CH210659A - Verfahren und Einrichtung zur Regelung von Maschinengruppen, die in Reihe geschaltete und voneinander mechanisch unabhängige Turbinen enthalten. - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Regelung von Maschinengruppen, die in Reihe geschaltete und voneinander mechanisch unabhängige Turbinen enthalten.

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CH210659A
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Jendrassik Georg
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  Verfahren und     Einrichtung    zur Regelung von     biasehinengruppen,    die in Reihe  geschaltete und voneinander mechanisch unabhängige Turbinen enthalten.    Es sind Vorschläge für     Gasturbinen-          anlagen    bekannt, bei welchen der eigentliche  Turbinenteil der Anlage aus mindestens zwei  voneinander mechanisch unabhängigen Tur  binen     bezw.    Turbinengruppen besteht, von  denen die eine den oder die zur Verdichtung  des Arbeitsmittels dienenden Verdichter an  treibt, während die andere Gruppe der Tur  binen, die mit der ersteren in Reihe ge  schaltet ist, überwiegend nur zum Tragen  der nützlichen Last dient.

   Bei solchen Tur  binenanlagen macht sich der Umstand nach  teilig bemerkbar, dass zum Beispiel im Falle  einer den Verdichter antreibenden sogenann  ten primären Turbine und einer die nützliche  Last tragenden sogenannten sekundären Tur  bine die Betriebsverhältnisse dieser beiden  Maschinen voneinander nicht unabhängig  gemacht werden können; vielmehr wirkt jede       iii    der Tätigkeit der einen Maschineneinheit  eingetretene Änderung im allgemeinen auch  auf die Tätigkeit der andern Maschinenein  heit zurück.

      Bei Untersuchung des Wesens dieser       gegenseitigen    Rückwirkung ist es     in    erster  Reihe klar, dass die primäre Turbine genau  so viel Leistung abzugeben hat, als zum  Antrieb des Verdichters und der     eventuellen     Hilfsmaschinen usw.     notwendig    ist, während  die übrige im Arbeitsmittel enthaltene Arbeit  durch die sekundäre Turbine     geleistet    wer  den muss. Dabei weisen sowohl die primäre.  als auch die sekundäre Turbine, der Ver  schiedenheit ihrer Bestimmungen entspre  chend, verschiedene sogenannte     Druckgefälle-          Drehzahlcharakteristiken    auf.

   Darunter wird  verstanden, dass bei Voraussetzung einer kon  stanten einströmenden Gasmenge im Falle  einer Änderung der Drehzahl im allgemeinen  sich auch das in der Turbine verarbeitet  Druckgefälle ändert, und zwar wird er, von  der baulichen Lösung, vor allem von dem  Einstellungswinkel der Schaufeln     abhängig,     selbst wenn sich die Drehzahl im gegebenen  Sinne ändert (z. B. abnimmt), zunehmen oder  abnehmen.

   Im Falle einer     einzigen,    selbstän-           digen,    also ohne     Hintereinanderschaltung     mit einer andern Turbine angewendeten Tur  bine, wird sich bei einem gegebenen Druck  gefälle die Wirkung dieser Charakteristik  darin offenbaren, dass im Falle einer Verände  rung der Drehzahl, der Charakteristik entspre  chend, sich auch die durch die Turbine auf  gearbeitete Gasmenge ändert.

   Wenn im Gegen  satz zu diesem Falle, im Sinne der erfindungs  gemässen Vorstellung zwei Turbinen, vonein  ander sonst mechanisch unabhängig, im Ar  beitsmittelstrom miteinander in Reihe geschal  tet sind, so kann das in denselben     verarbeitete     gesamte Druckgefälle für ein solches System  als gegeben angesehen werden; die durch die  Turbinen strömende Gasmenge stellt aber in  jeder der Turbinen denselben Wert dar.

   Bei  einer vorgeschriebenen nützlichen Leistung  und bei einer für die primäre Turbine vor  geschriebenen Drehzahl weist das aus der  den Verdichter antreibenden (primären) Tur  bine austretende Arbeitsmittel in der erfin  dungsgemässen Einrichtung eine gegebene  Temperatur und einen gegebenen Druck auf,  und die in der Zeiteinheit ausströmende  Menge desselben ist auch gegeben; somit ist  auch das auf die primäre Turbine unter sol  chen Umständen entfallende Druckgefälle ge  geben, so dass das aus der primären Turbine  in unveränderter Menge austretende Arbeits  mittel auch von der sekundären Turbine mit  einem     vorgeschriebenen    Druckgefälle ver  arbeitet werden müsste, und zwar mit jenem  Druckgefälle, welches nach Abzug des in  der primären Turbine auftretenden Druck  gefälles aus dem gesamten Druckgefälle  übrigbleibt.  



