DE441683C - Method for operating gas turbines - Google Patents

Description

Verfahren zum Betrieb von Gasturbinen. Die Erfindung bezieht sich auf ein -Verfahren zum Betrieb von Gas- bzw. kombinierten Gas- und Heißluftturbinen unter Verwendung luftgekühlter Hohlschaufeln. Bei Turbinen dieser Art ist es bekannt, Turbinenrad. und Kompressor in einem Rad zu vereinigen und die Kühlluft, während sie ihre Kühlwirkung ausübt, durch den Kompressor auf Druck zu bringen. Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, daß die Luft nach dem Verlassen des Kompressors ohne Drucksteigerung erwärmt und auf höhere Geschwindigkeit gebracht wird. Die Erwärmung erfolgt durch die Auspuffgase und weiter durch Kühlung der Verbrennungskammer. Die Luft strömt als Verbrennungsluft in die Verbrennungskammer ein, wird mit dem Brennstoff gemischt und gelangt schließlich als Verbrennungsgas in die Turbine, um die Schaufeln zu beaufschlagen.Method for operating gas turbines. The invention relates to on a method for operating gas or combined gas and hot air turbines using air-cooled hollow blades. In turbines of this type it is known Turbine wheel. and compressor to unite in one wheel and the cooling air while it exerts its cooling effect by bringing it to pressure by the compressor. The procedure according to the present invention is characterized in that the After leaving the compressor, air is heated without pressure increase and to a higher level Speed is brought. The heating takes place through the exhaust gases and further by cooling the combustion chamber. The air flows into the as combustion air Combustion chamber, is mixed with the fuel and finally arrives as combustion gas into the turbine to pressurize the blades.

Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung kann auch so ausgeführt werden, daß die vorgewärmte Luft nicht unmittelbar in die Verbrennungskammer eintritt, sondern vorher einen Luftturbinenteil des Aggregates beaufschlagt, um dann erst in die Verbrennungskammer zu strömen.The method of the present invention can also be carried out in this way ensure that the preheated air does not enter the combustion chamber directly, but previously applied to an air turbine part of the unit, only to then to flow into the combustion chamber.

Die Anordnung zur Ausübung des obengenannten Verfahrens kann so getroffen werden, daß entweder nur eine Turbinenscheibe zur Anwendung kommt, die teils von Luft und teils von Gas beaufschlagt wird, oder es können für Luft- und Gasbeaufschlagung getrennte Scheiben vorgesehen sein. Die Kompression der Luft kann ein- oder mehrstufig erfolgen.The order to carry out the above-mentioned procedure can be made in this way be that either only one turbine disk is used, which is partly from Air and sometimes gas is applied, or it can be applied for air and gas separate disks may be provided. The compression of the air can be one or more stages take place.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine schematische Ansicht einer Gasturbinenanlage.The invention is shown in the drawing, for example, and although Fig. i shows a schematic view of a gas turbine plant.

Abb. 2 ist eine entsprechende Ansicht einer kombinierten Gasheißluftturbinenanordnung. Mit Bezug auf die Abb. i ist mit 2 die auf einer Welle sitzende Turbinenscheibe bezeichnet, welche in an sich bekannter Weise Kompressorschaufeln 5 und Hohlschaufeln q. trägt. Die Hohlschaufeln werden von einem Diffusorkranz 7 umgeben. Eine Verbrennungskammer i i dient zur Erzeugung des Kraftgases.Figure 2 is a corresponding view of a combined gas hot air turbine assembly. With reference to Fig. I, 2 is the turbine disk seated on a shaft denotes which in a known manner compressor blades 5 and hollow blades q. wearing. The hollow blades are surrounded by a diffuser ring 7. A combustion chamber i i is used to generate the fuel gas.

