DE933363C - Rotary sluice arrangement for gas turbine systems - Google Patents

Description

Zellenradschleusenanordnung für Gasturbinenanlagen Das Patent 932 041 behandelt eine Zellenradschleusenanordnung für Gasturbinenanlagen mit zwei- oder mehrstufiger thermischer Aufheizung und Wärmeentzug bei konstantem Druck nach der Aufheizung. Das Schleusengehäuse umgibt allseitig das Zellenrad. Im geschlossenen Gehäuse sind Wärmetauscherkammern mit innenseitigen, etwa axialen Verbindungen von und zu den Zellen des Rades vorgesehen. Ein Teil der für den Betrieb notwendigen Wärme wird über den als Zellenschleuse ausgebildeten Wärmetauscher zugeführt.Rotary valve assembly for gas turbine systems Patent 932 041 deals with a rotary valve arrangement for gas turbine systems with two or multi-stage thermal heating and heat extraction at constant pressure the heating. The lock housing surrounds the cell wheel on all sides. In closed Housings are heat exchanger chambers with internal, approximately axial connections of and provided to the cells of the wheel. A part of the necessary for the operation Heat is supplied via the heat exchanger designed as a cell lock.

Die Wärmezufuhr wurde durch die Wände der Zellenschleuse vorgenommen, und zwar sowohl durch die feststehenden als auch durch die rotierenden Wände. Das aufzuheizende Gas wurde aber immer nur einem, wenn auch vielfach unterteilten Raum zugeführt, und es hatte nur wenige Dichtkanten gegen den ganzen Druck abzudichten.The heat was supplied through the walls of the cell lock, both through the fixed and rotating walls. That However, the gas to be heated was only ever in one room, albeit one that was divided into multiple sections fed, and it had only a few sealing edges to seal against the entire pressure.

Der Dichtspalt hatte eine hohe Belastung, und dieser Mangel soll durch die Erfindung vermieden werden. Die Lösung dieser Aufgabe liegt darin, daß die zur Führung des Gasstromes in die Schleusenkammern eingebauten Wände eine größere Breite als die Schleusenzellen erhalten, so daß beim Vorbeigang des Schleusenrades an der Wand immer eine Schleusenzelle ganz abgedeckt wird. Es tritt dann eine Unterteilung des Drucksprunges in der Kammer selbst ein, und zwar in der Weise, daß in jedem Einzelraum ein Druckanstieg verhältnisgleich der in ihm auf das Gas übertragenen Wärme stattfindet. .The sealing gap had a high load, and this deficiency is supposed to be through the invention can be avoided. The solution to this problem is that the for Guiding the gas flow in the lock chambers built walls a larger width received as the lock cells, so that when passing the lock wheel on the Wall always a lock cell is completely covered. A subdivision then occurs of the pressure jump in the chamber itself, in such a way that in each Individual room a pressure increase in proportion to that transferred to the gas in it Heat takes place. .

Ebenso wie bei dem Wärmetauscher kann auch in der Brennkammer eine stufenweise Beheizung vorgenommen werden, wodurch auch in der Brennkammer die zu erwartenden Dichtungsschwierigkeiten herabgesetzt werden. Es kann z. B. für jeden Raum ein Brenner vorgesehen werden oder aber auch der Ausbrand eines Brenners auf mehrere Kammern durch Unterteilung des Brennraumes verteilt-werden.As with the heat exchanger, a step-by-step heating can be carried out, whereby the too in the combustion chamber expected sealing difficulties can be reduced. It can e.g. B. for everyone Space a burner can be provided or the burnout of a burner several chambers can be distributed by dividing the combustion chamber.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem schematischen Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Schnitt durch eine Wärmetauscherkammer nach Linie I-I der Abb. 2 und Abb.. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Abb. i bei abgewickeltem Zellenrad.In the drawing, the subject of the invention is in a schematic Embodiment shown, namely Fig. I shows a section through a Heat exchanger chamber along line I-I of Fig. 2 and Fig. 2 a section after Line II-II of Fig. I with the cell wheel unwound.