  In Anbetracht dieses letzteren Umstandes  wird aber dem sich auf die soeben behan  delte Weise ergebenden Druckgefälle der  sekundären Turbine auf der Charakteristik  dieser Turbine theoretisch nur eine bestimmte  Drehzahl entsprechen, von welcher höchstens  im Falle einer günstigen Form der Charak  teristik den wünschenswerten Verlauf des  Arbeitsprozesses nicht wesentlich beeinflus  sende Abweichungen möglich sind.

   Im all  gemeinen kann jedoch für die sekundäre Tur-         bine    bei der vorgeschriebenen     Verteilung    der  Druckgefälle ausser der durch ihre Charak  teristik bestimmten Drehzahl keine andere  Drehzahl in Betracht. kommen, und sollte die  sekundäre Turbine dennoch mit irgend einer  andern Drehzahl laufen müssen, so müsste  auch die Verteilung der Druckgefälle zwi  schen den Turbinen eine andere sein als die  jenige, welche sich unter den     gegebenen    Be  dingungen aus den Belastungsverhältnissen  auf die im obigen geschilderte  eise als       wünschenswert    ergeben würde.

   Infolgedessen  wäre die Einstellung auf den neuen Aus  gleichszustand nur unter von dem zur Aus  gangsgrundlage gewählten günstigen Be  triebszustand abweichenden Umständen, z. B.  mit einer ungewünschten Veränderung der  Drehzahl der primären Turbine und der die  Turbinen durchströmenden Gasmenge, bei       Leistungsänderung    und mit empfindlicher  Verschlechterung des Wirkungsgrades mög  lich. Im allgemeinen kann festgestellt wer  den, dass die sekundäre Turbine - von ein  zelnen Ausnahmefällen abgesehen - die  durch die primäre Turbine strömende     Arbeits-          mit.telmenge    bei den gegebenen Druck- und       Temperaturwerten,    sowie bei der vor  geschriebenen Drehzahl mit. gutem Wir  kungsgrad nicht aufarbeiten kann.

   Besonders  schwierig ist es, die Druckgefälle der pri  mären und der     sekundären    Turbine in Ein  klang zu     bringen,    wenn die sekundäre Tur  bine, bei konstanter oder beinahe     konstanter     Drehzahl der primären Turbine, bei verschie  denen Drehzahlen konstante oder beinahe  konstante nützliche Leistung abzugeben hat.  



  Gegenstand der Erfindung ist. ein Rege  lungsverfahren und eine Regelungseinrich  tung, durch welche es bei einem     unbedeu-          tendenWirkungsgradverlust    ermöglicht wird,  die Betriebsverhältnisse und Drehzahlen der  primären und der sekundären Turbine frei  und voneinander unabhängig zu ändern. Wie  aus dem obigen hervorgeht, ergibt sich die  Hauptschwierigkeit bei dem erforderlichen  Ausgleich der Druckgefälle der primären  und sekundären Turbine infolge der Ver  schiedenheit der Charakteristiken der Tur-           binen    daraus, dass die durchströmende       Arbeitsmittelmenge    in beiden Turbinen mit  einem und demselben Wert angenommen  war.

   Nachdem aber die Beeinflussung des  in den Turbinen eintretenden Druckgefälles  auch durch die     Änderung    der durchströmen  den Gasmenge möglich ist. kann diese  Schwierigkeit verhältnismässig sehr einfach  dadurch beseitigt werden     bezw.    wird die Er  reichung der erwähnten Vorteile dadurch er  möglicht, dass zur Einstellung der Druck  gefälle der miteinander in Reihe geschalteten  Turbinen auf die durch die jeweiligen Dreh  zahlen und Belastungsverhältnisse gewünsch  ten Werte wenigstens die die eine Turbine  durchströmende     Arbeitsmittelmenge,    im Ver  gleich zur Gesamtmenge des an dem Arbeits  vorgang unter Arbeitsleistung teilnehmen  den Arbeitsmittels, in der Weise     vermindert     wird,

   dass ein entsprechender regulierbarer  Teil des     Arbeitsmittels    mittels einer die frag  liche Turbine gänzlich oder teilweise um  gehenden Leitung abgeführt wird.  



