Wärmekraftanlage. Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmekraftanlage, bei der die Nutzarbeit durch mindestens eine Gasturbine geleistet wird und zur raschen Anpassung an Er höhungen der Belastung mindestens eine Hilfsdampfturbine vorgesehen ist, und ist ge kennzeichnet durch einen Dampfspeicher, aus welchem Dampf zum Antrieb der Hilfs turbine während der Zeit von Belastungs erhöhungen entnommen wird.
Der Speicher kann über eine Umlauf leitung mit einem Heizkörper der Wärme kraftanlage im Kreislauf stehen. Zweck mässig wird der Heizkörper von den Treib gasen oder den Heizgasen der Wärmekraft anlage beheizt, wobei er zum Beispiel im Verbrennungsraum des Gaserhitzers angeord net sein kann. Es empfiehlt sich, die Dampf erzeugung durch Veränderung der Umlauf geschwindigkeit in dem durch den Dampf speicher und den Heizkörper führenden Kreislauf zu regeln.
Es kann zum Beispiel ein vom Dampfdruck des Speichers beeinfluss- ter Impulsgeber vorgesehen sein, welcher die Förderleistung einer in den durch den Dampfspeicher in den Heizkörper führenden Kreislauf eingeschalteten Umwälzpumpe bei Steigen des Druckes vermindert und bei Sin ken des Druckes vergrössert.
Der Wasser inhalt des Speichers kann in mindestens zwei Teile mit je einer Wasseroberfläche unter teilt sein, um mittels der dadurch entste henden Vergrösserung der Wasseroberfläche eine stossweise vergrösserte Entladung des Speichers zu ermöglichen.
Zwei Beispiele des Erfindungsgegenstan des sind auf der Zeichnung vereinfacht dar gestellt.
Fig. 1 zeigt eine Wärmekraftanlage nach der Erfindung, bei der die Treibgase die An lage einmal durchströmen; Fig. 2 zeigt ein anderes Beispiel, bei dem ein Teil der Treibgase einen Kreislauf unter ITberdruck ausführt; Fig. 3 veranschaulicht einen Speicher, wie er in den Anlagen nach Fig. 1 und 2 An wendung finden kann.
Der Kreiselverdichter 1 (Fig. 1) saugt durch die Leitung 2 Luft an, verdichtet sie und fördert sie durch die Leitung 3 in den Verbrennungsraum 4 eines Gaserhitzers. Die bei der Verbrennung entstehenden Treibgase strömen zum Teil durch eine Leitung 5 in die Gasturbine 6, welche den Stromerzeuger 7 antreibt und damit Nutzarbeit leistet. Die Abgase dieser Turbine gelangen durch die Leitung 8 ins Freie. Ein anderer Teil der Treibgase strömt durch die Leitung 9 aus dem Verbrennungsraum 4 in die Turbine 10 und gelangt nach Arbeitsleistung durch die Leitung 11 ins Freie. Die Turbine 10 treibt den Verdichter 1.
Die die Nutzarbeit leistende Gasturbine 6 ist mit einer als Dampfturbine ausgebildeten Hilfsmaschine 12 gekuppelt. Weiter ist auch der Verdichter 1 für die Verbrennungsluft mit einer als Turbine ausgebildeten Hilfs maschine 13 gekuppelt.
Ein Dampfspeicher 14 versorgt bei raschen Belastungssteigerungen die Hilfs turbinen 12 und 13 über die Leitung 15 mit Dampf. Der Abdampf der beiden Maschinen gelangt durch die Leitung 16 in den Konden sator 17. Eine Pumpe 18 fördert das Kon densat wieder in den Dampfspeicher 14 zu rück.
Der Speicher 14 liegt mit dem im Ver brennungsraum 4 angeordneten Heizkörper 19 über die Leitungen 20 und 21 im Kreis lauf. Eine Pumpe 22 entnimmt dem Spei cher Wasser und fördert es in den von den Treibgasen des Verbrennungsraumes 4 be heizten Heizkörper 19, aus welchem es in er hitztem und unter Umständen teilweise ver dampftem Zustand wieder in den Speicher 1-1 zurückgelangt.