Das Zellenrad i ist auf der Welle 2 angeordnet. Das Zellenrad besitzt an seinemUmfang Kammern 3, die in einem Schleusengehäuse q. umlaufen. Das Schleusengehäuse 4 umgibt das Zellenrad i allseitig. Es besitzt außenseitig axiale Eintrittsöffnungen 5 für die vom Verdichter kommende Luft und entsprechende Austrittsöffnungen 6 für das Arbeitsgas.The bucket wheel i is arranged on the shaft 2. The bucket wheel owns on its circumference chambers 3, which q in a lock housing. circulate. The lock housing 4 surrounds the cellular wheel i on all sides. It has axial inlet openings on the outside 5 for the air coming from the compressor and corresponding outlet openings 6 for the working gas.

Das Schleusengehäuse q. enthält eine Brennkammer 7a, 7b, die durch Zwischenwände 7, aufgeteilt ist. Weiter sind Wärmetauscherkammern 8, 9 vorteilhaft zu beiden Seiten der Brennkammer vorgesehen. Zwischen den Wärmetauscherkammern sind die Zwischenwände io vorhanden, die das von der Schleuse in die Kammern geförderte Gas zwingen, einen vorgeschriebenen Weg zwischen dein Kammereintritt und dem Kammeraustritt zurückzulegen. Auf diesem Wege werden die Gase wiederholt an den Wänden des Schleusenrades i, 3 vorbeigeführt.The lock housing q. contains a combustion chamber 7a, 7b which is divided by partition walls 7 . Furthermore, heat exchanger chambers 8, 9 are advantageously provided on both sides of the combustion chamber. Between the heat exchanger chambers there are partition walls which force the gas conveyed into the chambers by the sluice to cover a prescribed path between the chamber inlet and the chamber outlet. In this way, the gases are repeatedly led past the walls of the lock wheel i, 3.

Die zur Führung des Gasstromes in die Schleusenkammer eingebauten Zwischenwände io und die zwischen den unterteilten Brennkammern vorgesehenen Wände 7, haben eine größere Breite als die Schleusenzellen 3, so daß. beim Vorbeigang des Schleusenrades an diesen Wänden immer eine Schleusenzelle ganz abgedeckt wird, wodurch eine Unterteilung des Drucksprunges in den Kammern selbst eintritt. In jedem Einzelraum wird daher der Druckanstieg verhältnisgleich der in ihm auf das Gas übertragenen Wärme.The ones built into the lock chamber to guide the gas flow Partition walls io and the walls provided between the divided combustion chambers 7, have a greater width than the lock cells 3, so that. when passing of the lock wheel, one lock cell is always completely covered on these walls, whereby a subdivision of the pressure jump occurs in the chambers themselves. In each The pressure increase is therefore proportional to that transferred to the gas in the individual room Warmth.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Zwischenwände wird die hohe Belastung des Dichtspaltes vermieden, und es wird verhindert, daß nur wenige Dichtkanten gegen den ganzen Druck abdichten müssen: Die Dichtungsschwierigkeiten gelten im wesentlichen nur für den Gaseintritt 5 und die folgenden Zellenkammern. Nach Erreichen des höchsten Druckes in den Brennkammern werden die Heißgase einer Turbine oder einer anderen Arbeitseinrichtung zugeführt, verlassen also das Zellenrad schon mit vollem Druck. Es genügt daher, wenn eine Zellenradseite abgedeckt ist, während die andere Zellenradseite Öffnungen zu den Arbeitsmaschinen hin aufweist, so daß die Kammern des Zellenrades selbst bei Ankunft vor den Ein- und Auslaßöffnungen 5 und 6 bereits drucklos geworden sind. Somit ist es nicht notwendig, besondere Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, um den Übergang von hohen Druckgasen aus der Brennkammer 7b nach den Abschnitten 5 und 6 zu verhindern.The inventive arrangement of the partition walls is the high Avoid loading the sealing gap, and it is prevented that only a few sealing edges have to seal against the full pressure: The sealing difficulties apply in essential only for the gas inlet 5 and the following cell chambers. After reaching the highest pressure in the combustion chambers are the hot gases of a turbine or fed to another work device, so leave the cellular wheel with it full pressure. It is therefore sufficient if one cell wheel side is covered while the other cell wheel side has openings to the working machines, so that the Chambers of the bucket wheel even upon arrival in front of the inlet and outlet openings 5 and 6 have already become depressurized. Thus, it is not necessary to take any special precautions to meet the transition of high pressure gases from the combustion chamber 7b to the Sections 5 and 6 to prevent.

