WO2015176902A1 - Turbinenanordnung - Google Patents

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WO2015176902A1
WO2015176902A1 PCT/EP2015/058661 EP2015058661W WO2015176902A1 WO 2015176902 A1 WO2015176902 A1 WO 2015176902A1 EP 2015058661 W EP2015058661 W EP 2015058661W WO 2015176902 A1 WO2015176902 A1 WO 2015176902A1
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WO
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combustion chamber
turbine
bypass
annular space
turbine arrangement
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/058661
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English (en)
French (fr)
Inventor
Holger BLOEDORN
Marco Link
Marc Tertilt
Martin Wilke
Christopher Grandt
Daniela HOLDER
Andre Kluge
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/06—Arrangement of apertures along the flame tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/26—Controlling the air flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2900/00—Special features of, or arrangements for controlling combustion
    • F23N2900/05001—Measuring CO content in flue gas

Definitions

  • the present invention relates to a turbine assembly having a compressor, at least one burner assembly comprising a plurality of burners and a combustion chamber, and a turbine, wherein the compressor, the at least one burner assembly and the turbine are fluidly connected to each other during normal operation of the compressor compressed air is passed through the burner and mixed with fuel, whereupon the fuel ⁇ produced fuel-air mixture is burned in the combustion chamber and the combustion gases are supplied to the turbine.
  • Turbine arrangements of the type mentioned are known in the prior art in a variety of configurations.
  • ambient air is compressed using the compressor and supplied to the burners of the at least one burner assembly.
  • the compressed air is mixed with fuel, whereupon the generated mixture is burnt to produce combustion gases in the combustion chamber.
  • the combustion gases leave the combustion chamber and are directed to the turbine, whose rotor blades are rotationally driven by the combustion gases.
  • the present invention provides a turbine arrangement of the type mentioned, which is characterized in that a bypass device is provided ⁇ seen, which is designed such that a part of the compressed air from the compressor as a bypass flow past the burners can be directed into the region of the outlet end of the combustion chamber, so that the bypass flow does not participate in the combustion process taking place in the combustion chamber.
  • a bypass device is provided ⁇ seen, which is designed such that a part of the compressed air from the compressor as a bypass flow past the burners can be directed into the region of the outlet end of the combustion chamber, so that the bypass flow does not participate in the combustion process taking place in the combustion chamber.
  • CO emissions relevant combustion temperature does not fall below a minimum value, which is normally in the range of 1200 ° C to 1400 ° C. Accordingly, it can be ensured that the CO emissions do not exceed the legal limits even in a wide partial load operation.
  • a partial load operation of the turbine arrangement can be realized over a wide ambient temperature range (> 5 ° C.) at less than 30% of the total power of the turbine arrangement, without a CO emission limit of 10 ppm (parts of one million). To exceed.
  • a control which regulates the bypass flow, that is, the mass air flow passed through the bypass device.
  • the control is advantageously designed such that it stores the bypass current based on a stored in the scheme CO map and / or based on measurements or calculations of the current CO emissions controls, for which purpose appropriate facilities are provided.
  • the bypass device has an annular channel extending between the machine housing and an outer shell of the combustion chamber and fluidically connected to the combustion chamber through which the bypass flow is passed, wherein the bypass device communicates with the annular channel via bypass valves first
  • bypass valves Advantageously, the annular gap forms the narrowest cross section of the bypass device. As a result, the flow in the bypass device is made uniform and uniformly enters the region of the outlet end of the combustion chamber.
  • the bypass valves are arranged evenly distributed over the circumference of the first annular space, which also the homogenization of the guided into the combustion chamber
  • no more than eight, in particular no more than four bypass valves are provided. In this way, a cheap and easy to assemble construction is achieved.
  • bypass valves may be formed according to the present invention as disc valves.
  • simple con ⁇ structive design can be locked or opened with disc valves on a small space a large area.
  • a defined distance between the simple con ⁇ structive design can be locked or opened with disc valves on a small space a large area.
  • Leakage flow can be set with the valve closed, which can be used to rinse the gap to the ingress of hot air from the combustion chamber in the
  • actuators of the bypass valves are guided through the machine housing. Accordingly, the bypass valves can be actuated from the outside.
  • the actuating means and a vertical plane closing ⁇ SEN each preferably an angle in the range between 20 and 70 °, in particular between 35 and 50 °.
  • the first annular space is formed spaced from the second annular space.
  • the first annular space may be at least partially formed by the machine housing.
  • the first annular space can be held on the machine housing on the one hand and a turbine guide vane support on the other hand.
  • the first annulus and the second annulus are preferably over a variety of temperature resistant and flexible
  • Hose or pipe connections connected to each other, wherein the hose or pipe connections are arranged in particular evenly distributed over the perimeters of the annular spaces.
  • first annular space and the second annular space are arranged directly adjacent to one another and connected to one another via connection bores.
  • the bypass valves are connected via pipe connections with the first annular space, wherein the pipe connections are designed such that they can compensate for thermally induced relative movements within predetermined limits.
  • the pipe joints may comprise bellows joints of temperature and pressure resistant material, such as e.g. Inconel90. It is also conceivable to use high-temperature-resistant flexible tube pieces, as used in the exhaust system.
  • the second annular space is formed in the outer shell of the combustion chamber, whereby additional components can be saved.
  • parts of the second annular space may be flanged and to the outer shell of the combustion chamber, so that the Au ⁇ Hzchale at least a portion of the second annulus defi ned ⁇ .
  • the invention further relates to a method for operating a turbine arrangement under partial load, in particular a turbine arrangement according to the invention, in which an air flow compressed by a compressor at least partially bypasses burners of the turbine arrangement as a bypass flow and through an annular gap or holes provided in the region of an outlet end of a combustion chamber Combustion chamber is initiated.
  • Bypass valves passed through at least two fluidly interconnected annular spaces before it enters through the annular gap in the combustion chamber. In this way, a good homogenization of the bypass flow is achieved before it enters the combustion chamber.
  • Figure 1 is a schematic partial perspective view of a cut turbine assembly according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic partial view of a cut
  • FIG. 1 Outer shell of a combustion chamber of the turbine assembly shown in Figure 1 according to a first variant of the present invention
  • Figure 3 is a schematic partial view of a sectioned
  • Figure 4 is a schematic partial view of a Blechkonstruk ⁇ tion which forms a part of a first annular chamber of a bypass device of the turbo shown in Figure 1 binenanaku;
  • Figure 5 is an enlarged sectional view taken along the line
  • FIG. 7 shows a schematic perspective partial view of the sheet metal construction shown in FIG. 4 with a bypass valve disposed thereon;
  • Figure 8 is a partial view of a cut Maschinenge ⁇ koruses the turbine assembly shown in Figure 1 in the area of performing actuating means of the valve shown in Figure 7;
  • FIG. 9 shows a schematic perspective partial view of a sectioned turbine arrangement according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a further schematic perspective view ⁇ divisional applications of the turbine assembly shown in Figure 9;
  • FIG. 11 shows a schematic perspective partial view of a sectioned turbine arrangement according to a third embodiment of the present invention.
  • Figure 12 is a schematic partial perspective view of a sectioned turbine assembly according to a fourth
  • Figure 13 is a schematic side perspective view of the turbine assembly shown in Figure 12;
  • Figure 14 is a further partial perspective view of the in the
  • FIGS 12 and 13 illustrated turbine assembly
  • Figure 15 is a schematic view of a first annulus of a bypass device of the turbine assembly shown in Figures 12 to 14.
  • FIGS. 1 to 8 show sections of a turbine arrangement 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the turbine assembly 1 comprises a compressor, not shown, at least one burner assembly 2 and a likewise not shown turbine, which are arranged in a machine housing 3.
  • the Maschinengeophu ⁇ se 3 is composed of several machine housing parts , which will not be discussed in more detail below.
  • the burner assembly 2 has a plurality of burners 4 which are annularly arranged and open into a stone-lined combustion chamber 5 formed by a combustion chamber hub 6 and an outer shell 7 connected to the combustion chamber hub 6.
  • Each burner 4 comprises an internal ⁇ stoffzutax 8, which extends through the machine housing 3, so that the burner 4 via an opening provided outside the Ma ⁇ schin housing 3 fuel supply fuel can be supplied, and an air supply 9 through which air compressed by the compressor ambient air is introduced through the machine housing 3 in the burner 4.
  • the burner assembly 2 further comprises a bypass device, which is designed in such a way that a part of the air compressed by the compressor can be conducted past the burners 4 as a bypass flow into the region of the outlet end of the combustion chamber 5.
  • the bypass device comprises an annular channel 10 surrounding the combustion chamber 5 is fluidly connected to the compressor, a fluidically via bypass valves 11 and optionally associated manifold 12 with the annular channel 10 fluidly connectable first annular space 13 and a flow technically via connecting holes 14 with the first
  • the annular gap 16 is presently arranged starting from the burners 4 between the penultimate and the last ceramic stone row of the combustion chamber 5, wherein other positions are possible.