Die Welle des Maschinenaggregates 6, 7. 12 treibt einen Drehzahlregler 23, diejenige des Maschinenaggregates 1, 10, 13 einen Drehzahlregler 24. Der Drehzahlregler 23 beeinflusst das Regelorgan 25 in der Dampf leitung 15 so, dass bei fallender Drehzahl bezw. fallender Hülse der Durehströmquer- schnitt vergrössert und bei steigender Dreh zahl bezw. steigender Hülse der Querschnitt verkleinert wird. Ferner wird durch den, Drehzahlregler 23 mittels Vbertragung durch das Gestänge 26, 2 7 und 28 der Steuerschie- ber 29 des Servomotors 30 beeinflusst.
Der Kolben 31 wird bei steigender Drehzahl an gehoben und bei sinkender Drehzahl nach unten gedrückt. Der Drehzahlregler 24 be einflusst über das Gestänge 32 den Steuer schieber 33 des Servomotors 34. Der Kolben 35 wird bei steigender Drehzahl nach unten gedrückt und bei fallender Drehzahl an gehoben.
Mit dem Kolben 31 des Servomotors 30 ist eine Kurvenscheibe 36 über einen Hebel 37 verbunden. Mit dem Hebel 3 7 steht wieder um über das Gestänge 38 das Regelorgan 39 der Brennstoffleitung 40 in Verbindung. Dem Brenner 41 des Brennraumes 4 wird durch diese Verbindung bei steigender Last mehr Brennstoff, bei sinkender Last aber weniger Brennstoff zugeführt. Der Kolben 35 ist über den Hebel 42 mit einer Kurvenscheibe 43 ver bunden. Auf den beiden Kurvenscheiben 36 und 43 rollen die beiden Enden des Hebels 44, der über einen Hebel 45 und ein Gestänge 46 mit dem Steuerschieber 47 des Servo motors 48 in Verbindung steht.
Der Kolben 49 des Servomotors 48 beeinflusst das Regel organ 50 in der Dampfleitung 15 derart, dass die Hilfsturbinen 12 und 13 Dampf zuge führt erhalten. wenn der Sollwert der für den Brennraum 4 des Gaserhitzers notwendigen Brennstoffmenge grösser ist als die augen blicklich dem Brennraum zugeführte Brenn stoffmenge. Zu grosse Regelausschläge werden durch Anschläge 98 und 99 vermieden.
Steigt die Belastung des Stromerzeugers 7 langsam. so wird durch den Regler 23 durch entsprechend langsame Beeinflussung des Organes 39 in der Brennstoffleitung 40 dem Brenner 41 allmählich mehr Brennstoff zugeführt, so dass die Drehzahl des Maschi nenaggregates 6, 7, 12 durch die vermehrte Treibgaserzeugung innerhalb des zulässigen Ungleichförmigkeitsgrades aufrecht erhalten bleibt. Entsprechend der vermehrten Treib gaserzeugung steigt die Drehzahl des Ma schinenaggregates 1, 10, 13, wodurch ein Sin ken des Servomotorkolbens 35 eingeleitet wird.
Bei diesem Regelvorgang sinken so wohl die Kurvenscheibe 36, als auch die Kurvenscheibe 43 ungefähr gleichzeitig nach unten, so dass am Gelenkpunkt zwischen den Hebeln 44 und 45 keine nennenswerte Ver schiebung entsteht und deshalb das Regel organ 50 in der Dampfleitung 15 nach wie vor geschlossen bleibt. Die Hilfsturbinen 12 und 13 erhalten bei langsamem Anstieg der Belastung keinen Dampf zugeführt.
Steigt die Belastung des Stromerzeugers rasch, so erfolgt ein stärkeres Absinken der Drehzahl, so dass das Regelorgan 25 in der Dampfleitung 15 zunächst geöffnet wird. Gleichzeitig wird auch der Kolben 31 des Servomotors 30 rasch nach unten gedrückt. Ein zu grosser Ausschlag wird aber durch die Anschläge 98 und 99 verhindert. Dem Bren ner 41 wird dann eine im zulässigen Mass vermehrte Brennstoffmenge zugeleitet. Mit Hilfe der Kurvenscheibe 36 wird über die Hebel 44, 45 und das Gestänge 46 der Steuerschieber 47 angehoben, so dass der Steuerschieber 49 nach unten gedrückt wird und damit das Organ 50 in der Dampfleitung öffnet. Dadurch erhalten sowohl die Hilfs turbine 12, als auch die Hilfsturbine 13 Dampf zugeführt.
