CH214978A - Gas turbine plant. - Google Patents

Gas turbine plant.

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CH214978A
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CH
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gas turbine
turbine
drive
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air compressor
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German (de)
Inventor
Oerlikon Maschinenfabrik
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Oerlikon Maschf
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/10Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor with another turbine driving an output shaft but not driving the compressor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

  

      Gasturbinenanlage.       Die Maschinengruppe einer     Gasturbinen-          a.nlage    besteht im wesentlichen aus einer oder  mehreren Antriebsturbinen, einem Luftver  dichter (Gebläse, Kompressor) und einer       Nutzarbeitsmaschine    (zum Beispiel ein Strom  erzeuger). Aus wirtschaftlichen Gründen wird  man darnach trachten, die Anzahl der Tur  binen so klein wie möglich zu halten. In den  bisher bekannten Ausführungen ist nur eine  Turbine vorgesehen, welche den Luftverdich  ter und den Stromerzeuger antreibt; dadurch  wird die Anlage auf das Mindestmass an  Maschineneinheiten vermindert.

   Diese Anord  nung hat aber den Nachteil,     da.ss    der Luft  3 vierdichter immer nur mit der gleichen Dreh  zahl (oder bei Zwischenschaltung eines Ge  triebes mit einer verhältnisgleichen Drehzahl)  wie der Stromerzeuger betrieben werden kann.  Da letzterer meist eine Synchronmaschine mit  konstanter Drehzahl ist, läuft der Luftver  dichter auch immer mit konstanter Drehzahl.  Der Wirkungsgrad eines Luftverdichters  bleibt beim Betrieb mit konstanter Drehzahl  und verschiedener Fördermenge nicht gleich;    er erfährt im Gegenteil eine     Einbusse    bei Be  triebszuständen ausserhalb eines gewissen  Bereiches um die normale Fördermenge. Vor  kehrungen, wie zum Beispiel die bekannte       Drehschaufelverstellung,    können diese Ver  schlechterung nicht vollkommen ausgleichen.  



  Will man zur Erhaltung eines guten Wir  kungsgrades den Luftverdichter mit verän  derlicher Drehzahl antreiben, so ist die An  ordnung einer besonderen     Antriebsturbine    er  forderlich. Dies bedingt eine erhebliche Ver  teuerung der Anlage und eine Vergrösserung  des     Grundflächenbedarfes.     



  Zweck     vorliegender    Erfindung ist     dieVer-          meidung    der Nachteile des getrennten An  triebes des !Stromerzeugers und des Luftver  dichters. Dies wird erfindungsgemäss dadurch  erreicht, dass die beiden     Antriebsturhinen    in  einem     einzigen    Gehäuse untergebracht wer  den. und zwar mit fliegender Anordnung der  Turbinenläufer.  



  Die beiliegende Zeichnung zeigt zwei Aus  führungsbeispiele :des Erfindungsgegenstan  des.     Fig.    1 zeigt die     eingehäusige,    fliegende      Anordnung des getrennten Antriebes bei Rei  henschaltung der beiden     Turbinen.        Fig.2     zeigt eine entsprechende Ausführung für par  allele     Beaufschlagung    der Turbinen. In bei  den Figuren     ist    4 der Läufer der Antriebs  turbine 2a für den Stromerzeuger 1 und 5 der  Läufer der Antriebsturbine 2b für den Luft  verdichter 3. Die Läufer 4 und 5 sind in  einem gemeinsamen Gehäuse 6 angeordnet.  



  In der     Ausführung    nach     Fig.    1 strömen die  Gase nach Austritt aus der     Verdiehter-          Antriebsturbine    2b unmittelbar in die Strom  erzeuger-Antriebsturbine 2a bei kleinsten       Überstromverlusten,    so dass die Austritts  geschwindigkeit der letzten Stufe der     Ver-          dichter-Antriebsturbine    2b mindestens teil  weise ausgenützt werden kann. Es ist auch  denkbar, die Gase zuerst in die     Stromerzeuger-          Antriebsturbine    2a zu leiten und sie nachher  durch die     Verdichter-Antriebsturbine    2b strö  men zu lassen.

   In diesem Falle hätte man sieh  in     Fig.    1 die Lage des Stromerzeugers 1 mit  der des Luftverdichters 3 vertauscht zu  denken.  



