DE852785C - Power plant with a multi-stage hot gas turbine - Google Patents

Description

Kraftanlage mit einer mehrstufigen Heißgasturbine Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftanlage mit einer mehrstufigen Heißgastutlbine und einem befeuerten Erhitzer für da: gasförmige Arbeitsmittel, insbesondere einen Lufterhitzer für Turbinen mit mehreren Druckstufen, in dem eine einzige Feuerung mehrere Arbeitsmittelströme unterschiedlichen Arbeitsdruckes aufheizt.Power plant with a multistage hot gas turbine The invention relates on a power plant with a multi-stage hot gas tube and a fired Heater for there: gaseous working media, especially an air heater for turbines with several pressure levels in which a single furnace has several working medium flows different working pressure.

Für die Luftturbinen kommt es darauf an, daß ihnen, trotz unterschiedlicher Belastung, das Arbeitsmittel mit gleichbleibenden Temperaturen zugeführt wird. Obwohl feuerungsseitig sich dafür die Voraussetzungen durch den unterschiedlichen Belastungen entsprechende Zumessung des Brennstoffes schaffen lassen, wird insbesondere bei der Verfeuerung von Kohle das angestrebte Ziel nicht erreicht, da mit Änderung der Feuerraumbelastung, z. B. durch auftretende Verschlackung der Heizflächen od. dgl., die Wärmeaufnahme der unterschiedlichen Heizflächengruppen bzw. der durch sie beheizten, im Arbeitsdruck unterschiedlichen Arbeitsmittelströme sich ändert.For the air turbines it is important that they, despite different Load that the work equipment is supplied with at constant temperatures. Even though On the combustion side, the prerequisites for this are due to the different loads Create appropriate metering of the fuel, is particularly in the burning of coal does not achieve the desired goal, since with a change in the Combustion chamber load, e.g. B. od due to slagging of the heating surfaces. the heat absorption of the different heating surface groups or those heated by them, different working medium flows in the working pressure changes.

Nach der Erfindung werden diese Mängel für die Turbinen weitgehend dadurch ausgemerzt, daß die Arbeitsmittelströme unterschiedlichen Arbeitsdruckes zur Wärmeabgabe aneinander in einem Wärmeaustauseher gekoppelt werden. Hierbei wird das Zuviel der Wärmeaufnahme des einen Arbeitsmittelstromes im Erhitzer an den anderen Arbeitsmittelstrocn abgegeben und dessen Zuwenig ausgeglichen.According to the invention, these deficiencies for the turbines are largely eliminated eliminated by the fact that the working medium flows of different working pressure be coupled to each other in a heat exchanger for heat dissipation. Here is the too much heat absorption of one working medium flow in the heater to the other Arbeitsmittelstrocn delivered and its insufficient compensated.

Erfindungsgemäß wird der Wärmeaustauscher in die Arbeitsmittelströme nach deren CTesamterhitzung bzw. vor ihrem Eintritt in die Luftturbinen geschaltet. Anstatt an dieser Stelle oder neben dem Wärmeaüstauscher an dieser Stelle können erfindungsgemäß ein oder beide Ar'beitsm,ittelströme unterschiedlichen Arbeitsdruckes im Erhitzer in mindestens zwei Heilzflächenteile aufgeteilt und der Wärmeaustauscher zwischen beide Heizflächenteile geschaltet werden.According to the invention, the heat exchanger is in the working medium flows switched after their total heating or before their entry into the air turbines. Instead of at this point or next to the heat exchanger on this According to the invention, one or both work flows can be different Working pressure in the heater divided into at least two healing surface parts and the Heat exchangers can be connected between both heating surface parts.