Die Hilfsturbine 12 unter stützt die Gasturbine 6, so dass die rasch vergrösserte Belastung des Stromerzeugers ohne unzulässigen Drehzahlabfall aufgenom men werden kann. Durch die Hilfsturbine 13 wird gleichzeitig der Verdichter 1 beschleu nigt, so dass zur Verbrennung der vermehrten Brennstoffmenge eine vermehrte Luftmenge zur Verfügung steht. Das Ansteigen der Drehzahl des Maschinenaggregates 1, 10, 13 verursacht ein Sinken des Kolbens 35, so dass über die Kurvenscheibe 43 die Hebel 44 und 45 und das Gestänge 46 nach Massgabe des neuen, sich nunmehr einstellenden Gleich gewichtes die Dampfzufuhr zu den Hilfs turbinen 12 und 13 durch Abdrosseln des Regelorganes 50 wieder vermindert wird. Bei Erreichung des neuen Gleichgewichtszustan des ist das Organ 50 vollständig geschlossen.
Bei der Wärmekraftanlage nach Fig. 2 wird dem Verdichter 1 durch die Leitungen 51 und 52 Luft zugeführt, die im verdich teten Zustand durch die Leitung 53, den Re- kuperator 54 und die Leitung 55 in einen ersten Erhitzer 56 gelangt. Um die Verdich tung der Luft mit gutem Wirkungsgrad durchführen zu können, ist ein Zwischen kühler 57 an den Verdichter 1 angeschlossen.
Im Erhitzer 56 wird die Luft in zwei Teile aufgeteilt. Ein erster Teil dient als Verbrennungsluft für den Brenner 58, ein zweiter Teil gelangt in den Mantel 59. Die im Verbrennungsraum 60 entstehenden Ver brennungsgase stehen in den Erhitzerrohren 61 im Wärmeaustausch mit der in den Man tel 59 geführten Luft. Die Verbrennungs gase gelangen durch die Leitung 62 in eine Gasturbine 63, während die erhitzte Luft zum Antrieb der Gasturbine 10 verwendet wird.
Die Abluft der Gasturbine 10 strömt durch die Leitung 64 in einen zweiten Er hitzer 65. Gleichzeitig wird der Gasturbine 63 eine Teilmenge der noch einen erheblichen Anteil an Sauerstoff enthaltenden Gase durch die Leitung 66 entnommen und ebenfalls in den Erhitzer 65 geleitet. Der Sauerstoff der Gase wird im Verbrennungsraum 67 zur Verbrennung des dem Brenner 68 zugeführ ten Brennstoffes ausgenützt. Die entstehen den Verbrennungsgase strömen in die Heiz rohre 69 und erhitzen dadurch die in den Mantel 70 geführte Abluft der Gasturbine 10.
Die wieder erhitzte Luft gelangt in die die Nutzarbeit leistende Gasturbine 6, während die Verbrennungsgase durch die Leitung 71 wieder in die Gasturbine 63 zurückgelangen. Die Abluft der Turbine 6 strömt durch die Leitung 72 in den Rekuperator 73 und von hier durch die Leitung 74 über den Kühler 75 wieder in den Verdichter 1. Die Abgase der Gasturbine 63 werden durch die Leitung 76 in den Rekuperator 54 geleitet und strö men dann durch die Leitung 77 in die Gas turbine 78, aus der sie durch die Leitung 79 ins Freie entweichen.
Die durch die Leitung 72 ankommende Heissluft und die durch die Leitung 77 zugeführten heissen Verbren nungsgase werden in den Rekuperatoren 54 und 73 zur Vorerhitzung der aus dem Ver dichter 1 nach dem Erhitzer 56 geführten Luft verwendet. Die Gasturbine 6 leistet Nutzarbeit durch Antreiben des Stromerzeugers 7, auf deren gemeinsamer Welle eine Hilfsdampfturbine 12 sitzt. Die Gasturbine 63 ist mit Hilfe des Getriebes 80 mit der Gasturbine 10 gekup pelt, welche den Verdichter 1 antreibt.
