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In geschlossenem Kreislauf arbeitende Gasturbinenanlage Die Erfindung
betrifft eine in geschlossenem Kreislauf arbeitende Gasturbinenanlage.
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Gasturbinenanlagen, die in geschlossenem Kreislauf arbeiten und bei
denen verschiedene Teile, wie Verdichter, Verdichter-Antriebsturbine, Leistungsturbine
und Gegenstromvorwärmer, in einem gemeinsamen druckfesten Gehäuse untergebracht
sind, sind bekannt.
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Bei einer bereits bekannten Ausführungsform sind eine Leistungsturbine,
ein Wärmeaustauscher, ein Rückkühler, ein Verdichter und eine Hochdruckturbine hintereinander
angeordnet, so daß sich insgesamt eine erheblicheBaulängeunderheblicheLeitungslängen
ergeben. Auf die Hintereinanderschaltung von Verdichtern und Turbinen ist bisher
auch dann nicht verzichtet worden, wenn die Aufgabe, eine gedrungene Bauform zu
finden, gestellt war, so z. B. bei einer Ausführungsform, bei der Niederdruckturbine,
Gegenstromvorwärmer und Leistungsturbine hintereinander angeordnet sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in geschlossenem Kreislauf
arbeitende Gasturbinenanlage von möglichst gedrungener Bauart zu schaffen. Deshalb
wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, innerlmlb des druckfesten Gehäuses den Verdichter
und die `'erdichter-Antriebsturbine in einem Rohrgehäuse unterzubringen, dieses
Rohrgehäuse über seitliche Strömungsanschlüsse an Rohrkupplungsgliedern zu befestigen,
die in die Wand des druckfesten Gehäuses eingesetzt sind, den Gegenstromvorwärmer
innerhalb des druckfesten Gehäuses längsseitig neben, dem den Verdichter urrd die
Verdichter-Antriebsturbine aufnehmenden Rohrgehäuse unterzubringen, die Leistungsturbine
als gesonderten Bauteil neben dem Gegenstromvorwärmer und dem den Verdichter und
die Verdichter-Antriebsturbine aufnehmenden Rohrgehäuse innerhalb des druckfesten
Gehäuses unterzubringen und einige der Verbindungsleitungen zwischen den Bauteilen
der Gasturbinenanlage aus durch Zwischenwände abgeteilten Räumen, des druckfesten
Geliä uses zu bilden.
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Der durch diesen Erfindungsvorschlag erzielte technische Fortschritt
liegt nicht allein in der gedrungenen Bauart und der Verkürzung der Leitungslängen,
son-<lern darüber hinaus in einer wesentlichen Vereinfachung des Dichtungsproblems.
Die Dichtstellen sind nämlich gegenüber den; bereits bekannten und vorgeschlagenen
Konstruktionen auf einen Bruchteil herabgesetzt. Durch die Unterbringung der verschiedenen
Bauteile innerhalb eines einzigen druckfesten Gehäuses sind diese der Beeinflussung
durch äußere mechanische Belastungen entzogen, so daß sie verhältnismäßig leicht
ausgeführt werden können und sich in der Folge eine wesentliche Gewichtsverminderung
ergibt.
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Der Verdichter kann in altbekannter Weise aus einer Niederdruckstufe
und .einer Hochdruckstufe bestehen, wobei zwischen den beiden Stufen ein Zwischenkühler
eingeschaltet ist. Der Zwischenkühler kann ebenfalls innerhalb des druckfesten Gehäuses
untergebracht sein.
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Die innerhalb des druckfesten Gehäuses untergebrachte Leistungsturbine
kann frei fliegend an einer von ihr angetriebenen, außerhalb,des druckfesten Gehäuses
gelegenen Arbeitsmaschine angeordnet sein.
