160962. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezések hőerőgépek hőhatásfokának növelésére

160962 5 6 ben, hogy a rendelkezésre álló légfelesleggel az előírt optimális füstgázhőmérsékletek álljanak elő. Itt tehát oxidáló atmoszféra mellett áll elő a megkívánt optimális hőmérsékleti görbe, míg az 1. ábra szerinti berendezésnél redukáló atmoszféra mellett. A 3. ábra a találmány szerinti eljárás első változatát foganatosító berendezést erőművi gázturbina kapcsán mutatja be. Leírása és működése a következő: Az égési levegőt a 48 cső vezeti a 49 kompresszorba, ahol pi>Po nyomásra komprimáljuk. A levegő az 50 csövön lép ki s ebből az 51 csövön bekerül az 52 kompresszorba, ahol p2>Pi nyomásra komprimáljuk. A levegőt az 53 cső vezeti tovább s ebből az 54 cső vezeti az 55 kompresszorba, ahol P3>P2 nyomásra komprimáljuk. Az 56 csövön jut a levegő az 57 égési kamrába, amelybe az 58 csövön betáplált tüzelőanyag pl. olaj azért gázosodik el a csökkentett, ill. optimális hőmérsékleten, mert a felhasznált levegő csak egy része az elméleti égési levegőmennyiségnek, így tehát olajgáz keletkezik, dúsgáz esetében pedig bontott gáz. A meleg gáz az 59 csövön jut a 60 gázturbinába, ahol leexpandál P2<p,3 nyomásra. A gáz a 61 csövön kerül át a második' 62 égéskamrába, ahol az éghető gázt az 53 csövön hozzávezetett p2 nyomású levegővel tovább égetjük részlegesen, redukáló atmoszféra mellett az optimális hőmérsékleten. A gáz ezután tovább áramlik a 63 csövön át a 64 gázturbinába, ahol leexpendáltatjuk i<P2 nyomásra. A 65 csövön ezután a harmadik, a 66 égési kamrába kerül, ahol az 50 csövön hozzávezetett pi nyomású levegővel most már teljesen elégetjük, miközben az optimális füstgáz hőmérséklet áll elő. A keletkezett füstgáz ezután a 67 csövön át a 68 gázturbinába jut, ahol leexpandál po<Pi nyomásra és a 69 csövön át jut a szabadba. A 49, 52, 55 kompresszorok, valamint a 60, 64,68 gázturbinák a közös 70 tengelyre vannak ékelve. A 4. ábra a találmány szerinti eljárás másik változat foganatosítására szolgáló berendezést tünteti fel. Az 56 csövön érkező p3 nyomású levegőnek akkora a mennyisége az 58a csövön bevezetett tüzelőanyag mennyiséghez képest, hogy az 57 égéskamrában az optimális hőmérséklet áll elő. A légfelesleg egy részét a 62 égéskamrában P2<P3 nyomású hozzávezetett annyi 58b tüzelőanyaggal használjuk fel, hogy itt is az optimális hőmérséklet keletkezik. A 66 égéskamrában pi<p2 nyomáson hozzávezetett 58c tüzelőanyag és a légfelesleges füstgáz olyan arányát állítjuk be, hogy az optimális hőmérséklet keletkezése mellett a légfelesleg eltűnik. Itt oxidáló az előző ábra szerinti megoldásnál redukáló atmoszféra mellett állítjuk elő az optimális hőmérsékleteket, anélkül, hogy a tüzelőanyag teljes elégetéséhez és az optimális hőmérsékletek beállításához hígító légfeleslegre volna szükség. Az 5. ábra egy repülőgép, ill. egy jármű-gázturbinát mutat be a találmány szerinti második változatú kialakításban. A 74 tengelyre dolgoznak itt is az összes kompresszorok és turbinák. Az égési levegő a 75 nyíl irányából érkezik a 76 csőbe, ahonnan a 77 kompresszorba kerül, ahol Pl nyomásra komprimáljuk. Innen a 78 égési kamrába jut, ahol a levegő mennyiségéhez csak annyi tüzelőanyagot vezetünk a 79 csövön át, hogy az oxidáció atmoszféra mellett az optimális hőmérséklet áll elő. A légfelesleggel rendelkező füstgáz a 80 gázturbinába kerül, ahol P2< <pi nyomásra expandál, majd a 81 égéskamrában annyi tüzelőanyagot nyomunk a 82 csövön át hozzá, hogy itt is az optimális hőmérséklet áll elő, miközben a légfelesleg egy részét elfogyasztjuk. Ezután a még mindig légfelesleges füstgáz a 83 gázturbinába kerül ahol ps<P2 nyomásra expandál. Ezután a 84 égéskamrában annyi tüzelőanyagot vezetünk hozzá a 85 csövön át, hogy ismét az optimális hőmérséklet keletkezik. A nyomásesése megfelelő megválasztása mellett elérhető, hogy itt már gyakorlatilag el is fogyasztjuk a légfelesleget. A füstgáz a 86 gázturbinába jut, ahol po nyomásra expandál és a 87 irányban a szabadba kerül. Ebben az esetben is alkalmazható az eljárás másik változata, amely redukáló atmoszféra mellett olajgázt éget el több részletben. Az ismertetett találmány szerinti eljárások és berendezések az eddigi berendezésekhez képest viszonylag kismértékű beruházással jelentős mértékben javítják meg a körfolyamatok hőhatásfokát és növelik meg a berendezések kapacitását, ill. teljesítményét. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás hőerőgépek (gőz- és gázturbinák, lég-, gáz- és gőzgépek) hőhatásfokának és teljesítményének oly módon való növelésére, hogy a körfolyamatot végző közeget — vizet, ill. gőzt, vagy gázt, ill. füstgázt — a körfolyamat során a kiinduló és végnyomás közötti közbenső nyomásokon gázturbinánál közvetlenül, gőzturbina gőzkazánjánál pedig közvetve, egynél többször közbenső hőbevitelnek, vagy hőközlésnek, túlhevítésnek vetjük alá azzal jellemezve, hogy a többszörös közbenső hőbevitel, ül. hőközlést az e célból elégetendő tüzelőanyagnak egynél többlépcsős elégetésével, csökkentett optimális gázul, füstgázhőmérséklet előállítása mellett eszközöljük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a csökkentett, optimális gáz- ill. füstgáz hőmérsékletet a tüzelőanyagnak első lépésben részleges elégetése útján történő elgázosítással, ill. gázbontással, majd egy vagy több részletben szekunder levegőhozzávezetésével, az utolsó hozzávezetésig redukáló atmoszféra mellett állítjuk elő. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az optimális füstgáz hőmérsékletet az égési levegőmennyiséghez a tüzelőanyagnak több részletben történő hozzávezetésével, az utolsó hozzávezetésig oxidáló atmoszféra mellett állítjuk elő. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3