Die Gasturbine 78 treibt einen Vorverdichter 81 an, der durch die Leitung 82 Luft ansaugt und diese in verdichtetem und durch den Zwischenkühler 83 und den Endkühler 84 ge kühltem Zustand über die Leitung 52 dem Hauptverdichter 1 zuführt. Mit der gemein samen Welle der Gasturbine 78 und des Ver dichters 81 ist eine Hilfsturbine 13 gekup pelt. Ein weiterer Hilfsmotor 85 kann zur Inbetriebsetzung der Anlage dienen.
Die beiden im Dampfstrom hintereinan der geschalteten Hilfsdampfturbinen 12 und 13 erhalten aus dem Speicher 14 über die Leitungen 15 und 86 Dampf zugeführt, der nach Arbeitsleistung durch die Leitung 16 in den Kondensator 17 gelangt. Das Konden sat wird dem Kondensator durch die Pumpe 18 entnommen und wieder in den Speicher 14 zurückgeführt. Zur Entlüftung bezw. Eva kuierung ist eine Strahlpumpe 87 vorgesehen, welche mittels des unter Druck eingeführten Kühlwassers die im Kondensator 17 sich an sammelnde Luft absaugt.
Zur Beheizung des Speicherinhaltes wird mittels der Pumpe 22 über die Leitung 20 dem Heizkörper 19 Dampf zugeführt, der in überhitztem Zu stand über die Leitung 21 wieder in den Wasserinhalt des Speichers 14 eingeleitet -wird. Durch eine Leitung 88 wird den Stopfbüchsen 89 der Hilfsdampfturbinen 12 und 13 Sperrdampf zugeführt, so dass keine Luft durch die Stopfbüchsen in die Gehäuse der Turbinen 12 und 13 eindringen kann: Es ist damit möglich, die Rotoren der Turbinen 12 und 13 auch dann im Unterdruck laufen zu lassen, wenn die Turbinen nicht durch Dampf beaufschlagt sind.
Zur Regelung des Betriebes der Anlage sind ein Fliehkraftregler 23 und ein Druck regler 90 vorgesehen. Die beiden Regler be einflussen das Regelorgan 39 in der Brenn stoffleitung 40, und zwar so, dass bei sin- kender Drehzahl oder steigendem Druck die Brennstoffmenge vergrössert und umgekehrt bei steigender Drehzahl oder sinkendem Druck die Brennstoffmenge verkleinert wird. Der Regler 23 beeinflusst über den Hebel 91 das Gestänge 92 und den Hebel 93 und fer ner über das Gestänge 94, 95 und 96 auch das Regelorgan 50 in der Dampfleitung 15.
Wächst die Belastung des Stromerzeugers, so sinkt zunächst die Drehzahl des Maschi nenaggregates 6, 7, 12, wodurch die Hülse des Reglers 23 im Sinne des -Pfeils ver schoben wird; dadurch wird das Regelorgan 50 im Sinne des + Pfeils verschoben. Den Turbinen 13 und 12 wird aus dem Speicher 14 Dampf zugeführt, so dass nicht nur die Welle der Gasturbine 78 und des Verdich ters 81 beschleunigt wird. sondern auch der zunächst noch bestehende Unterschied zwi schen der Belastung des Stromerzeugers 7 und der Leistung der Gasturbine 6 durch die Turbine 12 mindestens zum Teil ausgeglichen wird.
Die Beschleunigung der Drehzahl des Verdichters 81 verursacht eine Erhöhung des Druckes der Vorverdichtung. Dadurch wird in dem aus dem Verdichter 1 über den Er hitzer 56, die Gasturbine 10, den Erhitzer 65, die Gasturbine 6 und den Rekuperator 73 führenden Kreislauf das Druckniveau erhöht. Durch die Erhöhung des Druckniveaus in dem Luftkreislauf wird mittels des Impuls gebers 90 und des Regelorganes 39 eine ver grösserte Brennstoffmenge für die Brenner 58 und 68 eingestellt. Durch diese Vermeh rung der Brennstoffmenge wird sowohl die Leistung der die Nutzarbeit abgebenden Gasturbine 6 als auch die Leistung der Gas turbine 10 erhöht.