  Dies ist zulässig, da - besonders wenn  irgendeine Turbine infolge ihres Aufbaues  oder ihrer Charakteristik unter den gege  benen Verhältnissen auch ohne Inanspruch  nahme von umgehenden Leitungen bereits  nahezu mit dem vorgeschriebenen Druck  gefälle arbeitet - die Abführung eines ver  hältnismässig geringen Teils des Arbeits  mittels auf Umwegen an sich keinen wesent  lichen Wirkungsgradverlust verursacht     bezw.     die auf diese Weise entstehende Verminde  rung des Wirkungsgrades jedenfalls wesent  lich geringer ist als die Verminderung des  Wirkungsgrades in dem Falle, wenn die Gas  turbinen die unveränderte     Arbeitsmittel-          menge    aufzuarbeiten hätten, das heisst wenn  die in den Turbinen auftretenden Druck  gefälle demgemäss eingestellt werden müssten.  



  Um die Erfindung leichter verständlich  zu machen, ist in     Fig.    1 der Zeichnung bei  spielsweise eine zur Ausführung des Verfah  rens geeignete Einrichtung dargestellt.  



       Fig.    2 zeigt die schematische Anordnung  einer beispielsweise aus mehreren primären    und sekundären Turbinen     bestehenden    An  lage.  



       Fig.    3 ist     ein    schematischer     Längsschnitt     einer mit     Anzapfleitungen        versehenen,    als  primäre oder sekundäre Turbine verwend  baren Turbine.  



  Schliesslich stellt     Fig.4    eine beispiels  weise     Einrichtung    dar, bei welcher die Um  gehungsleitungen der Turbinen die Stufen  höheren     Druckes    umgehen.  



  Gemäss     Fig.l    schliesst sich die     Einströ-          mungsleitung    4 an dem     Eintrittsstutzen    3  eines durch die primäre Turbine 2 angetrie  benen Verdichters 1 an, während der Druck  stutzen 5 sich in der     Druckleitung    6 fort  setzt.

   Die Druckleitung 6 steht mit der  Hochdruck -     Einströmungsöffnung    8 eines       Wärmeaustauschers    7 in Verbindung, wäh  rend die     Hochdruck-Ausströmungsöffnung    9  desselben sich     ari    einen mit     einem    Brenner  oder     Zerstäuber    10     versehenen        Verbrennungs-.          raum    11 anschliesst.

   Der Verbrennungsraum  11 ist mittels der Verbindungsleitung 12 mit  dem     Einströmungsstutzen    13 der primären  Turbine 2 verbunden, während der     Ausströ-          mungsstutzen    14 dieser     Turbine    über die       Durchströmungsleitung    15 mit dem Ein  strömungsstutzen 17 der sekundären Turbine  16 in Verbindung steht.

   Die sekundäre Tur  bine, deren Welle 18 die Nutzleistung ab  gibt, schliesst sich über ihren     Ausströmungs-          stutzen    19 und die     Ausströmungsleitung    20  an den     Niederdruck-Einströmungsstutzen    21  des     Wärmeaustauschers    7 an, während .der  Niederdruck -     Ausströmungsstutzen    22 des       Wärmeaustauchers    7 mit der     Ausströmungs-          leitung    23     verbunden    ist.

   Mit der primären  Turbine 2, zwischen dem     Einströmungsstut-          zen    13 und dem     Ausströmungsstutzen    14 der  selben, ist eine     Umgehungsleitung    23 par  allel geschaltet, in welcher Leitung ein zur       Veränderung    des     Querschnittes    geeignetes  Regelorgan 24 angeordnet ist.

   Ebenso ist mit  der sekundären Turbine 16,     zwischen    dem       Einströmungsstutzen    17 und     Ausströmungs-          stutzen    19 derselben, eine Umgehungsleitung  25 parallel geschaltet, in welcher ein zur  Regelung des     Querschnittes    geeignetes Organ           ?6        angeordnet    ist.

   Vor den     Einströmungs-          stutzen    17 der sekundären Turbine ist das  Drosselorgan     \?    7 eingeschaltet, während, sich  an den     Ausströmungsstutzen    19 der sekun  dären Turbine anschliessend. jedoch noch vor  dem Anschluss der Umgehungsleitung     ?:5,    ein  zur Regelung des     Querschnittes    geeignetes  Regelorgan 28 in die     Ausströmungsleitung     eingebaut ist.

   Eine Leitung 29 dient, samt  dem eingebauten Regelorgan 311,     zur    Rege  lung der aus der primären Turbine \3 und  dem Verdichter 1.     bestehenden    Maschinen  gruppe und stellt eine Verbindung zwischen  dem     Hochdruck-Einströmungsstutzen    8 des       Wärmea.ustauschers    7 und der     Ausströmungs-          leitung        ?3    her.