  • the second annular space 15 and the annular gap 16 as well as the connecting bores 14 are presently formed in the outer shell 7.
  • the outer shell 7 is made in one piece with the second annulus 15 and the annular gap 16.
  • the second annular space 15 is generated during the casting of the outer shell 7 by inserting a G cumkerns into the mold, which is removed after cooling of the casting material again.
  • the annular gap 16 and the connection bores 14 are produced later by machining.
  • the second annular space 15 and the annular gap 16 are formed by two outer shell parts 7a and 7b, which are joined together axially and screwed together.
  • the second annular space 15 and the annular gap 16 are thereby defined by the outer contour of the outer shell 7 and generated during the joining of the outer shell parts 7 a and 7 b.
  • the connection holes 14 are produced later by machining.
  • the second annulus 15 can of course be wholly or partially flanged to the outer shell.
  • the first annular space 13 is formed on the one hand by the outer side of the outer shell 7 and on the other hand by an annular channel 18 which is attached to the outer shell 7 and divided into two semi-annular and identical running channel segments 18 a and 18 b, which may be formed, for example, as welded ⁇ te sheet metal structures can.
  • the channel segments 18a, 18b have a U-shaped cross section with a base leg 19 and two side legs 20 and 21 projecting from the base leg 19, the side leg 21 being substantially longer than the side leg 20.
  • the Be ⁇ tenschenkel 20 of the channel segments 18a, 18b are screwed according to Figure 1 with a on the outer side of the outer shell 7 formed Be ⁇ fastening web 22 while the side legs are fixed to the top of the outer shell 7 21st
  • the channel 18 is compared with the outer shell 7 to compresses it in a suitable manner.
  • the seal can be formed for example by grooves and inserted sealing wires between the contact surfaces, even if this is not shown in detail here.
  • the channel 18 is on the outer side of the base leg 19, respectively at about 45 ° relative to the parting line of the Maschinenge ⁇ koruses 3 with a total of four flanges 23 which define openings to ⁇ gear 24th To the flanges 23, pipe sockets 25 are screwed, to which the bypass valves 11 are fastened. Between the flanges 23 and the pipe socket 25 expansion compensators may be provided, although this is not required.
  • the bypass valves 11 are in the present case
  • the bypass valves 11 comprise actuation devices 26 in the form of valve connection tubes with internal valve spindles.
  • the valve connection tubes each extend through housing passages 27 formed in the machine housing 3 to the outside of the machine housing 3, where the drives are located.
  • This means that the bypass valves are accessible via the transmission devices 26 fixed meet at the machine housing 3 supported ⁇ th.
  • the housing passages 27 at an angle ⁇ to the vertical plane 29, wherein ⁇ , for example 41 ° ⁇ be wearing.
  • the bypass valves 11 in their entirety are also inclined relative to the vertical plane 29.
  • the drive shafts of the bypass valves could out directly by the machine housing and be sealed over a log ⁇ processing relative to the machine housing, although this is not shown here.
  • the bypass valves 11 by a predetermined amount ge ⁇ opens, so that a predetermined bypass flow is conducted past the burners 4 through the bypass device to the area of the outlet end of the combustion chamber 5 and accordingly not at the in the combustion chamber 5 takes place taking place combustion process.
  • the relevant for CO emissions combustion temperature is increased within the combustion chamber 5, which can ensure that the CO emissions do not exceed a relevant limit.
  • the bypass flow flows into the annular channel 10 and is passed through the bypass valves 11 into the first annular space 13. As the air passes through access ports 24, it branches within the first annulus
  • By-pass flow that is, the air mass flow passed through the bypass device
  • a regulation is provided.
  • the control is designed such that it regulates the bypass flow based on a CO map stored in the control and / or based on measurements or calculations of the current CO emissions, for which purpose corresponding measuring devices are provided.
  • the second annular space 15 can basically be formed in one piece with the outer shell 7 of the combustion chamber 5.
  • This has several drawbacks, for which reason before ⁇ is Trains t, form at least the first annular space 13 is partially separately. If the first annular space were formed integrally with the outer shell 7, then the casting model would have to be extended by one Core are extended for the first annulus 13 and would be correspondingly more complex and prone to casting errors.
  • Another important drawback would be that in the latest, ⁇ direct operation due to thermal stresses in
  • multi-walled component can cause cracks that are difficult to repair.
  • the connecting holes 14 between the first annulus 13 and the second annulus 15 would have to be created already in the casting process, since the bridge between the annular spaces 13 and 15 after casting would be difficult to access for drilling operations, which is also associated with additional effort.
  • FIGS. 9 to 10 show partial regions of a turbine arrangement 30 according to a second embodiment of the present invention, components which essentially correspond to components of the first embodiment being designated by the same reference numerals for the sake of simplicity.
  • the turbine arrangement 30 comprises, analogously to the first embodiment, a compressor, at least one burner arrangement 31 and a turbine 32, which are arranged in a machine housing 33.
  • the burner assembly 31 has a plurality of burners, not shown here, which are arranged in a ring shape analogous to the first embodiment and open into a brick-lined combustion chamber 34, which has an outer shell 35.
  • Each burner comprising conduit a Brennstoffzu- he stretches ⁇ by the machine housing 33 so that the burner 4 may be supplied via an opening provided outside the Maschi ⁇ nengephases 33 fuel supply combustion material, and an air supply pipe through which air compressed by the compressor ambient air is introduced through the machine housing 3 in the burner 4.
  • ⁇ sem connection is also made to the first embodiment.
  • the combustor 34 further includes a bypass device which is formed such that a portion of the compressed air from the Ver ⁇ dense as a bypass current to the burners can be passed into the region of the outlet end of the combustion chamber 34.
  • the bypass device comprises an annular channel 36 surrounding the combustion chamber 34, which is fluidically connected to the compressor, a flow-technically via bypass valves 37 with the annular channel 36 strömungs ⁇ technically connectable first annulus 38 and a fluidic temperature-resistant and flexible hose or pipe connections 39 with the first Annular space 38 connected second annulus 40, which in turn is connected by a fluid in the outer shell 35 in the region of the outlet end of the combustion chamber 34 formed annular gap 41 with the combustion chamber 34.
  • the annular gap 41 forms the narrowest flow cross section of the bypass device and, starting from the burners 4, is arranged between the penultimate and last ceramic stone rows of the combustion chamber 34, wherein an alternative position in the rear region of the combustion chamber 34 can also be selected.
  • the second annular space 40 and the annular gap 41 are integrally formed with the outer shell 35.
  • the second annulus 40 is generated during casting of the outer shell 35 by inserting a G cumkerns into the mold, which is removed after cooling of the casting material again.
  • the first annular space 38 is formed integrally with the machine housing 33. More specifically, to form the first annulus 38, respective sheets are welded to the machine housing 33.
  • the bypass valves 37 are in the present case
  • the bypass valves 37 include actuators
  • valve connection tubes with internal valve spindles.
  • the valve connecting pipes each extending through formed in the machine housing 33 through housing ⁇ guides 43 to the outside of the machine housing 33, where the actuators are located.
  • the housing passages 43 meet at an angle ⁇ to the vertical plane 44, where ⁇ is present at 45 °.
  • the bypass valves 37 are inclined in their entirety corresponding to the vertical plane 44.
  • the bypass valves 37 are opened by a predetermined amount, so that a predetermined bypass flow is passed past the burners through the bypass device to the region of the exhaust end of the combustion chamber 34 and not corresponding to that in the Combustion 34 takes place combustion process takes place.
  • the combustion relevant to CO emissions combustion temperature is increased within the combustion chamber 34, which can ensure that the CO emissions do not exceed a relevant limit.
  • the bypass flow flows into the annular channel 36 and is passed through the bypass valves 37 in the first annular space 38. As soon as the air passes through the access openings of the first annular space 38, it branches off within the first annular space 38 in both directions.
  • ⁇ OLd it passes through the hose or pipe connections 39 in the second annular space 40.
  • the tube or pipe connections 39 are preferably formed such that their cross-sections ⁇ decrease with increasing distance from the nearest bypass valve 37th.
  • the aim of this measure is that 39 comparable comparable air mass flows through the distributed over the circumference arranged hose or pipe connections in the second annulus 40, whereby a very good homogenization of the air mass flow within the two ⁇ th annulus 40 is achieved.
  • the air is then introduced uniformly into the combustion chamber 34 via the annular gap 41.
  • a regulation is provided for controlling the bypass current conducted through the bypass device, that is to say the air mass flow conducted through the bypass device.
  • the control is designed such that it regulates the bypass flow based on a CO map stored in the control and / or based on measurements or calculations of the current CO emissions, for which purpose corresponding measuring devices are provided.
  • thermally induced offset between the machine housing 33 and the combustion chamber 34 is compensated by the thermal conditions BEWE ⁇ compensating hose or pipe connections. 39
  • other flexible temperature-resistant lines can be used instead of the hose or pipe connections 39.