Gleichzeitig wird durch die Vermehrung der Brennstoffmenge über den Hebel 93 die anfänglich eingeleitete Re gelung dadurch wieder rückgeführt, dass über das Gestänge 94, 95 und 96 die Dampfzufuhr zu den Turbinen 13 und 12 wieder vermin dert bezw. vollständig abgestellt wird.
Der Speicher 14 (Fug. 1 und 2) kann, wie in Fig. 3 gezeigt, einen Behälter 100 aufweisen, in welchen ein Gefäss 101 ein gebaut ist. Ein Teil des Wasserinhaltes be- findet sich im Behälter 101, ein anderer Teil wird unmittelbar von der Behälterschale 100 aufgenommen, so dass zwei voneinander un abhängige Wasserspiegel 102 und 103 ent stehen. Durch die Leitung 104 wird dem Speicher mittelst der Pumpe 105 Wasser ent nommen und einem Heizkörper der Wärme kraftanlage zugeleitet. Das erhitzte Wasser gelangt durch die Leitung 106 wieder in den Speicher zurück. Die Pumpe 105 wird durch einen Motor 107 angetrieben, dem die elek trische Energie durch eine Leitung 108 zu geführt wird.
Ein Regelorgan 109, welches durch den Impulsgeber 110 beeinflusst ist, regelt die Drehzahl des Motors 107, bezw. die Förderleistung der Pumpe 105 nach Mass gabe des Druckes im Speicher. Bei steigen dem Druck wird die Umwälzung des Was sers vermindert, während bei fallendem Druck die Umwälzung vergrössert wird.
Eine weitere Pumpe 111 sorgt für einen ständigen Umlauf des Wassers im Speicher. Sie saugt das Wasser unten im Speicher durch die Leitung 104 an und drückt es durch die Leitung 112 in das Gefäss 101. Das überlaufende 'Wasser des Gefässes 101 strömt dann durch die Rohre 113 wieder in den untern Teil des Wasserinhaltes. Dadurch wird für beide Teile des Wasserinhaltes eine gleichmässige Temperatur gesichert.
Bei einer stossweisen Dampfentnahme aus dem Speicher kann sowohl das Wasser auf der Fläche 102 als auch auf der Fläche 103 ausdampfen. Ein Mitreissen des Wassers durch den Dampf wird durch das Prellblech 14 verhindert. Allfällig mitgerissene Was serreste können weitgehend in der Mulde des Prellbleches aus dem Dampf noch ausfallen. Das sich in der Mulde ansammelnde Wasser kann dann durch das Rückschlagventil 115 wieder in den Wasserinhalt des Speicher inhaltes zurückgelangen.
Das Speisewasser wird durch die Leitung 116 gleich in die Leitung 104 geführt, so dass es zunächst in dem nicht gezeichneten Heiz körper erhitzt wird und erst dann zusammen mit dem übrigen ebenfalls aufgeheizten Um- laufwasser durch die Leitung 106 in den Speicher eintritt.
Die Gasturbinen, insbesondere die die Nutzarbeit nach aussen abgebende Gasturbine, können, wie ersichtlich, von heisser Luft oder von andern heissen Gasen beaufschlagt wer den.
Sie können zum Beispiel insbesondere bei der Anwendung von Gaserhitzern, bei denen die Gase im Wärmeaustausch erhitzt werden, von inerten Gasen beaufschlagt sein. Als Gaserhitzer bezw. Treibgaserzeuger könnten zum Beispiel auch Kolbenmaschi nen, Flugkolbenmaschinen usw. verwendet werden. Die Treibgase der Anlage können auch durch Wärmeaustausch von beson deren Heizgasen beheizt werden. Diese Heiz gase können dann auch zur Beheizung des mit dem Speicher 14 verbundenen Heizkörpers 19 herangezogen werden.
Thermal power plant. The invention relates to a thermal power plant in which the useful work is done by at least one gas turbine and at least one auxiliary steam turbine is provided for rapid adaptation to he increased the load, and is characterized by a steam accumulator from which steam is used to drive the auxiliary turbine during taken from the time of load increases.
The memory can be in circulation via a circulation line with a radiator of the thermal power plant. Appropriately, the radiator is heated by the propellant gases or the heating gases of the thermal power plant, and it can be net angeord in the combustion chamber of the gas heater, for example. It is advisable to regulate the steam generation by changing the circulation speed in the circuit leading through the steam tank and the radiator.