   Diese Einrichtung arbeitet  wie folgt:  Der durch die Turbine ? angetriebene  Verdichter 1 saugt das Arbeitsmittel durch  die     Einströmungsleitung    4 und den Stutzen 3  ein und verdichtet dasselbe auf höheren       Druck.    Aus dem Verdichter 1. strömt das  Arbeitsmittel durch das Rohr 6     zum        Ein-          strömungsansehluss    8 des     Wärmeaustausehers     7, und nach Durchströmen des     @Värmeaa@s-          tauschers    verlässt es denselben bei der Aus  strömungsöffnung 9.

   Im     Wärmeaustauseher     nimmt das Arbeitsmittel die Wärme des aus  der sekundären Turbine austretenden ent  spannten Arbeitsmittels auf. Das erwärmte  Arbeitsmittel gelangt in den Verbrennungs  raum 11, welchen es, bei gleichzeitiger Auf  nahme der Wärme des verbrannten Brenn  stoffes, teilweise durchströmt.

   Hierauf     2#e-          langt        das    Arbeitsmittel über das Verbin  dungsrohr 12 und den Eintrittsstutzen 13 in  die primäre Turbine 2 und leistet in dieser,  zum Teil entspannt, so viel Arbeit, als     zum     Antrieb des mit der primären Turbine 2     ge-          kuppelten        Verdichters    und der Hilfsmaschi  nen usw. erforderlich ist.

   Darnach verlässt  das Arbeitsmittel die primäre Turbine     \?     durch den Stutzen 14 und gelangt über die  Leitung 15, sowie den     Einströmungsstutzen     17 in die sekundäre Turbine 16, in welcher  es noch weiter entspannt wird, während es  die für die Abgabe der Nutzleistung er     for--          derliche    Arbeit     leistet.    Das aus der sekun-         dären    Turbine durch den Stutzen 19 und die  Leitung 20 austretende     Arbeitsmittel    gelangt  schliesslich in den     Wärmeaustauscher    7,  durchströmt dessen     Niederdruckraum    und  gibt seine Wärme dem frischen Arbeitsmotel  ab,

   um den     Wärmeaustauscher    durch die       Ausströmungsöffnung    22 zu verlassen.  



  Mit Rücksicht darauf, dass die primäre  Turbine 2 genau so viel     Arbeit    zu     leisten     hart, als zum Antrieb des mit ihr gekuppelten  Verdichters und der Hilfsmaschinen nötig  ist, muss in der primären Turbine 2 ein<B>ge-</B>  wisser bestimmter Teil des zur     Verfiigun"     stehenden gesamten Druckgefälles auftreten.

    Sollte das Druckgefälle in der primären Tur  bine 2 infolge der Charakteristik der Tur  bine unter den gegebenen Umständen (Dreh  zahl, sekundlich durchströmendes Gasvolu  men usw.) grösser als erwünscht sein, so     lässt     man einen Teil der Gasmenge durch Öffnen  des in der     Anzapfungsleitung    23 angeord  neten Drosselorganes 24 unter Umgehung der  primären Turbine ? zu der sekundären Tur  bine 16 strömen, wodurch das Volumen des  durch die primäre Turbine 2 strömenden  Gases abnimmt.

   Da im allgemeinen das in  irgendeiner Turbine eintretende     Druckgefälle     mit der Abnahme des in der Zeiteinheit  durchströmenden Gasvolumens abnimmt, ge  lingt es auf diese Weise, das sich in der  primären Turbine 2 einstellende Druck  gefälle auf den gewünschten Wert     hinabzu-          drücken.        Sollte    hingegen der Fall eintreten,  dass unter den gegebenen Umständen die  sekundäre Turbine 16, ihrer Charakteristik  entsprechend, einen zu grossen Teil des ge  samten Druckgefälles aufarbeiten (und hier  durch die Drehzahl der primären Turbine  herabsetzen) würde,

   so kann durch Öffnen  des in der Umgehungsleitung 25 angeord  neten Regelorganes 26 das Volumen des  durch die sekundäre Turbine 16 strömenden  Gases vermindert und dadurch das in dieser  eintretende Druckgefälle auf den gewünsch  ten Wert eingestellt werden. Wird die Tur  binenanlage mit einer Teillast in     Betrieb    ge  halten, so kann die Leistung der Anlage  auf sehr verschiedene, an sich bekannte      Weisen herabgesetzt werden.

