SE443190B - Sett for drift av en gasturbinanleggning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 7905080-3 2 Detta syfte uppnås enligt uppfinningen vid ett sätt av in- ledningsvis angivet slag genom att förbränningsluften före in- trädet i högtrycksbrännkammaren förvärmes i en förvärmare och sedan bespolar högtryckshuset utmed dess inre väggar och därmed värmer huset, varvid förbränningsluftens temperatur vid utloppet från högtrycksdelen svarar mot lufttemperaturen vid inloppet till högtryckshuset och att utloppstemperaturen av förbränningsluften från förvärmaren oberoende av belastningsändringar hàlles konstant genom reglering av gastemperaturen vid avgasutloppet.

Det är ändamålsenligt att reglera belastningsändringarna pà gasturbinen övervägande via luftmängden vid inloppet till hög- tryckshuset. _ Uppfinningen beskrivas nedan i form av utföringseremnel och med hänvisning till åtföljande ritningar. _ Fig. 1 visar ett längdsnitt genom en gasturhinanläggninr med förvärmare. Fig. 2 visar diagram över massomsättning och temneraturförlopp som funktion av belastningen.

Den visade gasturbinanläggningen består väsentligen av två delturbiner, en lågtrycksdel 8 och en högtrycksdel G, med respektive tillhörande brännkammnre 5, Q, som är anslutna direkt till turbinhuset 25. Turbinskolvarna i låstrvcksdelen och högtrycksdelen sitter på en gemensam axel 14. Med 1 be- tecknas en till gasturbinanläggningen hfirande förvärmare, i vilken ett arbetsmedium, i föreliggande fall luft, inkommer vid 2 erempelvis från en (ej visad) luftackumulfltor, varvid luften har relativt låg temperatur. Luften värmas i förvär- maren och ledes via en tilloppsledning 5 till fiasturhinens högtryckshus 4, där luften bespoler husets inre v¥ggar innan den inkommer i en högtryckshrännkammare 5, där den unpvärmes till högtrycksturbinens 6 inloppstemperatur. Efter fenom- strömning av högtrycksturbinen 6 inkommer arbetsmediet i lâgtrycksturbinens 8 hus 7. Här besnolar arhetsmediet de inre väggarna av huset 7, innan det inkommer i lågtrycks- brännkammaren 9. Avgaserna ledes i pilarnas riktning från avgasutloppet genom förvärmaren l, där de värmer den i rö- ren ll strömmande insugna.1uften. För mängdreglcring av er- betsmediet är ett regleringsorgan 13 anordnat i tilloppsled- ningen till högtrycksturbinen. På grund av den omständighe- ten att högtrycksturbinen 6 och lågtrycksturbinen 8 är an- ordnade pá den gemensamma axeln 14, varvid axiella förskjut- .ningar av samtliga skovlar adderas, är en utjämninpskolv 15 anordnad på axeln 14. 10 20 25 50 55 40 5 7905080-3 Anordningen arbetar på följande sätt: För full belastning av gasturbinanläggningen väljes ar- betsmediets temperaturer så att de är lika såväl i högtrycks- huset 4 som även i lågtryckshuset 7, dvs. båda dessa hus vär- mes till lika temperatur. Gasturbinanläggningens effekt änd- ras primärt medelst regleringsorganet 15 och sekundärt genom ändring av utloppstemperaturen från högtrycksbrännkammaren 5 och lâgtrycksbrännkammaren 9. ' Vid exempelvis en effektminskning till omkring 50 % av anläggningens normeffekt stänges regleringsorganet lå del- vis, sâ att omsättningen minskas till omkring 55-60 % av normvärdet. Därigenom minskas tryckförhâllandet i lågtrycks- turbinen 8 likaledes till omkring hälften, medan tryckförhål- landet i högtrycksturbinen 6 kvarstår tillnärmelsevis oför- ändrat. Regleringen av bränsletillförseln till högtrycksbränn- kammaren 5 sker nu på så sätt att temperaturen av gasen efter expansion i högtrycksturbinen även vid halv belastning är den- samma som vid full belastning i inloppet till làgtrycksturbi- nens 8 hus 7. Genom reglering av bränsletillförseln till låg- tryoksbrännkammaren 9 kan avgastemperaturen från làgtrycks- turbinen 8 inställas så att inloppstemperaturen av arbetsme- diet i högtryckshuset 4 är densamma som vid full belastning.

Därigenom tillförsäkras att temperaturen av högtryckshuset 4 och av làgtryckshuset 7 bibehàlles lika som vid full belast- ning, varigenom ytterligare värmespänningar i husen undvikas.

Av det på fig. 2 visade diagrammet framgår det princi- piella förloppet av temperatrærna i gasturbinanläggningen som funktion av belastningen, varvid temperaturerna är angivna med heldragna linjer och massomsättningen med streckad linje.

Belastningen är avsatt på abskissan, medan temperaturen är avsatt på den ena ordinatan och massomsättningen på den andra ordinatan. Kurvan 2' representerar inloppstemperaturen av kylluften i förvärmaren. Kurvan 5' betecknar inloppstempera- turen av förbränningsluften i högtryckshueet efter förvärm- ning. I brännkammaren 5 (fig. 1) värmes förbränningsluften till temperaturen 5' och expanderas därefter i högtryckstur- binen 6 till temperaturen ?', vilken enligt uppfinningen är lika hög som inloppstemperaturen 5'. I lâgtrycksbrännkamma- ren 9 värmes den redan delvis med avgaser blandade luften till temperaturen 9' och expanderas i làgtrycksturbinen 8 10 7905080-3 till utloppstemperaturen lO'.

Vid delbelastning observeras att avgastemperaturen vid 10 skulle stiga vid minskad massomsättning, sâframt ej mot- åtgärder vidtagas. Viä delbelastning ändras dessutom värme- genomgångstalet i förvärmaren 1. Av fig. ? framgår, att in- loppstemperaturen i lågtrycksturbínen 8 måste sänkas på grund av det minskade tryckförhållandet i lågtrycksturbinen 8 vid delbelastning, för att uppnå tillnärmelsevis konstanta ut- loppstemperaturer. Gastemperaturen i högtryckshuset 4 och i làgtryckshuset 7 kan hållas konstant inom ett brett område.

Vid regleringen enligt uppfinningen är det sålunda möjligt att uppnå konstant väggtemperatur av turbínhuset vid delbe- lastning endast då en separat högtrycksbrännkammare användes.

Claims (2)

10 15 7905080-3 Patentkrav

1. Sätt för drift av en gasturbinanläggning som på turbin- sidan har en hög- och en lâgtrycksdel med en före varje så- dan del inkopplad brännkammare och varvid förbränningsluf- ten förvärmes, k ä n n e t e c k n a t av att förbrännings- luften före inträdet i högtrycksbrännkammaren (5) förvärmes i en förvärmare (1) och sedan bespolar högtryckshuset (4) utmed dess inre väggar och därmed värmer huset, varvid för- bränningsluftens temperatur vid utloppet från högtrycksdelen (6) svarar mot lufttemperaturen vid inloppet till högtrycks- huset (4) och att utloppstemperaturen av förbränningsluften från förvärmaren (1) oberoende av belastningsändringar hål- les konstant genom reglering av gastemperaturen vid avgas- utloppet (10).

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att be- lastningsändringar på gasturbinen övervägande regleras via luftmängden vid inloppet till högtryckshuset (4).