  • FIG. 11 shows a turbine arrangement 45 according to a third embodiment of the present invention, which merely differs from the turbine arrangement 30 shown in FIGS. 9 and 10 in that the flexible hose or pipe connections 46 are arranged at least partially crossing one another.
  • the inlets and outlets of the hose or pipe connections can also be offset relative to each other in the circumferential direction.
  • FIGS 12 to 15 show portions of a turbine assembly 47 according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the turbine arrangement 47 comprises, analogous to the first embodiment, a compressor, at least one burner arrangement 48 and a turbine 49, which are arranged in a machine housing 50.
  • the burner assembly 48 has a multiplicity of burners, not shown here, which are arranged in a ring shape analogous to the first embodiment and open into a stone-lined combustion chamber 51, which has an outer shell 52.
  • Each burner includes a fuel supply line which it extends ⁇ by the machine housing 50 so that the burner can be supplied via an opening provided outside the Maschi ⁇ nengephases 50 fuel, and an air supply pipe through which air compressed by the compressor ambient air through the Ma - Housing 50 is introduced into the burner.
  • the first embodiment reference is again made to the first embodiment.
  • the combustor 51 further includes a bypass device which is formed such that a portion of the compressed air from the Ver ⁇ dense as a bypass current to the burners pass into the region of the outlet end of the combustion chamber 51 can be ge ⁇ passes.
  • the bypass device includes a the Combustion chamber 51 surrounding annular channel 53, which is fluidically connected to the compressor, a fluidically via bypass valves 54 with the annular channel 53 strömungs ⁇ technically connectable first annulus 55 and a flow technically temperature-resistant and flexible hose ⁇ or pipe connections 56 connected to the first annulus 55 second annular space 57, which in turn is connected by a fluid in the outer shell 52 in the region of the outlet end of the combustion chamber 51 annular gap 58 with the combustion chamber 51.
  • the annular gap 58 forms the narrowest flow cross section of the bypass device and is presently arranged, starting from the burners between the third last and the penultimate stone row of the combustion chamber 51.
  • the second annular space 57 and the annular gap 58 are integrally formed with the outer shell 52.
  • the second annular space 57 is generated during the casting of the outer shell 52 by inserting a casting core into the casting mold, which is removed again after the cooling of the cast material.
  • the annular gap 58 is produced later by machining.
  • the first annular space 55 is formed as a welded sheet metal construction and held between the engine housing 50 and a turbine vane support 59 of the turbine 49, so that it also serves as a partition plate.
  • the bypass valves 54 are in the present case
  • the bypass valves 54 comprise actuators 60 in the form of valve connection tubes with internal valve spindles.
  • the valve connecting pipes each extending through formed in the machine housing 50 through housing ⁇ guides 61 to the outside of the machine housing 50, where the actuators are located.
  • the bypass valves 54 are opened by a predetermined amount so that a predetermined bypass flow is passed past the burners through the bypass device to the region of the outlet end of the combustion chamber 51 and correspondingly not to the one in FIG Combustion 51 takes place combustion process takes place.
  • the combustion relevant to CO emissions combustion temperature is increased within the combustion chamber 51, which can ensure that the CO emissions do not exceed a relevant limit.
  • the bypass flow flows into the annular passage 53 and is guided by the bypass valves 54 into the first annular space 55. Once the air passes through the access openings of the first annular space 55, it branches inner ⁇ half the first annulus 55 to both directions.
  • ⁇ OLd it passes through the hose or pipe connections 56 in the second annular space 57.
  • the tube or pipe connections 56 are preferably formed such that their cross-sections ⁇ decrease with increasing distance from the nearest bypass valve 54th.
  • the aim of this measure is that over the circumference arranged arranged hose or pipe connections 56 comparable air mass flows pass into the second annular space 57, whereby a very good homogenization of the air mass flow within the two ⁇ th annulus 57 is achieved.
  • the hose or pipe connections 56 can also be arranged to intersect one another, as has already been described above with reference to the third embodiment. From the second annular space 57, the air is then introduced uniformly into the combustion chamber 51 via the annular gap 58.
  • a regulation is provided for controlling the bypass current conducted through the bypass device, that is to say the air mass flow conducted through the bypass device.
  • the control is designed such that it regulates the bypass flow based on a CO map stored in the control and / or based on measurements or calculations of the current CO emissions, for which purpose corresponding measuring devices are provided.
  • the present invention is distinguished in particular by the fact that thanks to the bypass device according to the invention and the regulation of the bypass flow rate, an operation is made possible in under ⁇ Kunststofflichsten partial load ranges without running the risk that the CO emissions exceed predetermined limits.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) mit einem Verdichter, zumindest einer Brenneranordnung (2; 31; 48), die mehrere Brenner (4) und eine Brennkammer (5; 34; 51) umfasst, und einer Turbine (49), wobei der Verdichter, die zumindest eine Brenneranordnung (2; 31; 48) und die Turbine (49) derart strömungstechnisch miteinander verbunden sind, dass während des bestimmungsgemäßen Betriebs von dem Verdichter verdichtete Luft durch die Brenner (4) geleitet und mit Brennstoff gemischt wird, woraufhin das erzeugte Brennstoff-Luft-Gemisch in der Brennkammer (5; 34; 51) verbrannt wird und die Verbrennungsgase der Turbine (49) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bypasseinrichtung vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass ein Teil der von dem Verdichter verdichteten Luft als Bypassstrom an den Brennern (4) vorbei in den Bereich des Auslassendes der Brennkammer (5; 34; 51) geleitet werden kann.

Description

Beschreibung
Turbinenanordnung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turbinenanordnung mit einem Verdichter, zumindest einer Brenneranordnung, die mehrere Brenner und eine Brennkammer umfasst, und einer Turbine, wobei der Verdichter, die zumindest eine Brenneranordnung und die Turbine derart strömungstechnisch miteinander verbunden sind, dass während des bestimmungsgemäßen Betriebs von dem Verdichter verdichtete Luft durch die Brenner geleitet und mit Brennstoff gemischt wird, woraufhin das erzeugte Brenn¬ stoff-Luft-Gemisch in der Brennkammer verbrannt wird und die Verbrennungsgase der Turbine zugeführt werden.
Turbinenanordnungen der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt. Während des Betriebs wird Umgebungsluft unter Verwendung des Verdichters komprimiert und den Brennern der zumindest einen Brenneranordnung zugeführt. In den Brennern wird die komprimierte Luft mit Brennstoff gemischt, woraufhin die erzeugte Mischung unter Erzeugung von Verbrennungsgasen in der Brennkammer verbrannt wird. Die Verbrennungsgase verlassen die Brennkammer und werden zur Turbine geleitet, deren Laufschau- fein durch die Verbrennungsgase drehend angetrieben werden.
Im Teillastbetrieb einer Turbinenanordnung fällt die Verbrennungstemperatur in der Brennkammer ab. Dadurch fällt auch die für die CO-Emissionen relevante Verbrennungstemperatur ab, was verstärkte CO-Emissionen zur Folge hat. Sind die CO- Emissionen gesetzlichen Grenzwerten unterworfen, so ist darauf zu achten, dass die Verbrennungstemperatur einen Minimalwert nicht unterschreitet, wodurch jedoch der nutzbare Teillastbereich der Turbinenanordnung stark begrenzt wird. Teilweise können Betreiber von Turbinenanordnungen gezwungen werden, diese abzuschalten, wenn eine weitere Reduzierung der Leistung der Turbinenanordnung ein Überschreiten der gesetzlichen Grenzwerte für CO-Emissionen zur Folge hat. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Turbinenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen alternativen Auf- bau aufweist, der ein Betreiben der Turbinenanordnung in einem breiten Teillastbetrieb gestattet.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Turbinenanordnung der eingangs genannten Art, die da- durch gekennzeichnet ist, dass eine Bypasseinrichtung vorge¬ sehen ist, die derart ausgebildet ist, dass ein Teil der von dem Verdichter verdichteten Luft als Bypassstrom an den Brennern vorbei in den Bereich des Auslassendes der Brennkammer geleitet werden kann, so dass der Bypassstrom nicht an dem in der Brennkammer stattfindenden Verbrennungsprozess teilnimmt. Mit anderen Worten kann mit der erfindungsgemäßen
Bypasseinrichtung der an der Verbrennung teilnehmende Luftmassenstrom reduziert werden. Auf diese Weise kann die Verbrennungstemperatur in der Verbrennungszone der Brennkammer derart erhöht werden, dass sichergestellt ist, dass die für
CO-Emissionen relevante Verbrennungstemperatur einen Minimalwert nicht unterschreitet, der normalerweise im Bereich von 1.200°C bis 1.400°C liegt. Entsprechend kann sichergestellt werden, dass die CO-Emissionen auch in einem breiten Teil- lastbetrieb die gesetzlichen Grenzwerte nicht überschreiten. Berechnungen haben ergeben, dass dank der erfindungsgemäßen Bypasseinrichtung ein Teillastbetrieb der Turbinenanordnung über einen breiten Umgebungstemperaturbereich (> 5°C) bei weniger als 30% der Gesamtleistung der Turbinenanordnung reali- sierbar ist, ohne einen CO-Emissionslimit von lOppm (Teile von einer Million) zu überschreiten.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Regelung vorgesehen, die den Bypassstrom regelt, also den durch die Bypasseinrichtung geleiteten Luftmassenstrom.