Im Ausführungsbeispiel sind zwei Dichtungskammern 9 im Anschluß an die Brennkammern 7a, 7b dargestellt. Der Auslaß 6 könnte aber unmittelbar auf die letzte Brennkammer 7b an Stelle der Kammer 9 folgen.In the exemplary embodiment, two sealing chambers 9 are connected to the combustion chambers 7a, 7b shown. The outlet 6 could, however, directly to the The last combustion chamber 7b follows in place of the chamber 9.

Die bei 5 ,eintretende vorverdichtete Luft gelangt über die Zellen 3 des Schleusenrades i in Pfeilrichtung i I durch die erste Wärmetauscherkammer 8 und wird durch die Wände dieser Kammer und die Zellenradwände vorgewärmt, um dann nach Durchlauf der verschiedenen Kammern in die Brennkammer 7" zu gelangen. Die angedeuteten Pfeile geben den Weg der Gase zu erkennen.The pre-compressed air entering at 5 passes through the cells 3 of the sluice wheel i in the direction of arrow i I through the first heat exchanger chamber 8 and is preheated by the walls of this chamber and the cellular wheel walls to then to get into the combustion chamber 7 ″ after passing through the various chambers The indicated arrows indicate the path of the gases.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Zellenradschleusenanordnung für Gasturbinenanlagen mit zwei- oder mehrstufiger thermischer Aufheizung und Wärmeentzug bei konstantem Druck nach der Aufheizung, bei der das Zellenrad von einem Schleusengehäuse allseitig umgeben ist, welches Wärmetauscherkammern mit innenseitigen, etwa axialen Verbindungen von und zu den Zellen des Rades aufweist, nach Patent 932 041, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Führung des Gasstromes (i i) in die Schleusenkammern eingebauten Wände (io) eine größere Breite als die Schleusenzellen (3) besitzen, so daß beim Vorbeigang des Schleusenrades (i) an den Wänden (i0) immer eine Schleusenzelle (3) ganz abgedeckt ist. PATENT CLAIMS: i. Rotary lock arrangement for gas turbine systems with two or more stage thermal heating and heat extraction at constant Pressure after heating, with the cell wheel from a lock housing on all sides is surrounded, which heat exchanger chambers with internal, approximately axial connections from and to the cells of the wheel, according to patent 932 041, characterized in that that the walls built into the lock chambers to guide the gas flow (i i) (io) have a greater width than the lock cells (3), so that when passing of the lock wheel (i) always has a lock cell (3) completely covered on the walls (i0) is. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammern (7a, 7b) durch die Zwischenwände (7,) in mehrere Räume unterteilt sind und die Wände eine solche Breite besitzen, daß beim Vorbeigang des Schleusenrades an den Wänden immer eine Schleusenzelle ganz abgedeckt ist.2. Arrangement according to claim i, characterized in that the combustion chambers (7a, 7b) are divided into several rooms by the partition walls (7,) and the walls have such a width that when passing the lock wheel on the walls always one lock cell is completely covered.