DE942003C

DE942003C - Gas turbine plant with compressed gas generator for solid fuels

Info

Publication number: DE942003C
Application number: DEP29299A
Authority: DE
Original assignee: Rateau SA
Current assignee: Rateau SA
Priority date: 1947-01-16
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1956-04-26

Description

Gasturbinenanlage mit Druckgasgenerator für feste Brennstoffe Es ist bekannt, die in einem Generator erzeugten Brenngase unmittelbar zur Speisung von einer oder mehreren Verbrennungskammern einer Brennkraft-Gasturbinenanlage zu benutzen, wobei der Druck in dem Gasgenerator etwa dem des Luftkompressors der Gasturbine entspricht. Die Verwendung eines Gasgenerators bietet außerdem vielerlei Vorteile, wie etwa die Verwendung von Kohle geringer Qualität, von Ligniten od. dgl., sowie die Gewinnung von Nebenprodukten großen Wertes, wie Teer, Öle od. dgl. Schließlich verbessert der Betrieb eines Druckgenerators die Qualitäten des Brenngases und gestattet entsprechend eine Verminderung des Raumbedarfes der Anlage. Man kann andererseits die Speisung einer oder mehrerer Verbrennungskammern der Turbine entweder mit aus dem Generator unter Druck gewonnenen Rohgasen oder mit den gleichen Gasen, denen vorher die abscheidbaren Erzeugnisse großen wirtschaftlichen Wertes entzogen sind, ins.Auge fassen.Gas turbine plant with compressed gas generator for solid fuel It is known, the fuel gases generated in a generator directly for feeding to use one or more combustion chambers of an internal combustion gas turbine system, the pressure in the gas generator being approximately that of the air compressor of the gas turbine is equivalent to. The use of a gas generator also offers many advantages, such as the use of low quality coal, lignites or the like, as well as the recovery of by-products of great value, such as tar, oils or the like. Finally the operation of a pressure generator improves the qualities of the fuel gas and allows a corresponding reduction in the space required by the system. On the other hand, you can the supply of one or more combustion chambers of the turbine either with off the generator under pressure obtained raw gases or with the same gases that the separable products of great economic value have been withdrawn beforehand, envisage.

Zweck der Erfindung ist, eine Anlage dieser Art zu schaffen, in welcher die Leistung der Turbinengruppe im Falle plötzlichen Kraftbedarfs sehr rasch geregelt werden kann: Bekanntermaßen sind Gasturbinenanlagen derart eingerichtet, daß eine Hilfsturbinengruppe vorgesehen ist und daß der Gasgenerator oder die Gasgeneratoren mit einem höheren Druck als die Hauptturbinengruppe und mit zwischengeschalteter Hilfsturbinengruppe mit Gasvorwärmung vor der Hilfsturbine zur Herabsetzung des Druckes, der aus dem oder den Gasgenerator oder -generatoren in die Brennkammer der Hauptturbinengruppe tretenden Gase arbeitet oder arbeiten. Die Erfindung knüpft an Anlagen dieser Art an.The purpose of the invention is to create a system of this type in which the output of the turbine group is regulated very quickly in the event of a sudden power requirement can be: As is known, gas turbine systems are set up in such a way that a Auxiliary turbine group is provided and that the gas generator or the gas generators with a higher pressure than that Main turbine group and with intermediate Auxiliary turbine group with gas preheating in front of the auxiliary turbine to reduce the Pressure from the gas generator or generators into the combustion chamber the main turbine group exiting gases is working or working. The invention links on systems of this type.

Nach der Erfindung wird die Regelung der Hauptturbinenleistung derart vorgenommen, daß eine Umgehungsleitung mit Umgehungshahn od. dgl. parallel mit der Hilfsturbinengruppe geschaltet ist, wobei im Falle eines erhöhten Kraftbedarfs die Hauptturbinengruppe unmittelbar mit unter höherem Druck erzeugten Generatorgasen gespeist werden kann.According to the invention, the control of the main turbine power is such made that a bypass line with bypass cock or the like. In parallel with the Auxiliary turbine group is connected, in the case of an increased power requirement the Main turbine group directly with generator gases generated under higher pressure can be fed.

