CH267192A - Gasturbinenanlage. - Google Patents

Description

  Gasturbinenanlage.    Die Erfindung bezieht sich auf Turbinen  anlagen derjenigen Art, bei denen ein gasför  miges Arbeitsmedium in einem oder mehreren       Kompressoren    auf einen über dem atmosphä  rischen Druck liegenden Druck gebracht,  dann erhitzt und hernach in einer oder meh  reren Turbinen expandiert wird, welche den  oder die vorerwähnten Kompressoren antrei  ben und/oder ihre Leistung nach aussen ab  geben.  



  Das Arbeitsmedium kann bei solchen An  lagen direkt beheizt werden, d. h. durch Ver  brennung von Brennstoff im Arbeitsmedium  oder auch durch indirekte Heizung, d. h. das  Medium erhält die Wärme durch die Wan  dung der Kanäle, durch die es fliesst. Diese  Kanäle werden durch die Verbrennungspro  dukte des Brennstoffes erwärmt. Wenn das  gasförmige Arbeitsmedium indirekt beheizt  wird, können Schwierigkeiten auftreten, und  zwar infolge der geringen Dichte und der  geringen spezifischen Wärme des Arbeits  mediums sowie der davon herrührenden  Schwierigkeit, die Aussenseite der Heizröhren,  durch welche     es    strömt, kühl genug zu halten,  um an der Aussenseite dieser Röhren eine  Schlackenbildung zu verhindern, wenn ein       Brennstoff    wie Kohle zur Wärmeerzeugung  verwendet wird.  



  Der Zweck der Erfindung liegt darin, eine  Anlage zu schaffen, mittels welcher diese    Schwierigkeiten behoben oder auf ein Mini  mum reduziert werden können.  



  Die erfindungsgemässe     Gasturbinenanlage     ist derart ausgeführt, dass das Arbeitsmedium  teilweise indirekt durch die Verbrennungs  produkte eines Brennstoffes und teilweisse in  direkt durch ein zusätzliches Fluidum, das  Wärme ebenfalls von diesen Verbrennungs  produkten erhält, erhitzt wird.  



  Die beim Verbrennen des Brennstoffes  freiwerdende Wärme wird somit dem Arbeits  medium in     zwei    Stufen zugeführt.     Zweekmä-          ssigerweise    wird in der ersten Stufe das Ar  beitsmedium durch das zusätzliche Fluidum  erhitzt, das vorteilhaft eine grössere Dichte  und/oder eine grössere spezifische Wärme als  das Arbeitsmedium besitzt und die von  den Verbrennungsprodukten aufgenommene  Wärme in einem     Wärmeaustauscher    an das  Arbeitsmedium abgibt.

   Nachdem den Ver  brennungsprodukten durch das zusätzliche  Fluidum ein Teil der Wärme entzogen ist, um  dessen Temperatur auf einen geeigneten Wert  zu erniedrigen, beispielsweise auf den  Schmelzpunkt der Asche, wenn Kohle als       Wärmequelle    verwendet wird, geben diese  Verbrennungsprodukte weitere Wärme an das  Arbeitsmedium ab, indem sie es in einem  zweiten     Wärmeaustauscher    erwärmen.  



  Das Arbeitsmedium kann Luft sein, der  Brennstoff Kohle und das zusätzliche Flui-      dum Wasser, Dampf oder eine Mischung von  Dampf und Wasser.  



  In der Figur der beiliegenden Zeichnung  ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs  gegenstandes dargestellt.  



  Bei dieser Ausführungsform mit geschlos  senem Arbeitsprozess fördert ein Luftkom  pressor a Luft zu einem Wärmeaustauscher c.  Bei ihrem Durchgang vom Kompressor a zum  Wärmeaustauscher c kann die Luft ganz oder  teilweise durch einen Wärmeaustauscher b  geführt werden, wo sie vom entspannten, von  der Turbine f abströmenden, aber noch wär  meren Arbeitsmedium Wärme aufnimmt. Im  Wärmeaustauscher c erhält das Arbeits  medium Wärme von einem zusätzlichen Flui  dum beispielsweise Wasser, das eine grössere  spezifische Wärme und/oder Dichte als Luft  besitzt. Dieses zusätzliche Fluidum erhält sei  nerseits die Wärme von den Verbrennungs  produkten in einem Wärmeaustauscher e,  der durch Verbrennung von festen, flüssigen  oder gasförmigen Brennstoffen geheizt wird.

    Die das Arbeitsmedium bildende Luft wird  nach dem Durchströmen des Wärmeaustau  sehers c weiter durch den Wärmeaustauscher  d erhitzt, und zwar durch diese Verbren  nungsprodukte, nachdem diese letzteren wie       vorerwähnt    an das zusätzliche Fluidum  Wärme abgegeben haben.  



  Nach dem Verlassen des     Wärmeaustau-          schers    d gelangt die Luft zur Turbine f und  nach der Expansion in dieser, wird sie ganz  oder teilweise durch den Wärmeaustauscher  b     zu    einem Kühler g geleitet und von dort  zum Eintritt des Kompressors.  



  Wenn Luft oder ein anderes ähnliches  Arbeitsmittel durch die Röhren des     Wärme-          austauschers    e geführt wird, müsste die Ge  schwindigkeit der Luft oder eines andern  Arbeitsmittels extrem hoch sein, um den  Wärmeübergang von den Verbrennungs-    gasen in diesem Wärmeaustauscher in solch  einem Betrage zu gewährleisten, dass die  Temperatur an den Röhren unter den  Schmelzpunkt der Asche fällt. Wenn jedoch  eine Flüssigkeit mit grösserer spezifischer  Wärme, wie z. B. Wasser, durch die Röhren  geführt wird, kann der notwendige Wärme  übergang zwischen den Gasen und dem  Wasser viel besser erfolgen. So kann die  Schlackenbildung an den Rohren des     Wärme-          austauschers    c auf ein Minimum reduziert  werden.  



  Die oben erwähnte Ausbildung der An  lage ist gleicherweise für offene Arbeitspro  zesse geeignet, bei denen vom Kompressor  dauernd frische Luft oder ein anderes Ar  beitsmedium angesaugt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gasturbinenanlage, dadurch gekennzeich net, dass das Arbeitsmedium teilweise indi rekt durch die Verbrennungsprodukte eines Brennstoffes und teilweise indirekt durch ein zusätzliches Fluidum, das Wärme eben falls von diesen Verbrennungsprodukten er hält, erhitzt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1.. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zu sätzliche Fluidum eine grössere spezifische Wärme und Dichte aufweist als das Arbeits medium.

   2. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Arbeitsmedium nach dem Durchströmen mindestens einer Turbine mindestens teilweise durch einen Wä.rme- austauseher hindurch zu einem vor dem Kompressoreintritt angeordneten Kühler ge leitet wird.