Dampfturbinenanlage Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dampf turbinenanlage mit einer ersten Turbine, die zwei Stufengruppen aufweist, die über einen Zwischen erhitzer miteinander verbunden sind, mit einer zwei ten Turbine und einer Doppelfluss-Niederdruckturbine, wobei die drei Turbinen durch Rohrleitungen mitein ander verbunden und mit einer gemeinsamen Welle gekuppelt sind, um einen oder mehr elektrische Generatoren über dieselbe Welle anzutreiben, mit einem Dampfkessel,
der über ein Sicherheitsabschluss- ventil und ein drehzahlabhängiges Ventil für die Re gelung des Dampfstromes am Einlass der ersten Stu fengruppe der ersten Turbine angeschlossen ist, und mit einem Abfangventil, das hinter dem Zwischen erhitzer beim Einlass zur zweiten Turbine angeordnet ist. Solche Anlagen sind bei dem Einlass zur ersten Stufengruppe der ersten Turbine mit Regulierventilen für die Regulierung des Dampfstromes zur Turbine und mit Absperrventilen versehen, die im Notfalle automatisch schliessen.
Ausserdem ist es üblich, um zu verhüten, dass die verhältnismässig grosse Menge Dampfes im Zwischenerhitzer und dem damit verbun denen Turbinengehäuse samt Rohrleitungen beim Ansprechen der Sicherheitsabsperrventile durch Ex pansion durch die Turbinen geringeren Druckes hindurch eine gefährliche überdrehzahl verursacht, in die Rückführleitungen vom Zwischenerhitzer zu sätzliche Ventile, sogenannte Abfangventile, einzu bauen. Solche Abfangventile werden, wie in der brit. Patentschrift Nr. 718552 beschrieben ist, am vorteil haftesten hinter der zweiten Stufengruppe der ersten Turbine angeordnet.
Die Erhöhung der Nennleistungen sowie der Dampfdrücke und Temperaturen führt zur Verringe rung der Kosten je KW der Leistung und verbessert den thermischen Wirkungsgrad. Die heute gebauten Maschinen sind Tandemverbundmaschinen mit Nenn leistungen von mehr als 200 MW mit Anfangsbedin gungen des Dampfes von 170 ata und 600 C, mit Zwischenerhitzung bei 28 ata bis 35 ata auf etwa 600 C.
Da Zentrifugalkräfte die zulässige Länge der letzten Niederdruckturbinenschaufeln begrenzen, insbesondere bei Drehzahlen von 3000 bis 3600 Um drehungen pro Minute, können für so grosse Lei stungen drei Auslässe zu einem oder mehr Konden satoren notwendig werden. Mit drei Turbinenaus- lässen an einer einzigen Welle wird die Gesamtlänge von Bedeutung, und es ist konstruktiv wünschenswert, die Gesamtzahl der Turbinenzylinder auf drei zu be schränken.
Die Dampfturbinenanlage nach dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Turbine zwei Stufengruppen umfasst, Dampf von der zweiten Stufengruppe der ersten Turbine zum Ein lass der zweiten Turbine geleitet wird, um in deren ersten Stufengruppe zu expandieren, der expandierte Dampf in der zweiten Turbine in zwei Teile geteilt wird, von denen der erste Teil durch die zweite Stufengruppe, die ein Niederdruckteil ist, zum Aus tritt und der andere Teil zum Einlass der dritten Turbine geführt wird, um in beiden Stufengruppen der dritten Turbine zu expandieren und dann in einen Kondensator zu gelangen.
Wie schon angegeben wurde, werden die Ab fangventile vorzugsweise beim Einlass zur zweiten Turbine angeordnet.
Die Anordnung der Turbinenanlage nach dieser Erfindung bietet die folgenden bedeutenden Vorteile: Zunächst bleibt der Dampf mit hoher Temperatur auf die erste Turbine beschränkt, die beispielsweise einen Zylinder mit doppeltem Mantel besitzen und aus austenitischem oder ferritischem Material mit hoher Kriechfestigkeit hergestellt sein kann. Zweitens ver- ringert die Anordnung einer Stufengruppe in der ersten Turbine unmittelbar hinter dem Zwischen erhitzer merklich die Temperatur des Dampfes, bevor dieser durch das Abfangventil oder die Regulier ventile der zweiten Turbine tritt.
Wenn die Ventile auch grösser dimensioniert werden müssen, als wenn sie, wie üblich, in der aus dem Zwischenerhitzer kom menden Leitung liegen, so erlaubt die geringere Betriebstemperatur doch eine einfachere Konstruktion der Ventile und Gehäuse und die Verwendung weniger kostspieligen Materials. Drittens vereinfacht die Ver ringerung der Dampftemperatur in der zweiten Tur bine den Entwurf der Teile dieser Turbine, hinsicht lich deren das Kriechen bei hohen Temperaturen beachtet werden muss, und erleichtert die Verwen dung einer Welle mit Scheiben, die mit der Welle aus einem Stück bestehen und aus dem Vollen eines Schmiedestückes aus Legierungsstahl hoher Zugfestig keit gearbeitet werden können, wenn eine solche Kon struktion notwendig ist, um die durch die Schaufeln bedingten Zentrifugalkräfte auszuhalten.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes ist schematisch in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht.
In der Zeichnung sind drei Turbinen<I>A, B, C</I> dargestellt, die mit einer einzigen Welle gekuppelt sind, um einen Generator G, der an der gleichen Welle hängt, anzutreiben. Hochdruckdampf, der von einem Dampfkessel D durch einen überhitzer 1 und die Ab sperr- und Steuerventile 2 und 3, die durch Sicher- heits- bzw. nicht gezeigte Drehzahlreguliereinrichtun- gen betätigt werden, hindurchgeführt wird, expan diert in der ersten Stufengruppe 4 der ersten Tur bine A.
Nach Austritt bei 5 strömt der Dampf durch die Rohrleitung 6 und Zwischenerhitzer 7 und gelangt zur zweiten Stufengruppe 8 der ersten Turbine. Die Expansion des Dampfes in der zweiten Stufengruppe der ersten Turbine verringert den Druck und die Temperatur des Dampfes.
Der Dampf gelangt durch eine Verbindungsleitung 9 und über die Abfanb und Regulierventile 10 bzw. 11, die durch Sicherheits- und Drehzahlreguliervor- richtungen betätigt werden und von solcher Konstruk tion sowie solchem Material sind, dass sie für die Betriebsbedingungen geeignet sind, zur Turbine B. Nach Expansion des Dampfes durch den Mitteldruck abschnitt 12 der zweiten Turbine B wird der Dampf strom geteilt.
Etwa ein drittel der Dampfmenge expan diert über den Niederdruckabschnitt 13 der zweiten Turbine bis zum Turbinenauslass bei 14 und der Rest des Dampfes gelangt über das Verbindungsrohr 15 zur Doppelstromturbine C mit zwei Niederdrucktur- binenabschnitten 16. Der verbrauchte Dampf gelangt schliesslich durch den Auslass 17 zu dem (nicht ge zeigten) Kondensator.
Die Konstruktion der zweiten Turbine kann so sein, dass sie bei allen auftretenden Kräften gleiche Festigkeit aufweist, und die benützten Werkstoffe können solcher Art sein, dass sie eine Kriechcharak teristik aufweisen, die der geringeren Temperatur an gepasst ist.
Eine andere Anordnung der Turbinen auf der Welle oder andere Richtungen des Dampfflusses in den Turbinen können gewählt werden, ohne dadurch vom Prinzip der hier beschriebenen Erfindung abzu weichen.