DE2260515A1 - Gasturbine mit gleichmaessiger, vollstaendiger verbrennung des ihr zugefuehrten brennstoffes - Google Patents
Gasturbine mit gleichmaessiger, vollstaendiger verbrennung des ihr zugefuehrten brennstoffesInfo
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- 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
- F23R3/40—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the use of catalytic means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
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Description
Gasturbine mit gleichmäßiger, vollständiger Verbrennung des ihr zugeführten Brennstoffes . . ■ .
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasturbine mit gleichmäßiger,
vollständiger Verbrennung des ihr zugeführten Brennstoffes und dadurch geringer Schadstoffemission, bestehend
aus einem Verdichter, einer als Spaltgasgenerator ausgebildeten Brennkammer, einer Nachbrennkammer und einer Entspannungsturbine.
Die zunehmende Verunreinigung der Luft führt, besonders in den Ballungsgebieten, zu einer ständig steigenden gesundheitlichen
Gefährdung der Bevölkerung. Nicht nur Abgase von Kraftfahrzeugen
mit Verbrennungskraftm'aschinen, sondern auch Gasturbinen
sind daran in erheblichem Umfang beteiligt. Infoige ungleichmäßiger
Verdampfung und Durchmischung der Kohlenwasserstoffe mit der Verbrennungsluft kommt es zu einer unvollständigen
Verbrennung. Die Folgen davon sind unverbrannte bzw. teilverbrannte
Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid, kondensierte Produkte, Benzpyrene, Teer, Ruß und Aldehyde im Abgas, die an
die Umgebungsluft abgegeben werden.
Die schädlichen Nebeneffekte durch die Abgase lassen sich nun durch Verwendung eines sogenannten Spaltgasgenerators ganz
erheblich vermindern. In den deutschen Patentanmeldungen Akt.Z.
P 21 03 008.0, P 21 35 650.3 und P 22 32 506.0 ist das Prinzip eines derartigen'Spaltgasgenerators beschrieben. Dabei wird
der flüssige Kohlenwasserstoffe enthaltende Brennstoff, wie Benzin, verdampft, vergast oder versprüht und der' auf diese
Weise erhaltene gas- oder dampfförmige Brennstoff wird zur Umwandlung in ein im wesentlichen Kohlenmonoxid, Kohlendioxid,
Methan und/oder Wasserstoff enthaltendes Gasgemisch (sogenanntes Spaltgas) unter Zusatz von zur rußfreien Umwandlung erfor-
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derlichen Gasen, die sich aus Teilmengen von rückgeführtem Abgas der Brennkraftmaschine und/oder anderen als .iauerstoffträger
dienenden Gasen, wie Luft, zusammensetzen, über einen Katalysator geleitet. Der Katalysator kann dabei in einem
3interlochstein enthalten sein, der aus einem hüchporösen
Sinterstein mit einer Vielzahl paralleler Durchtrittsöffnungen
besteht.
Eine Gasturbine besteht üblicherweise aus einem Verdichter
für die zur Verbrennung erforderliche Luft, einer Brennkammer sowie einer Entspannungsturbine. Die für die Verbrennung in
der Gasturbine notwendige Luftmenge wird dabei durch den Verdichterjeinschließlieh
des für die Einhaltung der maximalen Verbrennungs tempera tür notwenigen Luf tuberschues.es erzeugt.
Die Abgase derartiger konventioneller Gasturbinen enthalten jedoch noch eine erhebliche Schadstoffkonzentration.
Eine Möglichkeit, die Schadstoffemission von Gasturbinen erheblich
zu vermindern, besteht nun darin, die Gasturbine mit einem Spaltgaagenerator zu kombinieren. Wird die Brennkammer
als Spaltgasgenerator ausgebildet, so erfolgt in ihr eine
katalytische Brenngaserzeugung, wobei diese Brenngase in einer Nachbrennkammer mit verdichteter Frischluft zur Erzielung einer vollständigen, gleichmäßigen Verbrennung gemischt
werden.
Bei Verwendung eines 3paltgasgeneratora in einer Gasturbine
tritt jedoch noch das Problem auf, daß der als Spaltgasgenerator
ausgebildeten Brennkammer ein Luftstrom mit einem erhöhten
Druck zugeführt werden muß, um die Strömungswiderstände im
Vergasungssystem zu überwinden.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde,
eine Gaaturoine der eingaags genannten Art anzugebfii, mit der/
auf einfache Art der benötigte höhere Druck für ..die, als
gasgenerator iUs^ebLlae te Brennkammer erzeugt wird.
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Zur Lösung dieser Aufgäbe wird vorgeschlagen, daß in Strömungsrichtung
des Gases gesehen vor der als Spaltgasgenerator ausgebildeten Brennkammer ein Zusatzverdichter angeordnet
ist, der einen höheren Druck der Verbrennungsluft als der
erste Verdichter erzeugt. -
Bei einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist
der Zusatzveöiehter mit dem Ausgang des ersten Verdichters
verbunden, so daß ihm bereits verdichtete Luft zur weiteren Verdichtung zugeführt wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Zusatzverdichter
so ausgestaltet, daß er die ihm zugeführte Verbrennungsluft
von Normaldruck auf einen höheren Druck verdichtet als der
erste Verdichter. .
Der Zusatzverdichter ist vorzugsweise mit der Abgasleitung
derart verbunden, daß er periodisch oder kontinuierlich einen Teil der Abgase ansaugt.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der Mgur näher
erläutert werden, die eine schematische Anordnung einer erfindungsgemäßen
Gasturbine zeigt.