Die Regelung ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie den Bypassstrom basierend auf einem in der Regelung hinterlegten CO-Kennfeld und/oder basierend auf Messungen oder Berechnungen der aktuellen CO-Emissionen regelt, wozu entsprechende Einrichtungen vorgesehen sind. Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Bypasseinrichtung einen sich zwischen dem Maschinengehäuse und einer in diesem angeordneten Außenschale der Brennkammer erstreckenden und strömungstechnisch mit der Brennkammer verbundenen Ringkanal auf, durch den der Bypassstrom geleitet wird, wobei die Bypasseinrichtung einen über Bypassventile strömungstechnisch mit dem Ringkanal verbundenen ersten
Ringraum und einen strömungstechnisch mit dem ersten Ringraum verbundenen zweiten Ringraum aufweist, und wobei der zweite Ringraum über zumindest einen in der Außenschale der Brenn- kammer vorgesehenen Ringspalt strömungstechnisch mit der Brennkammer verbunden ist. Bei geöffneten Bypassventilen strömt verdichtete Luft auf dem Niveau des
Verdichteraustritts durch die Bypassventile in den ersten Ringraum, verteilt sich in dem ersten Ringraum und strömt dann über in den zweiten Ringraum. Aufgrund der Tatsache, dass vorliegend zwei Ringräume angeordnet sind, findet eine Homogenisierung des Bypassstroms statt, die dazu führt, dass der durch den Ringspalt oder durch Bohrungen in die Brennkammer eingeleitete Luftmassenstrom sehr konstant ist. Auf diese Weise wird die Gefahr von kalten Strähnen in der Hauptströmung deutlich verringert. Darüber hinaus lassen sich zwei kleinere Ringräume in eine bestehende Konstruktion aufgrund des geringeren Platzbedarfs besser integrieren als ein einzelner großer Ringraum, der zur Erzielung einer analogen Homogenisierung erforderlich wäre, was in vielen Fällen wünschenswert ist. Eine Regelung des Bypassstroms erfolgt vor¬ liegend durch unterschiedlich starkes Öffnen der
Bypassventile . Vorteilhaft bildet der Ringspalt den engsten Querschnitt der Bypasseinrichtung. Dadurch vergleichmäßigt sich die Strömung in der Bypasseinrichtung und tritt gleichmäßig in den Bereich des Auslassendes der Brennkammer ein. Bevorzugt sind die Bypassventile gleichmäßig verteilt über den Umfang des ersten Ringraums angeordnet, was ebenfalls der Homogenisierung des in die Brennkammer geleiteten
Bypassstroms zuträglich ist.
Vorteilhaft sind nicht mehr als acht, insbesondere nicht mehr als vier Bypassventile vorgesehen. Auf diese Weise wird ein preiswerter und einfach zu montierender Aufbau erzielt.
Die Bypassventile können gemäß der vorliegenden Erfindung als Scheibenventile ausgebildet sein. Neben der einfachen kon¬ struktiven Gestaltung kann mit Scheibenventilen auf geringem Bauraum eine große Fläche gesperrt oder geöffnet werden. Des Weiteren kann in einfacher Art und Weise ein definierter
Leckagestrom bei geschlossenem Ventil eingestellt werden, der zum Spülen des Spaltes eingesetzt werden kann, um das Eindringen von Heißluft aus der Brennkammer in die
Bypasseinrichtung zu verhindern.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind Betätigungseinrichtungen der Bypassventile durch das Maschinengehäuse geführt. Entsprechend lassen sich die Bypassventile von außen betätigen.
Die Betätigungseinrichtungen und eine vertikale Ebene schlie¬ ßen jeweils bevorzugt einen Winkel im Bereich zwischen 20 und 70° ein, insbesondere zwischen 35 und 50° ein. Durch die da¬ mit einhergehende Anstellung der Bypassventile gegenüber der vertikalen Ebene können Bypassventile mit größerem Nenndurchmesser zwischen dem Maschinengehäuse und der Außenschale der Brennkammer bei nur geringfügig größerem Bauraum platziert werden. Somit kann die benötigte Gesamtanzahl an
Bypassventilen reduziert werden, was mit weniger konstrukti- vem Aufwand und geringeren Kosten einhergeht.
Gemäß einer Variante der vorliegenden Erfindung ist der erste Ringraum beabstandet von dem zweiten Ringraum ausgebildet. So kann der erste Ringraum beispielsweise zumindest teilweise durch das Maschinengehäuse ausgebildet sein.
Alternativ kann der erste Ringraum an dem Maschinengehäuse einerseits und einem Turbinenleitschaufelträger andererseits gehalten sein.
Der erste Ringraum und der zweite Ringraum sind bevorzugt über eine Vielzahl von temperaturfesten und flexiblen
Schlauch- oder Rohrverbindungen miteinander verbunden, wobei die Schlauch- oder Rohrverbindungen insbesondere gleichmäßig verteilt über die Umfänge der Ringräume angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung sind der erste Ringraum und der zweite Ringraum unmittelbar benachbart zueinander angeordnet und über Verbindungsbohrungen miteinander verbunden.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Bypassventile über Rohrverbindungen mit dem ersten Ringraum verbunden, wobei die Rohrverbindungen derart ausgebildet sind, dass sie thermisch bedingte Relativbewegungen in vorbestimmten Grenzen kompensieren können. Beispielsweise können die Rohrverbindungen Faltbalgverbindungen aus temperatur-und druckbeständigem Material aufweisen, wie z.B. Inconel90. Auch ist die Verwendung hochtemperaturbeständiger Flexrohrstücke denkbar, wie sie in der Abgasführung eingesetzt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der zweite Ringraum in der Außenschale der Brennkammer ausgebildet, wodurch zusätzliche Bauteile eingespart werden können.
Alternativ können Teile des zweiten Ringraums auch an die Außenschale der Brennkammer angeflanscht sein, so dass die Au¬ ßenschale zumindest einen Teil des zweiten Ringraums defi¬ niert . Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Turbinenanordnung unter Teillast, insbesondere einer erfindungsgemäßen Turbinenanordnung, bei dem ein von einem Verdichter verdichteter Luftstrom zumindest teilweise als Bypassstrom an Brennern der Turbinenanordnung vorbei und durch einen im Bereich eines Auslassendes einer Brennkammer vorgesehenen Ringspalt oder Bohrungen in die Brennkammer eingeleitet wird. Durch einen solchen Bypassstrom kann ein Überschreiten eines CO-Emissionsgrenzwertes bei Teillast verhin¬ dert werden. Entsprechend ist es möglich, die Turbinenanord¬ nung in großen Teillastbereichen zu fahren, ohne gesetzliche CO-Emissionsgrenzwerte zu überschreiten.
Bevorzugt wird der Bypassstrom nach dem Passieren von
Bypassventilen durch zumindest zwei strömungstechnisch miteinander verbundene Ringräume geleitet, bevor er durch den Ringspalt in die Brennkammer eintritt. Auf diese Weise wird eine gute Homogenisierung des Bypassstroms vor seinem Eintritt in die Brennkammer erzielt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen erfindungsgemäßer Turbinenanordnungen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
Figur 1 eine schematische perspektivische Teilansicht einer geschnittenen Turbinenanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figur 2 eine schematische Teilansicht einer geschnittenen
Außenschale einer Brennkammer der in Figur 1 dargestellten Turbinenanordnung gemäß einer ersten Variante der vorliegenden Erfindung; Figur 3 eine schematische Teilansicht einer geschnittenen
Außenschale einer Brennkammer der in Figur 1 dargestellten Turbinenanordnung gemäß einer zweiten Variante der vorliegenden Erfindung; Figur 4 eine schematische Teilansicht einer Blechkonstruk¬ tion, die einen Teil eines ersten Ringraums einer Bypasseinrichtung der in Figur 1 dargestellten Tur- binenanordnung bildet;
Figur 5 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie
V-V in Figur 4 ; Figur 6 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der
Linie VI-VI in Figur 4 ;
Figur 7 eine schematische perspektivische Teilansicht der in Figur 4 dargestellten Blechkonstruktion mit da- ran angeordnetem Bypassventil ;
Figur 8 eine Teilansicht eines geschnittenen Maschinenge¬ häuses der in Figur 1 dargestellten Turbinenanordnung im Bereich der Durchführung einer Betätigungs- einrichtung des in Figur 7 dargestellten Ventils;
Figur 9 eine schematische perspektivische Teilansicht einer geschnittenen Turbinenanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 10 eine weitere schematische perspektivische Teilan¬ sicht der in Figur 9 dargestellten Turbinenanordnung; Figur 11 eine schematische perspektivische Teilansicht einer geschnittenen Turbinenanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 12 eine schematische perspektivische Teilansicht einer geschnittenen Turbinenanordnung gemäß einer vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figur 13 eine schematische perspektivische Seitenansicht der in Figur 12 dargestellten Turbinenanordnung;
Figur 14 eine weitere perspektivische Teilansicht der in den
Figuren 12 und 13 dargestellten Turbinenanordnung; und
Figur 15 eine schematische Ansicht eines ersten Ringraums einer Bypasseinrichtung der in den Figuren 12 bis 14 dargestellten Turbinenanordnung.