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ach einer Ausführungsform der Erfindung ist das druckfeste Gehäuse
von einem Mantel mit mindestens einer abnehmbaren Verschlußplatte gebildet; innerhalb
des Mantels ist eine lösbare Zwischenwand angebracht, die zwischen der Verschlußplatte
einerseits und dem Gegenstromvorwärmer und dem den Verdichter und die Verdichter-Antriebsturbine
aufnehmenden Rohrgehäuse andererseits liegt. Das Statorgehäuse der Leistungsturbine
ist dabei in eine Öffnung der Zwischenwand verschiebbar eingesetzt und mit einem
Rohransatz durch eine Öffnung der Verschlußplatte hindurchreichend an der Arbeitsmaschine
befestigt.
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Von dem Gasauslaß der Verdichter-Antriebsturbine führt bei dieser
Bauart eine Leitung durch die innere Zwischenwand hindurch nach dem Gaseintritt
der Leistungsturbine. Diese Leitung steht in Verbindung mit dem zwischen der Verschlußplatte
und der inneren
Zwischenwand eingeschlös"spneri Raum. Ferner ist
in der Zwischenwand ein Nebenschlußventil angeordnet, das eine Verbindung zwischen
diesem Raum und dem Eimaß zu dem Gegenstromvnrwärmer. schafft., d. h. einen Nebenschluß
zu der- Leistungsturbine bildet.
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An dem rohrförmigen CTehäüse@kann ein rohrförmiger- Fortsatz angebracht
sein, der die von der Verdichter-Antriebsturbine nach der Leistungsturbine führende
Leitung an -der' Stelle des' Dürchtritts durch die Zwischenwand umgibt:.Dieser ::-Rohrfortsatz
ist mit dem Rand -der zugehörigen öffnung der Zwischenwand zweckmäßig durch eine
$algdichtung verbunden.
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Der Auslaß des Gegenströmvorwärmers kann von einem Rohrstutzen gebildet
sein, der an einem Kupplungsglied lösbar befestigt ist, das seinerseits -am Bodenteil
des druckfesten. Gehäuses befestigt ist.
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Die das druckfeste Gehäuse durchbrechenden Leitungsanschlüsse sind
an den Kupplungsgliedern befestigt, beispielsweise mittels Bolzen, die von außerhalb
des druckfesten Gehäuses lösbar sind. Die Kupplungsglieder sind an dem Gehäuse ebenfalls
durch von außen lösbare Bolzen befestigt.
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Vorzugsweise sind könzentrisch innerhalb der Kupplungsglieder Rohre-
eingesetzt, die den lichten Querschnitt der Kupplungsglieder in zueinander konzentrische
Strömungswege aufteilen; die konzentrisch liegenden inneren Rohre sind dabei vorzugsweise
mit den zugehörigen Anschlüssen des Verdichters und der Verdichter-Antriebsturbine-durch
gleitend aufgeschobene Zwischenstücke verbunden.
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Die Verbindung zwischen-dem Auslaß des Niederdruckverdichters und
.dem-Zwischenkühler kann über eines der Kupplungsglieder hergestellt sein. Das konzentrisch
innerhalb dieses Kupplungsgliedes verlautende Rohr kann den Zwischenkühler mit dem
Einlaß des Hochdruckverdichters verbinden; das andere Kupplungsglied, dem ein Ventil
nachgeschaltet ist, verbindet dann mittels einer Rohrleitung den Auslaß des Hochdruckverdichters
-mit einem Druckaufnahmebehälter, und das konzentrisch innerhalb dieses Kupplungsgliedes
liegende Rohr kann die Verbindung eines außerhalb des druckfesten Gehäuses gelegenen
Erhitzers mit -dem Einlaß der Verdichter-Antriebsturbine herstellen.
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In dem zu dem Druckaüfnahmebehälter hinführenden Ansehluß ist zweckmäßig
ein Ventil angeordnet, das in geöffneter Stellung den Auslaß .des Hochdruckverdichters
mit dem Raum des druckfesten Gehäuses verbindet, aus -dem der Niederdruckverdichter
ansaugt.
