DE1062983B

DE1062983B - Process for generating hot compressed air with a gas turbine system operated in an open cycle process and a device for performing the process

Info

Publication number: DE1062983B
Application number: DEM14922A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Mann
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1952-07-26
Filing date: 1952-07-26
Publication date: 1959-08-06

Description

Verfahren zur Erzeugung heißer Druckluft mit einer im offenen Kreisprozeß betriebenen Gasturbinenanlage und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung heißer Nutzdruckluft mit einer im offenen Prozeß betriebenen Gasturbinenanlage, wobei die auf den höchsten Prozeßdruck verdichtete Nutzdruckluft in Wärmeaustauschern teils von Abgasen der Gasturbine, teils von heißen, durch innere Verbrennung erzeugten Treibgasen erhitzt, in einer Heißluftturbine entspannt und schließlich von den heißen Treibgasen wiederum in Wärmeaustauschern auf die geforderte hTutzlufttemperatur aufgeheizt wird. Dieses Verfahren hat in thermodynamischer Hinsicht mehrere Vorteile, deren wichtigster darin besteht, daß die von der Nutzluft erzeugte Leistung praktisch ohne Verluste gewonnen wird, da die in ihr nach Verlassen der Entspannungsturbine noch enthaltene Wärmemenge im Druckluftverbraucher verwertet wird. Die mit der Entspannungsturbine gewonnene Leistung ermöglicht wiederum eine kleinere Bemessung der Frischgasturbine(n), so daß auch die Treibgasmengen und damit die Abgasmengen verringert werden können.Process for generating hot compressed air with an open cycle process operated gas turbine plant and device for carrying out the process The invention relates to a method for generating hot usable compressed air with an im open process operated gas turbine plant, with the highest process pressure compressed useful air in heat exchangers, partly from exhaust gases from the gas turbine, partly heated by hot propellant gases generated by internal combustion, in one Hot air turbine relaxes and finally turn in from the hot propellant gases Heat exchangers is heated to the required useful air temperature. This Process has several advantages from a thermodynamic point of view, the most important of which consists in the fact that the power generated by the useful air is practically without losses is obtained because the still contained in it after leaving the expansion turbine The amount of heat in the compressed air consumer is used. The one with the relaxation turbine The power gained enables a smaller dimensioning of the fresh gas turbine (s), so that the amount of propellant gas and thus the amount of exhaust gas can be reduced.

Es ist nun allerdings zu bedenken, daß in einer Hochofenwinderzeugungsanlage, für die das Verfahren der Erfindung in erster Linie in Betracht kommt, das als Brennstoff sich anbietende Gichtgas meist in reichlichen Mengen vorhanden ist und die Rentabilität einer solchen Anlage vornehmlich von ihren Gestehungskosten abhängt. Mit anderen Worten: in einer Gasturbinenanlage für Drucklufterzeugung, für deren Betrieb billige Brennstoffe zur Verfügung stehen, kann die Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades nur dann sinnvoll sein, wenn die Einrichtungen für den Wärmeaustausch bzw. -rückgewinn keinen allzu großen Kostenaufwand bedingen.It should be borne in mind, however, that in a blast furnace wind generation plant, for which the method of the invention comes primarily into consideration, the fuel The furnace gas that is offered is usually available in abundant quantities and the profitability such a system depends primarily on its production costs. With others In other words: in a gas turbine system for generating compressed air, cheap for its operation Fuels are available that can improve thermal efficiency only make sense if the facilities for heat exchange or recovery do not involve too much expense.