Die Figuren 1 bis 8 zeigen Teilbereiche einer Turbinenanord¬ nung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Turbinenanordnung 1 umfasst einen nicht näher dargestellten Verdichter, zumindest eine Brenneranordnung 2 sowie eine ebenfalls nicht näher dargestellte Turbine, die in einem Maschinengehäuse 3 angeordnet sind. Das Maschinengehäu¬ se 3 ist aus mehreren Maschinengehäuseteilen zusammengesetzt, worauf nachfolgend jedoch nicht näher eingegangen wird.
Die Brenneranordnung 2 weist eine Vielzahl von Brennern 4 auf, die ringförmig angeordnet sind und in eine mit Steinen ausgekleidete Brennkammer 5 münden, die durch eine Brennkammernabe 6 und eine mit der Brennkammernabe 6 verbundene Au- ßenschale 7 gebildet ist. Jeder Brenner 4 umfasst eine Brenn¬ stoffzuführleitung 8, die sich durch das Maschinengehäuse 3 erstreckt, so dass dem Brenner 4 über eine außerhalb des Ma¬ schinengehäuses 3 vorgesehene Brennstoffzuführeinrichtung Brennstoff zugeführt werden kann, und eine Luftzufuhr 9, über die von dem Verdichter verdichtete Umgebungsluft durch das Maschinengehäuse 3 in den Brenner 4 eingeleitet wird.
Die Brenneranordnung 2 weist ferner eine Bypasseinrichtung auf, die derart ausgebildet ist, dass ein Teil der von dem Verdichter verdichteten Luft als Bypassstrom an den Brennern 4 vorbei in den Bereich des Auslassendes der Brennkammer 5 geleitet werden kann. Die Bypasseinrichtung umfasst vorliegend einen die Brennkammer 5 umgebenden Ringkanal 10, der strömungstechnisch mit dem Verdichter verbunden ist, einen strömungstechnisch über Bypassventile 11 und gegebenenfalls zugeordnete Krümmer 12 mit dem Ringkanal 10 strömungstechnisch verbindbaren ersten Ringraum 13 und einen strömungs- technisch über Verbindungsbohrungen 14 mit dem ersten
Ringraum 13 verbundenen zweiten Ringraum 15, der wiederum durch einen in der Außenschale 7 im Bereich des Auslassendes der Brennkammer 5 ausgebildeten Ringspalt 16 strömungstechnisch mit der Brennkammer 5 verbunden ist, wobei der Ring- spalt 16 den engsten Strömungsquerschnitt der Bypassein- richtung definiert. Der Ringspalt 16 ist vorliegend ausgehend von den Brennern 4 zwischen der vorletzten und der letzten keramischen Steinreihe der Brennkammer 5 angeordnet, wobei auch andere Positionen möglich sind.
Der zweite Ringraum 15 und der Ringspalt 16 ebenso wie die Verbindungsbohrungen 14 sind vorliegend in der Außenschale 7 ausgebildet . Gemäß einer ersten Variante, die in Figur 2 dargestellt ist, ist die Außenschale 7 einteilig mit dem zweiten Ringraum 15 und dem Ringspalt 16 hergestellt. Bei dieser Variante wird der zweite Ringraum 15 während des Gießens der Außenschale 7 durch Einlegen eines Gießkerns in die Gießform erzeugt, der nach dem Abkühlen des Gusswerkstoffes wieder entfernt wird.
Der Ringspalt 16 und die Verbindungsbohrungen 14 werden nachträglich spanend hergestellt.
Bei der in Figur 3 dargestellten zweiten Variante sind der zweite Ringraum 15 und der Ringspalt 16 durch zwei Außenscha- lenteile 7a und 7b gebildet, die axial zusammengefügt und miteinander verschraubt sind. Der zweite Ringraum 15 und der Ringspalt 16 werden dabei durch die Außenkontur der Außenschale 7 definiert und während des Fügens der Außenschalen- teile 7a und 7b erzeugt. Die Verbindungsbohrungen 14 werden nachträglich spanend hergestellt. Alternativ kann der zweite Ringraum 15 natürlich auch ganz oder teilweise an die Außenschale angeflanscht werden. Der erste Ringraum 13 wird einerseits durch die Außenseite der Außenschale 7 und andererseits durch einen ringförmigen Kanal 18 gebildet, der an der Außenschale 7 befestigt und in zwei halbringförmige und baugleich ausgeführte Kanalsegmente 18a und 18b unterteilt ist, die beispielsweise als geschwei߬ te Blechkonstruktionen ausgebildet sein können. Die Kanalsegmente 18a, 18b weisen einen U-förmigen Querschnitt mit einem Basisschenkel 19 und zwei von dem Basisschenkel 19 vorstehen- den Seitenschenkeln 20 und 21 auf, wobei der Seitenschenkel 21 wesentlich länger als der Seitenschenkel 20 ist. Die Sei¬ tenschenkel 20 der Kanalsegmente 18a, 18b sind gemäß Figur 1 mit einem an der Außenseite der Außenschale 7 angeformten Be¬ festigungssteg 22 verschraubt, während die Seitenschenkel 21 an der Oberseite der Außenschale 7 festgelegt sind. Der Kanal 18 ist gegenüber der Außenschale 7 in geeigneter Weise abge¬ dichtet. Die Dichtung kann beispielsweise durch Nuten sowie eingelegte Dichtdrähte zwischen den Kontaktflächen gebildet werden, auch wenn dies vorliegend nicht im Detail dargestellt ist. Der Kanal 18 ist an der Außenseite der Basisschenkel 19 jeweils unter etwa 45° versetzt zur Teilfuge des Maschinenge¬ häuses 3 mit insgesamt vier Flanschen 23 versehen, die Zu¬ gangsöffnungen 24 definieren. An die Flansche 23 sind jeweils Rohrstutzen 25 geschraubt, an denen die Bypassventile 11 be- festigt sind. Zwischen den Flanschen 23 und den Rohrstutzen 25 können Dehnungskompensatoren vorgesehen sein, auch wenn dies nicht erforderlich ist.
Bei den Bypassventilen 11 handelt es sich vorliegend um
Scheibenventile. Die Bypassventile 11 umfassen Betätigungs¬ einrichtungen 26 in Form von Ventilanschlussrohren mit innen liegenden Ventilspindeln. Die Ventilanschlussrohre erstrecken sich jeweils durch in dem Maschinengehäuse 3 ausgebildete Gehäusedurchführungen 27 zur Außenseite des Maschinengehäuses 3, wo sich die Antriebe befinden. An der Außenseite des Ma¬ schinengehäuses 3 ist jedes Ventilanschlussrohr mit einem an das Maschinengehäuse 3 geschraubten Befestigungsflansch 28 verschweißt. Damit sind die Bypassventile über die Betäti- gungseinrichtungen 26 fest an dem Maschinengehäuse 3 gehal¬ ten. Die Gehäusedurchführungen 27 treffen unter einem Winkel α auf die vertikale Ebene 29, wobei α beispielsweise 41° be¬ trägt. Damit sind auch die Bypassventile 11 in ihrer Gesamt- heit entsprechend gegenüber der vertikalen Ebene 29 geneigt. Alternativ könnten die Antriebswellen der Bypassventile auch direkt durch das Maschinengehäuse geführt und über eine Dich¬ tung gegenüber dem Maschinengehäuse abgedichtet sein, auch wenn dies vorliegend nicht dargestellt ist.
Während des Volllastbetriebs der Turbinenanordnung 1 werden in den Brennern 4 Brennstoff und von dem Verdichter verdichtete Umgebungsluft gemischt, woraufhin das Brennstoff-Luft- Gemisch der Brennkammer 5 zugeführt und in dieser verbrannt wird. Lediglich ein geringer Teil der von dem Verdichter kommenden Luft passiert als definierter Leckagestrom die Bypassventile 11, wodurch ein Spülluftstrom gebildet wird, der verhindert, dass heiße Verbrennungsgase aus der Brennkammer 5 durch den Ringspalt 16 in den zweiten Ringraum 15 eintreten kann.
