CH510821A

CH510821A - Turbo-Brennkraftanlage, insbesondere Gasturbinenanlage

Info

Publication number: CH510821A
Application number: CH1333667A
Authority: CH
Inventors: Scholz Norbert Prof Ing Dr
Original assignee: Mtu Muenchen Gmbh
Priority date: 1966-09-27
Filing date: 1967-09-25
Publication date: 1971-07-31
Also published as: US3462948A; DE1476836B1

Description


  
 



  Turbo-Brennkraftanlage, insbesondere Gasturbinenanlage
Die Erfindung bezieht sich auf eine Turbo-Brennkraftanlage, insbesondere Gasturbinenanlage, mit einer ausserhalb der Brennkammer stattfindenden endothermen Reaktion zwischen dem Ausgangskraftstoff und Wasser, wobei mittels Reaktionswärme in flüssiger oder gasförmiger Phase befindliche Kohlenwasserstoff Kraftstoffe ausschliesslich mit in flüssiger oder dampfförmiger Phase befindlichem Wasser in einem rein endothermen Prozess in Kohlenoxyd und Wasserstoff kontinuierlich umgewandelt werden und das entstandene Gas in dieser Form dem Brennraum zugeführt wird, wobei die zur Durchführung der Reaktion erforderliche Reaktionswärme einem Wärmetauscher zugeführt wird.



   Die Erfindung geht dabei von einem älteren Vorschlag nach dem schweizerischen Patent Nr. 474667 aus, bei dem die Erfindung darin gesehen wird, dass nur ein Teil der Reaktionswärme aus der motorischen Abwärme bezogen wird, der Rest aus dem Arbeitsgas der Turbine nach einer gewissen Teilentspannung desselben, und zwar zwischen zwei Turbinenstufen bei einem Temperaturniveau, das möglichst niedrig, aber gerade noch so hoch ist, dass mit ihm die Endphase der endothermen Kraftstoffreaktion durchzuführen ist.



   Bei der Lösung des älteren Vorschlages soll also so vorgegangen werden, dass ein Teil der für die endotherme Kraftstoffreaktion erforderlichen Wärme aus den Abgasen der Anlage und ein anderer Teil mit einer Zwischenentnahme aus der Turbine bereitgestellt wird.



   Es ist nun denkbar, dass eine Brennkraftmaschine so arbeitet, dass aus den Abgasen keine Wärmeenergie für die endotherme Kraftstoffreaktion bereitgestellt werden kann.



   Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, auch dann eine endotherme Kraftstoffreaktion zu ermöglichen, wenn aus den Abgasen der Brennkraftmaschine keine Wärmeenergie zur Verfügung gestellt werden kann, sei es, weil die in den Abgasen verbleibende Wärmemenge zu gering sei, als dass sie lohnend ausgenutzt werden könnte, sei es, dass die in den Abgasen enthaltene Wärmeenergie anderweitig benötigt wird.



   Ausgehend von dem eingangs genannten Vorschlag schlägt die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe vor, dass die Reaktionswärme allein aus dem Arbeitsmedium der Turbine nach einer gewissen Teilentspannung entnommen wird, und zwar zwischen zwei Turbinenstufen bei einem Temperaturniveau, das möglichst niedrig, aber gerade noch so hoch ist, dass mit ihm die endotherme Kraftstoffreaktion durchzuführen ist.



   Auch wenn aus den bereits erwähnten Gründen keine Wärmeenergie aus den Abgasen entzogen werden kann oder soll, ermöglicht die Erfindung durch die vorgeschlagene Wärmebereitstellung, welche bei einem relativ niedrigen Temperaturniveau erfolgt, eine einwandfreie endotherme Kraftstoffreaktion zur Erzielung eines günstigen Wirkungsgrades des thermodynamischen Kreisprozesses.



   Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.



   Bei der Gasturbinenanlage gelangen die beiden Reaktionspartner in Form einer Kohlenwasserstoff Wasser-Emulsion bzw. -Lösung aus einem Vorratsgefäss 1 über eine Leitung 2 und ein Absperrorgan 3 zur Pumpe 8. Die Kohlenwasserstoff-Wasser-Emulsion bzw. -Lösung wird dann durch die Pumpe 8 über die Druckleitung 4 in den Wärmetauscher 48 gefördert und dort entsprechend den vom Druck, von der Temperatur, von dem Mischungsverhältnis und von der Art der Katalysatoren abhängigen Gleichgewichtsbedingungen in Kohlenoxyd und Wasserstoff umgesetzt.

  Das mit Wasserdampf und Kraftstoffdampf und gegebenenfalls mit noch kleinen Beimengungen an Nebenreaktionsprodukten mehr oder weniger beladene Kohlenoxyd-Wasserstoffgemisch gelangt dann in die Brennkammer 10,   woselbst    ein der gasförmigen Phase angepasster Brenner 11 die Voraussetzung für eine gute Verbrennung mit dem Luftsauerstoff zu Kohlendioxyd und Wasserdampf schafft. Die Verbrennungsgase strömen danach zu einer als Hochdruckstufe geschalteten Verdichter  turbine 12, die durch die Arbeitsgasleitung 13, also nicht mechanisch, mit der Nutzturbine 14 verbunden ist. Diese Nutzturbine 14 stellt die Niederdruckstufe der Anlage dar. Sie ist mit einer Arbeitsmaschine, beispielsweise einem Generator 15, mechanisch gekuppelt.



   Die Abgase der Turbine 14 werden über die Abgasleitung 16 einem Wärmetauscher 22 zugeführt. Dort wird durch die Abgase, und zwar in bekannter Weise unter Erhöhung des Wärmerückgewinnes, die vom Verdichter 23 über die Druckleitung 24 zur Brennkammer 10 geförderte Luft vorgewärmt. Die Abgase des   Wärmetauschers    werden über die Leitung 25 beispielsweise ins Freie abgeleitet. Der Verdichter 23 wird von der Hochdruckturbine 12 angetrieben.

 

   Die Bereitstellung der für die Umsetzung erforderlichen Reaktionswärme im Wärmetauscher 48 erfolgt ausschliesslich mit Arbeitsgas, das zwischen zwei Stufen der Verdichterturbine 12 oder der Nutzturbine   14    entnommen, über eine Leitung 29 dem Wärmetauscher 48 zugeführt und über eine Rückströmleitung 30 erneut der Turbine 12 bzw. 14 zugeführt wird. Ein Regelorgan 31 regelt die   Zwischenentnahme    der Turbine.

Claims

PATENTANSPRUCH

Turbo-Brennkraftanlage, insbesondere Gasturbi nenanlage, mit einer ausserhalb der Brennkammer stattfindenden endothermen Reaktion zwischen dem Ausgangskraftstoff und Wasser, wobei mittels Reaktionswärme in flüssiger oder gasförmiger Phase befindliche Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe ausschliesslich mit in flüssiger oder dampfförmiger Phase befindlichem Wasser in einem rein endothermen Prozess in Kohlenoxyd und Wasserstoff kontinuierlich umgewandelt werden und das entstandene Gas in dieser Form dem Brennraum zugeführt wird, wobei die zur Durchführung der Reaktion erforderliche Reaktionswärme einem Wärmetauscher zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionswärme allein aus dem Arbeitsmedium der Turbine nach einer gewissen Teilentspannung entnommen wird, und zwar zwischen zwei Turbinenstufen bei einem Temperaturniveau,

das möglichst niedrig, aber gerade noch so hoch ist, dass mit ihm die endotherme Kraftstoffreaktion durchzuführen ist.