   Eine zweck  mässige     Art    der Herabsetzung besteht darin,  dass man gleichzeitig mit der Herabsetzung  der verbrannten Brennstoffmenge durch Öff  nen des in der Umgehungsleitung 29 an  geordneten Drosselorganes 30 einen Teil des  durch den Verdichter 1 verdichteten Arbeits  mittels in die     Ausströmungsleitung    23 strö  men lässt, ohne dass dieser Teil auch die Tur  binen zu durchströmen hat.

   Sollte zum Bei  spiel die Drehzahl der primären Turbine 2  nicht stark herabgesetzt werden, wogegen es  erwünscht ist, die sekundäre     Turbine    16 vor  übergehend ganz abzustellen, so ist es  zweckmässig, ausser dem vollständigen Öff  nen des Drosselorganes 26 gleichzeitig eines  der Drosselorgane 27 und 28 oder auch beide  vollständig zu schliessen, um die     Arbeits-          mittelströmung    in der sekundären Turbine  16 zu verhindern.  



  Besonders geeignet ist die vorliegende       Einrichtung    beim     Antrieb    von Fahrzeugen,  wo verlangt wird, dass von der sekundären  Turbine bei stark verschiedenen Drehzahlen  ein mit der Drehzahl beinahe in umgekehr  tem Verhältnis wechselndes Moment, das  heisst konstante Leistung abgegeben werde.  In diesem Falle wird die primäre Turbine  bei Vollast bei nahezu konstanter Drehzahl  arbeiten, hingegen wird die Drehzahl der  sekundären Turbine stark veränderlich sein.  Wie aus dem nachfolgenden erhellt, sind für  diese Arbeitsweise zweckmässig Turbinen  mit eigenartiger Charakteristik erforderlich,  die miteinander jedoch im allgemeinen nicht  in vollen Einklang gebracht werden können,  da das in der sekundären Turbine ver  arbeitete Druckgefälle nicht immer mit dem  erwünschten Druck übereinstimmen wird.

    Solchen Fällen entspricht am besten das vor  liegende Verfahren und die vorliegende Ein  richtung, da die Verschiedenheiten der Cha  rakteristiken mit einem sehr geringen Wir  kungsgradverlust ausgeglichen werden kön  nen. Der eintretende Wirkungsgradverlust  wird um so geringer sein, ein je kleinerer  Teil der Gasmenge mit Hilfe der Um  gehungsleitung abzuleiten ist, und je kleiner    der Druckunterschied zwischen den beiden  Enden der Umgehungsleitung ist:

   Wenn die       Druck-Volumencharakteristik    der Turbine  sehr steil ist, worunter bekanntlich zu ver  stehen ist, dass das in der Turbine eintretende  Druckgefälle im Falle der Zunahme des       durchströmenden    Gasvolumens     bedeutend,     zum Beispiel in einem Masse abnimmt, das  prozentual zumindest grösser ist als das pro  zentuale Mass der Zunahme des Gasvolumens,  so wird die beschriebene Regelung nur einen  verschwindend     kleinen    Verlust nach sich  ziehen, da es genügt, nur einen sehr geringen  Teil des Arbeitsmittels über die Umgehungs  leitung abzuleiten, um das Druckgefälle der  Turbine stark beeinflussen zu können.

   Des  wegen ist es zweckmässig, bei der vorliegen  den Einrichtung Turbinen mit solcher steiler  Charakteristik     anzuwenden.     



  Bei der auf     Fig.    2 dargestellten Einrich  tung arbeiten mehrere, durch primäre Turbi  nen angetriebene Verdichter untereinander  parallel mit mehreren, untereinander gleich  falls parallel geschalteten sekundären Tur  binen. Die Verdichter 31, 31' werden durch  die primären Turbinen 32, 32' angetrieben.  Die Verdichter drücken das verdichtete       Arbeitsmittel    durch die Leitungen 33,     33'     in die     Sammelleitung    34, über welche es     in     den Hochdruckraum des     Wärmeaustauschers     37 gelangt.

   Beim Durchströmen desselben  erwärmt sich das     Arbeitsmittel,    nimmt     in     dem Verbrennungsraum 38 weitere     Wärme     auf und gelangt aus dem Sammelrohr 39  über die Leitungen 40, 40' in die primären  Turbinen 32, 32'.