Weiterhin wird nach der Erfindung die Unterteilung der Heizflächen derart getroffen, daß im Normalbetriebsfall die Endtemperaturen der Arbeitsmittelströme unterschiedlichen Arbeitsdruckes der für jeden Strom verlangten Temperatur entsprechen. Der oder die Wärmeaustauscher brauchen daher in ihren Heizflächen nur so groß ausgelegt zu wenden, das @dde bei Laständerungen im Betrieb auftretenden unterschiedlichen Erhitzungen ausgeglichen werden können.Furthermore, according to the invention, the subdivision of the heating surfaces taken in such a way that in normal operation the final temperatures of the working medium flows different working pressure correspond to the temperature required for each stream. The heat exchanger or heat exchangers therefore only need to be designed so large in terms of their heating surfaces to apply, the @dde in the event of load changes occurring during operation Heating can be compensated.

Schließlich werden erfindungsgemäß Einrichtungen angewendet, mit Hilfe derer der oder die Wärmeaustauscher von dem einen oder aber von mehreren Arbeitsmittelströmen ganz oder teilweise umgangen werden können.Finally, according to the invention, devices are applied with the aid the one or more heat exchangers from the one or more working medium flows can be bypassed in whole or in part.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem schematischen Ausführungsbeispiel bei einer Luftturbine mit zwei Druckstufen dargestellt.In the drawing, the object of the invention is in a schematic Embodiment shown in an air turbine with two pressure levels.

