涡轮装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种涡轮装置(1；30；45；47)，具有压缩机、包括多个燃烧器(4)和一个燃烧室(5；34；51)的至少一个燃烧装置(2；31；48)以及涡轮机(49)，其中该压缩机、至少一个燃烧装置(2；31；48)和涡轮机(49)在流体技术上彼此连接，使得在常规运行时由该压缩机压缩的空气被引导通过燃烧器(4)并且与燃料混合，由此生成的燃料空气混合物在燃烧室(5；34；51)中燃烧且将燃烧气体向涡轮机(49)输送，其特征在于，设置旁路装置，该旁路装置被构造为使得由该压缩机压缩的空气的一部分能够作为旁路流体被引导经过燃烧器(4)到燃烧室(5；34；51)的出口的范围内。

Turbine unit

The invention relates to a turbine device (1; 30; 45; 47), with a compressor, comprising a plurality of burner (4) and a combustion chamber (5; 34; 51) at least one combustion device (2; 31; 48) and (49), wherein the turbine compressor, at least one a combustion device (2; 31; 48) and a turbine (49) connected to each other in fluid technology, which is compressed by the compressor under normal operation when the air is conducted through the burner (4) and mixed with fuel, the resulting fuel air mixture in the combustion chamber (5; 34; 51) and burning the combustion gas to the turbine (49) transmission, which is characterized in that the bypass device, the bypass device is configured such that a portion of the compressed air from the compressor can be used as a bypass flow is guided through the burner (4) into the combustion chamber (5; 34; 51) within the range of export.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种涡轮装置，该涡轮装置具有压缩机、包括多个燃烧器和一个燃烧室的至少一个燃烧装置和涡轮机，其中该压缩机、该至少一个燃烧装置和涡轮机在流体技术上彼此连接，使得在常规运行时引导由该压缩机压缩的空气通过燃烧器且与燃料混合，由此该生成的燃料空气混合物在燃烧室内燃烧且将该燃烧气体向涡轮机输送。
技术介绍
前述种类的涡轮装置在现有技术中已知有不同的技术方案。在运行时通过使用压缩机压缩环境空气和向至少一个燃烧装置的多个燃烧器输送。在这些燃烧器中将压缩的空气与燃料混合，于是将该生成的混合剂通过产生燃烧气体在燃烧室内燃烧。该燃烧气体离开该燃烧室且被导向涡轮机，其转子叶片被该燃烧气体旋转地驱动。在涡轮装置部分负荷运行时燃烧室中燃烧温度下降。由此与CO排放相关的燃烧温度也下降，这造成更强的CO排放。如果CO排放符合合法极值，那么应当注意，该燃烧温度不低于最小值，但是由此有力地限制涡轮装置的可用的部分负荷范围。当涡轮装置的功率的进一步减小造成超过CO排放的合法的极值时，能够部分地迫使涡轮装置的驱动器将其切断。
技术实现思路
基于该现有技术本专利技术的任务是，实现前述种类的涡轮装置，其具有替代的构造，该构造允许在宽的部分负荷运行中运行该涡轮装置。为了解决该任务本专利技术实现前述类型的涡轮装置，其特征在于，设置旁路装置，其如此构造，即部分由压缩机压缩的空气能够作为旁路流体被引导经过燃烧器进入燃烧室的出口端的范围中，从而该旁路流体不参加燃烧室内发生的燃烧过程。换言之能够通过根据本专利技术的旁路装置减小参与燃烧的空气质量流。通过这种方式能够如此提高燃烧室的燃烧区内的燃烧温度，即确保，与CO排放相关的燃烧温度不低于最小值，其通常处于1200℃至1400℃的范围内。相应地能够确保，CO排放也在宽的部分负载运行时不超过合法的极值。计算已经表明，由于根据本专利技术的旁路装置在宽的环境温度范围(＞5℃)在小于涡轮装置的总功率的30％时部分负荷运行该涡轮装置，而不超过10ppm(百万分之一)的CO排放极限是可实现的。根据本专利技术的技术方案设置调节器，其调节旁路流体，即由旁路装置引导的空气质量流。该调节器有利地如此构造，即其基于存储在调节器中的CO特征曲线族和/或基于测量或者计算当前的CO排放调节旁路流体，为此设置相应的装置。根据本专利技术的技术方案该旁路装置具有在机械壳体和布置在其中的外壳之间延伸和在流体技术上与燃烧室连接的环形通道，通过该环形通道引导旁路流体，其中该旁路装置具有通过旁通阀在流体技术上与该环形通道连接的第一环形空间和在流体技术上与该第一环形空间连接的第二环形空间，且其中该第二环形空间通过至少一个设置在燃烧室的外壳中的环形间隙在流体技术上与燃烧室连接。在打开旁通阀的情况下压缩的空气在压缩机出口的水平上通过这些旁通阀流向第一环形空间中，分布在该第一环形空间中且接着涌进第二环形空间中。由于该事实，即布置当前的两个环形空间，旁路流体发生均匀化，这导致，通过该环形间隙或者通过这些孔被引入燃烧室内的空气质量流非常恒定。通过这种方式主流体中冷丝(kalt)的危险明显降低。此外在当前的结构中两个更小的环形空间由于更少的空间需求更好地集成为一个更大的环形空间，其可能是为了获得类似的均匀所必须的，这在很多情况下是值得期待的。在此对旁路流体的调节通过不同强度地打开旁通阀实现。有利地该环形间隙形成了旁路装置最窄的横截面。由此旁路装置中的气流均匀并且同时进入燃烧室的出口的范围内。优选地这些旁通阀布置为均匀地涌入第一环形空间的范围内，这同样有利于导入燃烧室内的旁路流体的均匀化。有利地设置不多于八个，尤其不多于四个旁通阀。通过这种方式得到更物美价廉和易于安装的构造。根据本专利技术这些旁通阀构造为补偿阀(Scheibenventile)。除了简单的结构构型外能够通过在较小的构造空间上的补偿阀节省或打开大的面积。此外能够以简单的方式和方法在封闭的阀门中调整漏流，其能够用于扫过间隙，以阻止热气从燃烧室出来侵入到旁路装置中。根据本专利技术的技术方案旁通阀的操控设备由机械壳体操作。相应地能够从外部操作旁通阀。操控设备和竖直的面分别围成优选地成在20和70°，尤其在35和50°之间的范围的角。因此通过伴随着相对于竖直的面使用旁通阀能够在仅稍微更大的构造空间时在机械壳体和燃烧室的外壳之间放置具有更大的额定直径的旁通阀。因此能够减少旁通阀所需的总数量，这伴随着更小的结构花费和更少的成本。根据本专利技术的变体方案第一环形空间与第二环形空间间隔构造。从而第一环形空间能够例如至少部分地贯穿机械壳体构造。替代技术方案能够是第一环形空间一侧保持在机械壳体上且另一侧保持在涡轮机叶片载体上。第一环形空间和第二环形空间优选地通过若干个温度固定的和柔性的软管连接件或管路连接件彼此连接，其中该软管连接件或管路连接件尤其均匀地涌入环形空间的范围内。根据本专利技术的另一变体方案第一环形空间和第二环形空间直接相邻地布置且通过连接孔彼此连接。根据本专利技术的技术方案这些旁通阀通过管路连接件与第一环形空间连接，其中该管路连接件如此构造，即其能够以预定的极值补偿热致的相对运动。管路连接件能够具有例如由耐温和耐压的材料，例如镍合金190组成的波纹管路连接件。使用耐高温的柔性管件也是可料想的，如其用在废气管道中一样。根据本专利技术的技术方案第二环形空间构造在燃烧室的外壳中，由此能够节省附加的构成部件。替代技术方案也能够是部分第二环形空间法兰连接在燃烧室的外壳上，从而该外壳限制至少部分第二环形空间。本专利技术还涉及一种用于在部分负荷下运行涡轮装置，尤其是根据本专利技术的涡轮装置的方法，其中由压缩机压缩的空气流至少部分作为旁路流体被引导经过涡轮装置的燃烧器且通过设置在燃烧室的出口端的范围内的环形间隙或孔进入燃烧室内。通过这种旁路流体能够在部分负荷的情况下防止超过CO排放极值。相应地可以，以大部分负荷运行的方式操作涡轮装置，而不超过合法的CO排放极值。优选地在通过旁通阀后将该旁路流体导向由至少两个在流体技术上彼此连接的环形空间，在其通过环形间隙进入燃烧室之前。通过这种方式能够在其进入燃烧室之前得到旁路流体的较好的均匀。附图说明根据以下基于所附附图对根据本专利技术的涡轮装置的更多的实施方式的阐述本专利技术的其他特征和优点变得清楚。其中：图1示出了根据本专利技术的实施方式的剖切的涡轮装置的部分透视示意图；图2示出了根据本专利技术的第一变体方案图1中所示的涡轮装置的燃烧室的剖切的外壳的局部示意图；图3示出了根据本专利技术的第二变体方案图1中所示的涡轮装置的燃烧室的剖切的外壳的局部示意图；图4示出了钢板结构的局部示意图，该钢板结构构成图1中所示的涡轮装置的旁路装置的第一环形空间的部分；图5示出了沿着图4中线V-V的放大截面图；图6示出了沿着图4中线VI-VI的放大截面图；图7示出了图4中所示的其上布置有旁通阀的钢板结构的局部透视示意图；图8示出了图1中所示的涡轮装置在实施图7中所示的阀门的操控设备的范围内剖切的机械壳体的局部示图；图9示出了根据本专利技术的第二实施方式剖切的涡轮装置的局部透视示意图；图10示出了图9中所示的涡轮装置的局部透视示意图；图11示出了根据本专利技术的第三实施方式剖切的涡轮装置的局部透视示意图；图12示出了根据本专利技术的第四实施方式剖切的涡轮装置的局部透视示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮装置(1；30；45；47)，具有压缩机、包括多个燃烧器(4)和一个燃烧室(5；34；51)的至少一个燃烧装置(2；31；48)以及涡轮机(49)，其中所述压缩机、所述至少一个燃烧装置(2；31；48)和所述涡轮机(49)在流体技术上彼此连接，使得在常规地运行期间由所述压缩机压缩的空气被引导通过所述燃烧器(4)并且与燃料混合，由此所生成的燃料空气混合物在所述燃烧室(5；34；51)中燃烧并且将燃烧气体输送给所述涡轮机(49)，其特征在于，设置旁路装置，所述旁路装置被构造为使得由所述压缩机压缩的空气中的一部分能够作为旁路流体被引导经过所述燃烧器(4)、进入所述燃烧室(5；34；51)的出口端的区域内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.20 DE 102014209544.11.一种涡轮装置(1；30；45；47)，具有压缩机、包括多个燃烧器(4)和一个燃烧室(5；34；51)的至少一个燃烧装置(2；31；48)以及涡轮机(49)，其中所述压缩机、所述至少一个燃烧装置(2；31；48)和所述涡轮机(49)在流体技术上彼此连接，使得在常规地运行期间由所述压缩机压缩的空气被引导通过所述燃烧器(4)并且与燃料混合，由此所生成的燃料空气混合物在所述燃烧室(5；34；51)中燃烧并且将燃烧气体输送给所述涡轮机(49)，其特征在于，设置旁路装置，所述旁路装置被构造为使得由所述压缩机压缩的空气中的一部分能够作为旁路流体被引导经过所述燃烧器(4)、进入所述燃烧室(5；34；51)的出口端的区域内。2.根据权利要求1所述的涡轮装置(1；30；45；47)，其特征在于，设置调节所述旁路流体的调节器。3.根据权利要求2所述的涡轮装置(1；30；45；47)，其特征在于，所述调节器被构造为使得所述调节器基于存储在所述调节器中的CO特征曲线族和/或基于测量或者计算当前的CO排放来调节旁路流体。4.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮装置(1；30；45；47)，其特征在于，所述旁路装置具有在所述机械壳体(3；33；50)和布置在所述机械壳体中的所述燃烧室(5；34；51)的外壳(7；35；52)之间延伸的并且在流体技术上与所述燃烧室(5；34；51)连接的环形通道(10；36；53)，所述旁路流体被引导穿过所述环形通道，以及所述旁路装置具有经由旁通阀(11；37；54)在流体技术上与所述环形通道(10；36；53)连接的第一环形空间(13；38；55)和在流体技术上与所述第一环形空间(13；38；55)连接的第二环形空间(15；40；57)，其中所述第二环形空间(15；40；57)通过至少一个设置在所述燃烧室(5；34；51)的所述外壳(7；35；52)中的环形间隙(16；41；58)在流体技术上与所述燃烧室(5；34；51)连接。5.根据权利要求4所述的涡轮装置(1；30；45；47)，其特征在于，所述环形间隙(16；41；58)形成所述旁路装置的最窄的横截面。6.根据权利要求4或5所述的涡轮装置(1；30；45；47)，其特征在于，所述旁通阀(11；37；54)被布置为均匀地分布地在所述第一环形空间(13；38；55)的范围上。7.根据权利要求4至6中任一项所述的涡轮装置(1；30；45；47)，其特征在于，设置不多于八个，尤其不多于四个旁通阀(11；37；54)。8.根据权利要求4至7中任一项所述的涡轮装置(1；30；45；47)，其特征在于，所述旁通阀(11；37；54)被构造为补偿阀。9.根据权利要求4至8中任一项所述的涡轮装置(1；3...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·布勒多恩，M·拉森，M·特蒂尔特，M·维尔克，C·格兰特，D·霍尔德，A·克卢格，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE