SE443607B - Anordning vid gasturbiner - Google Patents

Description

10 15 20 25 50 55 40 7903870-9 ett kylt varmgashus, varvid en så jämn kylning av det inre huset som möjligt åstadkommes och varvid värmespänningar genom ojämn temperaturfördelning undvikes.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att en kylluftkanal är anordnad mellan varmgashuset och ett huset omgivande ytterskal, vilken kanal är förbunden med utloppet från kompressorn och ett luftinlopp till brännkammarens förbränningsrum och försedd med inloppsöppningar för kylluft.

Genom anordningen av ett ytterskal som omger varmgas- huset och är försett med inloppsöppningar för kylluft träf- far en del av den från kompressorn kommande komprimerade luften varmgashuset i strålform och åstadkommer därigenom en intensiv kylning av huset. Genom motsvarande dimensione- ring av inloppsöppningarna och avståndet från ytterskalet till den vägg som skall kylas kan kylverkan anpassas till rådande krav. Kylluften kan från kylluftkanalen tillföras blandningsmunstyckena antingen separat från förbrännings- luften eller sammanföras med förbränningsluften.

I en ytterligare utföringsform av uppfinningen kan en- dast en del av ytterskalet ha inloppsöppningar för kylluft, eller hela ytan av skalet vara försedd med sådana inlopps- öppningar.

Dylika anordningar av inloppsöppningar för kylluft kan väljas i motsvarighet till förekommande turbininlopps- temperaturer som råder vid den inre ytan av varmgashuset.

Vidare är det fördelaktigt att kylluftstyrningar in- sättes i inloppsöppningarna för kylluften och att dessa styrningar förses med fördelare för kylluft.

Därigenom uppnås en jämn fördelning av kylluften över varmgashusets yttre yta, medan avböjning av kylluftstrålen genom bortströmmande luft nedbringas och separering av kyl- lufttillförseln från utströmningen uppnås.

I en ytterligare utföringsform av uppfinningen kan styrplåtar vara anordnade för styrning av kylluften mellan ytterskalet och varmgashuset. _ Detta möjliggör - vid sidan av den lokala strâlkyl- ningen - en ytterligare filmkylning genom den av styrplå- tarna styrda kylluften utmed varmgashusets yttre yta.

Kylluften kan avgå efter fullbordad kylning och ledas in i brännkammaren genom blandningsluftmunstycken utmed bränn- 10 15 20 25 30 35 3 7903870-9 kammarens omkrets. Därigenom utnyttjas den i kylluften be- fintliga högre tryckdifferensen, dvs. tryckfallet i bränn- kammaren kan ökas.

Det är särskilt fördelaktigt att ett strypställe för förbränningsluften är anordnat mellan ytterskalet och turbin- huset í riktning mot inloppet till brännkammaren.

Härigenom åstadkommes att den för kylningen obehövliga luftmängden strömmar förbi strypstället med ökad hastighet och därigenom verkar som ejektor, varigenom kylluften under små strömningsförluster suges genom mellanrummet mellan varmgashuset och det med inloppsöppningar för kylluft för- sedda ytterskalet.

Det är vidare möjligt att åtminstone delvis tillföra kylluften genom öppningar i varmgashuset till den i turbinen inströmmande varmgasen, varigenom en ytterligare filmkylning vid brännkammarens inre väggar uppnås.

Uppfinningen beskrives nedan i form av utföringsexempel och med hänvisning till åtföljande ritningar.

Fig. 1 visar ett centralt längdsnitt genom en anordning enligt uppfinningen med varmgashus och ytterskal. Fig. 2 visar en detalj av inloppsöppningarna för kylluft i anord- ningen enligt fig. l. Fig. 5 är en variant av detaljen en- ligt fig. 2. Fig. 4 visar en utföringsform av uppfinninga- föremàlet enligt fig. 1 med ett strypställe. Fig. 5 visar en utföringsform enligt fig. l med ytterligare filmkylning av de inre sidoväggarna av brännkammaren. Fig. Sa är en detalj av de mellan varmgashuset och ytterskalet anordnade styrflänsarna. Fig. 6 visar en ytterligare variant av an- ordningen enligt fig. 1 med separat film- och stràlkylning.

Fig. 7 är en detalj av kylluftfördelaren.

Lika delar är försedda med lika hänvisningsbeteck- ningar pà respektive figurer.

På fig. 1 visas ett gasturbinhus 1, i vilket en kom- pressor 3 och en turbin 4 är anordnade på en gemensam axel 2. Från en på turbinhuset 1 monterad brännkammare 5 utgör 10 15 _ 20 25 50 55 40 7903870-9 ett varmgashus 6 en förbindelse till turbininloppet 7. Varm- gasen inkommer i pilriktningen i turbinen 4. Mellan kompres- sorn 5 och brännkammaren 5 är ett av turbinhuset l omslutet mellanrum 8 anordnat; Varmgashuset 6 är omslutet av ett yt- terskal 9 på avstånd från huset, så att en kylluftkanal lO bildas mellan varmgashuset 6 och ytterskalet 9. Ytterskalet 9 är försett med inloppsöppningar ll för kylluft. Från kom- pressorn 5 inkommer komprimerad luft genom en luftkanal 12 till mellanrummet 8, varifrån en del av den komprimerade “luften inkommer som primärluft i brännkammarens 5 förbrän- ningsrum l4 genom ett inlopp 15, medan en ytterligare del av den komprimerade luften strömmar som kylluft till kylluft- kanalen lO genom inloppsöppningarna ll. Därvid kringströmmas utsidan av varmgashuset 6 och kyles. Kylluften avgår sedan till blandningsluftmunstycken 15, genom vilka den som se- kundärluft blandas med varmgasen i förbränningsrummet 14.

