SE443189B - Sett for drift av en gasturbinanleggning med luftackumulator samt anordning for genomforande av settet - Google Patents

Description

7903913-7 åstadkomma ett sätt och en anordning varvid en kompressorgrupp i en gasturbinanläggning med luftackumulator kan försörja gas- turbinanläggningen med erforderlig förbränningsluft under ut- _vecklande av relativt ringa effekt när luftackumulatorn är ur- laddad.

Detta syfte uppnås enligt-uppfinningen vid ett sätt av in- ledningsvis angivet slag genom att gasturbinen ooh kompressorn kopplas till motor-generatorn, att en startmotor inkopplas för att driva det av kompressor, motor-generator och turbin bestå- ende turhoaggregatet, att den av kompréssorgruppens làgtrycks- del komprimerade luften ledes till den separata làgtrycksdelen av gasturbinen vars lågtrycksbrännkammare tänder vid uppnått tändningsvarvtal, varigenom gasturbinen köres upp i normvarv- tal, och att motor-generatorn vid uppnått normvarvtal kopplas till nätet. _- : _ Fördelen av sättet enligt uppfinningen ligger särskilt däri, att en maskin med låg.effekt kan användas som start- motor, vilken maskin ej kräver någon särskild nätledning, varför en särskild startgrupp ej erfordras.

För laddning av luftackumulatorn kan vidare gasturbinen frikopplas från motor-generatorn och denna upptaga effekt fràn nätet och kompressorgruppens medeltrycksdel och högtrycks- del tillkopplas efter varandra i motsvarighet till luftacku- -mulatorns laddningstillstånd. Vid generatordrift och tömd luftackumulator tänder gasturbinens högtrycksdel och kompres- sorgruppen enbart övertager lufttillförseln till gasturbi- nens brännkammare. Q Vid sättet enligt uppfinningen kan vidare kompressor- gruppens medeltrycksdel och högtrycksdel vid start taga luft till gasturbinanläggningen från atmosfären.

I en ytterligare utföringsform av sättet enligt uppfin- ningen påverkas gasturbinens högtrycksdel vid uppkörning med en reducerad luftström. i I W e Därigenom förhindras att gasturbinens högtrycksdel, vars 'brännkammare ej är tänd, värmes för mycket genom den kompri- merade luften.

Anordningen för utförande av sättet enligt uppfinningen, varvid gasturbinanläggningen består av en flerdelad gasturbin och en flerdelad kompressor som är anordnade att till- och frånknpplas en motor-generator på en gemensam axel, känne- tecknas av att kompressorgruppens lågtrycksdel är förbunden med gasturbinens lågtrycksdel och att utloppen från kompres- sorn mynnar dels i luftackumulatorn och dels via en_5emensam 4? C; I' lü \_} | \J'I e 2 se 7905913-7 ledning är förbundna med gasturbinens högtrycksbrännkammare.

Genom möjligheten att koppla kompressorgruppens låg- trycksdel så att denna enbart är förbunden med gasturbinens lågtrycksdel och kompressorgruppens medeltryoksdel och hög- trycksdel under startperioden leder ut i atmosfären, erhålles den fördelen att en startmotor med ringa effekt kan användas för kompressorgruppen. I 2 Uppfinningen beskrivas nedan i form av utföringsexempel och med hänvisning till åtföljande ritning.

Den visade anläggningen omfattar en gasturbin l med en högtrycksdel 2 och en högtryoksbrännkammare 5, och en låg- trycksdel 4 med en lågtrycksbrännkammare 5. På en gemensam axel 6 är tillsammans med gasturbinen l anordnade en kompres- sordel 7 med en lågtrycksdel 8, en medeltrycksdel 9 och en högtrycksdel 10. Mellan en startmotor ll och kompressordelen 7 finnes en transmission 12, exempelvis en reduktionsväxel.