Es sind wohl andere Ausführungsformen der Hilfsregelung von Antriebs- und Kompressor-Turbinen auf getrennten Wellen bekannt, aber solche Einrichtungen betreffen keine von Hochdruck-Hochofengasen gespeiste Gasturbinen, und diese sollen nur bei geringer Belastung die Temperatur der Gase am Austritt der Turbinen kontrollieren und das Verhältnis der Einzelleistungen der Turbinen zueinander regeln.There are probably other embodiments of the auxiliary control of drive and compressor-turbines on separate shafts are known, but such devices do not and should not affect gas turbines fed by high pressure blast furnace gases Check the temperature of the gases at the turbine outlet only when the load is low and regulate the relationship between the individual turbine outputs.

Andererseits ist das an sich bekannte Rücklaufventil, im Gegensatz zu dessen üblicher Verwendung, im besonderen in den Dampfeinrichtungen parallel mit der Hilfsturbine geschaltet, was bei plötzlichem Kraftbedarf der kraftabnehmenden Maschine unmittelbar die Auslösung großer Energiereserven gestattet, die sich von dem Hochdruck-Hochofengas herleiten. Es soll also nicht, wie bei den bekannten Einrichtungen, das bei normalen Regeleingriffen der Teillastregelung gestörte Gleichgewicht zwischen der Verdichter- und Nutzleistungsturbine wieder hergestellt werden, sondern es handelt sich darum, Energiereserven auszulösen und Kraftmehrbedarf zu befriedigen.On the other hand, the check valve, known per se, is in contrast parallel to its usual use, especially in the steam facilities switched with the auxiliary turbine, which in the event of a sudden power requirement of the power-decreasing Machine immediately allows the release of large energy reserves, which are from derive from the high pressure blast furnace gas. So it should not, as with the known facilities, the disturbed balance between the compressor and power turbine are restored, but it acts about releasing energy reserves and satisfying additional power requirements.

Der Gasgenerator kann mit einem Druck von 2o bis 3o kg/cm2 für einen Kompressordruck der Hauptgruppe von etwa io kg/cin2 betrieben werden. Der Gasgenerator soll weiter in geeigneten Verhältnissen arbeiten. Es wird vermieden, daß der zum Verdichten der Gebläseluft erforderliche Kraftbedarf den Wirkungsgrad der gesamten Einrichtung beeinträchtigt. Man verbessert auf diese Weise sowohl den Wirkungsgrad des Gasgenerators als auch den .des Gasturbinenantriebs, wobei ferner der Raumbedarf des Generators kleiner wird.The gas generator can with a pressure of 2o to 3o kg / cm2 for a Compressor pressure of the main group of about 10 kg / cin2 can be operated. The gas generator should continue to work in suitable conditions. It is avoided that the to Compressing the blower air required the efficiency of the entire force required Facility impaired. This improves both the efficiency of the gas generator as well as the .des gas turbine drive, and also the space requirement of the generator becomes smaller.

Man hat schon vorgeschlagen, eine Gasturbinenarilage durch einen Hochdruckgenerator zu speisen, wobei zwischen dem Generator und der Hauptturbine eine Expansionsmaschine zwischengeschaltet ist. Man hat aber bisher die Vorteile dieser Anordnung für den Kraftbedarf plötzlicher Leistungssteigerungen nicht auszunutzen gewußt.It has already been proposed to use a high-pressure generator for a gas turbine installation to feed, with an expansion machine between the generator and the main turbine is interposed. But so far you have the advantages of this arrangement for the Did not know how to take advantage of the power requirement of sudden increases in performance.

Man hat wohl Gasturbinenanlagen mit getrennten Verdichter- und Nutzleistungsturbinen vorgeschlagen, die einen überladenen Gasgenerator und einen Hilfsturbinensatz zwischen Generator- und Hauptturbinenkreislauf besitzen. Es handelt sich aber bei der Erfindung um eine überhaupt neue Aufgabestellung. Die an sich bekannten parallelen Umgehungsleitungen sind schaltungsmäßig ganz anderer Art und dienen anderen Aufgaben als die der Erfindung. Die Schaltung der Umgehungsleitung auf diejenige Hilfsturbine einer Hilfsturbinengruppe, mit der die Hauptturbinengruppe mit vorgewärmten Hochdruckgeneratorgas gespeist wird, wie es nach der Erfindung vorgeschlagen wird, weist neue Wege für die Überlastregelung einer Gasturbine mit überdruck-Generator. Die überraschende Wirkung der Anlage nach der Erfi=ndung besteht darin, daß «die Leistungsreserve des überladenen Gasgenerators für die Deckung von Spitzenleistungen erschlossen und nutzbar gemacht wird.You probably have gas turbine systems with separate compressor and power turbines proposed having an overloaded gas generator and an auxiliary turbine set between Have generator and main turbine circuits. But it is the invention a completely new task. The known parallel bypass lines are of a completely different type in terms of circuitry and serve different purposes than those of the invention. The switching of the bypass line to that auxiliary turbine of an auxiliary turbine group, with which the main turbine group is fed with preheated high-pressure generator gas is, as it is proposed according to the invention, shows new ways for the overload control a gas turbine with overpressure generator. The surprising effect of the plant after The invention consists in that «the power reserve of the overloaded gas generator is developed and made usable to cover top performance.