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Der Gegenstromvorwärmer ist nach einer Ausführungsform von zwei Wärrneaustauschern
gebildet, die zu beiden Seiten einer .oberen und einer unteren Sammelleitung angeordnet
und mittels Rohrstutzen an den Sammelleitungen befestigt sind; eine dieser Sammelleitungen
leitet das Gas aus dem Verdichter zu den Wärmeaustauschern, die andere nimmt das
von den Wärmeaustauschern kommende Gas auf; die Wärmeaustauscher weisen Gaskanäle
auf, durch die das von der Turbine kommende Abgas in den Wärmeaustauschern nach
oben strömen kann.
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Die obere Sammelleitung kann mittels an ihren beiden Enden angeordneten
Gelenkgliedern und mittels eines Leitungsanschlusses, durch,den das von dem Verdichter
kommende Druckgas in d ie obere Sammelleitung einströmt, am- rohrförmigen Gehäuse
befestigt sein. -Die Enden' der unteren Sammelleitung können mittels Stützen gegen
das druckfeste Gehäuse abgestützt -sein, außerdem können seitliche Ausleger an den
. Wärmeaustauschern in geschlitzte Auflager, die an der zylindrischen Wand des druckfesten
Gehäuses angeordnet sind, eingreifen.
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Innerhalb des druckfesten Gehäuses kann auch ein Rückkühler untergebracht
sein, der aus zwei zu beiden Seiten des rohrförmigen Gehäuses untergebrachten Wärmeaustauschern;
besteht. Diese Wärmeaustauscher liegen dabei über den Wärmeaustauschern des Gegenstromvorwärmers.
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Unter dem Gegenstromvorwärmer ist zweckmäßig eine Auskleidung angeordnet,
die einen Verteilerraum für das von der Leistungsturbine kommende Gas bildet und
an das untere Ende des Wärmzaustauschers des Gegenstromvorwärmers angeschlossen
ist.
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An das mit dem Ausgang -des Gegenstromvorwäriners verbundene Kupplungsglied
kann eine Leitung angeschlossen sein, die außerhalb des druckfesten Gei häuses zu
dem Erhitzer führt; eine weitere Leitung kann über ein Ventil, ebenfalls außerhalb
des druckfesten Gehäuses vom Ausgang des Gegenstromvorwärmers zu einem dem Druckaufnahmebehälter
umgebenden Kraftspeicher rühren, und schließlich kann eine Verbindungsleitung über
ein Ventil von dem Kraftspeicher zudem Raum im druckfesten Gehäuse führen, aus dem
-die erste Verdichterstufe ansaugt.
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Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es stellt
dar Fig. 1 ein Schaltschema der, Gasturbinenanlage gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine
Ansicht teilweise im Schnitt durch verschiedene Teile der Anlage und,die Fig. 3
einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2. In -der Fig. 1 ist eine Gasturbinenanlagedargestellt,
die im geschlossenen Kreislauf arbeitet und einen Kraftspeicher aufweist, der unter
bestimmten Arbeitsbedingungen verwendet wird.
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Die- Gasturbinenanlage umfaßt einen Niederdruckverdichter 10, von
dem das Arbeitsmittel über einen Zwischenkühler 11, indem es etwa durch Wasser gekühlt
wird, zu einem Hochdruckverdichter 12 und dann zu einem Gegenstromvorwärmer 13 gelangt.