Dies ist nun aber der Fall bei einer Drucklufterzeugungsanlage nach einem älteren, nicht vorveröffentlichten Vorschlag, der für den Wärmeaustausch rekuperative Apparate, wie Röhrenaustauscher, Lufterhitzer usw., vorsieht, die wegen ihrer enormen Ausmaße und der für die hohen Temperaturen (bis zu 900° C) erforderlichen hohen Werkstoffgüte sehr kostspielig sind. Um die Abmessungen der Lufterhitzer zu verringern, wurde daher für die ältere Anlage vorgeschlagen, auf die hochdruckseitige Rufheizung der Druckluft zu verzichten, womit wiederum eine Verringerung des thermischen Wirkungsgrades hingenommen werden muß.However, this is now the case with a compressed air generation system an older, not previously published proposal, which is recuperative for heat exchange Apparatus, such as tube exchangers, air heaters, etc., provides that because of their enormous Dimensions and the high required for the high temperatures (up to 900 ° C) Material quality are very expensive. To reduce the size of the air heater, It was therefore suggested for the older system to use the call heating on the high-pressure side to forego the compressed air, which in turn reduces the thermal efficiency must be accepted.

Diese Nachteile jener älteren Drucklufterzeugungsanlage vermeidet die vorliegende Erfindung dadurch, daß die Erhitzung der Nutzdruckluft vor und hinter der Entspannungsturbine bei Druckgleichheit zwischen Nutzdruckluft und Treibgas in kontinuierlich arbeitend Regeneratoren erfolgt. Es dürfte verständlich sein, daß die Druckgleichheit nicht exakt eingestellt werden muß, sondern daß geringe Druckunterschiede zwischen Druckluft und Treibgas zulässig sind, da die Lässigkeitsverluste der Regeneratoren in der Wärmebilanz sich nicht nachteilig auswirken. Das gegebenenfalls von der Gas- zur Luftseite übertretende Treibgas gibt nämlich seine Wärme an den Hochofen ab bzw. umgekehrt wird die von der Luft- zur Gasseite überströmende Luft ihre Energie an die Turbinenschaufeln abgeben. Letzteres ist dann zu empfehlen, wenn die Sauerstoffkonzentration der N utzluft konstant sein muß (z. B. beim Hochofen). In diesem Falle wird die Nutzluftmenge um den Betrag des Spaltverlustes im Regenerator größer bemessen.Avoids these disadvantages of that older compressed air generation system the present invention in that the heating of the useful compressed air in front of and behind the expansion turbine when the pressure between the usable compressed air and the propellant gas is equal takes place in continuously working regenerators. It should be understandable that the pressure equality does not have to be set exactly, but that small Differences in pressure between compressed air and propellant gas are permissible because of the leakage losses the regenerators do not have a negative effect on the heat balance. If necessary Propellant gas passing from the gas to the air side gives its heat to the The air flowing over from the air to the gas side is turned off or vice versa give their energy to the turbine blades. The latter is then recommended if the oxygen concentration in the useful air must be constant (e.g. in a blast furnace). In this case, the amount of useful air is reduced by the amount of the gap loss in the regenerator sized larger.

Der Wärmeaustausch bei Druckgleichheit ist an sich bekannt von einer Drucklufterzeugungsanlage mit Gasturbinenbetrieb, in welcher die Nutzluft in einer Zwischenstufe des Gasturbinenverdichters abgezapft und ohne Energieumsetzung dem Nutzluftverbraucher zugeführt wird.The heat exchange when the pressure is equal is known per se from a Compressed air generation system with gas turbine operation, in which the useful air in a Intermediate stage of the gas turbine compressor tapped and without energy conversion Useful air consumer is supplied.

Die für das Verfahren nach vorliegender Erfindung zur Anwendung gelangenden kontinuierlich arbeitenden Regeneratoren werden im wesentlichen nur statisch beansprucht, so daß als Speichermasse vor allem keramische Werkstoffe verwendet werdenkönnen.Those used for the method according to the present invention continuously working regenerators are essentially only statically stressed, so that ceramic materials in particular can be used as storage mass.

Als kontinuierlich arbeitende Regeneratoren können aber nicht allein die zuvor genannten rotierenden Wärmeaustauscher, sondern auch für Wärmeübertragung ausgebildete Turbinen verwendet werden. Zu diesem Zweck ist eine-solche Turbine neben den vom heißen Treibgas durchströmten Düsen abwechselnd noch mit weiteren Düsenkanälen versehen, welche von der anzuwärmenden Nutzluft durchströmt werden. Die Turbine wird in diesem Falle am Umfang des Laufrades abwechselnd von heißen Treibgasen und kühler, verdichteter Nutzluft beaufschlagt, wobei die letztere gleichzeitig als Kühlmittel für die Beschaufelung dient. Nach Durchströmen des Laufrades werden sowohl die entspannten Treibgase als auch die nunmehr aufgeheizte Nutzluft in getrennten Kammern bzw. Ableitungskanälen aufgefangen.As a continuously working regenerator can not alone the aforementioned rotating heat exchangers, but also for heat transfer trained turbines are used. For this purpose there is such a turbine in addition to the nozzles through which the hot propellant gas flows, alternating with others Provided nozzle channels, which from the useful air to be heated flows through will. In this case, the turbine is alternately on the circumference of the impeller hot propellant gases and cool, compressed air, the latter being applied also serves as a coolant for the blading. After flowing through the impeller Both the relaxed propellant gases and the now heated useful air become collected in separate chambers or drainage channels.

Voraussetzung für einen guten Effekt ist einerseits die Druckgleichheit der beiden Medien und andererseits eine konstante Drehzahl des Laufrades dieser Turbine; denn nur für einen ganz bestimmten Betriebsfall stimmt die Stellung der Auffangdüsen mit den Wegen der beiden verschiedenen Gasströme in der Turbine völlig überein. Außerdem ist für diesen den besten Wirkungsgrad ergebenden Betriebspunkt die kleinste Wirbelbildung und demzufolge auch die geringste Vermischung von Nutzluft und Prozeßgasen zu erwarten. Die Anwendung einer solchen kombinierten Turbine kommt dann in Frage, wenn das Verhältnis des Gewichtes der Nutzluft zu den Arbeitsgasen des Gasturbinenprozesses klein ist, d. h. wenn neben der Erzeugung von Druckluft für industrielle Nutzung auch noch eine große Nutzleistung erzeugt werden soll.The prerequisite for a good effect is, on the one hand, that the pressure is equal of the two media and, on the other hand, a constant speed of the impeller of this Turbine; because the position of the is only correct for a very specific operating case Collecting nozzles with the paths of the two different gas flows in the turbine completely match. In addition, this is the operating point that gives the best efficiency the smallest vortex formation and consequently also the slightest mixing of useful air and process gases to be expected. The application of such a combined turbine comes then in question if the ratio of the weight of the useful air to the working gases the gas turbine process is small, d. H. if in addition to the generation of compressed air a large amount of useful power is also to be generated for industrial use.

In der Zeichnung wird das Verfahren nach der Erfindung an einer schematisch dargestellten Gasturbinenanlage erläutert. Es zeigt Fig. 1 das Schaltschema der Gesamtanlage, Fig. 2 einen Schnitt durch einen rotierenden Regenerator, Fig. 3 eine Abwicklung von einigen Düsen und Auffangkammern einer für Wärmeaustausch ausgebildeten Entspannungsturbine.In the drawing, the method according to the invention is shown schematically on a illustrated gas turbine plant explained. It shows Fig. 1 the circuit diagram of Overall system, FIG. 2 shows a section through a rotating regenerator, FIG. 3 shows a Handling of some nozzles and collecting chambers of one designed for heat exchange Relaxation turbine.

