DEH0021453MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 10. September 1954 Bekanntgemacht am 1. März 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Gasturbine hat im allgemeinen nur dann Aussicht, in großen Zentralen, zur Erzeugung elektrischen Stromes herangezogen zu werden, wenn es gelingt, als Brennstoff mittelbar oder unmittelbar Kohle zu verwenden:. Der Druckvergaser gestattet nun die mittelbare Verwendung von Kohle. Die Druckvergasung hat außer der beachtlichen Verkleinerung der Abmessungen der Vergaser unter anderem noch den Vorteil, daß das Gas nicht verdichtet zu, werden braucht. Es kann, aus dem Gaserzeuger sogleich den Brennkammern der Gasturbinen zugeführt werden.

Normalerweise arbeiten die Gasturbinen mit einem verhältnismäßig niedrigen Druck, der jedenfalls bedeutend unter dem im Druckvergaser herrsehenden liegt. Man kann aber bekanntermaßen den Eintrittsdruck der Gasturbinen dem Druck der Druckvergaser angleichen, wenn man während der Verdichtung der Luft Zwischenkühlungen und, während der Dehnung der Verbrennungsgase Zwischenerhitzungen vorsieht.

Beim Einschleusen, des Brennstoffes in die Druckvergaser entweicht jedesmal eine nicht, ganz unbedeutende Gasmenge, die als sogenanntes Schleusengas in Gasbehältern gesammelt wird. Da dieses Gas nur Atmosphärendruck besitzt, kann es nicht ohne weiteres für die Speisung der Brennkammern der Gasturbinen verwendet werden. Die Menge des

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Schleusengases liegt immerhin in der Größenordnung von, 2% der Gaserzeugung. im Druckvergaser. Es sind nun schon Verfahren bekanntgeworden, nach denen, das Schleusengas zur Erzeugung von Vergasungsdampf oder Heißwasser verbrannt wird. Diese Verfahren, haben, jedoch verschiedene: Nachteile. ■ . ■

Die Energie des Schleusengases wird bei diesen bekannten, Verfahren nicht vollkommen, ausgenutzt.

ίο Die Druckgaserzeuger arbeiten, im allgemeinen, mit einem Druck von etwa 20 at. Der Druck des als Vergasungsmittel dienenden Dampfes muß daher etwas höher sein, als dieser Druck. Bei einem Dampfdruck von beispielsweise 25 at kann das verbrannte Schleusengas nur bis zu einem Wert, der beträchtlich über der Sättigungstemperatur des Dampfes, d. h. etwa 220° C, liegt, ausgenutzt werden.

Bei Einspritzung von Heißwasser in. die im Wärmeaustauscher strömende Luft kann insbesondere nach. Abstellen der Gasturbinenanlage Wasser kondensieren,. Um die Bildung von Rost im Wärmeaustauscher zu verhindern, muß also bei Wassereinspritzung rostsicherer, d. h. wesentlich teurerer

^a5 Werkstoff verwendet werden.

Nach der Erfindung wird nun das Schleusengas in einem Injektor, der vom. Druckgas des Druckvergasers beaufschlagt wird, verdichtet und als Brenngas in. eine Brennkammer, vorzugsweise in die Niederdruckbrennkammer, eingeführt.

Auf diese Weise wird die Energie des Schleusengases restlos mit dem geringsten Aufwand in den Gasturbinenprozeß eingeführt. Gasturbinenanlagen mit Druckvergaser sind immerhin verhältnismäßig umfangreich. Man muß daher bestrebt sein, jede Verbesserung dieses Systems mit den einfachsten Mitteln, durchzuführen. Dies gilt in ganz besonderem Maße bei der Verwertung des Schleusengases, da die relativ geringe Menge des Schleusengases einen großen apparatjven Aufwand wirtschaftlich nicht rechtfertigen würde. . In der Abbildung ist. eine Gasturbinenanlage mit Druckvergaser, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, schematisch dargestellt. Der Verdichter 1 saugt bei 2 aus der Atmosphäre Luft an und drückt sie über den Zwischenkühler 3. zum Verdichter 4. Von hier wird sie über einen zweiten Zwischenkühler 5 zum Verdichter 6, weiter über einen dritten Zwischenkühler 7 zum Verdichter 8 geleitet. Nach Austritt aus dem Verdichter 8 strömt sie über den Wärmeaustauscher 9 zur HD-Brennkammer 10. Durch Verbrennung von. Gas werden hier Verbrennungsgase erzeugt, die die HD-Turbine . 11 beaufschlagen. Die Turbine 11 treibt die beiden Verdichter 6 und 8 an. Die teilweise entspannten Verbrennungsgase gelangen dann zur Zwischenbrennkammer 12, in, der durch zusätzliche Verbrennung von Gas die Temperatur der Verbrennungsgase wieder auf etwa den gleichen Wert wie vor der Turbine 11 gebracht wird. Mit diesen. Verbrennungsgasen, wird die MD-Turbine 13 beaufschlagt, die die beiden. Verdichter 1 und 4 antreibt. Die aus der Turbine 13 austretenden. Verbrennungsgase werden noch einer zweiten Zwischenkammer 14 zugeleitet, WOi wiederum durch zusätzliche Verbrennung von Gas die Temperatur der Verbrennungsgase erhöht wird. In der Turbine 15, die einen elektrischen Stromerzeuger 16 antreibt, werden die Verbrennungsgase restlos entspannt und durch die Leitung 17 zum Wärmeaustauscher 9' und von dort durch die Leitung 18 in die Atmosphäre abgeführt.

Ein Teil der verdichteten Luft wird nach Austritt aus dem Verdichter 8 durch die Leitung 19 abgezweigt und dem kleinen mit dem Turbmenverdichtersatz 6, 8, 11 gekuppelten Zusatzverdichter 20 zugeführt. Die hier weiterverdichtete Luft wird durch die Leitung 21 dem Druckvergaser 22 zugeleitet.

. Das im Druckvergaser erzeugte Gas wird durch die Leitung 23 zu einem Teil der Hochdruckbrennkammer 10 und durch die Leitung 24 zur Mittel druckbrennkammer 12 geführt, während der restliche Teil durch die Leitung 25 zum Injektor 26 geleitet wird. Der Injektor saugt durch die Leitung 27 das Schleusengas aus dem Schleusengasbehälter 28 an und fördert es durch die Leitung 29 in die Niederdruckbrennkammer 14. Das im Druckvergaser 22 anfallende Schleusengas wird durch die Leitung 30 dem Schleusengasbehälter 28. zugeführt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Verwendung des bei Druckvergasern anfallenden Schleusengases in Gasturbinenanlagen, die aus mehreren hintereinandergeschalteten Turbinen und Zwischenbrennkammern bestehen, in denen jeweils durch die zusätzliche Verbrennung von Gas die Temperatur der Verbrennungsga.se erhöht wird, ^dadurch gekennzeichnet, daß das Schleusengas in einem Injekto-r, der von dem Druckgas des Druckvergasers beaufschlagt wird, verdichtet wird und daß es als Brenngas in eine Brennkammer, vorzugsweise in die Niederdruckbrennkammer, eingeführt wird.

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   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 904367/803621, 800 925.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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