In dem Gegenstromvorwärmer 13 wird das von dem Hochdruckverdichter 12 kommende Arbeitsmittel
vorgewärmt, um sodann in einem Erhitzer 14 weitererhitzt zu werden. Nach seinem
Austritt aus dem Erhitzer 14 gelangt das Arbeitsmittel in eine Verdichter-Antriebsturbine
15, die mittels einer Welle 16 die beiden Verdichter 10 und 12 antreibt. Nach dem
Austritt aus der Verdichter-Antriebsturhine 15 strömt das Arbeitsmittel in eine
Leistungsturbine 17 ein, die über eine Welle 18 an eine Arbeitsmaschine angeschlossen
ist. Das aus der Leistungsturbine 17 austretende Arbeitsmittel strömt durch den
Gegenstromvorwärmer 13 hindurch und erwärmt @dabei das, aus dem Hochdruckverdichter
12 kommende Arbeitsmittel. Nachdem das entspannte Arbeitsgas indem Gegenstromvorwärmer
einen Teil seiner Wärme abgegeben. hat, wird es einem wassergekühlten Rückkühler
20 und von diesem dem Eingang des Niederdruckverdichters 10 zugeführt.
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Der Erhitzer 14 hat die Form eines Wärmeaustauschers, in dem das Arbeitsgas
durch ein flüssiges Heizmittel, -das beispielsweise in einem Kernreaktor erhitztes
flüssiges Natrium sein kann, erhitzt wird. Der Erhitzer kann aber auch ein Kernreaktor
sein, in dem das Arbeitsgas, in diesem Fall etwa Helium oder Luft, als Kühlmittel
verwendet wird.
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Die Gasturbinenanlage hat parallel zu -der Leistungsturbine 17 einen
Nebenschluß 21, und der Nebenschluß 21 enthält ein Nehenschlußventil 22.
In
der Fig. 1 ist weiter ein Kraftspeicher 23' mit einem Druckaufnahmebehälter 24 zu
erkennen, der über eine Zubringerpumpe 25 von Verdrängungsbauart mit dem Kraftspeicher
23. verbunden ist. Die Pumpe 25 wird von einem Motor 26 angetrieben. Der Druckaufnahmebehälter
24 ist außerdem über eine Leitung 2,7 und ein Ventil 28 mit dem Ausgang 39 des Hochdruckverdichters
12 verbunden. Der Kraftspeicher 23 ist über eine Leitung 29 und ein Ventil 30 an
die Verbindung 68 zwischen dem Gegenstromvorwärmer 13 und dem Erhitzer 14 angeschlossen
und schließlich ist der Kraftspeicher 23 über eine Leitung 31 und ein Ventil 32
auch an den Eingang des Niederdruckverdichters 10 angeschlossen.
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Eine weitere Leitung 33 mit einem Ventil 34 führt von dem Eingang
des Niederdruckverdichters 10 zu dem Ausgang 39 des Hochdruckverdichters 12.
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Der Kraftspeicher 23 ist bei normaler Betriebsweise der Maschine von
dem übrigen Kreislauf abgeschlossen, er wird aber dann verwendet, wenn die Leistung
gesteigert oder herabgesetzt werden soll, ferner im Leerlauf und bei plötzlichem
Stillegen -der Anlago infolge einer Betriebsstörung.
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Während des normalen Betriebs der Maschine sind die Ventile 22, 28.
30, 32 und 34, wie in, der Fig. 1 eingezeichnet, alle geschlossen, so @daß das Arbeitsmittel
durch den Niederdruckverdichter 10, den Zwischenkühler 11, den Hochdruckverdichter
12, -den Gegenstromvorwärmer 13; den Erhitzer 14, die Turbinen 15 und 17, den. Gegenstromvorwärmer
13 und den Rückkühler 20 fließt.
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Bei Leerlauf sind nur die Ventile 32 und 34 geschlossen, während die
Ventile 22, 28 und 30 offen sind. Das Arbeitsgas strömt daher bei Leerlauf in geschlossenem
Kreislauf durch den Niederdruckverdichter 10, den Zwischenkühler 11, den Hochdruckverdichter
12, den Druckaufnahmebehälter 24, die Zubringerpumpe 25, den Kraftspeicher 23, den;
Erhitzer 14, die Verdichter-Antriebsturbine 15, den Nebenschluß 21, den Gegenstromvorwärmer
13 und den Rückkühler 20 zurück nach dem Eingang des Niederdruckverdichters 10.