Ab]). i zeigt schematisch eine normale Anordnung zur Speisung einer Gasturbinenanlage mit Generatorpreßgas ; Abb. 2 zeigt eine Einrichtung nach der Erfindung in ihrer einfachsten Form mit einer Hilfs-Verdichterturbinengruppe, die die Erhöhung des Druckes im Generator sichert; Abb. 3 bis 6 zeigen weitere Ausführungsformen nach der Erfindung.Away]). i shows schematically a normal arrangement for feeding a Gas turbine plant with generator compressed gas; Fig. 2 shows a device according to the Invention in its simplest form with an auxiliary compressor turbine group that the increase in pressure in the generator ensures; Fig. 3 to 6 show further embodiments according to the invention.

In einer normalen Anordnung (Abb. i) einer durch einen Gasgenerator unter Druck gespeisten Gasturbine genügt es, daß der Druck im Gasgenerator nur wenig höher. als der in der Verbrennungskammer ist, um die in den Rohrleitungen, im Gasgenerator und gegebenenfalls in den am Austritt des Gasgenerators angeordneten Apparaten zur Gewinnung der Nebenprodukte auftretenden Leistungsverluste auszugleichen.In a normal arrangement (Fig. I) one by a gas generator If the gas turbine is fed under pressure, it is sufficient that the pressure in the gas generator is low higher. than the one in the combustion chamber, around the one in the pipes, in the gas generator and optionally in the apparatus arranged at the outlet of the gas generator for Obtaining the by-products to compensate for any performance losses that occur.

In der Zeichnung ist die Hauptgasturbinengruppe schematisch dargestellt" durch den Luftkompressor Cl, den Wärmeaustauscher El, die Verbrennungskammer Chl und die Gasturbine T1, die die notwendige Leistung für den Antrieb des Luftkompressors. Cl und die vom Verbraucher Gl abgenommene 1Tutzleistung erzeugt. Der Gasgenerator G= besitzt eine erste Gasschleuse Se zum Einlaß des Brennstoffes und eine zweite, SS, zur Entfernung der Asche. Er wird mit Entnahmeluft aus dem Kompressor Cl gespeist. Der durch einen Motor lWl angetriebene Ventilator V1 gestattet, die in den Rohrleitungen und im Generator auftretenden Leistungsverluste auszugleichen. Vorkommendenfalls können ein oder mehrere Abscheider R1, R2 am Austritt aus dem Generator angeordnet sein, um Öle oder ganz allgemein alle Nebenprodukte von wirtschaftlichem Wert zu gewinnen. Die gereinigten oder ungereinigten Brenngase speisen unmittelbar die Verbrennungskammer Chl, wobei die entwickelte Kraft durch die Öffnung des Ventils A geregelt wird.In the drawing the main gas turbine group is shown schematically " through the air compressor Cl, the heat exchanger El, the combustion chamber Chl and the gas turbine T1, which provides the necessary power to drive the air compressor. Cl and the 1Tutzkraft generated by the consumer Gl. The gas generator G = has a first gas lock Se for the inlet of the fuel and a second, SS, to remove the ashes. It is fed with extraction air from the compressor C1. The fan V1, driven by a motor lWl, allows working in the pipes and to compensate for power losses occurring in the generator. If it occurs one or more separators R1, R2 can be arranged at the outlet from the generator be to oils or more generally any by-products of economic value too to win. The cleaned or uncleaned fuel gases feed the combustion chamber directly Chl, where the force developed is regulated by the opening of valve A.

