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Aufteilung einzelner Versorgungsdruecke in Hoch-, Mittel- und Niederdruckbereiche

IP.com Disclosure Number: IPCOM000011885D
Original Publication Date: 2003-Apr-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Apr-25
Document File: 1 page(s) / 61K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

In einer Gasturbine erfolgt die Entspannung des Heissgases ueber mehrere Turbinenstufen, die aus luftgekuehlten Turbinenschaufeln gebildet werden. Die im Innern der Turbinenschaufeln stroemende Kuehlluft muss beim Austritt in den Heissgasstrom einen hoeheren Druck aufweisen als der Heissgasstrom selber. Das Einstroemen des Heissgases in die Turbinenschaufel (backflow) wird somit verhindert. Ist diese Druckdifferenz zu gross, treten vermehrt Leckagen auf und die Performance der Maschine wird niedriger. Optimal waere es, wenn entsprechend des Verlaufs der Entspannung des Heissgasstromes Kuehlluft unterschiedlichen Druckes an mehreren Druckstufen aus dem Verdichter zur Versorgung der Turbinenkuehlung verwendet wuerde. Dieser Druck ist jedoch nur stufenweise vorhanden. Das am meisten stromaufwaerts gelegene Bauteil bestimmt mit seiner minimalen backflowmargin bei closed IGV am kalten Tag den benoetigten Druck. Die Druckdifferenz und damit die Leckage nimmt deshalb stromabwaerts zu. Da jede neue Druckentnahme einen hohen technischen und materiellen Aufwand erfordert, reduziert man bisher die Anzahl der Entnahmestellen so weit wie moeglich. Das neue Verfahren sieht vor, die entnommene Kuehlluft einer Entnahmestelle in drei Bereiche aufzuteilen: Hochdruck, -Mitteldruck und Niederdruckbereich. Die Kuehlluftentnahme wird vor dem Eintritt in das Turbinengehaeuse in diese drei Bereiche aufgeteilt. Der Mitteldruckbereich - meist mit dem hoechsten Verbrauch - bestimmt dabei den Entnahmedruck. In dem Hochduckbereich fuer stromaufwaertige Bauteile wird der Druck bei Bedarf mittels eines Injektors erhoeht. Im Niederdruckbereich fuer stromabwaertige Bauteile muss der Druck auf ein geringeres Mass reduziert werden. Dabei entstehen drei isolierte Bereiche, die von einer Entnahmestelle am Verdichter (Druckstufe) mit Kuehlluft gespeist werden. Um die Dreiteilung zu realisieren, wird der Kuehlluftbereich einer Stufe mit Trennblechen ausserhalb in drei Teile aufgeteilt. Durch die feinere Druckabstufung wird nicht nur die Leckage in dem Hochdruckanteil einer Stufe reduziert, sondern auch die Leckage von einer Druckstufe zur naechsten. Die Erhoehung der Kuehllufttemperatur wird in den stromabwaertigen Bereichen reduziert.

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S

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Aufteilung einzelner Versorgungsdruecke in Hoch-, Mittel- und Niederdruckbereiche

Idea: Peter Tiemann, DE-Muehlheim

In einer Gasturbine erfolgt die Entspannung des Heissgases ueber mehrere Turbinenstufen, die aus luftgekuehlten Turbinenschaufeln gebildet werden. Die im Innern der Turbinenschaufeln stroemende Kuehlluft muss beim Austritt in den Heissgasstrom einen hoeheren Druck aufweisen als der Heissgasstrom selber. Das Einstroemen des Heissgases in die Turbinenschaufel (backflow) wird somit verhindert. Ist diese Druckdifferenz zu gross, treten vermehrt Leckagen auf und die Performance der Maschine wird niedriger. Optimal waere es, wenn entsprechend des Verlaufs der Entspannung des Heissgasstromes Kuehlluft unterschiedlichen Druckes an mehreren Druckstufen aus dem Verdichter zur Versorgung der Turbinenkuehlung verwendet wuerde. Dieser Druck ist jedoch nur stufenweise vorhanden. Das am meisten stromaufwaerts gelegene Bauteil bestimmt mit seiner minimalen backflowmargin bei closed IGV am kalten Tag den benoetigten Druck. Die Druckdifferenz und damit die Leckage nimmt deshalb stromabwaerts zu. Da jede neue Druckentnahme einen hohen technischen und materiellen Aufwand erfordert, reduziert man bisher die Anzahl der Entnahmestellen so weit wie moeglich.

Das neue Verfahren sieht vor, die entnommene Kuehlluft einer Entnahmestelle in drei Bereiche aufzuteilen: Hochdruck, -Mitteldruck und Niederdruckbereich. Die Kuehlluften...