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Wenn die Leistung gesteigert wird, sind die Ventile 22, 28, 30 und
34 geschlossen, während das Ventil 32 offen ist, so daß zusätzlich zu dem bei normaler
Betriebsweise im geschlossenen Kreislauf umlaufenden Arbeitsmittel Arbeitsgas in
den Kreislauf eingespeist wird, nämlich am Eingang,des Niederdruckverdichters von
dem Kraftspeicher 23 her.
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Bei Herabsetzung der Leistung sind die Ventile 22, 30, 32 und 34 geschlossen,
während das Ventil 28
offen ist, so daß von dem normalerweise in der Kraftanlage
in geschlossenem Kreislauf umlaufenden Arbeitsmittel Arbeitsgas abgezapft wird,
nämlich am Ausgang des Hochdruckverdichters 12. Dieses abgezapfte Arbeitsgas wird
durch den Druckaufnahmebehälter 24 hindurch zu dem Kraftspeicher 23 geleitet.
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Wenn die Anlage infolge Betriebsstörung abgeschaltet wird, werden
fdie Ventile 22, 28, 30 und 34 geöffnet und das Ventil 32 geschlossen.
Auf diese Weise ist ,die Leistungsturbine 17 von der Arbeitsinittelzufuhr abgeschlossen;
das Arbeitsmittel fließt nämlich dann von dem Hochdruckverdichter 12 teilweise über
die Leitung 33 und das Ventil 34 zurück zu dem Eingang des Niederdruckverdichters
10, teilweise strömt es aber auch zu dem Druckaufnahmebehälter 24 und von
diesem über die Zubringerpumpe 25 zu dem Kraftspeicher 23, und weiter von dem Kraftspeicher
23 zu dem Eingang des Erhitzers 14 und von diesem über die Verdichter-Antriebsturbine
15, den Nebenschluß.21, das Ventil 22, den Gegenstromvorwäriner 13 und den Rückkühler
20 zurück zu dem Eingang -d'es Niederdruckverdichters 10: Wenn für den Erhitzer
14 die Wärmeabgabe eines Kernreaktors verwendet wird, wird gewöhnlich das Arbeitsmittel
durch -das System auch nach dessen Stillegung eine Zirkulation 'aufrechterhalten.
Die Pumpe 25, die von einem äußeren Antrieb 26 angetrieben wird, kann für die Aufrechterhaltung
der Zirkulation herangezogen werden, wenn die Ventile so eingestellt sind, wie dies
im vorhergehenden Abschnitt angegeben worden ist.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen die einzelnen Teile einer Kraftanlage, die
zu einer Einheit zusammengeschlossen sind.
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Die Einheit umfaßt ein druckfestes Gehäuse 35, das an seinem einen
Ende abgeschlossen und an seinem anderen Ende mit einer gewölbten Verschlußplatte
36 versehen ist. Innerhalb des druckfesten Gehäuses 35 sind die Verdichter 10 und
12, die Turbinen 15 und 1.7, der Gegenstromvorwärmer 13 und der Rückkühler 20 untergebracht;
der Zusammenbau ist so erfolgt, daß' die Leistungsturbine 17 unabhängig von den
übrigen innerhalb des druckfesten Gehäuses 35 untergebrachten Teilen ein- und ausgebaut
werden kann. Auch die übrigen Teile sind so untergebracht, daß sie leicht ein- und
ausgebaut werden können.