   Das aus diesem aus  tretende Gas gelangt durch die Leitungen 41,  41' in das Sammelrohr 42, aus welchem es  in die sekundären Turbinen 43, 43', 43" ein  strömt.     Das    aus den sekundären Turbinen  austretende Arbeitsmittel gelangt in das  Sammelrohr 44, durch welches es in den       Niederdruckraum    des     Wärmeaustauschers    37       tritt,    denselben durchströmt, um dann durch  die     Ausströmungsleitung    45 aus der Einrich  tung zu     entweichen.    Bei dieser     Anordnung     besteht die die primären Turbinen umgehende  Leitung in einem Verbindungsrohr 46, wel-           ches    zwischen den Sammelrohren 39 und 42  Verbindung herstellt.

   In diesem Verbin  dungsrohr ist ein zur Regelung des Quer  schnittes geeignetes Regelorgan 47 angeord  net, welches die Rolle des in     Fig.    1 ersicht  lichen Regelorganes 24 versieht. Zwischen  den Sammelrohren 42 und 44 stellt eine die  sekundären Turbinen umgehende Leitung 48  eine Verbindung her, wobei in dieser Lei  tung ein zur Änderung des Querschnittes ge  eignetes Regelorgan 49 untergebracht ist;  dieses letztere versieht den Dienst des auf       Fig.    1 dargestellten Regelorganes 26.

   Die bei  dieser Anordnung angewendete Mehrzahl von  sekundären Turbinen eignet: sich besonders  zum Beispiel zum Einzelantrieb von     Loko-          motivenachsen.    Bei dem beschriebenen Bei  spiel war nur ein einziger gemeinsamer  Brennraum und ein einziger     Wärmeaus-          tauscher    dargestellt; es ist aber auch mög  lich, statt deren mehrere solcher Teile in  Parallelschaltung anzuwenden.  



  Anstatt eine die Turbine umgehende Lei  tung anzuwenden, sind bei der in     Fig.    3 dar  gestellten Gasturbine einzelne Stufen der  Turbine angezapft, so dass die einzelnen       Anzapfungsleitungen    nur für gewisse Teile  der Turbine Umgehungsleitungen bilden. Von  dem den Läufer 51 umgebenden Turbinen  gehäuse 52 sind die mit dem     Arbeitsraum     der Turbine in Verbindung stehenden An  zapfungsleitungen 53, 53', 53" abgezweigt.  in welchen zur Regelung der Querschnitte  derselben geeignete Regelorgane 54, 54', 54"  angeordnet sind.

   Die Welle 55 der Turbine  treibt, sofern diese Turbine als eine primäre  Turbine angewendet wird, einen Verdichter       bezw.    Hilfsmaschinen an; wenn es sich aber  um eine sekundäre Turbine handelt, so gibt  diese Welle die Nutzleistung ab. Die dar  gestellte Turbine kann in der in     Fig.    1 dar  gestellten schematischen Anlage an die Stelle  der primären Turbine 2     bezw.    der sekundären  Turbine 16 gesetzt werden.

   Wird die pri  märe Turbine angezapft, so schliessen sich  die     Anzapfungsleitungen    an den     Einströ-          mungsraum    der sekundären Turbine an, wäh  rend, wenn die sekundäre Turbine angezapft    wird, die     Anzapfungsleitungen    mit der Aus  strömungsleitung der sekundären Turbine  verbunden sind.

   Ist das in der primären Tur  bine entstehende Druckgefälle zu gross, so  wird nach     Offnen    der Regelorgane der     An-          za,pfungsleitungen    ein Teil des Arbeitsmittels  durch die Umgehungsleitung der sekundären  Turbine zugeführt, wodurch in den durch  einen 'feil des Gasstromes umgangenen Stu  fen der Turbine das Druckgefälle abnimmt  und somit auch das von der Turbine ver  arbeitete Druckgefälle geringer sein wird.  Wenn hingegen das Druckgefälle der sekun  dären Turbine überaus gross ist, so müssen  die     Anzapfungsleitungen    der sekundären  Turbine allmählich geöffnet werden, damit  das in der sekundären Turbine verarbeitete  Druckgefälle vermindert wird.

   Die in den       Anzapfungsleitungen    angeordneten Regel  organe brauchen nicht auf einmal geöffnet  zu werden, es ist sogar zweckmässig, diesel  ben einzeln und stufenweise zu betätigen. Bei  dem dieser Anordnung entsprechenden Ver  fahren sind die bei Regelung auftretenden  Verluste geringer, so dass hiermit einerseits  bei einem gegebenen Wirkungsgrad grössere  Differenzen ausgeglichen werden können, als  mittels der im Zusammenhang mit     Fig.    1 be  schriebenen Anordnung; anderseits aber kann  bei einer gegebenen Abweichung auch der  Wirkungsgrad besser sein.  