In der Figur ist mit 2 ein Verdichter bezeichnet, der die ihm bei 1 zugeführte Frischluft auf einen bestimmten Druck verdichtet. Diese verdichtete Luft wird über eine Rohrleitung
einer Nachbrennkammer 3 zugeführt, und anschließend in einer
Entspannungsturbine 4 entspannt. Die Abgase der Turbine werden durch eine Abgasleitung 5 an die Umwelt abgegeben.
Mit 6 ist die als Spaltgasgenerator ausgeführte Brennkammer der Turbine bezeichnet, in der eine oder mehrere vorzugsweise
katalysatorhaltige Sinterlochsteine enthalten sind. Die Brennkammer
6 ist durch eine Leitung 12 an die Nachbrennkammer--J>'-~
angeschlossen. Der Brennkammer 6 muß nun ein Teil der Luft
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mit einem höheren Druck als der vom Verdichter 2 erzeugte
Druck zugeführt werden. Zu diesem Zweck ist ein Zueatzverdichter 7 vorgesehen, der beispielsweise durch eine Leitung 9
an die Ausgangsleitung 8 des Verdichters 2 angeschlossen ist. In diesem Fall wird dem Zusatzverdichter 7 bereits komprimierte
Luft zugeführt, die er auf einen höheren Druck verdichtet, um ihn anschließend an die als Spaltgasgenerator ausgebildete
Brennkammer 6 abzugeben.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dem Zusatzverdichter direkt Frischluft von Normaldruck zuzuführen, wie es durch die gestrichelte Linie 10 dargestellt ist,
wobei er komprimierte Luft mit einem höheren Druck als der vom Verdichter 2 erzeugte Druck an die Brennkammer 6 abgibt.
In beiden Fällen ist es vorteilhaft, der Brennkammer periodisch oder kontinuierlich einen Teil der Abgase wieder zuzuführen.
Beim letzteren Ausführungsbeispiel geschieht dies durch die gestrichelt dargestellte Leitung 11, durch welche die Abgasleitung
5 mit dem Zusatzverdichter verbunden iat.
In der Brennkammer 6 wird eine katalytische Teilverbrennung
mit dem Ziel geführt, ein brennbares Gas mit einem Überdruck zu erzeugen, der benötigt wird, um das so erzeugte Gas mit
der vom Verdichter 2 komprimierten Luft in der Nadabrennkammer
3 vollständig zu verbrennen. Da die für die Teilverbrennung in der Brennkammer 6 benötigte Luft nur ca. 5 bis 30 # der für
den Betrieb der Gasturbine erforderlichen Gesamtluftmenge
beträgt, eignet sich als Zusatzverdichter 7 z.B. ein drehendes
System, wie ein Wankelverdichter oder ein Ringschieberverdichter oder ein spezielles Hochdruckringgebläse.
4 Patentansprüche
1 Figur
1 Figur
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Claims (4)
- VPA 72/7580.5 -Patentansprüche\1JGasturbine mit gleichmäßiger, vollständiger Verbrennung des ihr zugeführten Brennstoffes und dadurch geringer Schadstoffemission, bestehend aus einem Verdichter, einer als Spaltgasgenerator ausgebildeten Brennkammer, einer Nachbrennkammer und einer Entspannungsturbine, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung des Gases gesehen vor der als Spaltgasgenerator ausgebildeten Brennkammer ein Zusatzverdichter angeordnet ist, der einen höheren Druck der Verbrennungsluft als der erste Verdichter erzeugt. '
- 2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß der Zusatzverdichter mit dem Ausgang des ersten Verdichters verbunden ist, so daß ihm bereits verdichtete Luft zur weiteren Verdichtung zugeführt wird.
- 3. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzverdichter so ausgestaltet ist, daß er die ihm zugeführte Verbrennungsluft von Normaldruck auf einen höheren Druck als der erste Verdichter verdichtet.
- 4. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzverdichter mit der Abgasleitung derart verbunden ist, daß er periodisch oder kontinuierlich einen Teil der Abgase zusätzlich zur Verbrennungsluft ansaugt.409824/0199Leerseite
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DE2260515A1 true DE2260515A1 (de) | 1974-06-12 |
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ID=5864066
Family Applications (1)
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JP (1) | JPS4987906A (de) |
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FR (1) | FR2209892B3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3043698A1 (de) * | 1979-11-24 | 1981-06-11 | Rolls-Royce Ltd., London | Doppelbrennstoffsystem fuer gasturbinentriebwerke |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19521308A1 (de) * | 1995-06-12 | 1996-12-19 | Siemens Ag | Gasturbine zur Verbrennung eines Brenngases |
BE1011844A6 (fr) * | 1998-03-19 | 2000-02-01 | Oxipar Sprl | Topping de turbines a gaz existantes. |
-
1972
- 1972-12-11 DE DE19722260515 patent/DE2260515A1/de active Pending
-
1973
- 1973-12-10 FR FR7343984A patent/FR2209892B3/fr not_active Expired
- 1973-12-11 JP JP14115273A patent/JPS4987906A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3043698A1 (de) * | 1979-11-24 | 1981-06-11 | Rolls-Royce Ltd., London | Doppelbrennstoffsystem fuer gasturbinentriebwerke |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4987906A (de) | 1974-08-22 |
FR2209892B3 (de) | 1976-10-15 |
FR2209892A1 (de) | 1974-07-05 |
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