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Der Niederdruckverdichter 10, der Hochdruckverdichter 12 und die Verdichter-Antriebsturbine
15 sind koaxial zueinander in einem Rohrgehäuse 37 untergebracht, das diese Teile
der Anlage innerhalb des druckfesten Gehäuses 35 trägt. Das Rohrgehäuse 37 weist
am oberen Teil seines Mantels ein Paar in axialer Richtung voneinander im Abstand
liegender Strömungsanschlüsse 38, 39 auf,,die mittels Bolzen 40 an Rohrkupplungsgliedern
41, 42 befestigt werden, wenn das Rohrgehäuse 37 in das druckfeste Gehäuse 35 eingebaut
ist. Die Rohrkupplungsglieder 41, 42 ragen durch die Wand des druckfesten Gehäuses
35 hindurch und sind an ihr mittels Bolzen 43. befestigt. Man erkennt, daß nach,der
Entfernung,der Bolzen 40 das die Verdichter 10 und 12 und die Verdichter= Antriebsturbine
15 enthaltende Rohrgehäuse 37 von dem druckfesten Gehäuse 35 gelöst werden kann.
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Der Auslaß 10d des Niederdruckverdichters 10 ist schneckenförmig und
führt zu dem Strömungsanschluß 38; das aus dem Niederdruckverdichter 10 kommende
Arbeitsgas strömt durch den Strömungsanschluß 38 und das Rohrkupplungsglied 41 hindurch
zu dem Zwischenkühler 11, der außerhalb des druckfesten Gehäuses 35 @angebracht
ist. Das den Zwischenkühler 11 verlassende Arbeitsgas wird zu dem Innenraum des
druckfesten Gehäuses 35 zurückgeleitet, und zwar durch ein Rohr 44, -das koaxial
innerhalb des Rohrkupplungsgliedes 41 verläuft und mit dem Einlaß 12 a des Hochdruckverdichters
12 über ein Zwischenstück 45 verbunden ist, das innerhalb des Strömungsanschlusses
38 verläuft. Das Zwischenstück 45 ist mit dem Ende des Rohres 44 und der Eingangsleitung
12a des Hochdruckverdichters 12 ineinandergeschoben.
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Der Ausgang 12 b des Hochdruckverdichters 12 führt zu dem Strömungsanschluß
39. Dieser Ströinungsanschluß ist mit einem von einem Solenoiden betätigten Ventil
34 ausgerüstet, das in geöffneter Stellung eine Verbindung zwischen dem Strömungsanschluß
39 und dem oberen Teil des druckfesten Gehäuses 35 herstellt. Der Strömungsanschluß
39 geht in das Rohrkupplungsglied 42 über, das mit einer Leiturig 27 verbunden ist,
die ihrerseits zu dem; Druck-
Behälter 24 führt. Innerhalb,des Rohrkupplungsgliedes
42 verläuft koaxial ein Rohr 46, das heißes Arbeitsgas von dem Erhitzer 14 zu dem
,druckfesten Gehäuse 35 führt. Das in dem Rohr 46 strömende Arbeitsgas wird durch
ein Zwischenstück 47 zudem Eingang 15.a der Verdichter-Antriebsturbine 15 geleitet.
Das Zwischenstuck 47 ist mit dem Rohr 46 und ebenso mit dem Turbineneingang 15c
ineinandergeschoben.
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Das aus der Antriebsturbine 15 austretende Arbeitsgas fließt -durch
-den Ausgang 15 b zu dem Knierohr 48, das in das Ende des Ausgangs 15 b eingeschoben
ist. D;as Rohrgehäuse 37 der Verdichter 10 und 12 und der Antriebsturbine 15 ist
in axialer Richtung bis nahe an; die Verschlußplatte 36 herangeführt und verläuft
an seinem Ende durch die Öffnung einer Zwischenwand 50 hindurch, die zusammen mit
der Verschlußplatte 36 einen Raum 51 begrenzt. Das stromunterseitige Ende des Rohrgehäuses
37 umgibt einen Teil des Knierohres 48 und ist mit der Zwischenwand 50 durch eine
biegsame Balgdichtung 49 verbuniden. Der Raum 51 bildet parallel zur Leistungsturbine
17 eine Nebenschlußleitung (s. Position 21 der Fig. 1) ; diese Nebenschlußleitung
steht in offener Verbindung mit dem Knierohr 48, nämlich über Durchbrechungen 52
in der Wand des Knierohres 48. Das Nebenschlußventil 22, das ebenfalls von einem
Solenoid betätigt wird, sitzt an der Zwischenwand 50. Die Zwischenwand 50 ist an
einem inneren Ring-flansch 53 des druckfesten Gehäuses 35 leicht lösbar befestigt.