Soll die Turbinenanordnung 1 unter Teillast betrieben werden, so werden die Bypassventile 11 um ein vorbestimmtes Maß ge¬ öffnet, so dass ein vorbestimmter Bypassstrom vorbei an den Brennern 4 durch die Bypasseinrichtung zum Bereich des Auslassendes der Brennkammer 5 geleitet wird und entsprechend nicht an dem in der Brennkammer 5 stattfindenden Verbren- nungsprozess teilnimmt. Auf diese Weise wird die für CO- Emissionen relevante Verbrennungstemperatur innerhalb der Brennkammer 5 erhöht, wodurch sichergestellt werden kann, dass die CO-Emissionen einen relevanten Grenzwert nicht überschreiten. Genauer gesagt strömt der Bypassstrom in den Ringkanal 10 und wird durch die Bypassventile 11 in den ersten Ringraum 13 geleitet. Sobald die Luft die Zugangsöffnungen 24 passiert, verzweigt sie sich innerhalb des ersten Ringraums
13. Anschließend strömt sie durch die Verbindungsbohrungen in den zweiten Ringraum 15. Von dem zweiten Ringraum 15 wird die Luft anschließend über den Ringspalt 16 gleichmäßig in die Brennkammer 5 eingeleitet.
Zur Regelung des durch die Bypasseinrichtung geleiteten
Bypassstroms , also des durch die Bypasseinrichtung geleiteten Luftmassenstroms, ist eine Regelung vorgesehen. Die Regelung ist derart ausgebildet, dass sie den Bypassstrom basierend auf einem in der Regelung hinterlegten CO-Kennfeld und/oder basierend auf Messungen oder Berechnungen der aktuellen CO- Emissionen regelt, wozu entsprechende Messeinrichtungen vorgesehen sind.
Dank der Tatsache, dass vorliegend zwei Ringräume 13 und 15 vorgesehen sind, ist die Luftmenge, die durch den Ringspalt 16 in die Brennkammer 5 strömt, über den Umfang sehr gleichmäßig verteilt. Bei der gleichen Anzahl an Bypassventilen 11 und nur einem einzelnen Ringraum wäre der Ringraum sehr groß auszuführen, was das vorhandene Raumangebot häufig nicht zu- lässt .
Der Einsatz von Scheibenventilen als Bypassventile 11 ist dahingehend von Vorteil, dass nur wenig Bauraum erforderlich ist . Ein während des Betriebs der Turbinenanordnung transienter, thermisch bedingter Versatz zwischen dem Maschinengehäuse 3 und der Brennkammer 5 wird durch die thermische Bewegungen kompensierenden Rohrstutzen 25 ausgeglichen. Anstelle der Rohrstutzen 25 können alternativ auch flexible Rohrstücke, Schläuche oder dergleichen eingesetzt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass nicht nur der zweite Ringraum 15 sondern auch der erste Ringraum 13 grundsätzlich einteilig mit der Außenschale 7 der Brennkammer 5 ausgebildet werden kann. Dies hat allerdings mehrere Nachteile, weshalb bevor¬ zugt wird, den ersten Ringraum 13 zumindest teilweise separat auszubilden. Wäre der erste Ringraum einteilig mit der Außenschale 7 ausgebildet, so müsste das Gussmodell um einen wei- teren Kern für den ersten Ringraum 13 erweitert werden und wäre entsprechend aufwendiger und anfälliger für Gussfehler. Ein weiterer großer Nachteil bestünde darin, dass es im spä¬ teren Betrieb aufgrund von thermischen Spannungen im
mehrwandigen Bauteil zu Rissen kommen kann, die sich nur schwer reparieren lassen. Außerdem müssten die Verbindungsbohrungen 14 zwischen dem ersten Ringraum 13 und dem zweiten Ringraum 15 bereits im Gießprozess erstellt werden, da der Steg zwischen den Ringräumen 13 und 15 nach dem Gießen nur schwer für Bohrbearbeitungen zugänglich wäre, was ebenfalls mit zusätzlichem Aufwand verbunden ist.
Die Figuren 9 bis 10 zeigen Teilbereiche einer Turbinenanord¬ nung 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Bauteile, die im Wesentlichen Bauteilen der ersten Ausführungsform entsprechen, der Einfachheit halber mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Turbinenanordnung 30 umfasst analog zur ersten Ausführungsform einen Verdichter, zumindest eine Brenneranordnung 31 sowie eine Turbine 32, die in einem Maschinengehäuse 33 angeordnet sind.
Die Brenneranordnung 31 weist eine Vielzahl von vorliegend nicht näher dargestellten Brennern auf, die analog zur ersten Ausführungsform ringförmig angeordnet sind und in eine mit Steinen ausgekleidete Brennkammer 34 münden, die eine Außenschale 35 aufweist. Jeder Brenner umfasst eine Brennstoffzu- führleitung, die sich durch das Maschinengehäuse 33 er¬ streckt, sodass dem Brenner 4 über eine außerhalb des Maschi¬ nengehäuses 33 vorgesehene Brennstoffzuführeinrichtung Brenn- Stoff zugeführt werden kann, und eine Luftzuführleitung, über die von dem Verdichter verdichtete Umgebungsluft durch das Maschinengehäuse 3 in den Brenner 4 eingeleitet wird. In die¬ sem Zusammenhang wird ebenfalls auf die erste Ausführungsform verwiesen .
Die Brennkammer 34 weist ferner eine Bypasseinrichtung auf, die derart ausgebildet ist, dass ein Teil der von dem Ver¬ dichter verdichteten Luft als Bypassstrom an den Brennern vorbei in den Bereich des Auslassendes der Brennkammer 34 geleitet werden kann. Die Bypasseinrichtung umfasst einen die Brennkammer 34 umgebenden Ringkanal 36, der strömungstechnisch mit dem Verdichter verbunden ist, einen strömungstech- nisch über Bypassventile 37 mit dem Ringkanal 36 strömungs¬ technisch verbindbaren ersten Ringraum 38 und einen strömungstechnisch über temperaturfeste und flexible Schlauchoder Rohrverbindungen 39 mit dem ersten Ringraum 38 verbundenen zweiten Ringraum 40, der wiederum durch einen in der Au- ßenschale 35 im Bereich des Auslassendes der Brennkammer 34 ausgebildeten Ringspalt 41 strömungstechnisch mit der Brennkammer 34 verbunden ist. Der Ringspalt 41 bildet dabei den engsten Strömungsquerschnitt der Bypass- einrichtung und ist vorliegend ausgehend von den Brennern 4 zwischen der vorletz- ten und der letzten keramischen Steinreihe der Brennkammer 34 angeordnet, wobei auch eine alternative Position im hinteren Bereich der Brennkammer 34 gewählt werden kann.
Der zweite Ringraum 40 und der Ringspalt 41 sind einteilig mit der Außenschale 35 ausgebildet. Der zweite Ringraum 40 wird während des Gießens der Außenschale 35 durch Einlegen eines Gießkerns in die Gießform erzeugt, der nach dem Abkühlen des Gusswerkstoffes wieder entfernt wird. Der Ringspalt
41 wird nachträglich spanend hergestellt.
Der erste Ringraum 38 ist einteilig mit dem Maschinengehäuse 33 ausgebildet. Genauer gesagt sind zur Bildung des ersten Ringraums 38 entsprechende Bleche an das Maschinengehäuse 33 geschweißt .
Bei den Bypassventilen 37 handelt es sich vorliegend um
Scheibenventile, die an dem ersten Ringraum 38 befestigt sind. Die Bypassventile 37 umfassen Betätigungseinrichtungen
42 in Form von Ventilanschlussrohren mit innen liegenden Ven- tilspindeln. Die Ventilanschlussrohre erstrecken sich jeweils durch in dem Maschinengehäuse 33 ausgebildete Gehäusedurch¬ führungen 43 zur Außenseite des Maschinengehäuses 33, wo sich die Antriebe befinden. Die Gehäusedurchführungen 43 treffen unter einem Winkel α auf die vertikale Ebene 44, wobei α vorliegend 45° beträgt. Damit sind auch die Bypassventile 37 in ihrer Gesamtheit entsprechend gegenüber der vertikalen Ebene 44 geneigt.
Während des Volllastbetriebs der Turbinenanordnung 30 werden in den Brennern Brennstoff und von dem Verdichter verdichtete Umgebungsluft gemischt, woraufhin das Brennstoff-Luft-Gemisch der Brennkammer 34 zugeführt und in dieser verbrannt wird. Lediglich ein geringer Teil der von dem Verdichter kommenden Luft passiert als definierter Leckagestrom die Bypassventile 37, wodurch ein Spülstrom gebildet wird, der verhindert, dass heiße Verbrennungsgase aus der Brennkammer 34 durch den Ringspalt 41 in den zweiten Ringraum 40 eintreten können.