  Bei grösseren Einheiten wird es meist  schwierig sein, die Turbinenläufer unmittel  bar auf das Wellenende des Stromerzeugers 1       bezw.    des Luftverdichters 3 fliegend an  zuordnen; man     wird    sich dann durch  Anordnung einer besonderen Turbinen  welle mit doppelter Lagerung und Kupplung  mit dem zugehörigen Wellenende der ange  triebenen Maschine behelfen, wie dies in     Fig.    2  dargestellt ist.  



  Die Inbetriebsetzung der Anlage erfolgt  meist mit Hilfe eines Elektromotors, welcher  den Luftverdichter antreibt. Man wird be  strebt sein, die Leistung des Motors so klein  als möglich zu halten, und in dieser     Absicht.     werden alle schädlichen Widerstände mög  lichst vermieden. Bei Reihenschaltung der  Luftverdichter- und     Stromerzeugerturbinen          (Fig.1)    erlaubt eine Leitung mit Absperr  organ 7 die Umgehung der     Niederdruel@tur-          bine.    Die Gase erfahren beim Anfahren kei  nen Widerstand durch ihre Strömung durch  die betreffende Turbine.

   Erst wenn der Teil  der Anlage, bestehend aus Luftverdichter und    Turbine, Brenner und allfälligem     Luftvor-          wärmer,    in Betrieb ist, wird der Strom  erzeuger mit zugehöriger Turbine durch  Schliessen des     Absperrorganes    7 angelassen.

    Bei Reihenschaltung mit     Stromerzeugertur-          bine    als Hochdruckstufe kann eine ähnliche  Massnahme getroffen werden durch Umge  hung der Hochdruckturbine mittels einer Lei  tung mit Absperrorgan zwischen Brenner und       Niederdruckstufe.    Bei Parallelschaltung bei  der Turbinen     (Fig.2)    wird zum gleichen  Zweck ein Absperrorgan 8 in die Gasleitung  zur     Stromerzeuger-        Antriebsturbine    gebracht.  Der Erfolg dieser Massnahme äussert sieh in  allen Fällen durch eine Verkleinerung der  Leistung des Antriebsmotors um mindestens  die Leerlaufleistung der Stromerzeuger  gruppe.



      Gas turbine plant. The machine group of a gas turbine system essentially consists of one or more drive turbines, an air compressor (fan, compressor) and a utility machine (e.g. a power generator). For economic reasons, efforts will be made to keep the number of turbines as small as possible. In the previously known versions, only one turbine is provided, which drives the Luftverdich ter and the power generator; this reduces the system to the minimum number of machine units.

   However, this arrangement has the disadvantage that the four-density air 3 can only ever be operated at the same speed (or with the interposition of a gear unit at a relative speed) as the power generator. Since the latter is usually a synchronous machine with a constant speed, the air compressor always runs at a constant speed. The efficiency of an air compressor does not remain the same when operated at constant speed and different flow rates; on the contrary, it experiences a loss in operating states outside a certain range around the normal delivery rate. Precautions, such as the familiar rotary blade adjustment, cannot completely compensate for this deterioration.



  If you want to drive the air compressor at a variable speed in order to maintain a good degree of efficiency, a special drive turbine is required. This causes a considerable increase in the cost of the system and an increase in the area required.



  The purpose of the present invention is to avoid the disadvantages of the separate drive of the power generator and the air compressor. This is achieved according to the invention in that the two drive turbines are accommodated in a single housing. with a floating arrangement of the turbine rotors.



  The accompanying drawing shows two exemplary embodiments from: the subject of the invention of the. Fig. 1 shows the housing, flying arrangement of the separate drive in series connection of the two turbines. Fig. 2 shows a corresponding embodiment for par allelic loading of the turbines. In the figures, 4 is the rotor of the drive turbine 2a for the power generator 1 and 5 is the rotor of the drive turbine 2b for the air compressor 3. The rotors 4 and 5 are arranged in a common housing 6.



  In the embodiment according to FIG. 1, the gases flow after exiting the twisted drive turbine 2b directly into the power generator drive turbine 2a with the smallest overcurrent losses, so that the exit speed of the last stage of the compressor drive turbine 2b is at least partially utilized can. It is also conceivable to first pass the gases into the power generator drive turbine 2a and then let them flow through the compressor drive turbine 2b.

   In this case, see FIG. 1, the position of the power generator 1 would have to be exchanged with that of the air compressor 3.



  For larger units, it will usually be difficult to get the turbine runner immediately bar on the shaft end of the power generator 1 BEZW. the air compressor 3 on the fly to assign; you will then manage by arranging a special turbine shaft with double bearings and coupling with the associated shaft end of the driven machine, as shown in FIG.



  The system is usually started up with the help of an electric motor that drives the air compressor. The aim will be to keep the power of the engine as small as possible, and with this in mind. all harmful resistance is avoided as far as possible. When the air compressor and power generator turbines are connected in series (FIG. 1), a line with a shut-off element 7 allows the low pressure turbine to be bypassed. When starting up, the gases experience no resistance from their flow through the relevant turbine.

   Only when the part of the system, consisting of the air compressor and turbine, burner and any air preheater, is in operation, the electricity generator with the associated turbine is started by closing the shut-off element 7.

    When connected in series with a power generator turbine as the high-pressure stage, a similar measure can be taken by bypassing the high-pressure turbine using a line with a shut-off device between the burner and the low-pressure stage. When the turbines are connected in parallel (FIG. 2), a shut-off element 8 is brought into the gas line to the power generator drive turbine for the same purpose. The success of this measure is expressed in all cases by reducing the power of the drive motor by at least the no-load power of the power generator group.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Gasturbinenanlage mit getrenntem Antrieb der Nutzarbeitsmaschine und des. Luftver dichters, dadurch gekennzeichnet, dass die bei den Antriebsturbinen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind bei fliegender Anordnung der Turbinenläufer. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Gasturbinenanlag-e nach Patentan spruch. dadurch gekennzeichnet, da.ss das Be triebsmittel die beiden Turbinen in Reihe durchströmt. PATENT CLAIM: Gas turbine system with separate drive for the utility machine and the air compressor, characterized in that the drive turbines are housed in a common housing with the turbine rotors flying. <B> SUBClaims: </B> 1. Gas turbine system according to patent claim. characterized in that the operating medium flows through the two turbines in series. 2. Gasturbinenanlage nach Patentan- sprueh. dadurch gekennzeichnet, dass das Be triebsmittel die beiden Turbinen parallel durchströmt. 3. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch eine Umgehungsleitung mit Absperrorgan (7 in Fig. 1). zum Zwecke, die Antriebstur bine der Nutzarbeitsmasehine umgehen und ausser Betrieb setzen zu können. 2. Gas turbine plant according to patent application. characterized in that the operating medium flows through the two turbines in parallel. 3. Gas turbine plant according to claim and dependent claim 1, characterized by a bypass line with a shut-off device (7 in Fig. 1). for the purpose of being able to bypass the drive turbine of the utility machine and put it out of operation. 4. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch und Unteransprixch 2, gekennzeichnet durch ein Absperrorgan (8 in Fig. 2) in der zuge hörigen Zufuhrleitung, zum Zwecke, die An triebsturbine der Nutzarbeitsmaschine ausser Betrieb setzen zu können. 4. Gas turbine system according to claim and sub-claim 2, characterized by a shut-off element (8 in Fig. 2) in the associated supply line, for the purpose of being able to put the power turbine on the utility machine out of operation.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE834476C (en) * 1949-08-11 1952-03-20 Armstrong Siddeley Motors Ltd Gas turbine, especially for driving road vehicles
WO1997025523A2 (en) * 1996-01-08 1997-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Bearing system for turbomachine assembly
US6708500B2 (en) 2001-08-17 2004-03-23 Alstom Technology Ltd Turbogroup of a power generating plant
US6826914B2 (en) 2001-08-17 2004-12-07 Alstom Technology Ltd Turbogroup of a power generating plant

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE834476C (en) * 1949-08-11 1952-03-20 Armstrong Siddeley Motors Ltd Gas turbine, especially for driving road vehicles
WO1997025523A2 (en) * 1996-01-08 1997-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Bearing system for turbomachine assembly
WO1997025523A3 (en) * 1996-01-08 1997-08-28 Siemens Ag Bearing system for turbomachine assembly
US6708500B2 (en) 2001-08-17 2004-03-23 Alstom Technology Ltd Turbogroup of a power generating plant
US6826914B2 (en) 2001-08-17 2004-12-07 Alstom Technology Ltd Turbogroup of a power generating plant

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