For example, a pulse generator influenced by the vapor pressure of the accumulator can be provided, which reduces the delivery rate of a circulating pump connected to the circuit leading through the vapor accumulator into the heating element when the pressure rises and increases it when the pressure sinks.
The water content of the storage tank can be divided into at least two parts, each with a water surface, in order to enable the storage tank to be discharged in bursts by means of the resulting enlargement of the water surface.
Two examples of the subject matter of the invention are shown in simplified form on the drawing.
Fig. 1 shows a thermal power plant according to the invention, in which the propellant gases flow through the system once; Fig. 2 shows another example in which some of the propellant gases circulate under positive pressure; Fig. 3 illustrates a memory as it can be found in the systems of FIGS. 1 and 2 to use.
The centrifugal compressor 1 (Fig. 1) sucks in air through the line 2, compresses it and conveys it through the line 3 into the combustion chamber 4 of a gas heater. Some of the propellant gases produced during combustion flow through a line 5 into the gas turbine 6, which drives the power generator 7 and thus performs useful work. The exhaust gases from this turbine pass through line 8 to the outside. Another part of the propellant gases flows through the line 9 from the combustion chamber 4 into the turbine 10 and, after work, passes through the line 11 into the open. The turbine 10 drives the compressor 1.
The gas turbine 6 performing the useful work is coupled to an auxiliary machine 12 designed as a steam turbine. The compressor 1 for the combustion air is also coupled to an auxiliary machine 13 designed as a turbine.
A steam accumulator 14 supplies the auxiliary turbines 12 and 13 via line 15 with steam when the load increases rapidly. The exhaust steam from the two machines passes through line 16 into the condenser 17. A pump 18 conveys the condensate back into the steam accumulator 14.
The memory 14 is arranged in the United combustion chamber 4 radiator 19 via the lines 20 and 21 in the circuit. A pump 22 takes from the Spei cher water and promotes it in the heated by the propellant gases of the combustion chamber 4 radiator 19, from which it is returned to the memory 1-1 in it heated and possibly partially evaporated state.
The shaft of the machine unit 6, 7, 12 drives a speed controller 23, that of the machine unit 1, 10, 13 a speed controller 24. The speed controller 23 influences the control member 25 in the steam line 15 so that when the speed falls BEZW. falling sleeve, the flow cross-section increases and with increasing speed resp. increasing sleeve the cross-section is reduced. Furthermore, the control slide 29 of the servomotor 30 is influenced by the speed controller 23 by means of transmission through the linkage 26, 27 and 28.
The piston 31 is raised with increasing speed and pressed down with decreasing speed. The speed controller 24 influences the control slide 33 of the servo motor 34 via the linkage 32. The piston 35 is pressed down when the speed rises and is raised when the speed falls.
A cam disk 36 is connected to the piston 31 of the servo motor 30 via a lever 37. The control element 39 of the fuel line 40 is again connected to the lever 37 via the linkage 38. As a result of this connection, more fuel is supplied to the burner 41 of the combustion chamber 4 when the load increases, but less fuel is supplied when the load decreases. The piston 35 is ver via the lever 42 with a cam 43 connected. The two ends of the lever 44, which is connected to the control slide 47 of the servo motor 48 via a lever 45 and a linkage 46, roll on the two cams 36 and 43.
The piston 49 of the servomotor 48 influences the control organ 50 in the steam line 15 in such a way that the auxiliary turbines 12 and 13 receive steam supplied. if the target value of the amount of fuel required for the combustion chamber 4 of the gas heater is greater than the amount of fuel currently supplied to the combustion chamber. Excessive rule deflections are avoided by stops 98 and 99.
The load on the power generator 7 increases slowly. so gradually more fuel is fed to the burner 41 by the controller 23 by slowly influencing the element 39 in the fuel line 40, so that the speed of the machine unit 6, 7, 12 is maintained within the permissible degree of irregularity due to the increased propellant gas generation. Corresponding to the increased propellant gas generation, the speed of the machine unit 1, 10, 13 increases, whereby a Sin ken of the servomotor piston 35 is initiated.
During this control process, both the cam 36 and the cam 43 sink approximately simultaneously downwards, so that there is no significant shift at the pivot point between the levers 44 and 45 and therefore the control organ 50 in the steam line 15 remains closed as before . The auxiliary turbines 12 and 13 are not supplied with any steam when the load increases slowly.
If the load on the power generator increases rapidly, the rotational speed drops more sharply, so that the control element 25 in the steam line 15 is initially opened. At the same time, the piston 31 of the servo motor 30 is also quickly pressed down. However, stops 98 and 99 prevent excessive deflection. The burner 41 is then fed an increased amount of fuel to the permissible extent. With the aid of the cam disk 36, the control slide 47 is raised via the levers 44, 45 and the linkage 46, so that the control slide 49 is pressed down and thus the member 50 opens in the steam line. As a result, both the auxiliary turbine 12 and the auxiliary turbine 13 are supplied with steam.
The auxiliary turbine 12 supports the gas turbine 6, so that the rapidly increasing load on the power generator can be accommodated without an unacceptable drop in speed. The compressor 1 is simultaneously accelerated by the auxiliary turbine 13, so that an increased amount of air is available for burning the increased amount of fuel. The increase in the speed of the machine unit 1, 10, 13 causes the piston 35 to sink, so that the levers 44 and 45 and the linkage 46 via the cam 43, the steam supply to the auxiliary turbines 12 in accordance with the new, now established equilibrium and 13 is reduced again by throttling the control element 50. When the new state of equilibrium is reached, the organ 50 is completely closed.
In the thermal power plant according to FIG. 2, the compressor 1 is fed through the lines 51 and 52 with air which, in the compressed state, passes through the line 53, the recuperator 54 and the line 55 into a first heater 56. In order to be able to perform the compaction of the air with good efficiency, an intermediate cooler 57 is connected to the compressor 1.
In the heater 56, the air is split into two parts. A first part serves as combustion air for the burner 58, a second part enters the jacket 59. The combustion gases produced in the combustion chamber 60 are in heat exchange with the air fed into the jacket 59 in the heater tubes 61. The combustion gases pass through line 62 into a gas turbine 63, while the heated air is used to drive the gas turbine 10.
The exhaust air from the gas turbine 10 flows through the line 64 into a second heater 65. At the same time, a subset of the gases still containing a considerable proportion of oxygen-containing gases is removed from the gas turbine 63 through the line 66 and also passed into the heater 65. The oxygen in the gases is used in the combustion chamber 67 to burn the fuel supplied to the burner 68. The resulting combustion gases flow into the heating pipes 69 and thereby heat the exhaust air from the gas turbine 10 that is guided into the jacket 70.
The re-heated air reaches the gas turbine 6, which performs the useful work, while the combustion gases return through the line 71 to the gas turbine 63. The exhaust air from the turbine 6 flows through the line 72 into the recuperator 73 and from here through the line 74 via the cooler 75 back into the compressor 1. The exhaust gases from the gas turbine 63 are passed through the line 76 into the recuperator 54 and then flow through line 77 into gas turbine 78, from which they escape through line 79 into the open.
The hot air arriving through line 72 and the hot combustion gases supplied through line 77 are used in recuperators 54 and 73 to preheat the air fed from the United 1 after the heater 56. The gas turbine 6 performs useful work by driving the power generator 7, on whose common shaft an auxiliary steam turbine 12 is seated. The gas turbine 63 is kup pelt with the help of the gear 80 with the gas turbine 10, which drives the compressor 1. Die Gasurbine 63 ist mit dem Gas Turbine 10.
The gas turbine 78 drives a supercharger 81, which sucks in air through the line 82 and supplies it in a compressed and cooled state through the line 52 to the main compressor 1 through the intercooler 83 and the end cooler 84. With the common wave of the gas turbine 78 and the United poet 81, an auxiliary turbine 13 is gekup pelt. Another auxiliary motor 85 can be used to start up the system.
The two auxiliary steam turbines 12 and 13, which are connected behind one another in the steam flow, are supplied with steam from the store 14 via the lines 15 and 86, which after work passes through the line 16 into the condenser 17. The condensate is taken from the condenser by the pump 18 and returned to the memory 14. For ventilation or Eva kuierung a jet pump 87 is provided, which sucks the air collected in the condenser 17 by means of the cooling water introduced under pressure.
