DEH0021453MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 10. September 1954 Bekanntgemacht am 1. März 1956Registration date: September 10, 1954. Advertised on March 1, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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.The gas turbine generally only has the prospect of generating electricity in large centers Stromes to be used, if it succeeds, as a fuel directly or indirectly Coal to use :. The pressure gasifier now allows the indirect use of coal. the In addition to the considerable reduction in the size of the carburetor, pressurized gasification has under Another advantage is that the gas does not need to be compressed. It can come from the gas generator are immediately fed to the combustion chambers of the gas turbines.

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.Normally the gas turbines work at a relatively low pressure, at least that is significantly below that in the pressure carburetor. As is well known, you can use the Adjust the inlet pressure of the gas turbines to the pressure of the pressure carburetor if one takes place during the Compression of the air, intermediate cooling and, during the expansion of the combustion gases, intermediate heating provides.

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 desWhen the fuel is introduced into the pressure carburetor, a not-so-insignificant one escapes every time Amount of gas that is collected as so-called lock gas in gas containers. Because this gas only possesses atmospheric pressure, it cannot easily be used to feed the combustion chambers of the Gas turbines are used. The amount of

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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. ■ . ■Lock gas is at least in the order of magnitude of. 2% of gas generation. in the pressure carburetor. Procedures have now become known according to those who use lock gas to generate Gasification steam or hot water is burned. These methods, however, have several: Disadvantages. ■. ■

Die Energie des Schleusengases wird bei diesen bekannten, Verfahren nicht vollkommen, ausgenutzt.The energy of the lock gas is used in these known, process not fully exploited.

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.ίο The compressed gas generators work, in general, with a pressure of about 20 at. The pressure of the vapor used as gasification agent must therefore be slightly higher than this pressure. At a vapor pressure of, for example, 25 atm, the burned Lock gas only up to a value which is considerably above the saturation temperature of the Steam, d. H. around 220 ° C, can be used.

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 teurererWhen hot water is injected into the air flowing in the heat exchanger, in particular after. Turning off the gas turbine system to condense water. About the formation of rust in the heat exchanger to prevent, so must be more rustproof with water injection, d. H. much more expensive

^a5 Werkstoff verwendet werden. ^a 5 material can be used.

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.According to the invention, the lock gas is now in an injector from. Pressurized gas of the pressurized gasifier is applied, compressed and as fuel gas in. A combustion chamber, preferably in the low pressure combustion chamber, introduced.

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.In this way, the energy of the lock gas is completely consumed with the least amount of effort Gas turbine process introduced. Gas turbine systems with pressure carburetors are still proportionate extensive. One must therefore strive to improve this system with the simplest Means to carry out. This applies in particular to the recovery of the lock gas, Since the relatively small amount of lock gas requires a large amount of equipment, it is economical would not justify it. . In the picture is. a gas turbine system with pressure gasifier, which according to the invention Procedure works, shown schematically. The compressor 1 sucks air from the atmosphere at 2 and presses it via the intercooler 3. to the compressor 4. From here it is via a second Intercooler 5 to compressor 6, further passed via a third intercooler 7 to compressor 8. After exiting the compressor 8, it flows via the heat exchanger 9 to the high-pressure combustion chamber 10. By burning. Gas, combustion gases are generated here, which the HP turbine . 11 pressurize. The turbine 11 drives the two Compressors 6 and 8 on. The partially expanded combustion gases then reach the intermediate combustion chamber 12, in that by additional combustion of gas the temperature of the combustion gases back to about the same value as before Turbine 11 is brought. With these. Combustion gases, the MD turbine 13 is acted upon, which the two. Compressors 1 and 4 drives. The ones from the Exiting turbine 13. Combustion gases are fed to a second intermediate chamber 14, WOi in turn by additional combustion of Gas the temperature of the combustion gases is increased. In the turbine 15, which has an electric Power generator 16 drives, the combustion gases are completely relaxed and through the line 17 to the heat exchanger 9 'and from there through the line 18 discharged into the atmosphere.

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. A part of the compressed air is after exit branched off from the compressor 8 through the line 19 and the small additional compressor 20 coupled to the turbine compressor set 6, 8, 11 fed. The air further compressed here is fed to the pressure gasifier 22 through the line 21.

. 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.. The gas generated in the pressure gasifier becomes part of the high pressure combustion chamber through line 23 10 and through line 24 to the medium pressure combustion chamber 12, while the remaining part is passed through line 25 to injector 26 will. The injector sucks the lock gas out of the lock gas container 28 through the line 27 and promotes it through line 29 into the low-pressure combustion chamber 14. That in the pressure carburetor 22 accumulating lock gas is fed through the line 30 to the lock gas container 28.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: 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.Process for using the lock gas produced by pressurized gasifiers in gas turbine systems, that consists of several turbines and intermediate combustion chambers connected in series exist, in each of which the temperature is increased by the additional combustion of gas the combustion gas is increased, ^ characterized in that the lock gas in an injector, which is acted upon by the pressurized gas of the pressurized carburetor, is compressed and that it is used as fuel gas in a combustion chamber, preferably in the low-pressure combustion chamber, is introduced. 105105 Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 904367/803621, 800 925.Referred publications:
German patent specifications No. 904367/803621, 800 925. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 509 660/152 2. 56© 509 660/152 2. 56