Die Hochdruckturbine i und die Niederdruckturbirie 2 treiben mit ihrer Welle 3 den Luftverdichter 4 und den Generator 5. Der Erhitzer besteht aus einem Gehäuse 6, das am linken Ende die Flamme des aus der Leitung 7 ankommenden Brennstoffes, die Rohrsysteme 8 bis i i und gegebenenfalls einen Erhitzer i2 für Verbrennungsluft od. dgl. einschließt und am anderen Ende die Verbrennungsgase an den Saugzug 13 bzw. den Kamin 14 abgibt. Die im Verdiehter4 komprimierte Luft wird in einem System aus schlangenförmig gewundenen Rohren 8 von den Rauchgasen teilweise erhitzt und an den Wärmeaustapscher 15 abgeleitet. Aus diesem gelangt sie in das schraubenförmig gewundene Rohr g, in dem sie weiter erliitzt wird, und schließlich in die Hochdruckturbine i. Die hier zum Teil entspannte Luft strömt in das System der Schlangenrohre io, wird' in ihm erneut erhitzt und anschließend auf die andere Seite der Heizfläche 16 des Wärmeaustauschers 15 geleitet. Von hier wird sie durch das schraubenförmig gewundene Rohr i i geführt, dabei weiter erhitzt und gelangt in die Niederdruckturbine 2, aus der sie nach restlicher Entspannung zu neuem Kreislauf dem Verdichter 4 zuströmt. Durch öffnen des Ventils 18 in der Leitung 17 kann ein Teil der Niederdruckluft aus dem Rohrsystem io in das Schraubenrohr i i abgelassen werden, ohne daß dieser Anteil der Luft am Wärmeaustausch im Wärmeaustauscher 15 teilnimmt. Dasselbe kann für die Hochdruckluft mit der Leitung i9 .bzw. deren Ventil 2o durchgeführt werden.. An .Stelle oder aber trotz des zwischen zwei Heizflächenteilen eines Arbeitsmittelstromes geschalteten Wärmeaustauschers kann, wie bei 21 angedeutet, der Wärmeaustauscher samt seiner Umgehungsleitungen und Ventile hinter den Bereich vollendeter Aufheizung der Arbeitsmittelströme geschaltet w@°rden.The high pressure turbine i and the low pressure turbine 2 drive with their Shaft 3 the air compressor 4 and the generator 5. The heater consists of one Housing 6, the left end of the flame of the incoming fuel from line 7, the pipe systems 8 to i i and optionally a heater i2 for combustion air or the like and at the other end the combustion gases to the induced draft draft 13 or the chimney 14 gives off. The compressed air in the compressor4 is in a system partially heated by the flue gases from the serpentine pipes 8 derived to the heat exchanger 15. From this it gets into the helical shape coiled pipe g, in which it is further cut, and finally into the high-pressure turbine i. The air, which is partly relaxed here, flows into the system of coiled pipes io, is' heated again in it and then on the other side of the heating surface 16 of the heat exchanger 15 passed. From here it becomes helical through that winding pipe i i guided, further heated and passed into the low-pressure turbine 2, from which it flows to the compressor 4 after the rest of the relaxation to form a new circuit. By opening the valve 18 in the line 17, some of the low-pressure air be drained from the pipe system io into the screw pipe i i without this Share of the air in the heat exchange in the heat exchanger 15 takes part. Can do the same for the high pressure air with the line i9. or. whose valve 2o are carried out .. In place of or in spite of the flow of working medium between two heating surface parts Switched heat exchanger can, as indicated at 21, the heat exchanger including its bypass lines and valves behind the area of complete heating the working medium flows would be switched.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Kraftanlage mit einer mehrstufigen Heißgasturbine und einem befeuerten Erhitzer für das gasförmige Arbeitsmittel, in dem eine einzige Feuerung mehrere Arbeitsmittelströme unterschiedlichen Arbeitsdruckes aufheizt, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsmittelströme unterschiedlichen Arbeitsdruckes zur Wärmeabgabe aneinander in einem Wärmeaustauscher gekoppelt sind. PATENT CLAIMS: i. Power plant with a multi-stage hot gas turbine and a fired heater for the gaseous working medium, in which a single Firing heats up several working medium flows with different working pressures, characterized in that the working medium flows of different working pressure are coupled to each other in a heat exchanger for heat dissipation. 2. Kraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher in die Arbeitsmittelströme nach deren Gesamterhitzung bzw. vor Eintritt in die Turbinen geschaltet ist. 2. Power plant according to claim i, characterized in that the heat exchanger is in the working medium flows is switched after their overall heating or before entering the turbines. 3. Kraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Arbeitsmittelstrom am Erhitzer in mindestens zwei Heizflächenteile aufgeteilt und der Wärmeaustauscher zwischen beide Heizflächenteile geschaltet ist. 3. Power plant according to claim i, characterized in that a working medium flow on the heater divided into at least two heating surface parts and the heat exchanger is connected between both heating surface parts. 4. Kraftanlage nach den Ansprüchen i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere ArbeitsmittelstrÖme unterschiedlichen Arbeitsdruckes am Erhitzer je in mindestens zwei Heizflächenteile aufgeteilt sind und der Wärmeaustauscher zwischen je beide Heizflächenteile mindestens zweier Arbeitsmittelströme geschaltet ist. 4. Power plant according to the claims i and 3, characterized in that several working medium flows are different Working pressure on the heater are each divided into at least two heating surface parts and the heat exchanger between each of the two heating surface parts at least two working medium flows is switched. 5. Kraftanlage nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilung derart getroffen ist, daß im Normalbetriebsfall die Endtemperaturen der Arbeitsmittelströme unterschiedlichen Arbeitsdruckes der für jeden Strom verlangten Temperatur enbsp redhen. 5. Power plant according to claims 1, 3 and 4, characterized in that that the subdivision is made in such a way that in normal operation the final temperatures of the working medium flows of different working pressures required for each flow Temperature enbsp redhen. 6. Kraftanlage nach den Ansprüchen 1, 2, 3 und gegebenenfalls :4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Arbeitsmittelströme sowohl nach deren Gesamterhitzung als auch zwischen zwei Heizflächenteile eines Arbeitsmittelstromes je ein Wärmeaustauschergeschaltet ist. 6. Power plant according to claims 1, 2, 3 and optionally : 4, characterized in that in the working medium flows both after their total heating as well as a heat exchanger each connected between two heating surface parts of a working medium flow is. 7. Kraftanlage nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen angeordnet sind, mit Hilfe derer der oder die Wärmeaustauscher von dem einen oder aber von mehreren Arbeitsmittelströmen ganz oder teilweise umgangen werden können.7. Power plant according to claims i to 5, characterized in that devices are arranged, with the help of which the or the heat exchanger of the one or but can be bypassed in whole or in part by several working medium flows.