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Die Leistungsturbine 17 ist, wie bereits, gesagt, so angeordnet, daß
sie leicht aus- und eingebaut werden kann, und zwar unabhängig von den übrigen Bauteilen.
Aus diesem Grund kann das Statorgehäuse 54 der Leistungsturbine 17 in der Öffnung
-der Zwischenwand 50 gleiten; die Leistungsturbine 17 selbst ist über ihren Rohransatz
55, -der durch eine Öffnung der Verschlußplatte 36 hindurchragt, an dem Gehäuse
einer von der Leistungsturbine angetriebenen Arbeitsmaschine 19 befestigt; diese
Arbeitsmaschine 19 kann z. B. ein Gleichstromgenerator oder ein Untersetzungsgetriebe
sein. Die Öffnung in der Verschlußplatte 36 ist mit einem Deckel 56 versehen, der
durch eine Balgdichtung 57 mit dem Gehäuse der Arbeitsmaschine 19 verbunden ist.
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Der Eingang 17a der Leistungsturbine 17 steht in Verbindung mit dem
Ende des Knierohrs 48, und der Ausgang 17 b -der Leistungsturbine 17 gibt das Arbeitsgas
an den Gegenstromvorwärmer 13 ab.
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Der Gegenstromvorwärmer 13 besteht, wie aus der Fig. 3 zu entnehmen
ist, aus zwei Wärmeaustauschern 13 a und 13 b, in denen das aus der Leistungsturbine
17 austretende Arbeitsgas lotrecht nach oben strömt, während das aus dem Hochdruckverdichter
12 kommende Arbeitsgas auf seinem Weg zu dem Erhitzer 14 in Zickzackbahnen nach
unten strömt. Die Wärmez!ustauscher 13 u und 13 b des Gegenstromvorwärmers
13 sind in ihrer :Titte an das Rohrgehäuse 37 durch eine Leitung 58 angeschlossen,
die nach der Mitte einer Sammelleitung 59 führt. Die Sammelleitung 59 befindet sich
lotrecht unter dem Rohrgehäuse 37 und zwischen den beiden Wärmeaustauschern 13a
und 13 b. Zu der Befestigung des Gegenstromvorwärmers dienen Gelenkglieder 60, welche
die Enden der Sammelleitung 59 mit dem Rohrgehäuse 37 verbinden. Zwei Gruppen von
Rohrstutzen 61 führen von der Sammelleitung 59 nach den oberen Abschnitten
der beiden Wärmeaustauscher 13 a und 13 b; das Arbeitsgas strömt von der
Sammelleitung 59 durch diese Rohrstutzen 61: und dann in Zickzackbahnen durch die
Wärmeaustauscher hindurch, um sodann durch weitere Rohrstutzen 62; (Fig. 3) zu einer
Sammelleitung 63 zu gelangen, die lotrecht unter der Sammelleitung 59 und
zwischen -den beiden Wärmeaustauschern 13ra und 13b angeordnet -ist. Aus der Sammelleitung
63 strömt ,das Arbeitsgas durch einen Rohrstutzen 64 und ein Kupplungsglied 66 durch
die Wand -des druckfesten Gehäuses 35 hindurch. Der Rohrstutzen 64 ist mittels Bolzen
65 an dem Kupplungsglied. 66 befestigt, das durch -die Wanddes druckfesten; Gehäu's'es
35 hindurchgeführt und an ihr mittels Bolzen 67 befestigt ist. Durch das Kupplungsglied
66 gelangt das Arbeitsgas zu einer Leitung 68 und, über diese zu dem Eingang des
Erhitzers 14. Die Sammelleitung 63 liegt an ihren beiden Enden auf Stützen; 69 auf,
die am Boden ,des druckfesten Gehäuses 35 befestigt sind;,dä.e beiden Wärmeaustauscher
13 a und 13 b haben an ihren beiderseitigen Enden seitliche Ausleger 70,
die in geschlitzte Auflager 71 an -der zylindrischen Innenwand des druckfesten Gehäuses
35 eingreifen. Die obersten Abschnitte der Wärm eaustauscher 13ca und 13b,
die einerseits mit oder Sammelleitung 59 verbunden sind, sind andererseits mit den
nachfolgenden Abschnitten durch Kupplungen 72 verbunden, die eine gewisse seitliche
Versetzung der einzelnen Abschnitte zueinander zulassen.