  Es ist auch möglich, die     Anzapfungs-          leitungen    im Falle einer primären Turbine  an den     Einströmungsraum    derselben, im  Falle einer sekundären Turbine dagegen an  den     Einströmungsraum    dieser letzteren anzu  schliessen: in diesem Falle wird ein Teil des  Gasstromes die     Einströmungsstufen    der Tur  binen umgehen. Eine solche Anordnung ist  schematisch in     Fig.    4 dargestellt.

   An die pri  märe Turbine 56 schliessen sich die mit den  zur Änderung der Querschnitte bis zum voll  ständigen Schliessen geeigneten Regelorganen  57, 57' ausgerüsteten Umgehungsleitungen  58, 58' an, deren     Sammelrohr    59 an das       Einströmungsrohr    60 der primären Turbine  angeschlossen ist. Das Sammelrohr 63 der  Umgehungsleitungen 65, 65' der sekundären      Turbine 61 schliesst sich an die     Einströ-          mungsleitung    64 dieser Turbine an. In den  Umgehungsleitungen 65, 65' sind die Regel  organe 62, 62' angeordnet, die zur Regelung  der Querschnitte bis zum vollständigen  Schliessen geeignet sind.

   Wenn bei dieser  Anordnung das Druckgefälle in irgend  einer Turbine grösser als erwünscht ist, so  ist es zweckmässig, die Regelorgane der Um  gehungsleitungen dieser Turbine stufenweise  und einzeln, bei Stufen höheren Druckes an  gefangen, zu öffnen, wodurch die die ein  zelnen Stufen der Turbine durchströmende  Gasmenge abnimmt und auch das darin ein  tretende Druckgefälle geringer wird.  



  Das vorliegende Verfahren und die vor  liegende Einrichtung können nicht nur im  Falle der beschriebenen sonderartigen Lö  sungen angewendet werden, sondern auch im  Falle von Verdichtern     bezw.    Turbinen jedes  beliebigen Systems, sowie im Falle eines       Wärmeaustauschers    beliebiger Type, sogar  auch dann, wenn überhaupt kein Wärmeaus  tauscher verwendet wird.

   Schliesslich können  das beschriebene Verfahren und die dies  bezügliche Einrichtung auch unabhängig  davon verwendet werden, ob die primäre Tur  bine vor die sekundäre Turbine oder hinter  diese geschaltet ist, wenn unter "primärer  Turbine" immer eine einen Verdichter an  treibende Turbine, unter "sekundärer Tur  bine" dagegen eine nützliche     Leistung    ab  gebende Turbine verstanden wird, da die  Regelung der in den einzelnen Turbinen ein  tretenden Druckgefälle auch hiervon unab  hängig bewerkstelligt werden kann.  



  Auch der verbrannte Brennstoff kann je  nach Umständen gasförmig, flüssig oder fest  sein, und der Verbrennungsraum kann auf  eine an sich bekannte Weise nicht nur vor  den Turbinen, sondern im Falle einer mit       Wärmeaustauscher    ausgerüsteten Anlage  auch hinter den Turbinen oder auch zwischen  den Turbinen angeordnet werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: I. Verfahren zur Regelung einer Maschi nengruppe, die ausser einem zur Verdich- tung des Arbeitsmittels dienenden Ver dichter mindestens zwei miteinander in bezug auf die Arbeitsmittelströmung in Reihe geschaltete, voneinander jedoch mechanisch unabhängige Gasturbinen, und zwar eine zum Antrieb des Verdich ters dienende, sogenannte primäre Gas turbine und eine nützliche Leistung ab gebende, sogenannte sekundäre Gastur bine enthält, dadurch gekennzeichnet,
    dass zwecks Ausgleiches der in der Druckgefälleverteilung der in Reihe ge schalteten Turbinen bei wechselnden Be triebsverhältnissen infolge der Verschie denheit ihrer Druckgefälle-Drehzahlcha- rakteristiken auftretenden unerwünsch ten Abweichungen die Einstellung der Druckgefälle auf die den jeweiligen Drehzahlen und Belastungsverhältnissen entsprechenden Werte durch Verände rung eines zumindest die eine der hinter einandergeschalteten Turbinen durchströ menden Teils der am Arbeitsprozess unter Arbeitsleistung
    teilnehmenden gesamten Arbeitsmittelmenge in der Weise be werkstelligt wird, dass ein entsprechen der regulierbarer Teil des Arbeitsmittels durch eine die fragliche Turbine zumin dest teilweise umgehende Leitung ge führt wird, so dass die Entspannung des Arbeitsmittels in den hintereinander ge schalteten Turbinen in mehreren Ab schnitten abschnittsweise mit verschie denen Gasmengen vor sich geht.
    II. Einrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, an einer aus voneinander hinsichtlich des Arbeits- mittelstromes mechanisch unabhängigen, in Reihe geschalteten Gasturbinen be stehenden Maschinengruppe, gekenn zeichnet durch mindestens eine sich an einer mittleren Stelle des Entspannungs abschnittes anschliessende, parallel zum Arbeitsmittelstrom verlaufende und eine Anzahl Entspannungsstufen umfassende Umgehungsleitung, die mit einem zur Änderung ihres Querschnittes bis zum vollständigen Schliessen geeigneten Regel organ versehen ist. UNTERANSPRüCHE 1.
    Verfahren nach Patentansprucb I, da durch gekennzeichnet, dass die Einstel lung der in den hintereinander geschalte- ten Turbinen auftretenden Druckgefälle bei Vollast so bewerkstelligt wird, dass bei nahezu konstanter Drehzahl der pri mären Turbine die Leistung der sekun dären Turbine unabhängig von ihrer Drehzahl nahezu konstant bleibt. 2. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, ge kennzeichnet durch mindestens eine zu einer der Turbinen parallel geschaltete Umgehungsleitung, die mit einem zur Änderung ihres Querschnittes bis zum vollständigen Schliessen geeigneten Regel organ versehen ist. 3.
    Einrichtung nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Turbinen mit einer mit dem Arbeitsraum der Turbine in Verbindung stehenden und sich zur Hauptströmung des Arbeitsmittels parallel anschliessen den Anzapfungsleitung versehen ist, in welcher ein zur Änderung des Quer schnittes bis zum vollständigen Schliessen geeignetes Regelorgan eingebaut ist. 4. Einrichtung nach Patentanspruch TI und Unteranspruch $, dadurch gekennzeich net, dass die Anzapfungsleitung so an geordnet ist, dass sie die Niederdruck stufen der angezapften Turbine umgeht. 5.
    Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 3. dadurch gekennzeich net, dass die Anzapfungsleitung so an geordnet ist, dass sie die Hochdruckstu fen der angezapften Turbine umgeht. 6. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die Umgehungsleitung einer sekundären Turbine zugeordnet und in der Einströmungsleitung dieser Turbine ein Drosselorgan angeordnet ist. welches zur Änderung des Strömungsquerschnit- tes bis zum vollständigen Schliessen ge eignet ist. 7.
    Einrichtung nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, dass bei den Gas turbinen der Maschinengruppe die Ver hältnisse so getroffen sind, dass im Falle einer Zunahme des Gasvolumens die pro zentuale Abnahme des Druckgefälles grösser ist als die prozentuale Zunahme des Gasvolumens.
CH210659D 1938-07-12 1939-07-10 Verfahren und Einrichtung zur Regelung von Maschinengruppen, die in Reihe geschaltete und voneinander mechanisch unabhängige Turbinen enthalten. CH210659A (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2428830A (en) * 1942-04-18 1947-10-14 Turbo Engineering Corp Regulation of combustion gas turbines arranged in series
US2573289A (en) * 1944-05-19 1951-10-30 Sulzer Ag Gas turbine plant with controller of stage by-pass in turbocompressor auxiliary
DE951160C (de) * 1943-03-02 1956-10-25 Messerschmitt Boelkow Blohm Einrichtung zum Vermeiden des Abreissens der Stroemung in Axialverdichtern
DE1127151B (de) * 1960-05-06 1962-04-05 Sulzer Ag Vorrichtung zur Vermeidung des Durchgehens der Turbinen einer Gasturbinenanlage

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2428830A (en) * 1942-04-18 1947-10-14 Turbo Engineering Corp Regulation of combustion gas turbines arranged in series
DE951160C (de) * 1943-03-02 1956-10-25 Messerschmitt Boelkow Blohm Einrichtung zum Vermeiden des Abreissens der Stroemung in Axialverdichtern
US2573289A (en) * 1944-05-19 1951-10-30 Sulzer Ag Gas turbine plant with controller of stage by-pass in turbocompressor auxiliary
DE1127151B (de) * 1960-05-06 1962-04-05 Sulzer Ag Vorrichtung zur Vermeidung des Durchgehens der Turbinen einer Gasturbinenanlage

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