In einer Anlage dieser Art kann die Leistungsregelung der Turbinengruppe nur sehr langsam geschehen; indem die Gaserzeugung im Gasgenerator vergrößert wird.In a system of this type, the power control of the turbine group happened very slowly; by increasing the gas generation in the gas generator.

Abb. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, das sich von -dem der Abb. i durch die zusätzliche Anordnung einer Hilfsgruppe unterscheidet, die aus dem Kompressor C2, der Gasturbine T2 und vorkommendenfalls, einem zusätzlichen Wärmeaustauscher E2 besteht. Der Kompressor C2 saugt aus der Druckleitung von C1 den Druckluftbedarf des Gasgenerators G, und bringt ihn auf einen höheren Druck, um den Gasgenerator der Leistungsvorteile und des entsprechenden verminderten Raumbedarfs teilhaftig «erden zu lassen. Die Hilfsturbine T2 setzt die Entspannungsarbeit der aus dem Generator abgezogenen Gase bis auf den Druck der Verbrennungskammer Chi in mechanische Energie um, die zum Antrieb des Hilfskompressors C2 dient. Schließlich ist im besonderen Falle, wo die aus dem Gasgenerator austretenden Gase gereinigt oder gekühlt sind, ein Wärmeaustanscher E2 in Reihe oder parallel zu dem Austauscher Ei geschaltet und sichert die Aufwärmung der Gase zum Speisen der Hilfsgasturbine von T2 mittels der aus der Hauptgasturbine T1 austretendenAbgase. DieWellen der Hilfsmaschinen T2 und C2 sind direkt oder indirekt miteinander verbunden. Die überschüssige Energie der Hilfsturbine T2 wird von einem Stromerzeuger G2 aufgenommen. Gegebenenfalls wird noch notwendige zusätzliche Energie von einem Motor M2, etwa einem Elektromotor, geliefert, der vom Stromerzeuger G1 gespeist wird, welcher seinerseits von der Hauptgasturbine T1 angetrieben wird.Fig. 2 shows schematically an embodiment of the invention, which differs from - which is the i distinguishes the Figure by the additional arrangement of an auxiliary section of the compressor C2, the gas turbine T2 and vorkommendenfalls, an additional heat exchanger E2.. The compressor C2 sucks the compressed air requirement of the gas generator G from the pressure line of C1 and brings it to a higher pressure in order to allow the gas generator to benefit from the performance advantages and the corresponding reduced space requirements. The auxiliary turbine T2 converts the expansion work of the gases drawn off from the generator up to the pressure of the combustion chamber Chi into mechanical energy, which is used to drive the auxiliary compressor C2. Finally, in the special case where the gases emerging from the gas generator are cleaned or cooled, a heat exchanger E2 is connected in series or in parallel with the exchanger Ei and ensures that the gases for feeding the auxiliary gas turbine of T2 are heated by means of the exhaust gases emerging from the main gas turbine T1. The shafts of the auxiliary machines T2 and C2 are directly or indirectly connected to each other. The excess energy of the auxiliary turbine T2 is absorbed by a power generator G2. If necessary, any additional energy required is supplied by a motor M2, for example an electric motor, which is fed by the power generator G1, which in turn is driven by the main gas turbine T1.

Die Aufwärmung der Gase vor dem Eintritt in die Hilfsturbine T2 bietet den Vorteil, die Abscheidungen der Brennstoffe in der Leitung und in der Hilfsturbine vermindern zu können, wenn keine Erzeugung von Nebenprodukten stattfindet. Sie gestattet außerdem die vollständigere Gewinnung der restlichen in den Abgasender Hauptturbine T1 enthaltenen Wärmemengen und infolgedessen die Verbesserung der Leistung der Anlage.The heating of the gases before entering the auxiliary turbine T2 provides the advantage of the fuel deposits in the line and in the auxiliary turbine to be able to reduce if there is no generation of by-products. She allowed in addition, the more complete recovery of the rest in the exhaust gas of the main turbine T1 contained amounts of heat and, as a result, the improvement of the performance of the system.