Soll die Turbinenanordnung 30 unter Teillast betrieben werden, so werden die Bypassventile 37 um ein vorbestimmtes Maß geöffnet, so dass ein vorbestimmter Bypassstrom vorbei an den Brennern durch die Bypasseinrichtung zum Bereich des Auslas- sendes der Brennkammer 34 geleitet wird und entsprechend nicht an dem in der Brennkammer 34 stattfindenden Verbren- nungsprozess teilnimmt. Auf diese Weise wird die für CO- Emissionen relevante Verbrennungstemperatur innerhalb der Brennkammer 34 erhöht, wodurch sichergestellt werden kann, dass die CO-Emissionen einen relevanten Grenzwert nicht überschreiten. Genauer gesagt strömt der Bypassstrom in den Ringkanal 36 und wird durch die Bypassventile 37 in den ersten Ringraum 38 geleitet. Sobald die Luft die Zugangsöffnungen des ersten Ringraums 38 passiert, verzweigt sie sich inner- halb des ersten Ringraums 38 zu beiden Richtungen. Anschlie¬ ßend strömt sie durch die Schlauch- oder Rohrverbindungen 39 in den zweiten Ringraum 40. Die Schlauch- oder Rohrverbindungen 39 sind bevorzugt derart ausgebildet, dass ihre Quer¬ schnitte mit zunehmendem Abstand von dem nächstgelegenen Bypassventil 37 abnehmen. Das Ziel dieser Maßnahme besteht darin, dass über die über den Umfang verteilt angeordneten Schlauch- oder Rohrverbindungen 39 vergleichbare Luftmassenströme in den zweiten Ringraum 40 gelangen, wodurch eine sehr gute Homogenisierung des Luftmassenstroms innerhalb des zwei¬ ten Ringraums 40 erzielt wird. Von dem zweiten Ringraum 40 wird die Luft anschließend über den Ringspalt 41 gleichmäßig in die Brennkammer 34 eingeleitet.
Zur Regelung des durch die Bypasseinrichtung geleiteten By- passstroms, also des durch die Bypasseinrichtung geleiteten Luftmassenstroms, ist eine Regelung vorgesehen. Die Regelung ist derart ausgebildet, dass sie den Bypassstrom basierend auf einem in der Regelung hinterlegten CO-Kennfeld und/oder basierend auf Messungen oder Berechnungen der aktuellen CO- Emissionen regelt, wozu entsprechende Messeinrichtungen vorgesehen sind.
Dank der Tatsache, dass vorliegend zwei Ringräume 38 und 40 vorgesehen sind, ist die Luftmenge, die durch den Ringspalt 41 in die Brennkammer 34 strömt, über den Umfang sehr gleichmäßig verteilt. Bei der gleichen Anzahl an Bypassventilen 37 und nur einem einzelnen Ringraum wäre das Volumen des Ringraums sehr groß zu wählen, was der Bauraum häufig nicht zu- lässt. Durch das Konzept mit zwei Ringräumen 38 und 40 und flexiblen Schlauch- oder Rohrverbindungen 39 mit unterschiedlichen Durchmessern wird trotz begrenzter Volumina der Ringräume 38 und 40 eine sehr homogene Bypassströmung mit wenigen Bypassventilen 37 erzielt, womit Kosten gesenkt und der Raum zwischen der Brennkammer 34 und dem Maschinengehäuse 33 nicht unnötig versperrt wird.
Ein während des Betriebs der Turbinenanordnung 30 transien- ter, thermisch bedingter Versatz zwischen dem Maschinengehäuse 33 und der Brennkammer 34 wird durch die thermische Bewe¬ gungen kompensierenden Schlauch- oder Rohrverbindungen 39 ausgeglichen. Anstelle der Schlauch- oder Rohrverbindungen 39 können natürlich auch andere flexible temperaturbeständig ausgebildete Leitungen verwendet werden.
Der mit dem Einsatz von Scheibenventilen einhergehende Vorteil wurde bereits unter Bezugnahme auf die erste Ausfüh- rungsform erläutert, weshalb hierauf nicht erneut eingegangen wird .
Figur 11 zeigt eine Turbinenanordnung 45 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich lediglich dahingehend von der in den Figuren 9 und 10 dargestell¬ ten Turbinenanordnung 30 unterscheidet, dass die flexiblen Schlauch- oder Rohrverbindungen 46 zumindest teilweise einander kreuzend angeordnet sind. Alternativ können die Ein- und Ausgänge der Schlauch- oder Rohrverbindungen auch in Umfangs- richtung jeweils versetzt zueinander angeordnet sein.
Die Figuren 12 bis 15 zeigen Teilbereiche einer Turbinenanordnung 47 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegen- den Erfindung. Die Turbinenanordnung 47 umfasst analog zur ersten Ausführungsform einen Verdichter, zumindest eine Brenneranordnung 48 sowie eine Turbine 49, die in einem Maschinengehäuse 50 angeordnet sind. Die Brenneranordnung 48 weist eine Vielzahl von vorliegend nicht näher dargestellten Brennern auf, die analog zur ersten Ausführungsform ringförmig angeordnet sind und in eine mit Steinen ausgekleidete Brennkammer 51 münden, die eine Außenschale 52 aufweist. Jeder Brenner umfasst eine Brennstoffzu- führleitung, die sich durch das Maschinengehäuse 50 er¬ streckt, sodass dem Brenner über eine außerhalb des Maschi¬ nengehäuses 50 vorgesehene Brennstoffzuführleitung Brennstoff zugeführt werden kann, und eine Luftzuführleitung, über die von dem Verdichter verdichtete Umgebungsluft durch das Ma- schinengehäuse 50 in den Brenner eingeleitet wird. In diesem Zusammenhang wird erneut auf die erste Ausführungsform verwiesen .
Die Brennkammer 51 weist ferner eine Bypasseinrichtung auf, die derart ausgebildet ist, dass ein Teil der von dem Ver¬ dichter verdichteten Luft als Bypassstrom an den Brennern vorbei in den Bereich des Auslassendes der Brennkammer 51 ge¬ leitet werden kann. Die Bypasseinrichtung umfasst einen die Brennkammer 51 umgebenden Ringkanal 53, der strömungstechnisch mit dem Verdichter verbunden ist, einen strömungstechnisch über Bypassventile 54 mit dem Ringkanal 53 strömungs¬ technisch verbindbaren ersten Ringraum 55 und einen strö- mungstechnisch über temperaturfeste und flexible Schlauch¬ oder Rohrverbindungen 56 mit dem ersten Ringraum 55 verbundenen zweiten Ringraum 57, der wiederum durch einen in der Außenschale 52 im Bereich des Auslassendes der Brennkammer 51 ausgebildeten Ringspalt 58 strömungstechnisch mit der Brenn- kammer 51 verbunden ist. Der Ringspalt 58 bildet dabei den engsten Strömungsquerschnitt der Bypass- einrichtung und ist vorliegend ausgehend von den Brennern zwischen der drittletzten und der vorletzten Steinreihe der Brennkammer 51 angeordnet .
Der zweite Ringraum 57 und der Ringspalt 58 sind einteilig mit der Außenschale 52 ausgebildet. Der zweite Ringraum 57 wird während des Gießens der Außenschale 52 durch Einlegen eines Gießkerns in die Gießform erzeugt, der nach dem Abküh- len des Gusswerkstoffes wieder entfernt wird. Der Ringspalt 58 wird nachträglich spanend hergestellt.
Der erste Ringraum 55 ist als geschweißte Blechkonstruktion ausgebildet und zwischen dem Maschinengehäuse 50 und einem Turbinenleitschaufelträger 59 der Turbine 49 gehalten, so dass er gleichzeitig als Schottblech dient.
Bei den Bypassventilen 54 handelt es sich vorliegend um
Scheibenventile, die an dem ersten Ringraum 55 befestigt sind. Die Bypassventile 54 umfassen Betätigungseinrichtungen 60 in Form von Ventilanschlussrohren mit innen liegenden Ventilspindeln. Die Ventilanschlussrohre erstrecken sich jeweils durch in dem Maschinengehäuse 50 ausgebildete Gehäusedurch¬ führungen 61 zur Außenseite des Maschinengehäuses 50, wo sich die Antriebe befinden.
Während des Volllastbetriebs der Turbinenanordnung 47 werden in den Brennern Brennstoff und von dem Verdichter verdichtete Umgebungsluft gemischt, woraufhin das Brennstoff-Luft-Gemisch der Brennkammer 51 zugeführt und in dieser verbrannt wird. Lediglich ein geringer Teil der von dem Verdichter kommenden Luft passiert als definierter Leckagestrom die Bypassventile 54, wodurch ein Spülstrom gebildet wird, der verhindert, dass heiße Verbrennungsgase aus der Brennkammer 50 durch den Ringspalt 58 in den zweiten Ringraum 57 eintreten können.