Gasturbinen l och kompressordelen 7 kan till- och_frånkopplas en motor-generator 14 på axeln 6 medelst kopplingar 15. Låg- trycksdelen 8 av kompressorgruppen 7 är via-en utloppsled- ning 15 förbunden med gasturbinens l lågtrycksdel 4, medan utloppsledningarna 16, l6”, 17 från kompressordelarna 9, lO mynnar i en gemensam tilloppsledning 18 till en luftackumu- lator l9, vilken via en grenledning 20 är förbunden med gas- turbinens l högtrycksbrännkammare 5. Utloppet fràn kompres- sorns lågtrycksdel 8 är via en ledning 21 förbundet med in- loppet till kompressorns medeltrycksdel 9 och utloppet från medeltrycksdelen är via en ledning 22 förbundet med inloppet till kompressorns högtrycksdel 10. I ledningarna 21, 22 är anordnade mellankylare 25 samt utblåsningsventiler 24, 25, 26 i form av trevägsventiler och bypassventiler 27, 28. I tilloppsledningen 18 till luftackumulatorn 19 är anordnad en ytterligare kylare 29 och avstängningsorgan 50, 51. Ut- loppsledningarna 16, l6', 17 till tilloppsledningen 18 är försedda med backventiler 52, 55, 54. Före grenledníngens tillopp i högtrycksbrännkammaren 5 är anordnad en av- stängningsventil 55 och i utloppsledningen 15 en ventil 56.

Strömningsriktningarna i de olika ledningarna är markerade med pilar. Via anslutningar 57 kan motor-generatorn 14 an- slutas till nätet.

Sättet enligt uppfinningen genomföres enligt följande: L5 ?O Qi 40 7903915-7 Före inkoppling av startmotorn ll tillkopplas koppling- arna 15 mellan gasturbinen l och motor-generatorn 14 och mel- lan motor-generatorn 14 och kompressordelen 7, så att en obru- ten axelsträng i hela anläggningen bildas. Utblåsningsventilen 24 stängas, så att förbindelsen såväl till atmosfären som tilloppsledningen I8 är bruten. Avstängningsventilen 55 till. chögtrycksbrännkammaren 5 är likaledes stängd, medan ventilen 56 i utloppsledningen 15 från-kompressorgruppens 7 làgtrycks- del 9 står öppen. Utblåsningsventilerna_25 och 26 och bypass- ventilerna 2? och 28, vilka är utförda som trevägsventiler, inställes så att såväl medeltrycksdelen 9 som även högtrycks- delen lO av kompressordelen 7 kan suga luft från atmosfären och åter utblåsa denna luft i atmosfären genom nämnda venti- ler 25, 26. Därigenom uppstår endast ett ringa motstånd i me- deltrycksdelen 9 och högtrycksdelen 10 av kompressorn 7 och en drivmaskín med ringa effekt kan användas. Efter inkoppling av startmotorn ll leder kompressorns_lågtrycksdel 8 luft via utloppsledningen 15 direkt till lågtrycksbrännkammaren 5 för gasturbinens l lâgtrycksdel 4J Sedan lågtrycksdelen 4 uppnått tändningsvarvtal tändes lågtrycksbrännkammaren 5 och anlägg- ningen köres upp i normvarvtal och därmed nätfrekvens. För att hindra återströmníng till gasturbinens högtrycksdel 2, varigenom denna del kunde överhettas, kan avstängningsventi- len 55 och avstängningsorganet 50 öppnas. Därvid måste emel- lertid avstängningsorganet 51 till luftackumulatorn l9 vara stängt. Företrädesvis öppnas emellertid avstängningsventilen 55 och avstängningsorganet 50 endast så mycket, att en redu- cerad anslutning till högtrycksdelen 2 erhålles,-varigenom denna genomspolas och temperaturhöjning undvikas. Så snart normvarvtalet och därmed nätfrekvensen för motor-generatorn 14 har uppnåtts, kopplas motor-generatorn via anslutningarna ? till nätet och arbetar sedan som drivmotor. Lågtrycks- brännkammaren 5 släckes och avstängningsventilen 55 stängas, medan avstängningsorganet 51 öppnas och utblåsningsventilen 24 inställes för luftgenomströmning till mellankylaren 25.

Ventilen 26 i utloppsledningen l5 stänges och gasturbinen l skiljas från motor-generatorn 14 genom frânkoppling av kopp- lingen 15. Lågtrycksdelen 8 av kompressorgruppen 7 tillför nu luft via utloppsledningen 15, ledningen 21, kylaren 25, backventilen 52 och tilloppsledningen 18 direkt till luft- ai e, j 7903913-7 ackumulatorn 19.

Sedan luftackumulatorn uppnått ett avsett laddningstill- stånd stänges förbindelsen med atmosfären vid utblåsnings- ventilen 25 och bypassventilen 27 medan förbindelsen med led- ningarna 16 och 21 och backventilerna 52 och 55 öppnas, var- efter vidare laddning av luftaokumulatorn 19 sker från låg- trycksdelen 8 och medeltrycksdelen 9 gemensamt. Vid ytterli- gare tryckstegring i luftackumulatorn 19 inkopplas högtrycks- delen 10 av kompressorn, varvid utblåsningsventilen 26 och bypassventilen 28 inställes analogt med motsvarande ventil- inställning såsom beskrivet för medeltrycksdelen 9. Luft till ackumulatorn ledes nu ytterligare via utloppsledningen 17, backventilen 54 och tilloppsledningen 18.

Om luftackumulatorn 19 av någon anledning, exempelvis översyn, ej skulle stå till förfogande, kan anläggningen drivas som normal gasturbinanläggning, dvs. högtrycksbränn- kammaren 5 tändes efter tillkoppling av motor-generatorn 14 till nätet och utblåsningsventilerna P5, 26 och bypassventi- lerna 27, 28 för kompressorn inställes så att även medel- trycksdelen 9 och högtrycksdelen 10 av kompressorn leder luft till gasturbinen l. För ändamålet måste ventilen 56 stängas och kopplingarna 13 mellan gasturbinen 1 och motor- generatorn 14 samt mellan motor-generatornslü och kompres- sorn 7 vara tillslagna.

Claims (6)

7903913-7 10 15 20 25 30 35 7 Patentkrav

1. Sätt för drift av en gasturbinanläggning med luftaokunm- lator vid tömd ackumulator, varvid anläggningen omfattar en flerdelad gasturbin och en flerdelad kompressor, vilka är anordnade att till- respektive frânkopplas en nätanslutbar motor-generator pâ en gemensam axel, k ä n n e t e c k n a t av att_gasturbinen (1) och kompressorn (7) kopplas till mo- tor-generatorn (14), att en startmotor (11) inkopplas för att driva det av kompressor, motor-generator och turbin be- stående turboaggregatet, att den av kompressorgruppens (7) lâgtrycksdel (8) komprimerade luften ledes till den separa- ta lågtrycksdelen (4)_av gasturbinen (1) vars lâgtrycks- brännkammare (5) tänder vid uppnått tändningsvarvtal, vari- genom gasturbinen köres upp i normvarvtal och att motor-ge- neratorn (14) vid uppnått normvarvtal kopplas till nätet.

2. Sätt enligt krav 1, k'ä n n e_t etc k n a t av att gas- turbinen (1) frikopplas från motor-generatorn (14) för ladd- ning av luftackumu1atorn.(19) och motor-generatorn upptager effekt från nätet och att kompressorgruppens (7) medel- trycksdel (9) och högtrycksdel (10) tillkopplas efter var- andra i motsvarighet till luftackumulatorns laddningstill- stånd.

3. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att hög- trycksdelen (2) av gasturbinen (1) tändes vid generator- drift och tömd lnftackumulator (19) och att kompressorgrup- pen (7) enbart övertager lufttillförseln till gasturbinens brännkammare (3, 5).

4. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att kom- pressorgruppens (7) medeltrycksdel (9) och högtrycksdel (10) vid start av gasturbinanläggningen tager luft från atmosfä- ren och leder luften till atmosfären. . I

5. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att hög- 10 15 7905913-7 7 trycksdelen (2) av gasturbinen (1) vid uppkörning påverkas med en reducerad luftström.

6. Anordning för utförande av sättet enligt krav 1, varvid gasturbinanläggningen består av en flerdelad gasturbin och en flerdelad kompressor, vilka är anordnade att till- och frånkopplas en motor-generator på en gemensam axel, k ä n - n e t e c k n a d av att en startmotor (11) är anordnad att tillkopplas kompressorgruppen (7) för drift av kompres- sorgruppen (7), motor~generatorn (14) och gasturbinen (1) under anläggningens startperiod och att kompressorgruppens (7) lâgtrycksdel (8) är anordnad att under startperioden förbindas med brännkammaren (5) för gasturbinens lågtrycks- del (4) för drift av denna till normvarvtal medan övriga ro- torer på den gemensamma axeln endast medföres i dess rotation.