Da der Betrieb des Gasgenerators nicht nur Druckluft, sondern auch vorzugsweise überhitzten Wasserdampf benötigt, wird man deshalb einen Kessel K mit Überhitzer K1 (Abb. 3) in der Abgasleitung der Hauptturbine T1 verwenden. Die Dampferzeugung dieses Kessels kann man gleichzeitig zum Einblasen von Dampf in den Generator (bei h, Abb. 3) und für die Aufwärmung der Brenngase in dem Wärmeaustauscher E2 vor deren Eintritt in die Hilfsturbine T, verwenden. Abb. 3 zeigt eine Speisepumpe P für den Kessel K und ein Reduzierv entil H1 in der Rückleitung zum Speisebehälter, um den in dem Dampfkreis erforderlichen Druck aufrechtzuerhalten.Since the operation of the gas generator is not only compressed air, but also Preferably superheated steam is required, you will therefore have a boiler K with Use superheater K1 (Fig. 3) in the exhaust pipe of the main turbine T1. The steam generation this boiler can be used to inject steam into the generator (at h, Fig. 3) and for the heating of the fuel gases in the heat exchanger E2 before them Use the inlet to the auxiliary turbine T. Fig. 3 shows a feed pump P for the Boiler K and a reducing valve H1 in the return line to the feed tank, around the to maintain the required pressure in the steam circuit.

Abb. q. zeigt eine abgeänderte Ausführungsform nach der Erfindung, bei der der Wärmeaustauscher E2 durch eine Hilfsverbrennungskammer Cla, besonderer Bauart ersetzt ist. Tatsächlich muß dann eine geringere Brennluftmenge derart zugelassen werden, daß nur ein ganz bestimmter Bruchteil der Brenngase zum Verbrennen kommt. In Abb. 4. ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Hilfsverbrennungskammer Ch2 gleichzeitig durch die Leitung a verdichtete Brennluft, durch die Leitung b Brenngase aufnimmt und durch die Leitung c ein Gemisch aus Verbrennungsgas und Brenngas abgibt. Die Hauptbrenngasmenge zur Speisung der Hauptgasturbinengruppe Tl-C1 geht durch die Leitung d und wird durch die aus der Hilfsverbrennungskammer Ch2 durch die Leitung c zuströmenden warmen Gase erhitzt. Die Regelung der Luft- und Brenngasmengen erfolgt durch die Ventile B und D. Fig.q. shows a modified embodiment according to the invention, in which the heat exchanger E2 is replaced by an auxiliary combustion chamber Cla, of special design. In fact, a smaller amount of combustion air must then be allowed in such a way that only a very specific fraction of the combustion gases is burned. In Fig. 4, an embodiment is shown in which the auxiliary combustion chamber Ch2 at the same time receives compressed air through line a, fuel gases through line b and emits a mixture of combustion gas and fuel gas through line c. The main amount of fuel gas for feeding the main gas turbine group T1-C1 goes through the line d and is heated by the warm gases flowing in from the auxiliary combustion chamber Ch2 through the line c. The air and fuel gas quantities are regulated by valves B and D.

Schließlich kann eine weitere unterschiedliche Ausführungsform der Aufwärmung der aus dem Druckgenerator kommenden Brenngase durch einen Wärmeaustauscher E3 (Abb. 5) erreicht werden, der die Verbrennungsgase einer Hilfsverbrennungskammer Ch. aufnimmt, in der die Verbrennung unter einem etwas höheren Druck als dem der Atmosphäre erfolgt. Die Speisung von Ch3 mit Brennluft wird dann durch ein aus Motor und Gebläse bestehendes Aggregat Mg, Tl, gesichert, und die Brenngase werden unter Einschaltung eines Reduzierventils F nach Ch3 geleitet. Gegenüber der Anordnung nach Abb. q. vermeidet man dadurch die Belastung der der Hauptverbrennungskammer Chl zugeführten Brenngase mit inerten Gasen.Finally, another different embodiment of the The combustion gases coming from the pressure generator are heated up by a heat exchanger E3 (Fig. 5) can be achieved, the combustion gases of an auxiliary combustion chamber In which the combustion takes place at a slightly higher pressure than that of the Atmosphere takes place. The supply of Ch3 with combustion air is then carried out by an engine and blower existing aggregate Mg, Tl, secured, and the fuel gases are under Activation of a reducing valve F routed to Ch3. Opposite the arrangement according to fig. q. this avoids the loading of the main combustion chamber Chl supplied fuel gases with inert gases.