To heat the contents of the memory, steam is supplied to the heating element 19 by means of the pump 22 via the line 20, which in overheated condition is fed back into the water content of the memory 14 via the line 21. Sealing steam is supplied to the stuffing boxes 89 of the auxiliary steam turbines 12 and 13 through a line 88 so that no air can penetrate through the stuffing boxes into the housings of the turbines 12 and 13: It is thus possible to keep the rotors of the turbines 12 and 13 under negative pressure to run when the turbines are not exposed to steam.
To regulate the operation of the system, a centrifugal regulator 23 and a pressure regulator 90 are provided. The two regulators influence the regulating element 39 in the fuel line 40 in such a way that the amount of fuel increases when the speed or pressure increases and, conversely, the amount of fuel is reduced when the speed or pressure increases. The controller 23 influences the linkage 92 and the lever 93 via the lever 91 and also the control element 50 in the steam line 15 via the linkage 94, 95 and 96.
If the load on the power generator increases, the speed of the Maschi nenaggregates 6, 7, 12 first decreases, whereby the sleeve of the controller 23 is pushed ver in the sense of the arrow; as a result, the regulating member 50 is displaced in the direction of the + arrow. The turbines 13 and 12 are supplied with steam from the memory 14, so that not only the shaft of the gas turbine 78 and the compressor 81 is accelerated. but also the initially still existing difference between tween the load on the power generator 7 and the power of the gas turbine 6 by the turbine 12 is at least partially offset.
The acceleration of the speed of the compressor 81 causes an increase in the pressure of the pre-compression. This increases the pressure level in the from the compressor 1 via the He heater 56, the gas turbine 10, the heater 65, the gas turbine 6 and the recuperator 73 leading circuit. By increasing the pressure level in the air circuit, a ver larger amount of fuel for the burners 58 and 68 is set by means of the pulse generator 90 and the control element 39. By this Vermeh tion of the amount of fuel, both the performance of the useful work emitting gas turbine 6 and the performance of the gas turbine 10 is increased.
At the same time, by increasing the amount of fuel via the lever 93, the initially initiated Re gelation is returned by the fact that via the linkage 94, 95 and 96 the steam supply to the turbines 13 and 12 is again reduced or respectively. is turned off completely.
The memory 14 (Fug. 1 and 2) can, as shown in Fig. 3, have a container 100 in which a vessel 101 is built. A part of the water content is in the container 101, another part is taken up directly by the container shell 100, so that two independent water levels 102 and 103 are created. Through line 104, water is taken from the memory by means of the pump 105 and fed to a radiator of the thermal power plant. The heated water returns to the storage tank through line 106. The pump 105 is driven by a motor 107 to which the elec trical energy is fed through a line 108.
A control element 109, which is influenced by the pulse generator 110, controls the speed of the motor 107, respectively. the delivery rate of the pump 105 according to the measurement of the pressure in the memory. When the pressure rises, the circulation of the water is reduced, while when the pressure falls, the circulation is increased.
Another pump 111 ensures a constant circulation of the water in the storage tank. It sucks in the water at the bottom of the reservoir through the line 104 and presses it through the line 112 into the vessel 101. The overflowing water from the vessel 101 then flows through the pipes 113 back into the lower part of the water content. This ensures an even temperature for both parts of the water content.
In the case of intermittent steam extraction from the reservoir, both the water on the surface 102 and on the surface 103 can evaporate. The baffle plate 14 prevents the water from being carried away by the steam. Any residues of water that may be entrained can largely still fall out of the steam in the trough of the baffle plate. The water that collects in the trough can then get back into the water content of the storage tank through the check valve 115.
The feed water is immediately fed through line 116 into line 104, so that it is first heated in the heating element (not shown) and only then enters the storage tank through line 106 together with the remaining circulating water, which is also heated.
The gas turbines, in particular the gas turbine which emits the useful work to the outside, can, as can be seen, be acted upon by hot air or other hot gases.
For example, in particular when using gas heaters, in which the gases are heated in heat exchange, inert gases can be applied to them. As a gas heater or Propellant gas generators, for example, piston machines, aviation piston machines, etc. could also be used. The propellant gases of the system can also be heated by exchanging heat from special heating gases. These heating gases can then also be used to heat the heater 19 connected to the memory 14.