Varmgasen inkommer genom turbininloppet 7 i turbinen 4, ex- panderar i turbinen och lämnar turbinen genom en utlopps- stuts 16.

I utföringsformen enligt fig. 2 är den del av varmgas- huset 7 som skall kylas försedd med öppningar 17, genom vil- ka kylluften från kylluftkanalen 10 kan blandas direkt med varmgasen till turbininloppet. Vid denna anordning uppnås på enkelt sätt en strålkylning av utsidan och en filmkylning av insidan av varmgashuset 6.

För att minska störning av kylluftstrålarna genom av- gående luft kan tillämpas en anordning enligt fig. 3. Styr- organ 18 för kylluften är här insatta i inloppsöppningarna ll på ytterskalet 9, vilka styrorgan sträcker sig nära fram till utsidan av varmgashuset 6. Genom denna anordning uppstår tillräcklig plats mellan styrorganen 18 för att tillåta kylluften att obehindrat bortströmma efter kylning av varmgashuset 6 utan att påverka strålkylningen.

Enligt fig. 4 tillföres kylluften direkt till för- bränningsluften efter kringströmning av varmgashuset 6, varvid en del av kylluften inkommer i förbränningsrummet 14 genom blandningsmunstycken 15 och.återstoden inkommer via inloppet 15 för förbränningsluft. Vidare är ett stryp- ställe 19 anordnat mellan turbinhuset 1 och varmgashuset 6 vid utloppet från kylluftkanalen 10, varigenom uppnås att 10 15 20 7905870-9 den från mellanrummet 8 utströmmande luften erhåller högre strömningshastighet vid strypstället 19 och verkar som ejektor för den i kylluftkanalen 10 strömmande kylluften, så att kylluften utsuges ur kylluftkanalen 10, vilket ökar dess cirkulationshastighet och därmed förbättrar kylverkan.

På fig. 5 visas en blandad strål- och konvektions- kylning enligt uppfinningen. Genom styrplåtar 20 (fig. Sa) ledes kylluften i kanalen lO så att den kringströmmar hela utsidan av varmgashuset 6. På sådana ställen av varmgashu- set 6, exempelvis i husets nedre del, där konvektionskyl- ningen ej räcker till, kan ytterligare strâlkylning genom anordningen av inloppsöppningar ll med eller utan styrorgan 18 anordnas. ' För att uppnå effektivare separering av den i kanalen lO inströmmande luften från den avgående luften kan små rör 21 för kylluft insättas i ytterskalet 9, vilka rör över- går i en utvidgad kammare 22 som är tillsluten uppåt och försedd med fördelade öppningar 24. Genom dessa rör 21 in- strömmar kylluft i kamrarna 22 och blåses mot utsidan av varmgashuset 6 genom nämnda öppningar som ligger omedelbart intill husets yta. Då tillräckligt mellanrum 23 finnes mel- lan rören 21 och därmed bakom kamrarna 22, kan den avgående kylluften strömma i dessa mellanrum 25 och därifrån till förbränningsrummet 14.

Claims (9)

10 15 20 25 30 7905870-9 b PATENTKRAV

1. Anordning vid gasturbiner med mellan turbin och kompressor anordnad brännkammare, varvid ett varmgas- hus (6) utgör förbindelse mellan brännkammarens för- bränningsrum (14) och turbininloppet (7), k ä n n e - t e c k n a d av att en kylluftkanal (10) är anordnad mellan varmgashuset (6) och ett huset omgivande ytter- skal (9), vilken kanal är förbunden med utloppet från kompressorn (3) och ett luftinlopp till brännkammarens förbränningsrum (14) och försedd med inloppsöppningar (11) för kylluft.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att inloppsöppningarna (11) för kylluft är anordnade i en del av ytterskalet (9).

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att inloppsöppningarna (11) för kylluft är fördelade över hela ytan av ytterskalet (9).

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att styrorgan (18) är insatta i inloppsöppningarna (11) för kylluft.

5. Anordning enligt krav 1 och 4, n a d av att styrningarna (18) är försedda med fördel- ningsorgan (21, 22) för kylluft.

6. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att styrplåtar (20) är anordnade mellan ytterskalet (9) och varmgashuset (6). k ä n n e t e c k - 10 g 7903870-9

7. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att blandningsmunstycken (15) är anordnade utmed om- kretsen av brännkammaren (5).

8. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ett strypställe (19) är anordnat mellan ytterska- let (9) och turbinhuset (1) i riktning mot brännkammarens inlopp.

9. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att öppningar (17) är anordnade i varmgashuset (6).