Das Wesen der oben beschriebenen Einrichtungen läßt sich ohne Beschränkungen bei allen anderen Formen oder Einrichtungen von thermodynamischen Arbeitskreisläufen anwenden, die die Hauptgasturbine T1 speisen, wie auch immer die verwendeten Arbeitskreisläufe und Arbeitsgänge seien (offener Kreislauf, halboffener Kreislauf oder besondere Zusammenstellung der Turbinen und Kompressoren).The essence of the facilities described above can be without restrictions in all other forms or devices of thermodynamic working cycles apply that feed the main gas turbine T1, whatever the working circuits used and operations are (open circuit, semi-open circuit or special Compilation of the turbines and compressors).

Sind mehrere Verbrennungskammern mit unterschiedlichen Druckes vorhanden und wird mehrstufige Expansion mit Zwischenerhitzer in den Hauptturbinen aufgewendet, so können an der Hilfsturbine T2 in verschiedenen Stufen Abzweigungen für expandiertes Brenngas vorhanden sein, wie z. B. bei Dampfturbinen mit Zapfstellen.Are there several combustion chambers with different pressures? and multi-stage expansion with reheater is used in the main turbines, thus branches for expanded material can be made at various stages on the auxiliary turbine T2 Fuel gas may be present, such as B. in steam turbines with taps.

A'bb.6 zeigt eine Ausführungsform dieser Art, wo die Hilfsturbine aus zwei in Reihe geschalteten, mechanisch gekuppelten Stufen T21 und T22 besteht. Durch Entnanme von Brenngas zwischen den beiden Stufen T21 und T22 wird die Hochdruck-Brennkammer Ch12 gespeist, die vor der Hochdruckturbine T12 in der Hauptturbinengruppe liegt, und eine Gasentnahme am Austritt der zweiten Stufe T22 speist die Niederdruck-Brennkammer Chli vor der N N iederdruckturbine T11.A'bb.6 shows an embodiment of this type where the auxiliary turbine consists of two mechanically coupled stages T21 and T22 connected in series. The high-pressure combustion chamber is created by removing fuel gas between the two stages T21 and T22 Ch12 fed, which is in front of the high pressure turbine T12 in the main turbine group, and a gas take-off at the outlet of the second stage T22 feeds the low-pressure combustion chamber Chli in front of the low pressure turbine T11.

Was die Regelung einer Gasturbinenanlage gemäß der Erfindung betrifft, so bietet der Betrieb eines Gasgenerators unter einem höheren Druck als dem der Hauptturbine den Vorteil, daß infolge der erheblichen unter Druck im Gasgenerator und in den Anschlußleitungen angesammelte Gasmenge eine sehr rasche Leistungsregelung erlaubt.Regarding the regulation of a gas turbine plant according to the invention, so offers the operation of a gas generator under a higher pressure than that of the Main turbine has the advantage that as a result of the considerable pressure in the gas generator and the amount of gas that has accumulated in the connection lines enables very rapid power control permitted.

In einer normalen Anlage bekannter Art, wie etwa in Abb. i, müßte die Regelung der Leistung (z. B. für eine Leistungsverminderung) durch Drosselung mit dem Ventil A des Zuflusses der Gase zur Hauptverbrennungskammer Chl geschehen. Es würde sich daraus eine Senkung des Druckes in der Druckleitung des Hauptkompressors C1 und auch des Gasgeneratordruckes ergeben, so daß mit Rücksicht auf den Inhalt des Gasgenerators der endgültige Arbeitszustand nur nach einer verhältnismäßig langen Zeitspanne eintreten würde. Im umgekehrten Falle einer Erhöhung der Leistung müßte, um einen neuen Gleichgewichtszustand zu erreichen, der Gasgenerator sich mit Gasen eines neuen Betriebsdruckes füllen.In a normal system of a known type, such as in Fig the regulation of the power (e.g. for a power reduction) by throttling done with valve A of the inflow of gases to the main combustion chamber Chl. This would result in a reduction in the pressure in the pressure line of the main compressor C1 and the gas generator pressure result, so that with regard to the content the gas generator's final working condition only after one relatively long period of time would occur. In the opposite case, an increase in performance In order to reach a new state of equilibrium, the gas generator would have to switch itself fill with gases of a new operating pressure.

Im Gegensatz hierzu kann die Regelung der Anlage nach der Erfindung bei einem Gasgenerator mit erheblichem Überdruck normal und rasch erfolgen, und zwar dadurch, daß z. B. auf die Drehzahl der Hilfsgruppe C2, T2 eingewirkt wird. Man kann z. B. auf den Motor oder den Stromerzeuger (M2, G2) einwirken, wenn diese mit veränderlicher Drehzahl arbeiten können, oder man kann auch den Zustand des Arbeitsgases der Hilfsturbine 72 ändern, indem man die Temperatur der Gase durch irgendein bekanntes Mittel oder durch Betätigung von an vorbestimmten Stellen des Gaskreises angeordneten Ventilen ändert.In contrast, the control of the system according to the invention can be done normally and quickly in a gas generator with considerable excess pressure, namely in that, for. B. is acted on the speed of the auxiliary group C2, T2. You can z. B. act on the engine or the generator (M2, G2) if they can operate at variable speed, or one can change the state of the working gas of the auxiliary turbine 72 by changing the temperature of the gases by any known means or by actuation of at predetermined points of the gas circuit arranged valves changes.

Man kann auch im Gasgenerator einen konstanten Druck oder zwischen dem Gasgeneratordruck und dem Hochdruck der Hauptturbinengruppe Chl, T1 einen konstanten Unterschied oder ein konstantes Verhältnis oder jedes andere vorher bestimmte Gesetz aufrechterhalten. Man kann im besonderen ein Gesetz zur Druckänderung wählen, z. B: daß die Gasgeschwindigkeit im Gasgenerator den günstigsten Betrieb in diesem entspricht, und zwar für alle Betriebszustände der Hauptturbine. Man weiß z. B., daß zur Sicherung eines zufriedenstellenden Betriebes des Gasgenerators eine gewisse Durchgangsgeschwindigkeit der Gase oder der Luft und des Blasdampfes im Gasgenerator aufrechterhalten werden muß. Wenn die Belastung der Hauptturbinengruppe heruntergeht, werden auch die umgewälzten Mengen vermindert, und man kann die Drehzahlverminderung, die daraus entsteht, durch eine Verminderung der Druckhöhe im Generator ausgleichen, z. B. indem man die Hilfsgruppe C2, T2 langsamer laufen läßt. Die genaue Anpassung des Arbeitsdruckes im Gasgenerator hängt im übrigen von anderen technologischen Faktoren ab, wie etwa von der Beschaffenheit des verarbeiteten Brennstoffes, dessen Körnung usw.It is also possible to maintain a constant pressure in the gas generator or a constant difference or a constant ratio or any other predetermined law between the gas generator pressure and the high pressure of the main turbine group Chl, T1. One can in particular choose a law for changing pressure, e.g. B: that the gas speed in the gas generator corresponds to the most favorable operation in this, namely for all operating states of the main turbine. One knows z. B. that to ensure satisfactory operation of the gas generator, a certain rate of passage of the gases or the air and the blowing steam must be maintained in the gas generator. When the load on the main turbine group goes down, the circulated quantities are also reduced, and the resulting reduction in speed can be compensated for by reducing the pressure head in the generator, e.g. B. by allowing the auxiliary group C2, T2 to run more slowly. The exact adjustment of the working pressure in the gas generator depends on other technological factors, such as the nature of the processed fuel, its grain size, etc.

Der wesentliche Vorteil aber, im Gasgenerator einen eiheblichen Überdruck zu haben, liegt darin, sofort über eine wesentliche Reserve an Brenngas verfügen zu können, um eine entsprechende Erhöhung der Leistung der Hauptturbinengruppe Chl, Ti zu ermöglichen, indem man eine kurze Senkung des Überdruckes im Gasgenerator mit in Kauf nimmt. Hierzu genügt es, einen Umgehungshahn H an der Hilfsturbine T2 (Abb. 2) oder an den Stufen T21, Z'22 dieser Turbine (Abb.6) anzuordnen, die man im Falle eines wesentlichen Leistungsbedarfes öffnet, und Vorkehrungen trifft, um den Leistungsmangel der Hilfsturbine entweder durch einen Energiezufluß vom Motor M2 oder durch eine Verminderung der vom Stromerzeuger G2 aufgezehrten Leistung zu kompensieren.The main advantage, however, is a considerable overpressure in the gas generator to have is to have a substantial reserve of fuel gas immediately to be able to achieve a corresponding increase in the output of the main turbine group Chl, Make possible Ti by making a brief reduction in the overpressure in the gas generator takes with him. For this purpose, it is sufficient to have a bypass valve H on the auxiliary turbine T2 (Fig. 2) or on the stages T21, Z'22 of this turbine (Fig.6), which one opens in the event of a significant power requirement, and takes precautions in order to the power deficiency of the auxiliary turbine either by an energy inflow from the engine M2 or through a reduction in the power consumed by the power generator G2 compensate.