Soll die Turbinenanordnung 47 unter Teillast betrieben wer- den, so werden die Bypassventile 54 um ein vorbestimmtes Maß geöffnet, so dass ein vorbestimmter Bypassstrom vorbei an den Brennern durch die Bypasseinrichtung zum Bereich des Auslassendes der Brennkammer 51 geleitet wird und entsprechend nicht an dem in der Brennkammer 51 stattfindenden Verbren- nungsprozess teilnimmt. Auf diese Weise wird die für CO- Emissionen relevante Verbrennungstemperatur innerhalb der Brennkammer 51 erhöht, wodurch sichergestellt werden kann, dass die CO-Emissionen einen relevanten Grenzwert nicht überschreiten. Genauer gesagt strömt der Bypassstrom in den Ring- kanal 53 und wird durch die Bypassventile 54 in den ersten Ringraum 55 geleitet. Sobald die Luft die Zugangsöffnungen des ersten Ringraums 55 passiert, verzweigt sie sich inner¬ halb des ersten Ringraums 55 zu beiden Richtungen. Anschlie¬ ßend strömt sie durch die Schlauch- oder Rohrverbindungen 56 in den zweiten Ringraum 57. Die Schlauch- oder Rohrverbindungen 56 sind bevorzugt derart ausgebildet, dass ihre Quer¬ schnitte mit zunehmendem Abstand von dem nächstgelegenen Bypassventil 54 abnehmen. Das Ziel dieser Maßnahme besteht darin, dass über die über den Umfang verteilt angeordneten Schlauch- oder Rohrverbindungen 56 vergleichbare Luftmassenströme in den zweiten Ringraum 57 gelangen, wodurch eine sehr gute Homogenisierung des Luftmassenstroms innerhalb des zwei¬ ten Ringraums 57 erzielt wird. Alternativ oder zusätzlich können die Schlauch- oder Rohrverbindungen 56 auch einander kreuzend angeordnet sein, wie es zuvor unter Bezugnahme auf die dritte Ausführungsform bereits beschrieben wurde. Von dem zweiten Ringraum 57 wird die Luft anschließend über den Ringspalt 58 gleichmäßig in die Brennkammer 51 eingeleitet. Zur Regelung des durch die Bypasseinrichtung geleiteten By- passstroms, also des durch die Bypasseinrichtung geleiteten Luftmassenstroms, ist eine Regelung vorgesehen. Die Regelung ist derart ausgebildet, dass sie den Bypassstrom basierend auf einem in der Regelung hinterlegten CO-Kennfeld und/oder basierend auf Messungen oder Berechnungen der aktuellen CO- Emissionen regelt, wozu entsprechende Messeinrichtungen vorgesehen sind.
Die Vorteile, die durch das Vorsehen von zwei Ringräumen 55 und 57, mit Schlauch- oder Rohrverbindungen unterschiedlichen Durchmessers sowie mit sich kreuzenden Schlauch- oder Rohrverbindungen erzielt werden, entsprechen den Vorteilen, die unter Bezugnahme auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen bereits genannt wurden.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass dank der erfindungsgemäßen Bypasseinrichtung und der Regelung des Bypassvolumenstroms ein Betrieb in unter¬ schiedlichsten Teillastbereichen ermöglicht wird, ohne Gefahr zu laufen, dass die CO-Emissionen vorbestimmte Grenzwerte überschreiten. Die Homogenisierung des Bypassstroms innerhalb der Bypasseinrichtung, bevor dieser im Bereich des Auslassen- des der Brennkammer eingeleitet wird, sorgt dafür, dass der Turbinenbetrieb durch den Bypassstrom nicht beeinträchtigt wird .
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh- rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) mit einem Verdichter, zumindest einer Brenneranordnung (2; 31; 48), die mehrere Brenner (4) und eine Brennkammer (5; 34; 51) umfasst, und ei¬ ner Turbine (49), wobei der Verdichter, die zumindest eine Brenneranordnung (2; 31; 48) und die Turbine (49) derart strömungstechnisch miteinander verbunden sind, dass während des bestimmungsgemäßen Betriebs von dem Verdichter verdichte- te Luft durch die Brenner (4) geleitet und mit Brennstoff ge¬ mischt wird, woraufhin das erzeugte Brennstoff-Luft-Gemisch in der Brennkammer (5; 34; 51) verbrannt wird und die Ver¬ brennungsgase der Turbine (49) zugeführt werden, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass eine Bypasseinrichtung vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass ein Teil der von dem Verdichter verdichteten Luft als Bypassstrom an den Brennern (4) vorbei in den Bereich des Auslassendes der Brennkammer (5; 34; 51) geleitet werden kann.
2. Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelung vorgesehen ist, die den Bypassstrom regelt.
3. Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung derart ausgebildet ist, dass sie den Bypassstrom basierend auf einem in dem Regler hinterlegten CO-Kennfeld und/oder basierend auf Messungen oder Berechnungen der aktuellen CO-Emissionen regelt.
4. Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypasseinrichtung einen sich zwischen dem Maschinengehäuse (3; 33; 50) und einer in diesem angeordneten Außenschale (7; 35; 52) der Brennkammer (5; 34; 51) erstreckenden und strö- mungstechnisch mit der Brennkammer (5; 34; 51) verbundenen Ringkanal (10; 36; 53) aufweist, durch den der Bypassstrom geleitet wird, und dass die Bypasseinrichtung einen über Bypassventile (11; 37; 54) strömungstechnisch mit dem Ringka- nal (10; 36; 53) verbundenen ersten Ringraum (13; 38; 55) und einen strömungstechnisch mit dem ersten Ringraum (13; 38; 55) verbundenen zweiten Ringraum (15; 40; 57) aufweist, wobei der zweite Ringraum (15; 40; 57) über zumindest einen in der Au- ßenschale (7; 35; 52) der Brennkammer (5; 34; 51) vorgesehe¬ nen Ringspalt (16; 41; 58) strömungstechnisch mit der Brennkammer (5; 34; 51) verbunden ist.
5. Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (16; 41; 58) den engsten
Querschnitt der Bypasseinrichtung bildet.
6. Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassventile (11; 37; 54) gleichmäßig verteilt über den Umfang des ersten Ringraums (13; 38; 55) angeordnet sind.
7. Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nicht mehr als acht, insbesondere nicht mehr als vier Bypassventile (11; 37; 54) vorgesehen sind.
8. Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassventile (11; 37; 54) als Scheibenventile ausgebildet sind.
9. Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Betätigungseinrichtungen (26; 42; 60) der Bypassventile (11; 37; 54) durch das Ma- schinengehäuse (3; 33; 50) geführt sind.
10. Turbinenanordnung (1; 30; 45) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtungen (26; 42) und eine vertikale Ebene (29; 44) jeweils einen Winkel im Be- reich zwischen 20 und 70° einschließen, insbesondere zwischen 35 und 50 ° .
11. Turbinenanordnung (30; 45; 47) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ringraum (38; 55) beabstandet von dem zweiten Ringraum (40; 57) ausgebildet ist .
12. Turbinenanordnung (30) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ringraum zumindest teilweise durch das Maschinengehäuse (33) ausgebildet ist.
13. Turbinenanordnung (47) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ringraum (55) an dem Maschinengehäu¬ se (50) einerseits und einem Turbinenleitschaufelträger (59) andererseits gehalten ist.
14. Turbinenanordnung (30; 45; 47) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ringraum (38; 55) und der zweite Ringraum (40; 57) über eine Vielzahl von temperaturfesten und flexiblen Schlauch- oder Rohrverbindungen (39; 56) miteinander verbunden sind, wobei die Schlauch- oder Rohrverbindungen (39; 56) insbesondere gleichmäßig verteilt über die Umfänge der Ringräume (38, 40; 55, 57) angeordnet sind.
15. Turbinenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ringraum (13) und der zweite Ringraum (15) unmittelbar benachbart zueinander angeordnet und über Verbindungsbohrungen (14) miteinander verbunden sind.
16. Turbinenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassventile (11) über Rohrverbindungen (12) mit dem ersten Ringraum (13) verbunden sind, wobei die Rohrverbindungen (12) derart ausgebildet sind, dass sie thermisch bedingte Relativbewegungen in vorbe- stimmten Grenzen kompensieren können.
17. Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ringraum (15; 40; 57) in der Außenschale (7; 35; 52) der Brennkammer (5; 34; 51) ausgebildet ist.
18. Turbinenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Teile des zweiten Ringraums an die Außenschale der Brennkammer angeflanscht sind.
19. Verfahren zum Betreiben einer Turbinenanordnung unter Teillast, insbesondere einer Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein von einem Verdichter verdichteter Luftstrom zumindest teilweise als Bypassstrom an Brennern (4) der Turbinenanordnung (1; 30; 45; 47) vorbei und durch einen im Bereich eines Auslassendes einer Brennkammer (5; 34; 51) vorgesehenen Ringspalt (16; 41; 58) oder Bohrungen in die Brennkammer (5; 34; 51) eingeleitet wird .
20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Bypassstrom nach dem Passieren von Bypassventilen (11; 37; 54) durch zumindest zwei strömungstechnisch miteinander verbundene Ringräume (13, 15; 38, 40; 55, 57) geleitet wird, bevor er durch den Ring¬ spalt (16; 41; 58) in die Brennkammer (5; 34; 51) eintritt.
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