Das Verfahren gemäß der Erfindung geht wie folgt vor sich: Bei der Drehung der Welle mit der Turbinenscheibe 2 wird durch die Kompressorschaufeln 5 Luft in Richtung des Pfeiles angesaugt und gelangt durch die Hohlschaufeln q. und den Diffusor 7 in den Wärmeaustauscher 9, der seinerseits von den Abgasen der Turbine geheizt wird. Nach dieser Erwärmung der Luft gelangt sie in einen die Verbrennungskammer i i umgebenden Mantel io. Es wird an dieser Stelle der Luft abermals Wärme zugeführt bei gleichzeitiger Kühlung der Verbrennungskammer. Die Luft strömt dann den Mantel verlassend in das Innere der Verbrennungskammer ii, wird hier mit dem Brennstoff, der aus der Leitung 12 zuströmt, gemischt und verbrannt. DieVerbrennungsgasebeaufschlagen darauf dieSchaufeln q., setzen die Turbinenscheibe :2 in bekannter Weise in Umdrehung und gelangen, wie oben beschrieben, als Abgase dann in den Wärmeaustauscher 9, von wo aus sie ins Freie abströmen.The method according to the invention proceeds as follows: In the Rotation of the shaft with the turbine disk 2 is caused by the compressor blades 5 Air is sucked in in the direction of the arrow and passes through the hollow blades q. and the diffuser 7 in the heat exchanger 9, which in turn from the exhaust gases of the turbine is heated. After the air has been heated, it enters the combustion chamber i i surrounding coat io. At this point, heat is again added to the air with simultaneous cooling of the combustion chamber. The air then flows down the mantle leaving into the interior of the combustion chamber ii, is here with the fuel, which flows in from the line 12, mixed and burned. Apply the combustion gases then the blades q., set the turbine disk: 2 in rotation in a known manner and, as described above, then enter the heat exchanger 9 as exhaust gases where they flow out into the open.

Bei der Ausübung des Verfahrens nach der Abb.2 wird die Luft nach Verlassen des Mantels der Verbrennungskammer, d. h. nachdem eine Vorwärmung durch den Wärmeaustauscher 9 und im Mantelraum io der Verbrennungskammer i i stattgefunden hat, in einen Heißluftturbinenteil geführt, -von wo aus sie nach der Arbeitsleistung in die Verbrennungskammer geleitet wird. Bei einer solchen kombinierten Gas- und Heißluftturbine sind nach dem Ausführungsbeispiel der Abb.2 zwei getrennte Turbinenräder vorgesehen, von denen das eine als Gas- 2 und das andere als Luftturbine i dient. Das Turbinenrad 2 ist mit Kompressorschaufeln 5 besetzt, ebenso wie das Luftturbinenrad i, derart, daß eine mehrstufige Kompression der Luft erfolgt.When performing the procedure according to Fig. 2, the air is after Leaving the shell of the combustion chamber, d. H. after preheating through the heat exchanger 9 and in the jacket space io of the combustion chamber i i took place has led into a hot air turbine part, -from where she after the work performance is passed into the combustion chamber. With such a combined gas and According to the exemplary embodiment in Figure 2, hot air turbines are two separate turbine wheels provided, one of which serves as a gas turbine 2 and the other as an air turbine i. The turbine wheel 2 is fitted with compressor blades 5, as is the air turbine wheel i, in such a way that a multi-stage compression of the air takes place.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betrieb von Gasturbinen mit luftgekühlten Hohlschaufeln, bei denen Turbine und Kompressor in einem Rad vereinigt sind und die Kühlluft, während sie ihre Kühlwirkung ausübt, durch den Kompressor auf Druck gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft nach Verlassen des Kompressors ohne Drucksteigerung durch die Auspuffgase und durch Kühlung der Verbrennungskammer erwärmt und dann in die Verbrennungskammer geführt wird zur Erzeugung der Treibgase für die Turbine. PATENT CLAIMS: i. Method for operating gas turbines with air-cooled hollow blades, in which the turbine and compressor are combined in one wheel and the cooling air, while it exerts its cooling effect, is pressurized by the compressor, characterized in that the air after leaving the compressor without pressure increase the exhaust gases are heated by cooling the combustion chamber and then fed into the combustion chamber to generate the propellant gases for the turbine. 2. Verfahren zum Betrieb von Gasturbinen nach Anspruch i in Kombination mit Heißluftturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Verlassen der Kompressoren ohne Drucksteigerung durch die Auspuffgase und durch Kühlung der Verbrennungskammer erwärmte Luft zunächst den Luftturbinenteil Arbeit leistend beaufschlagt und dann erst in die Verbrennungskammer geführt wird zur Erzeugung der Treibgase für die Gasturbine.2. A method for operating gas turbines according to claim i in combination with hot air turbines, characterized in that after leaving the compressors without increasing the pressure through the exhaust gases and by cooling the combustion chamber heated air is first applied to the air turbine part and then performing work is only fed into the combustion chamber to generate the propellant gases for the Gas turbine.