Anordnung der Teilturbinen einer Gasturbinenanlage Die Erfindung betrifft
eine Gasturbinenanlage tnit mehreren hintereinandergeschalteten Teilturbinen. Das
Zusammenschalten einer aus mehreren Teilturbinen bestehenden Gasturbinenanlage erfordert
besondere Rücksichtnahme auf die bei Betriebswärme auftretenden Verschiebungen,
um zusätzliche Kräfte und -Momente auf die Gehäuse zu vermeiden, welche die Betriebssicherheit
und! die Wärmewirtschaftlichkeit derAnla@gebeeinträchtigen können. Wegen der vielfach
auftretenden 'hohen Temperaturen und Drücke und auch wegen des großen Durchsatzes
erfordert die Beherrschung der Dehnungen und der Festigkeitsverhältnisse einen ziemlichen
Bauaufwand. Die hei manglelnder Spannungsfreiheit sich auswirkenden großen Kräfte
durch elastische oder auch bleibende `'erforittutugett am (ielüin#@ nirri anderen
Bauteilen können selbst bei sehr starrer Gestaltung derselben die Betriebssicherheit
und Güte der Teilturbinen beeinträch t;gen. Die bekannten Dehnungsausgleicher bei
Achsverschiebung derAnschlußquerschnittebringen Reaktionss'kräfte zur Auslösung,
die namentlich bei großen Rohrquerschnitten und hohen Drücken infolge der 'hohen
eigenen Steifigkeit der Dehnungskörper nicht gering sirrnd.Arrangement of the turbine sections of a gas turbine system The invention relates to
a gas turbine system with several sub-turbines connected in series. That
Interconnection of a gas turbine system consisting of several turbine sections requires
special consideration for the shifts that occur with operating heat,
in order to avoid additional forces and moments on the housing, which would impair operational safety
and! can affect the heat economy of the system. Because of the many
occurring 'high temperatures and pressures and also because of the large throughput
The mastery of the elongations and the strength ratios requires quite a bit
Construction costs. The lack of tension exerted great forces
by elastic or permanent `` '' research tugett am (ielüin # @ nirri other
Even with a very rigid design, components can improve operational reliability
and quality of the turbine sections. The well-known expansion compensators at
Axial shifting of the connection cross-sections cause reaction forces to be triggered,
especially with large pipe cross-sections and high pressures due to the 'high
own stiffness of the elongated body not swaying slightly.
Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben, daß das
im Raum festliegende Endre der vorgeschalteten Teilturbine mit dem Anfang und das
im Raume festliegende Ende der nachgeschalteten Teilturbine mit dem Ende der sie
verbindenden Rohrleitung zusammengelegt sind. Besondere Maßnahmen sind jedoch dann
noch nötig, wenn (Las verscltiebl'ichc Ende einer Teilturbine der Anschlußpunkt
der Rohrleitung zu einer nachgeschalteten
Turbine werden muß. Dies
ist z. B. bei drei hintereinarndergeschalteten Teilturbinen der Fall. Es tritt auch
sonst aus irgendwelchen baulichen Gründen an den Turbinen selbst oder aus Schaltungsrücksichten
der Anlage dieses Bedürfnis auf. Zur spannungsfreien Verlegung solcher Rohrleitungen
werden diese senkrecht zur Achse der verhundenen Teilturbinen gelegt. Da der Achsabstand
zwischen den erwähnten Teilturbinen mit parallel verlaufender Achse sich im Betrieb
nicht ändert, läßt sich die vielfach bewährte Aufhängung der verbindenden Rohrleitung
mit kalt bleibendem Zuganker zur Festlegung der Gesamtlänge und eingebauten Dehnungskörper
zur Aufnahme der \\'ä rniedehnung in der Rohrachse amvenden. Diese Zuganiker werden
zweckmäßig als Schienen unmittelbar zur Aufhängung oder Auflagerung ,der gesamten
Rohrleitung einschließlich einer gegebenenfalls eingeschalteten Zwischenbrennkammer
benutzt und zum Ausgleich der Verschiebungen an den Turbinenanschlußflanschen an
pendelnden Laschen aufgehängt. Am einfachsten und eindeutigsten werden die auftretenden
wärmeelastischenFormänderungen überbrückt, wenn die Festpunkte der Teilturbine so
gelegt werden, daß die Verbindungsleitung zwischen den Teilturbinen jeweils in gleicher
Riohtung sich bei Betriebswärme verschiebende Turhineitenden verbinden.According to the invention, these disadvantages are eliminated in that the
Endre fixed in space of the upstream turbine section with the beginning and the
in space fixed end of the downstream turbine section with the end of it
connecting pipeline are merged. However, special measures are then taken
still necessary if (Las verscltiebl'ichc end of a turbine section is the connection point
the pipeline to a downstream
Turbine must be. this
is z. B. the case with three turbines connected in series. It also occurs
otherwise for any structural reasons on the turbines themselves or for circuit considerations
the plant meets this need. For the stress-free laying of such pipelines
these are placed perpendicular to the axis of the linked turbine sections. Because the center distance
between the mentioned turbine sections with a parallel axis during operation
does not change, the well-proven suspension of the connecting pipeline
with tension anchor that stays cold to determine the total length and built-in expansion body
Use to absorb the elongation in the pipe axis. These trainers become
useful as rails directly for suspension or support, the entire
Pipeline including an intermediate combustion chamber that may be switched on
used and to compensate for the displacements at the turbine connection flanges
suspended by swinging straps. The simplest and clearest are those that occur
heat-elastic shape changes bridged when the fixed points of the turbine section so
be placed that the connecting line between the turbine sections in each case in the same
When the temperature of operation is reached, the ends of the tower that are shifting can be connected.
In der Zeichnung ist eine Anordnung einer Gasturbinenanlage mit mehreren
Teilturbinen nach der Erfindung in schematischer Weise dargestellt.The drawing shows an arrangement of a gas turbine system with several
Part turbines according to the invention shown in a schematic manner.
1 ?s handelt sich um eine mehrwellige axial durchströmte Gasturbine
mit den Gehäusen I, 11 und 111
und den Zwischenbrenukammern i und 2, die innerhalb
der Verbindungsleitungen waagerecht angeordnet sind. Die Festpunkte F, und FII der
Teilturbinen I und 1I sind so gewählt, daß die Brennkammer I innerhalb der U-förmi(len
Verbindungsrohrleitung auch zwischen diesen Festpunkten im Raum festgehalten werden
kann. Die Führungen 3 und .4 sind an den unter FI, FIi liegenden Enden -der Brennkammer
i angeordnet., I)ie eigene Wärmeausdehnung kann durch ein Ausgleicherstück 3 in
normaler axialer Bauart ausgeglichen werden, ohne daß.dadurch Kräfte auf die 1)ei
F, und FII liegenden Austritts- bzw. Eintrittsstutzen der 'reilturbine.n I und 1I
ausgeübt werden. \\'iihrend sich die Leitungsführung von einem festgehaltenen Turbinenende
aus verhältnismäßig leicht (lurchl»lden läßt, wurde die naheliegende .\nordnung
der 1'cilturbine 111 in verlängerter Achsrichtung v4)11 1 und 1I wegen der
Verschieblichkeit des .\uschlul.ien(les LII und der Längsdehnung der Zwisc'icnl>r:#nukammer
2 nebst zugehöri.gerRohrleitung
kauen zusätzliche Kräfte auf die Turbinengehäuse-
stutzen vermeiden lassen. Es ist daher die Brenn-
kammer 2 senkrecht zur_\clise d."r Turbine 1I gelegt
und die Achse der Teilturbine 111 seitlich versetzt
z anz# -cordnet. Infolge des unver@in(lerlich bleibenden
:\1)standes der Achsen (lvi- "I'ui-1)inen 11 und III
ist
es ohne w.eitercs möglich, ti-()tz (1crLängenändierung
2:r Zwischenleitung @li(#sei- die Einhaltung der
gleichen Länge aufzuzwingen. Die Enden dieser
Rohrleitung sind an z\\ei seitlichangeordnetenZug-
ankern 6 befestigt, und die eigentliche Längs-
dehnung wirkt sich wic(lcr iii axialen Dehnungs-
ausgleichern 7 aus. Das ganze ist an pendelnden
Laschen 1', aufgehängt, se) daß die Verschiebung von
Yuntkt LII im Betrieh nicht zur Auslösung von
schädlichen Reaktionskräften führen kann. Dies
wird besonders dann sehr günstig, wend die Fest-
punkte FII, Fui der so verbundenen Teilturbinen 11
und III nach derselben Seite liegen, so daß die Ver-
schiebungsunterschiede längs der Teilturbinen-
achsen am durch die Ro)hrleittin- verbundenen ver=
schieblichen Ende LII, Liii in (lei-selben Richtung
gehen und dadurch stur ein tnüt@i@@es Verdrehen der
Rolirleittni(,saclise 1>e; urigleicher \ erschieirang der
Teilttii-1)ineneti(len eintritt.
1? S is a multi-shaft gas turbine through which there is axial flow, with the housings I, 11 and 111 and the intermediate combustion chambers i and 2, which are arranged horizontally within the connecting lines. The fixed points F, and FII of the turbine sections I and 1I are chosen so that the combustion chamber I can be held within the U-shaped connecting pipeline between these fixed points in space. The guides 3 and .4 are at the under FI, FIi lying ends of the combustion chamber i., I) The own thermal expansion can be compensated for by a compensator piece 3 of normal axial design, without forces on the 1) ei F, and FII lying outlet or inlet nozzle of the reil turbine. n I and 1I are exercised. While the line routing is relatively easy to pass through from a fixed turbine end, the obvious order of the 1'cil turbine 111 in the elongated axial direction v4) 11 1 and 1I because of the movability of the. les LII and the longitudinal expansion of the intermediate space: #nukkammer 2 together with the associated pipeline chew additional forces on the turbine housing
avoid clipping. It is therefore the focal
Chamber 2 is placed perpendicular to the turbine 1I
and the axis of the turbine section 111 laterally offset
z num # -assigns. As a result of the incorruptible
: \ 1) standes of the axes (lvi- "I'ui-1) inen 11 and III is
it is possible without further information, ti - () tz (1crLength change
2: r intermediate line @li (# be- compliance with the
to impose the same length. The ends of this
Pipelines are attached to two laterally arranged
anchor 6 attached, and the actual longitudinal
expansion affects wic (lcr iii axial expansion
equalize 7 off. The whole thing is commuting
Tabs 1 ', suspended, se) that the displacement of
Yuntkt LII in the company not to trigger
can cause harmful reaction forces. this
becomes very cheap especially when the festival
points FII, Fui of the turbine sections connected in this way 11
and III are on the same side, so that the
displacement differences along the turbine section
axes on the ver =
sliding end LII, Liii in (lei-same direction
go and thereby stubbornly twist a tnüt @ i @@ it
Rolirleittni (, saclise 1>e; primeval equal \ appeared the
Teilttii-1) ineneti (len admission.