której warstwa grankz- oa jest odprowadzana ikanalami 133 w ka¬ dlubie i 134 w wirniku 2 przed stopien o niniejszym cisnieniu, gdzile ta doprowar dzona ilosc gazu po doplywie do prze¬ strzeni roboczej .sprezarki otrzymuje wsku¬ tek spadku cisnienia znowu odpowiednia szybkosc przeplywu.Mozna w korzystny sposób zastosowac takze regulowanie powietrza w sprezarce przy regulowaniu wydajnosci przez dlawie¬ nie lub w inny sposób, np. prziez nastawia¬ nie lopatek. PL

Claims (5)

  1. Zastrzezenia patentówe. 1. Sposób pracy turbiny gazowej w ze¬ spole, skladajacym sie ze sprezarki, turi biny i jednej lub kilku wymiennie ciepla, wlaczonych miedzy sprezarke i turbine, znamienny tym, ze doprowadzanie ciepla do czynnika roboczego odbywa sie wylacz¬ nie lub przynajmniej czesciowo przez spa- - 9 -ianie paliwa w odplywajacym z turbiny rozprezonym czynniku roboczym i przeno¬ szenie powstalej w ten sposób ilosci cie¬ pla na swiezy czynnik roboczy, sprezony w sprezarce, odbywa sie w wymiennicy ciepla.
  2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze oprócz spalania w rozprezonym czynniku roboczym odbywa sie spalanie takze w turbinie podczas rozprezania, ewentualnie dopiero po przeplywie przez niektóre stopnie turbiny, przy czym spa¬ lanie w rozprezonym czynniku roboczym jest przeprowadzane ewentualnie jako dal¬ szy ciag spalania, rozpoczetego jeszcze przed wylotem turbiny, to iznaczy jako spa¬ lanie dalsze,
  3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamien¬ ny tym, ze oprócz spalania w rozprezonym czynniku roboczym nastepuje spadanie tak¬ ze w czynniku roboczym przed rozpreza¬ niem przed wlotem tegoz do turbiny.
  4. 4. Sposób wedlug zastrz. 2 i 3, znamien¬ ny tym, ze podczas spalania paliwa czesc tegoz zostaje przez gazowanie, destylacje, krakowanie lub w inny sposób przemienio¬ na w paliwo wtórne i jako takie doprowa¬ dzone celem spalania do czynnika robocze¬ go, przeplywajacego przez turbine podczas albo tez przed rozprezaniem. 5. Urzadzenie do wykonywania sposo¬ bu wedlug zastrz. 1—3, znamienne tym, ze miedzy otworem wlotowym turbiny i wlotem rozprezonego czynnika robocze¬ go wymiennicy ciepla znajduje sie urzadze¬ nie paleniskowe, przeplywane przynaj¬ mniej przez regulowana czesc czynnika ro¬ boczego, przy czym to urzadzenie paleni¬ skowe jest wykonane tak, ze doprowadzo¬ ne do niego paliwo spala sie co najmniej czesciowo. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5 do wy¬ konywania sposobu wedlug zastrz. 3, zna¬ mienne tym, ze posiada na drodze prze¬ plywu czynnika roboczego znajdujaca sie przed wlotem turbiny dodatkowa prze¬ strzen spalania z wlasnym zasilaniem pali¬ wem, przystosowana odpowiednio do odbie¬ rania co najmniej czesci czynnika robocze¬ go, przeplywajacego do turbiny. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 6 do wy¬ konywania sposobu wedlug zastrz. 4, zna¬ mienne tym, ze posiada na drodze prze¬ plywu czynnika roboczego miedzy wylo¬ tem turbiny i wlotem rozprezonego czynni¬ ka roboczego wymiennicy ciepla taki ge¬ nerator, w którym paliwo zostaje czescio¬ wo spalone, a czesciowo zgazowane lub de¬ stylowane itd., przy czym powstajacy pal¬ ny gaz wzglednie paliwo wtórne jest do¬ prowadzane celem spalania do wlotu tur¬ biny i ewentualnie takze miedzy stopnie turbiny. 8. Urzadzenie do wykonywania sposo¬ bu wedlug zastrz. 2 i 4, znamienne tym, ze miedzy wlotem turbiny i wylotem sprezo¬ nego czynnika roboczego wymiennicy cie¬ pla posiada generator, w którym paliwo jest czesciowo spalane, a czesciowo zga- zowywane lub destylofwane itd., przy czym powstaly palny gaz wzglednie paliwo wtór¬ ne jest celem spalania doprowadzane do wlotu turbiny i ewentualnie takze miedzy stopnie turbiny. 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 5 z nie¬ przerwanie dzialajaca prizeciwpradowa wymiennica ciepla, znamienne tym, ze wzajemny odstep przegród, oddajacych i odbierajacych cieplo, jest mniejszy niz 5 mm. 10. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, zna¬ mienne tym, ze posiada okresowo dziala¬ jaca, skladajaca sie z ikilku zasobników wymiennice ciepla, której zasobniki moga byc wlaczane na pewien okres czasu w droge przeplywu juz rozprezonego czyn¬ nika roboczego (spalin), a potem przez przelaczenie przyrzadu rozrzadczego w kierunku przeciwnym w droge przeplywu rozprezanego czynnika roboczego (spre¬ zonego powietrza), przy czym odstep ply- - 10 —tek, wymieniajacych cieplo, jest mniejszy niz 2 mm. 11. Urzadzenie wedlug zastrz. 10, zna¬ mienne tym, ze wykonane najlepiej z ply¬ tek zasobniki ciepla sa podzielone w kie¬ runku przeplywu na stopnie przez wlacze¬ nie kilku, przynajmniej pieciu, warstw po¬ wietrza, izolujacych cieplo; Talalmanykifejlesztó es £ r t e k e s i i 6 K. f. t. Zastepca: inz. F. Winnicki rzeczniE patentowy 40243—7547—111.44—100Do opisu patentowego Nr 32552 Ark. 1 133 134 l^L^^^^^^^^^^s^s^^^^^^^v^^^^sli^( Fig.hDo opisu patentowego Nr 32552 Ark, 2Do opisu patentowego Nr 32552 Ark, 3 %2&Do opisu patentowego Nr 32552 Ark. 4Do opisu patentowego Nr 32552 Ark 5 Fig. 4a.Do opisu patentowego Nr 32552 Ark. 6 41 40 Fig. 4b.Do opisu patentowego Nr 32552 Ark. 7 -/- T JJv ~fs T*» 4 I -f {^^m 4- Fig.
  5. 5. Fig. 6- PL
PL32552A 1938-05-17 Talalmanykifejleszto es Ertekesitó K. f. t., Budapeszt Sp*>sób pracy turbin gazowych oraz urzadzenie do wykonywania tego sposobu PL32552B1 (pl)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL32552B1 true PL32552B1 (pl) 1944-02-29

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4272152B2 (ja) 蒸発の二重カウンターヒート交換器
US2011420A (en) Gas turbine power plant
US20170292450A1 (en) Gas turbine arrangement
US10337357B2 (en) Steam turbine preheating system with a steam generator
US7082748B2 (en) Gas turbine installation
PL114827B1 (en) Method of conditioning air to be introduced into the cylinders of low compression supercharged diesel engines and apparatus therefor
US10174639B2 (en) Steam turbine preheating system
JPH01106908A (ja) 石炭気化器を備えた石炭コンビブロックの出力調整方法および同方法によって運転される石炭発電装置
US20070062175A1 (en) Flexible flow control device for cogeneration ducting applications
JPH09125911A (ja) パワーステーションプラントを運転する方法と装置
JPH0658167A (ja) ガスタービン装置
US2305785A (en) Working process and mechanical equipment for gas turbines
US2478851A (en) Gas turbine plant
US1948939A (en) Steam superheater
CA2962125C (en) A heat recovery unit and power plant
GB676008A (en) Improvements in or relating to gas turbine plants
PL32552B1 (pl) Talalmanykifejleszto es Ertekesitó K. f. t., Budapeszt Sp*>sób pracy turbin gazowych oraz urzadzenie do wykonywania tego sposobu
HRP20131000T1 (hr) Sklop, postupak i uređaj za generiranje pregrijanog medija
US2973623A (en) Elastic fluid power plant with matrices of solid material for heat transfer and regeneration
US1864448A (en) Method and apparatus for utilizing waste heat
US3159002A (en) Pressure exchangers
US4137706A (en) Engine in which fuel is reacted in a plurality of stages
JP4020601B2 (ja) 高湿分ガスタービンシステム
US1407850A (en) Gas generator
US1456226A (en) Steam-power plant