DE847455C

DE847455C - Verfahren zur Entfernung von Verkohlungsrueckstaenden an einem rotierenden Regenerativ-Waermeaustauscher und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE847455C
Application number: DEP3639A
Authority: DE
Inventors: John Forster Alcock
Original assignee: Power Jets Research and Development Ltd
Current assignee: Power Jets Research and Development Ltd
Priority date: 1946-02-04
Filing date: 1950-09-26
Publication date: 1952-08-25
Also published as: CH265952A; NL72079C

Description

Verfahren zur Entfernung von Verkohlungsrückständen an einem

r@>tlerPll(@E'fl Regenerativ-Wärmeaustauscher und Einrichtung zur

Durchführung des Verfahrens

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Wirkungsgrad (d. h. das Verhältnis der tatsächlich übertragenen Wärme zum theoretisch möglichen Maximum) mit minimalen, Gasreibungsverlusten erreicht werden kann.

lies hat jedoch den Nachteil, daß, wenn die 14eizgase feste Stoffe oder kondensierbare Substanzen enthalten, die von unvollständiger Verbrennung herrühren, diese Stoffe dazu neigen, sich in einer der Temperaturzonen, im allgemeinen in den kühleren Bereichen, abzulagern oder zu kondensieren.
Die typischen Feststoffe der Abgase, wie Teersubstanzen, die durch unvollständige Verbrennung gebildet werden., neigen infolgedessen zur Abscheidung an den Wärmeaustausch.elementen, da letztere nie genügend hoch erhitzt werden, um die Abscheidungen wegzubrennen oder zu verdampfen. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Entfernung von Verkohlungsrückständen an einem rotierenden Regenerativ-Wärmeaustauscher zeitweise die Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Elementes des Wärmeaustauschers herabgesetzt. Die ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist ein Wechselgetriebe auf, welches ermöglicht, die Rotationsgeschwindigkeit des rotierendem Elementes zu verändern, um gewünschtenfalls die Dauer, während welcher ein Wärmeaustauschelement den heißen und kalten Arbeitsmitteln ausgesetzt ist, beträchtlich erhöhen zu können, wodurch die Allagerungen weggebrannt werden. Diese Veränderung kann in Abhängigkeit von einer oder mehreren Arbeitsbedingungen erfolgen. An Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung bei einer Gasturbinenanlage darstellt, wird das Verfahren beispielsweise erläutert.
Gemäß der Zeichnung besitzt eine Gasturbinenanlage einen Luftkompressor 41 zur Förderung von 1_uft durch einen rotierenden Regenerativ-Wärmeaustauscher I hindurch zu den Brennkammern 42, in welchen mittels Brenner 43 eingespritzter BreiiII-stoff verbrannt wird. -Beim Betrieb der Anlage treiben die heißen Verbrennungsgase eine Turbine 44, die ihrerseits zum Antrieb des Kompressors 4I dient, worauf die Verbrennungsgase durch ein Abgasrohr 45 strömen. \'on diesem Rohr 45 führt eine Abzweigung 46 zum \'%'ärmeaustauscher I. Nach dem Passieren des Wärmeaustauschers r strömen die heißen Gase durch eine Leitung47 zum Auspuff; der Strömungsweg der abgezweigten Gase ist in der Zeichnung durch gestrichelte Pfeile dargestellt.
Das rotierende Element des Wärmeaustauschers i ist durch einen Elektromotor 5o über ein Wechselgetriebe 49 und eine Welle 2 antreibbar. Das Wechselgetriebe 49 ist durch ein Relais 5 1 steuerbar, das mittels eines Zeitschalters 52 derart zu betätigen ist, daß die Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Elementes des Wärrmeaustauschers r während einer gegebenen Zeitspanne in vorbestimmten Intervallen herabgesetzt werden kann.
Normalerweise wird ein größeres Übersetzungsverhältnis verwendet, das so gew:ihlt wird, claß der Betrieb mit möglichst gutem Wirkungsgrad erfolgt. Will man aber die abgeschiedenen Stoffe entfernen, so verwendet man ein kleineres Cbersetzungsverhältnis von z. B. einem Zwanzigstel des normalen. Bei einem Gasturbinenwärmeaustauscher wird dann jeder Teil des M'ärmeaustauschelementes so lange den heißen Gasen ausgesetzt, daß er vollkommen durcherhitzt Nvird, wodurch die Abscheidungen verdampfen oder weggebrannt werden.
Während der entsprechend langsamen Behandlung mit den kalten Gasen wird das Wärmeaustauschelement wieder vollständig gekühlt, und der dadurch bedingte große Temperaturunterschied begünstigt das Absplittern etwa noch zurückgebliebener Abscheidungen infolge der l,.xpansionsunterschiede.
Durch die Anwendung mehrerer Übersetzungsverhältnisse kann auch die langsamere Umlaufsgeschwindigkeit veränderlich einstellbar gemacht werden, was eine Anpassung an die verschiedene Art und den verschiedenen Umfang der Abscheidungen verschiedener Brennstoffe ermöglicht.
Die Umschaltung von normalem Lauf zum langsamen Lauf und umgekehrt kann von Hand erfolgen. sobald das Verhalten des @\'ärtneattstauschers anzeigt, daß dies erforderlich ist. Sie kann aber auch selbsttätig durch Mittel erfolgen, die in Abhängigkeit vom Laufweg gesteuert werden (z.13. nach einer bestimmten Anzahl Umdrehungen, die von einem Zähler registriert werden) oder von der Laufzeit (z. B. nach so vielen Stunden, als von einer von der Maschine angetriebenen Uhr angezeigt werden) oder vom Grade der Verstopfung des Wärmeaustauschers (z.13. durch :Mittel, welche durch die Widerstandszunahme des Gasstromes im Wärmeaustauschelement betätigt werden).
Wenn der Austausch-er bei langsamer Umlaufgeschwindigkeit entkohlt wird, ist sein Wärmeaustauschgrad gering, was zu einer Herabsetzung der Turbinenleistung der Gasturbinenanlage führt. Um diesen Abfall zu kompensieren, kann die Möglichkeit vorgesehen sein, in den Verbrennungskammern der Gasturbine zusätzlichen Brennstoff zu verbrennen, um den Kraftverlust auszugleichen. Die Steuerung dieser zusätzlichen Brennstoffzufuhr kann mit dem Geschwindigkeitswecliselgetriebe verbunden sein. Die Breluistoffzufuhr zu den Verbrennungskammern kann aber auch mit einem Geschwindigkeitsregler oder einem Leistungsregler kombiniert sein, wobei die erli<ihte Brennstoffzufuhr selbsttätig ohne zusätzliche Kontrolle erfolgt.

Claims

PATEN TANSPRÜCIIE: I. Verfahren zur Entfernung von V erkolllungsrückständen an einem rotierenden Regenerativ-Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß zeitweise die Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Elementes des Wärmeaustauschers herabgesetzt wird.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, gekennzeichnet durch ein Wechselgetriebe zum Antrieb des rotierenden Elementes des Wärmeaustauschers mit verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel zur selbsttätigen Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des. rotierenden Elementes in Abhängigkeit von einem Betriebszustand. .
4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel zur Betätigung des Wechselgetriebes während einer gegebenen Zeitspanne in vorbestimmten Zeitabständen.