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Unterhalb des Gegenstromvorwärmers 13 ist eine Auskleidung 73 angebracht,
-die zusammen mit einer auf der Höhe des unteren Endes der Wärmeaustauscher 13a
und 13b liegenden Wand 74 und mit Seitenwänden 73a einen Verteilerraum 75 bildet;
dieser Verteilerraum 75 steht mit den Eingängen der durch die Wärmea stauscher 13a
und 13b verlaufenden Strömungskanäle in Verbindung. Der Ausgang der Leistungsturbine
17 steht ebenfalls mit dem Verteilerraum 75 in Verbindung. Außerdem besteht dann,
wenn das Ventil 22 offen ist, ein Nebenschluß, durch den Gas von der Kammer 51 nach
dem Verteilerraum 75 gelangen und von diesem durch den Gegenstromvorwärmer 13 fließen
kann.
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Das aus den oberen Enden der Wärmeaustauscher 13 a und 13
b austretende Arbeitsgas strömt anschließend -in Strömungskanäle ein, die
durch zwei entsprechende Wärmeaustauscher20d und 20b verlaufen; diese Wärmeaustauscher
20a und 20b bilden zusammen den Rückkühler 20 (Fig. 1) ; das Kühlwasser für diese
W ärmeaustauscher wird über Rohre 77 durch das druckfeste Gehäuse 35 hindurchgeleitet.
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Das abgekühlte Arbeitsgas strömt in den Raum zwischen dem Rohrgehäuse
37 und dem oberen Teil des druckfesten Gehäuses 35 ein und dann durch @diesen Raum
hindurch zu 'dem Eingang 10 b des Niederdruckverdichters 10.
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Die Auskleidung 73 läuft an beiden Seiten des druckfesten Gehäuses
35 hoch und bildet an diesen Seiten eine Auskleidung 78, die von der Innenwand des
druckfesten Gehäuses 35 entfernt ist und damit verhindert, daßi die heißen, von
der Leistungsturbine 17 dder von dem Nebenschlußventi122 kommenden Gase indirekte
Berührung mit der Wand. des druckfesten Gehäuses 35 treten. Wie der Fig. 3 zu entnehmen
ist, sind die Auskleidungen 78 an ihren; oberen Enden bei 78a in Form von Flanschen
abgewinkelt, und diese reichen an ,die oberen Enden der Rückkühler 20 a und 20 b
heran.
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Ein wesentlicher Vorteil der Konstruktion gemäß der Erfindung liegt
darin, daß die »Niederdruckleitungen«, in denen Luft, beispielsweise mit einem Druck
von 10 Atmosphären, strömt, keinen Druckdifferenten ausgesetzt sind. Dies
rührt daher, daß der diese Rohre umgebende Raum ebenfalls unter Druck
steht.
Ein gelenkiger Aufbau der Leitungen bietet daher keine Schwierigkeiten.
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Ein weiterer Vorteil ist es, daß die aus dem Rückkühler 20 kommende
Luft in das druckfeste Gehäuse 35 einströmt und in diesem zu dem Niederdruckverdichter
10 weiterströmt, weil daher eine besondere Leitung von dem Rückkühler zu dem Verdichter
entfällt.