DE1601662C - Geschlossene Gasturbinenanlage - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine geschlossene Gas- gen eine mit einem Regelventil 9 versehene Umturbinenanlage mit Kernreaktor, bei der ein Last- gehungsleitung 8 vorgesehen, die den Verdichter 3 regler bei kleineren Lastschwankungen auf ein Regel- und den Rückkühler 6 kurzschließt,
ventil in einer den Verdichter und den gegebenenfalls Bei größeren Lastschwankungen wird dem Kreisvorgeschalteten Rückkühler kurzschließenden Um- 5 lauf eine bestimmte Arbeitsmittelmenge entzogen und gehungsleitung und bei größeren Lastschwankungen" einem Speicher 10 zugeführt bzw. aus diesem zusätzauf zwei Ventile in einer weiteren derartigen Um- lieh in den Kreislauf eingespeist. Zu diesem Zweck gehungsleitung einwirkt, an die jedoch ein Arbeite- ist der Speicher 10 über die Leitungen 11 und 12, in mittel-Druckspeicher angeschlossen ist. denen einfache Auf-Zu-Ventile 13 und 14 vorgesehen

Es ist bekannt, die in einem Kernreaktor erzeugte io sind, parallel zum Regelventil 9 an die Leitung 8 an-

Wärme in einer geschlossenen Gasturbinenanlage, in geschlossen.

der das Reaktorkühlmittel, ζ. B. Helium oder CO₂, Die Regelung der Anlage erfolgt in dem gezeigten

als Arbeitsmittel verwendet wird, in elektrische Beispiel vom Regler 15 aus, der vom Drehzahlmesser

Energie umzuformen. Bei einer bekannten derartigen 16 der Welle 2 über die Signalleitung 17 beeinflußt

Anlage wird die Leistung z. B. in der Weise geregelt, 15 wird. Die Ausgangssignale des Reglers 15 wirken auf

daß in Abhängigkeit von der Drehzahl der Gas- die Ventile 9, 13 und 14 über die Signalleitungen 18, turbinenwelle kleine Leistungsänderungen durch 19 und 20 ein.

Änderung des Durchflusses einer Umgehungsleitung Erfindungsgemäß wird dem Regler 15 ein weiteres

des Verdichters und große Leistungsänderung durch Eingangssignal auf geschaltet; dieses greift als Grenz-

Entnehmen von Arbeitsmittel an einem Speicher bzw. ao wertsignal bei Überschreiten eines bestimmten Werts

Einspeisen in diesem ausgeglichen werden. der Änderungsgeschwindigkeit des Drucks dp/dt im

Aufgabe der Erfindung ist es, die bei derartigen Bereich des Reaktors 5 in die Regelung ein. Dieses Anlagen auftretenden Druckschwankungen in be- Signal wird im Differenziergerät 22 erzeugt, das die zeitstimmten Grenzen zu halten, um die Brennstoff- liehen Änderungen des an der Stelle 23 durch den Fühler elemente des Reaktors nicht zu stark zu belasten. 35 24 gemessenen Drucks vor dem Reaktor 5 erhält und

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in mit einem festen oder einstellbaren Sollwert vergleicht, einem Differenziergerät die zeitlichen Druckänderun- In Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle 2 ergen des von einem Fühler gemessenen Drucks in folgt die Lastregelung so, daß bei kleineren Schwandem Reaktor enthaltenden Teil des Kreislaufs ge- kungen der Drehzahl eine Teilmenge des verdichteten bildet und mit einem gegebenenfalls einstellbaren 30 Arbeitsmittels durch die mit dem Regelventil 9 verSollwert verglichen werden und daß die Abweichun- sehene Leitung 8 im Kurzschluß direkt vor den Rückgen als überspielendes Signal auf den Lastregler ge- kühler 6 zurückgeführt wird, ohne daß sie in der Turschaltet werden. bine 1 Arbeit leistet. Bei größeren Lastschwankungen

Mit der .Erfindung sollen sowohl langsam ver- wird Arbeitsmittel dem Kreislauf entzogen oder in laufende, länger andauernde Druckschwankungen als 35 diesen zusätzlich eingespeist. Dies geschieht durch auch kurzzeitige Schwankungen mit starken Druck- öffnen und Schließen der Ventile 13 und 14. Soll bei Schwankungen im Reaktor vermieden werden, wan- Lastabfall dem Kreislauf Gas entzogen werden, so rend kurzzeitige Druckschwankungen, deren Größe wird das Ventil 13 geöffnet, das über die Leitung 11 eiaen bestimmten Wert nicht übersteigt, un- mit der Druckseite des Verdichters verbunden ist. Da berücksichtigt j bleiben, um ein Pendeln der Last- 4° im Speicher 10 ein gegenüber diesem Höchstdruck regelung der Anlage zu vermeiden. Diese Forderen- des Kreislaufs niedrigerer Druck herrscht, strömt auf gen werden dadurch erfüllt, daß das als Korrektur- diese Weise eine bestimmte Gasmenge in den Speicher signal auf den Lastregler auf geschaltete Signal für die ein. Im umgekehrten Fall kann aus dem Speicher 10 Ariderungsgeschwindigkeit erst in die Regelung ein- eine bestimmte Menge dem Kreislauf zugeführt wergreift, wenn seine Größe einen bestimmten Wert 45 den, wenn das Ventil 14 geöffnet wird. Die Auf-Zuübersteigt. ; Regelung der Ventile 13 und 14 erfolgt immer so, daß

Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen mindestens eines von ihnen geschlossen ist, wodurch

Regelung besteht darin, daß unter Umständen in der eine zur Leitung 8 parallele Kurzschlußverbindung

Anlage verwendete Doppelwand-Rohrleitungen, die vermieden wird.

aus eirier kalten Außenwand mit hoher Festigkeit 5* Diese Art der Lastregelung ist beispielsweise aus und einer dünnen heißen Innenwand bestehen, zwi- dem Aufsatz >Zur Theorie der Regelung von aeroschen denen eine gasdurchsetzte Schicht aus Isolier- dynamischen Wärme-Kraftanlagen mit geschlossenem material vorhahden ist, vor zu großen Druckunter- Kreislauf« von F. Salzmann (schweizerische Bauschieden geschlitzt werden. Diese Doppelwand-Rohr- zeitung, 65. Jahrgang, 1947, Heft 10 und 11, S. 123 leitungen werden vorzugsweise für den heißen Be- 53 bis 128 und 137 bis 140) bekannt. Weiterhin ist bereich der Anlage verwendet, also vor allem als Ver- kannt, daß dabei erhebliche Druckschwankungen im bindungen des Reaktors mit der Turbine. Kreislauf auftreten können, die besonders für die

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäß aus- Brennstoffelemente und das Kühlmittelsystem des

gebildete Gasturbinenanlage in schematischer Dar- direkt im Kreislauf liegenden Reaktors S schädlich

Stellung gezeigt. Dabei treibt die Gasturbine 1 über 60 sein können.

die Welle 2 den Verdichter 3 und gleichzeitig den Unzulässig hohe zeitliche Druckänderungen im BeGenerator 4. Dem geschlossenen Gaskreislauf, in dem reich des Reaktors 5 und damit auch in den bekanntz. B. CO₂ oder Helium strömen können, wird im Hch gegebenenfalls im heißen Teil der Anlage zwi-Kernreaktor 5 Wärme von außen zugeführt, während sehen dem Reaktor 5 und der Turbine 1 verwendeten der Rückkühler 6 der Wärmeabfuhr dient, und zwar 63 Doppelwand-Rohrleitungen werden durch die eran ein in der Kühlschlange 7 fließendes Kühlmittel, findungsgemäße Vorrichtung vermieden,
vorzugsweise Wasser. Deren Signal greift nämlich in die Regelung ein,

Für die Lastregelung ist bei kleineren Schwankun- sobald der am Differenziergerät 22 eingestellte Soll-

wert für zeitliche Druckschwankungen überschritten wird, und zwar in der Weise, daß es das Signal des Drehzahlmessers 16 überspielt und eine Verstellung der Ventile 9, 13 und 14 in den auftretenden Druckschwankungen entgegenwirkender Weise bewirkt.

Die erfindungsgemäße Aufschaltung der zeitlichen Druckschwankungen kann ebenso bei mehrwelligen Anlagen mit mehreren Verdichtungs- und Entspannungsstufen vorgenommen werden. Weiterhin kann das in Abhängigkeit von der Drehzahl stehende Signal durch ein anderes die geforderte Last wiedergebendes Signal ersetzt sein.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Geschlossene Gasturbinenanlage mit Kernreaktor, bei der ein Lastregler bei kleineren Last-

   Schwankungen auf ein Regelventil in einer den Verdichter und den gegebenenfalls vorgeschalteten Rückkühler kurzschließenden Umgehungsleitung und bei größeren Lastschwankungen auf zwei Ventile in einer weiteren derartigen Umgehungsleitung einwirkt, an die jedoch ein Arbeitsmittel-Druckspeicher angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Differenziergerät (22) die zeitlichen Druckänderungen des von einem Fühler (23) gemessenen Drucks in den Reaktor (5) enthaltenden Teil des Kreislaufs gebildet und mit einem gegebenenfalls einstellbaren Sollwert verglichen werden und daß die Abweichungen als überspielendes Signal auf den Lastregler (15) geschaltet werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen