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Mit Kondensation arbeitende Dampfturbinenanlage.
Die Erfindung betrifft eine mit Kondensation arbeitende Dampiturbinenanlage, wobei zu einer Hauptturbme wenigstens zeitweise eine Zusatzturbine parallel geschaltet ist. Nach der Erfindung wird bei übr einer gewissen Grenze liegender Belastung der Hauptturbine vor der
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sechs Druckstufen hat, kann die Anordnung so getroffen werden, dass die Zusatzturbine vor dem Leitrad der zweitletzten Stufe angeschlossen ist. Es kann die Zusatzturbine zum Antrieb der Kondensationsmaschine verwendet werden, wobei die Drehzahl und damit die Förderleistung der Kondensationsmaschinen mit über die gewisse Grenze hinaus steigender Belastung der Haupt-
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wobei die Stromabgabe des Zusatzgenerators mit über die gegebene Grenzleistung hinaus steigender Belastung der Hauptturbine ansteigt.
Die Anlage kann ferner so ausgebildet sein, dass bei unter die vorgeschriebene Grenze sinkender Belastung der Hauptturbine die Zusatzturbine mittels eines von der Entnahmestelle beeinflussten Druckregler von der Haupttrubine abgeschaltet wird.
Bei der Durchbildung von Dampfturbinen für immer grösser werdende Leistung und immer höher werdende Umlaufszahl stosst man auf die Schwierigkeit, in den letzten Stufen Schaufeln anzuordnen, welche das durch grosse Dampfmenge und hohes Vakuum bedingte grosse Dampfvolumen mit gutem Wirkungsgrad verarbeiten können also nicht zu grosse Schaufel-
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stufe Dampf entnommen und einer auf eine Kondensation arbeitenden Zusatzturbine zugeführt.
Die hincer dieser Entnahmestelle liegenden Laufräder haben gegenüber den vorderen Laufrädern ein um diesen Betrag kleineres Dampfgewicht zu verarbeiten und ihre Schaufeln brauchen daher bekanntlich nicht so lang zu sein, als wenn sie für ein dem vollen Dampfgewicht ent-
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geschwindigkeit und damit einen guten Wirkungsgrad zu erhalten. Gibt man der Zusatzturbine kleinen Durchmesser und hohe Drehzahl und soll die von ihr angetriebene Maschine wünschenden- falls wiederum niedrigere Drehzahl erhalten, kann ein Übersetzungsgetriebe eingeschaltet werden.
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der letzten Stufen ist daher, wie gewünscht, eine erhebliche.
Da bei geringer werdender Belastung der Hauptturbine das in den letzten Stufen zu verarbeitende Druckgefälle sinkt, so sinkt zufolge der Ausschaltung irgendeiner Mengenregelung auch das für die Zusatzturbine zur Verfügung stehende Gefälle und damit ihre Leistungsfähigkeit.
Um diesem Sinken eine Grenze zu setzen, kann bei einer unter einer gewissen Grenze liegenden Teillast der Hauptturbine die Zusatzturbine von der Hauptturbine ab-und an die Frischdampfleitung angeschlossen werden. Die Umschaltung kann mittels einer von einem Druckregler betätigten Vorrichtung selbsttätig erfolgen. Diese Regelung ist also lediglich eine Grenzregelung
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turbine besondere Düsen vorgesehen werden.
Damit nun aber der Gesamtwirkungsgrad der Dampfkraftanlage nicht beeinträchtigt werde, muss dafür gesorgc sein, dass der entnommene Dampf in der Zusatzturbine wenigstens mit nahezu so grossem Wirkungsgrad arbeite, wie der in den letzten Niederdruckstufen arbeitende
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Es sind schon Dampfanlagen bekannt, in denen einer Hauptturbine eine Hilfsturbine parallel geschaltet ist. Dort handelt es sich aber hauptsächlich darum, die Hilfsiurbjne in geeigneter Weise mit Dampf zu versorgen. Sie war auch mit einem Geschwindigkeits-bzw. einem Mengenregler ausgestattet.
Ausgangspunkt bei jener Neuerung war also die Hilfsturbine, der die Haupt-
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turbine berücksichtigt, welcher die Zusatzturbine entlastungshalber einen Teil des bis zum letzten Drittel der Stufen verarbeiteten Dampfes abnimmt. Dabei wird eine Mengen-und Geschwindigkeitsregelung der Zusatzturbine ersichtlich vermieden. Dieselbe erhält mit steigender Belastung der Hauptturbine mehr Dampf und kann deshalb auch mehr leisten. Die dadurch erwachsenen Vorteile werden an Hand der Ausführungsbeispiele besonders erläutert.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar treibt die Zusatzturbine beim ersten, in Fig. i dargestellten Beispiel eine zur Kondensations-
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generator an.
Gemäss Fig. I ist 1 die Hauptturbine, und zwar eine siebenstufige Freistrahlturbine, welche ihren Dampf durch den Stutzen 2 erhält und den verarbeiteten Dampf durch den Stutzen 3 und das Rohr -1 an den Kondensator abgibt. 5 ist eine Zusatzturbine, welche die Kühlwasser- pumpe 6 für einen Oberfiächenkondensator antreibt. Bei Vollast der Turbine 1 ist die Zusatz- turbine i mittels der Rohre 7, 8 vor dem Leitrad der Stufe VI an die Hauptturbine angeschlossen und gibt den verbrauchten Dampf mittels des Rohres 9 an das Abdampfrohr 4 ab. Zwischen die
Rohre 7 und 8 ist die Umschaltvorrichtung eingebaut, welche der Hauptsache nach aus dem Druckregler 10 und dem Doppdventil 11 besteht.
Wenn bei geringer werdender Belastung der
Hauptturbine 1 der Druck hinter dem Lauflad der Stufe V unter ein gewisses Mass sinkt, nimmt auch der Druck in der Leitung 7 und im oberen Teil des Druckreglers 10 ab, welcher mittels des
Rohres 12 mit dem Rohr 7 verbunden ist. Die Feder 13 vermag den Kolben 14 und damit das Doppelventil 11 nach oben zu drücken. Damit wird die Vetbindung zwischen dem Rohr 7 bzw. dem
Raum vor der Stufe VI einerseits und dem Rohr 8 bzw. dem Einlaufkanal 15 der Zusatzturbine 5 andrerseits unterbrochen und dafür die Hilfsturbine 5 mittels der Rohre 8 und 16 an die Frischdampfleitung 17 angeschlossen.
Weil im normalen Betrieb zwischen der Hauptturbine 1 und der Zusatzturbine 5 keine Mengenregelung wirkt, erhält letztere mehr Dampf, wenn erstere infolge Mehrbelastung mehr Dampf verarbeitet. Dies ist sehr günstig, weil dadurch ihre Drehzahl und damit die Förderleistung der Pumpe 6 steigt. Die Kondensation erhält mehr Kühlwasser und kann trotz der vergrösserten zuströmenden Dampfmenge das erwünschte Vakuum und damit den Wirkungsgrad der Gesamtanlage doch hochhalten oder noch steigern.
Andrerseits wird hierbei der Wirkungsgrad bei Teilbelastungen günstiger als bei den bisher bekannten Antriebsarten von Kondensationsmaschinen.
Gemäss Fig. 2 bezeichnet 21 eine siebsnstufige Freistrahlturbine im Längsschnitt, welche mittels der Flanschen A mit einer Hauptdynamomaschine B gekuppelt ist, von welcher man nur das linke Ende sieht. Die Turbine 21 erhält ihren Dampf durch den Stutzen 22 und gibt den verarbeiteten Dampf durch den Stutzen 23 und das Rohr 24 an den nicht eingezeichneten Kondensator ab. 25 ist eine Zusatzturbine, welche mittels des Zahnräderpaares 26 die Dynamomaschine 27, die mit der Dynamomaschine B parallel geschaltet ist, antreibt. Bei Vollast der Turbine 21 ist die Zusatzturbine 2J mittels der Rohre 28 und 28a vor dem Leitrad der Stufe VI an die Hauptturbine 27 angeschlossen und gibt den verbrauchten Dampf mittels des Rohres 29 an das zum Kondensator der Hauptturbine 21 führende Abdampfrohr 24 ab.
Zwischen die Rohre 28 und 28a ist zwecks Grenzregelung eine Umschaltvorrichtung eingebaut. Sie besteht der Hauptsache nach aus dem Druckregler 30, 31, 32 und dem Zweisitzventil 33. Wenn bei geringer werdender Belastung der Haupcturbine 21 der Druck vor dem Leitrad der Stufe VI unter ein gewisses Mass sinkt, nimmt auch der Druck in der Leitung 28 und im oberen Teil des Druckregler 30 ab, welcher mittels des Rohres 34 mit dem Rohr 28 verbunden ist. Die Feder 32 vermag den Kolben 31 und damit das Zweisitzventil 33 nach oben zu drücken. Damit wird die Verbindung zwischen dem Rohr 28 bzw. dem Raum vor dem Leitrad VI einerseits und dem Rohr 28a bzw. dem Einlaufkanal,'35 der Hilfsturbine 25 vom Dampfzufluss abgeschaltet.
Die Dynamomaschine 27 vermag keinen Strom mehr an das Netz abzugehen, wird vielmehr vom Netzstrom als Motor getrieben. Hierbei
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dreht. Oder aber die Zusatzdynamo wird unterhalb der Belastungsgrenze von der Hauptdynamo abgeschaltet und die Zusatzturbine stillgesetzt.
Bei steigender Belastung der Hauptdynamomaschine B muss'der Hauptturbine 21 mehr Dampf zugeführt werden. Damit steigt der Druck vor dem Leitrad der Stufe VI und es geht auch mehr Dampf zur Zusatzturbine 25. Ihre Drehzahl will sich erhöhen und so wird die Dynamomaschine 27 in die Lage versetzt, mehr Strom an das Netz abzugeben, auf welches auch die Dynamo B arbeitet. Ja es kann dafür gesorgt werden, dass das Verhältnis der Stromabgabe der Dynamo 27 zu derjenigen der Dynamo B nicht nur gleich bleibt, sondern sich sogar erhöht.
Die Belastungsgrenze für die Abschaltung des Dampfes von der Hauptturbine wird so festgelegt, dass bei weiterer Aufrechterhaltung des Anschlusses der Zusatzturbine unter weiter abnehmender Belastung sowohl der Wirkungsgrad der Zusatz-als auch derjenige des Niederdruckteils der Hauptturbine rasch abnehmen würde.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Mit Kondensation arbeitende Dampfturbinenanlage, wobei zu einer Hauptturbine wenigstens zeitweise eine Zusatzturbine parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei über einer gewissen Grenze liegender Belastung der Hauptturbine vor der Leitvorrichtung einer im letzten Drittel ihrer Stufen liegenden Niederdruckstufe Dampf bis zur Hälfte der Gesamtmenge entnommen und ohne Zwischenschaltung einer Mengen-Regelungsvorrichtung der auf Kondensation arbeitenden, wenigstens mit der V2-fachen Umfangsgeschwindigkeit der Hauptturbine laufenden Zusatzturbine zugeführt wird, so dass die entnommene Dampfmenge im Verhältnis zur Belastung der Hauptturbine ansteigt.