In der Gasturbinenanlage gemäß Fig. 1 soll heiße Druckluft, z. B. für Hochofenbetrieb, erzeugt werden. Die hierfür notwendige Luftmenge (Nutzluft) wird vom Verdichter 1 gemeinsam mit der für den Gasturbinenbetrieb benötigten Brenn- und Mischluftmenge (Prozeßluft) angesaugt und auf den höchsten Prozeßdruck der Gasturbinen verdichtet. Gleichachsig zu diesem Verdichter 1 ist ein Verdichter 2 für Brenngas angeordnet, welches das Brenngas (z. B. Lichtgas) ebenfalls auf den Prozeßdruck der Gasturbinenanlage bringt. Die in den Niederdruckbrennkammern 12, 13 benötigte Brenngasmenge wird den unteren Stufen des Verdichters 2 entnommen; sie kann aber auch in einer eigenen Maschine verdichtet werden. Die auf Prozeßdruck verdichtete Luft wird im Wärmetauscher 3 vorgewärmt, und das Brenngas wird im Wärmetauscher 4 vorgewärmt; beide Wärmetauscher sind Rekuperatoren und werden von den Turbinenabgasen durchströmt. Anschließend an den Wärmetauscher 3 wird von der Gesamtluftmenge die benötigte Nutzluftmenge einschließlich eines Zuschlages für eventuelle Leckverluste abgezweigt (Punkt a). Nach der Abzweigungsstelle wird die Nutzluft in einem weiteren Wärmetauscher 5 zusätzlich so hoch wie möglich vorgewärmt, um später in dem nachgeschalteten Wärmetauscher 6 weniger aufgeheizt werden zu müssen. Dadurch ist es möglich, die Teilbrennkammer 7 und den Wärmetauscher 6 mit geringeren Temperaturen zu betreiben. In der Teilbrennkammer 7 wird nämlich nur eine solche Wärmemenge erzeugt, die zur Erhitzung der vom Wärmetauscher 5 kommenden Nutzluft im Wärmetauscher 6 zum Betrieb der Heißluftturbine 10 erforderlich bzw. gewünscht ist. Der Wärmetauscher 6 ist als kontinuierlich arbeitender Gegenstromregenerator ausgebildet. Die restliche Erhitzung der Gasturbinentreibgase auf die Turbineneintrittstemperatur wird in der zweiten Brennkammer 8 vorgenommen. Während die Turbinengase in der Gasturbine 9 entspannt werden, erfolgt die Arbeitsleistung der erhitzten NTutzluft in der Luftturbine 10, welche auf einer Welle mit der Gasturbine 9 angeordnet ist. Beide Turbinen 9 und 10, welche den Hochdruckteil der Anlage bilden, treiben entweder direkt oder über ein Getriebe die Verdichter 1 und 2 an.In the gas turbine system according to FIG. 1, hot compressed air, for. B. for blast furnace operation. The amount of air required for this (useful air) is used by the compressor 1 together with the fuel required for gas turbine operation and mixed air volume (process air) is sucked in and at the highest process pressure of the gas turbines condensed. A compressor 2 for fuel gas is coaxial with this compressor 1 arranged, which the fuel gas (z. B. light gas) also to the process pressure the gas turbine plant brings. The ones required in the low-pressure combustion chambers 12, 13 The amount of fuel gas is taken from the lower stages of the compressor 2; but she can can also be compacted in a separate machine. The condensed to process pressure Air is preheated in the heat exchanger 3, and the fuel gas is in the heat exchanger 4 preheated; Both heat exchangers are recuperators and are used by the turbine exhaust gases flows through. Subsequently to the heat exchanger 3 is of the total amount of air Required amount of useful air including a surcharge for possible leakage losses branched off (point a). After the branch point, the useful air is in another Heat exchanger 5 additionally preheated as high as possible to later in the downstream Heat exchanger 6 has to be heated up less. This makes it possible to use the To operate partial combustion chamber 7 and the heat exchanger 6 at lower temperatures. In fact, only such an amount of heat is generated in the partial combustion chamber 7 that is necessary for The useful air coming from the heat exchanger 5 is heated in the heat exchanger 6 for operation the hot air turbine 10 is required or desired. The heat exchanger 6 is designed as a continuously working counter-current regenerator. The rest of The gas turbine propellant gases are heated to the turbine inlet temperature in the second combustion chamber 8 made. While the turbine gases in the gas turbine 9 are relaxed, the work done by the heated utility air takes place in the air turbine 10, which is arranged on a shaft with the gas turbine 9. Both turbines 9 and 10, which form the high pressure part of the plant, either drive directly or Compressors 1 and 2 are switched on via a gearbox.

Nach dem Expansionsvorgang in den Turbinen 9 und 10 wird die Nutzluft nochmals in der gleichen Weise wie auf der Hochdruckstufe des Prozesses in einem Wärmetauscher 11, der ebenfalls als kontinuierlich arbeitender Regenerator ausgebildet ist, aufgeheizt. Zu diesem Zweck werden die Abgase der Gasturbine 9 in einer Zwischenbrennkammer 12 erhitzt. Nach Abgabe eines Teiles ihrer fühlbaren Wärme im Wärmetauscher 11 an die Nutzluft werden sie in einer weiteren Brennkammer 13 erneut erhitzt und strömen sodann zur Niederdruckgasturbine 14, welche bei dem dargestellten Beispiel wiederum auf der gleichen Welle wie die Turbinen 9 und 10 bzw. die Verdichter 1 und 2 angeordnet ist.After the expansion process in the turbines 9 and 10, the useful air again in the same way as at the high pressure stage of the process in one Heat exchanger 11, which is also designed as a continuously operating regenerator is heated up. For this purpose, the exhaust gases from the gas turbine 9 are in an intermediate combustion chamber 12 heated. After releasing part of their sensible heat in the heat exchanger 11 the useful air is heated again in a further combustion chamber 13 and flows then to the low-pressure gas turbine 14, which again in the example shown arranged on the same shaft as the turbines 9 and 10 or the compressors 1 and 2 is.

Es ist natürlich auch möglich, Hoch- und Niederdruckturbinen getrennt zu betreiben. Auf welcher Seite dabei die Nutzleistung (Generator 15) erzeugt wird, bleibt dem jeweiligen Bedarfsfall überlassen. Wenn die Temperatur der Nutzluft wesentlich über derjenigen des Gasturbinenprozesses liegt, kann unter Umständen auch auf die Nachbrennkammer 13 verzichtet oder sogar eine Kühlung der Gasturbinengase mit Hilfe einer Umführungsleitung vorgenommen werden.It is of course also possible to have high and low pressure turbines separately to operate. On which side the useful power (generator 15) is generated, is left to the respective case of need. When the temperature of the useful air is significant is above that of the gas turbine process, can under certain circumstances also on the Afterburning chamber 13 dispensed with or even a cooling of the gas turbine gases with the aid a diversion line.

Wie man dem vorbeschriebenen Schaltschema entnehmen kann, ist der Gasturbinenprozeß auf dem größten Teil seines Weges dem Nutzluftprozeß parallelgeschaltet. Bei hochwertigen Anlagen kann der Durchsatz auf der Gasturbinenseite geringer sein als auf der Druckluftseite. Dies hat zur Folge, daß in den Wärmetauschern auf der heißen Seite, der Gasturbinenseite, wegen ihres kleineren Wasserwertes, beträchtliche Temperaturänderungen auftreten. Unter Wasserwert versteht man bekanntlich das Produkt aus spezifischer Wärme und Gewicht des Mediums. Da hier die spezifische Wärme auf der heißen und kalten Seite etwa gleich ist, verhalten sich die Temperaturänderungen in den beiden Gasströmen umgekehrt wie ihre Gewichte. Mit der im vorhergehenden erläuterten Wärmeerzeugung in mehreren Fraktionen, also durch Anordnung von jeweils zwei Brennkammern 7, 8 und 12, 13 in jeder Druckstufe, wird diesem Umstand Rechnung getragen und so die Temperaturspitzen in Grenzen gehalten. Die Anordnung der Turbinen, Verdichter und eventuell auch eines Generators auf einer oder mehreren Wellen geschieht nach den bekannten Gesichtspunkten des Leistungsgleichgewichtes und der Regelbarkeit. Vom Heizwert der Brenngase, der thermischen Güte des Heißluft-und Gasturbinenprozesses und der in der Nutzluft abgeführten Energie hängt es ab, ob zusätzlich noch Nutzleistung an andere Verbraucher abgeführt werden kann (z. B. Generator 15).As you can see from the circuit diagram described above, the Gas turbine process connected in parallel to the useful air process for most of its way. In the case of high-quality systems, the throughput on the gas turbine side can be lower than on the compressed air side. This has the consequence that in the heat exchangers on the hot side, the gas turbine side, due to their lower water value, considerable Temperature changes occur. As is well known, the water value is understood to mean the product from the specific heat and weight of the medium. Because here the specific heat on the hot and cold side is roughly the same, the temperature changes behave reversed in the two gas streams as their weights. With the one in the preceding explained heat generation in several fractions, so by arrangement of each two combustion chambers 7, 8 and 12, 13 in each pressure stage will take this into account worn and thus kept the temperature peaks within limits. The arrangement of the turbines, Compressor and possibly also a generator happens on one or more shafts according to the known aspects of power balance and controllability. From the calorific value of the fuel gases, the thermal quality of the hot air and gas turbine process and the energy dissipated in the useful air, it depends on whether there is additional useful power can be discharged to other consumers (e.g. generator 15).

Die Fig. 2 zeigt im Schnitt einen kontinuierlich arbeitenden Gegenstromregenerator üblicher Bauart. Der rotierende, wärmetauschende Maschinenteil 21 ist auf der Welle 22 befestigt und bewegt sich beispielsweise in der angegebenen Pfeilrichtung. Auf der einen, der wärmespendenden Seite wird er von heißen Treibgasen des Gasturbinenprozesses beaufschlagt, die in dem Strömungskanal 23 in der mit Pfeilen angedeuteten Richtung strömen. Im Gegenstrom dazu wird auf der anderen Seite in der Leitung 24 verdichtete Nutzluft geführt, an welche die auf den rotierenden Maschinenteil 21 übertragene Wärme wiederum abgegeben wird.Fig. 2 shows in section a continuously operating counter-current regenerator usual design. The rotating, heat-exchanging machine part 21 is on the shaft 22 attaches and moves, for example, in the indicated arrow direction. on the one, the heat-giving side, it is caused by the hot propellant gases of the gas turbine process applied to the in the flow channel 23 in that indicated by arrows Flow direction. In countercurrent to this, on the other side in line 24 compressed useful air to which the rotating machine part 21 transferred heat is in turn given off.

In der Fig. 3 ist die Abwicklung einer für die Wärmeübertragung auf die Nutzluft in Betracht gezogenen Entspannungsturbine dargestellt, Man erkennt das Leitrad 31 und das Laufrad 32. Dem Leitrad 31 strömen aus nicht dargestellten Kammern die heißen Treibgase an den Stellen 33 zu und beaufschlagen das Laufrad 32, welches sich in der angegebenen Pfeilrichtung bewegt. Neben den das Arbeitsmittel der Turbine führenden Kanälen 34 sind am Umfange abwechselnd noch weitere Düsen 35 angeordnet, welche die verdichtete, anzuwärmende Nutzluft führen. Das Laufrad 32 der Turbine wird also gleichzeitig sowohl mit heißen Treibgasen als auch mit kühler Nutzluft beaufschlagt. In dem dargestellten Beispiel folgen im Leitrad abwechselnd auf eine Kühlmitteldüse 35 drei das heiße Turbinentreibmittel führende Düsen 34. Es ist natürlich auch möglich, hierfür jedes andere günstige Verhältnis von Kühlmittel- zu Treibmitteldüsen zu wählen. Die beiden Teilströme werden unmittelbar hinter dem Laufrad 32 in getrennten Kammern 36 bzw. Ableitungskanälen 37 wiederum aufgefangen. Die Anwendung einer derart gestalteten Turbine bietet innerhalb eines Gasturbinenprozesses, der gemäß dem Schaltschema der Fig. 1 geführt wird, erhebliche Vorteile. Auf diese Weise ist es nämlich möglich, die Turbinen 9 und 10 der Fig. 1 in einer Einheit zu bauen, so daß der Wärmetauscher 6 sowie die Brennkammer 8 entbehrlich sind. Voraussetzung für ihre Anwendbarkeit ist eine geringe Stufenzahl und ein derartiges Mengenverhältnis der Nutzluft zu den heißen Turbinengasen, daß die mittlere Temperatur der Expansion in jeder Stufe dem höchstmöglichsten Wert entspricht. Diese Voraussetzungen liegen aber bei Gasturbinenanlagen mit erheblicher Nutzleistungsabgabe nach außen und gleichzeitiger Erzeugung heißer Druckluft für weitere industrielle Zwecke vor.In Fig. 3 the development of a for the heat transfer is on the useful air considered relaxation turbine shown, one recognizes the stator 31 and the impeller 32. The stator 31 flow from not shown Chambers to the hot propellant gases at the points 33 and act on the impeller 32, which moves in the indicated arrow direction. In addition to the work equipment The ducts 34 leading to the turbine are alternately further nozzles on the circumference 35 arranged, which lead the compressed useful air to be heated. The impeller 32 of the turbine is thus simultaneously with both hot propellant gases and with cooler air applied. In the example shown, they alternate in the stator three nozzles 34 carrying the hot turbine propellant onto a coolant nozzle 35. It is of course also possible to use any other favorable ratio of coolant to to choose propellant nozzles. The two substreams are immediately behind the Impeller 32 is again caught in separate chambers 36 or discharge channels 37. The use of a turbine designed in this way offers within a gas turbine process, which is performed according to the circuit diagram of FIG. 1, considerable advantages. To this In fact, it is possible to have the turbines 9 and 10 of FIG. 1 in one unit to build so that the heat exchanger 6 and the combustion chamber 8 are dispensable. pre-condition their applicability is due to a small number of stages and such a quantitative ratio the useful air to the hot turbine gases that the mean temperature of expansion corresponds to the highest possible value at each level. These prerequisites are but in the case of gas turbine systems with a considerable output of useful power to the outside and at the same time Generation of hot compressed air for other industrial purposes.

Es sei noch bemerkt, daß außer dem hier aufgezeigten besonderen Kühlverfahren der Turbine auch alle anderen bekannten Arten von Kühlern zur Anwendung gelangen können, bei welchen eine getrennte Abführung von verdichteter Nutzluft, die hier gleichzeitig als Kühlluft verwendet wird, und von Arbeitsgasen möglich ist.It should also be noted that in addition to the particular cooling method shown here all other known types of coolers are also used for the turbine can, in which a separate discharge of compressed useful air, which is here is used at the same time as cooling air, and is possible from working gases.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for generating hot usable compressed air with an open process gas turbine plant, with the highest Process pressure compressed useful air in heat exchangers, partly from exhaust gases Gas turbine, partly heated by hot propellant gases generated by internal combustion, Relaxed in a hot air turbine and finally by the hot propellant gases is heated in heat exchangers to the required useful air temperature, thereby characterized in that the heating of the useful compressed air in front of and behind the expansion turbine if the pressure between the usable compressed air and the propellant gas is equal in continuously operating Regenerators takes place.

2. The method according to claim 1, characterized in that the useful air is preheated to a higher level by the exhaust gases from the gas turbine that have not been reheated is called the combustion and mixed air of the gas turbines.

3. The method according to claim 1, characterized in that the pressure of the useful air in the or the continuous working regenerators (6, 11) is slightly higher than that of the heat-emitting Gas turbine propellants and that the amount of useful air by the respective amount of the gap loss is dimensioned larger.

4. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the continuously operating regenerator or regenerators (6, 11), as is known per se, are lined with ceramic materials.

5. Device for carrying out the method according to Claim 3, characterized in that that the heat exchange device combined with the expansion turbine in such a way is that the gas turbine in addition to the nozzles (34) through which the hot propellant gas flows has further nozzle channels (35) through which the useful air to be heated flows be, the useful air is used as a coolant at the same time, and that both the relaxed propellant gases as well as the heated useful air after the turbine runner be collected again in separate chambers (36 and 37). Considered Publications: Swiss Patents Nos. 252 211, 249 484; British patents No. 656 096, 641154; Technische Mitteilungen, Vol. 44, 1951, pp. 203 to 217; Swiss Bauzeitung, Vol. 127, 1946, p. 89. Older patents considered: German U.S. Patent No. 970,711.