Sollte aber auch diese Reserve noch nicht genügen, so kann man schließlich z. B. für die Leistungsspitzen im Gasgeneratorkreis oder hinter der Hilfsturbine T2 zusätzliche Kammern als Gassammelbehälter, einfügen, die die sofortige Verfügbarkeit von Brenngas vor den Hauptverbrennungskammern erhöhen.But if this reserve is not enough either, one can finally z. B. for the power peaks in the gas generator circuit or behind the auxiliary turbine T2 insert additional chambers as gas collection containers, which are immediately available of fuel gas in front of the main combustion chambers.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Gas turbine system with a gas generator or gas generators working at a higher pressure than the main turbine group and with an intermediate auxiliary turbine group with gas preheating in front of the auxiliary turbine to reduce the pressure of the gases emerging from the gas generator into the combustion chamber of the main turbine group, characterized in that a known bypass line parallel with the Auxiliary turbine (T2 or T21 and T22) of the auxiliary turbine group (C21 721 M2 or G2) is connected, with which the main turbine group (Cl, T1 or C11, T11, T12 and G1) is fed with preheated high-pressure generator gases in the event of a sudden power requirement. ->. Plant according to claim i, characterized in that in front of the auxiliary turbine (T2) driving an auxiliary compressor (C2) there is a high combustion chamber (Ch2) or a heat exchanger (E3) which is fed by the gases of an auxiliary combustion chamber (Ch ..), is arranged in which the generator gases are warmed up before they are expanded in the auxiliary turbine (T2) and before their inlet into the bypass line Regulation of the flow of the unburned part of the gases, which is mixed with the burned part to feed the auxiliary turbine (T2) and the bypass line. Q .. Plant according to one or more of the preceding claims, characterized in that one of the exhaust gases from the main turbine (T1) shown boiler (K) with superheater (K1) is arranged, which with its steam the combustion gases at the generator outlet in front of the auxiliary door bine (T2) and in front of the bypass line in a heat exchanger (E2), while part of the steam is fed to the gas generator (G2). 5. Plant according to claim i and 2, characterized in that the main group is made in two parts by two main combustion chambers (Chll, Chl2) - burn the fuel gas in two stages and each supply a main turbine (T11, T12), which main compressors (C11, Cl.) For the two-stage compression of the air, whereby both main combustion chambers are supplied with fuel gas through a branch of the auxiliary turbine group (T21, T22). 6. Installation according to the preceding claims, characterized in that the power of the auxiliary turbine (T2) can be varied by regulating the fuel gas supply (tap H) or at the same time the air supply (B, D, F) or by any such combination. 7. Plant according to one or more of the preceding claims, characterized in that to increase the reserves of the fuel gases, additional memory is switched on in the fuel gas line at the outlet of the gas generator (G,) or at the outlet or vent of the auxiliary turbine. B. A method for operating a plant according to claim i, characterized in that the gas line of the gas generator is adapted to the need for fuel gas of the main turbine group by regulating the speed of the auxiliary compressor. 9. The method according to claim 8 for operating a system according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the speed of the auxiliary compressor is regulated by supplying additional power to the motor (H2) or by drawing energy from the generator (G2). ok Method according to Claim 8 for operating a system according to Claims 1 and 2, characterized in that the speed of the auxiliary compressor is regulated by changing the inlet temperature of the auxiliary turbine by heating the combustion gases by means known per se (throttling, branching or the like. ) changes. ii. Method according to Claim 8, 9 or 10, characterized in that the speed of the auxiliary compressor is regulated as a function of the constant pressure in the gas generator or as a function of the gas generator pressure and the pressure upstream of the main turbine. Cited publications: German Patent Specifications No. 638 q.19, 632 316; French Patent No. 901 552; L. Schneider, "The waste heat recovery in engine operation", Berlin, 1923, pp. 192 and 193; A. Stodola, "Steam and Gas Turbines", Berlin, 1924, p. Q.48.