DE1219497B

DE1219497B - Dampfturbine mit Regelrad

Info

Publication number: DE1219497B
Application number: DES62678A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Georg Hahn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-04-22
Filing date: 1959-04-22
Publication date: 1966-06-23

Description

Dampfturbine mit Regelrad Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit Regelrad und mit mehreren, einander gleich großen, je nach Last nacheinander zu öffnenden Gruppen erweiterter Düsen.
Bekanntlich werden erweiterte Düsen dann angewandt, wenn das in ihnen zu verarbeitende Gefälle größer als das kritische, also wenn der hinter ihnen zu erwartende Druck - im folgenden Gegendruck, genannt - bei Vollast niedriger als der dem Frischdampfdruck zugehörige kritische Druck ist, und so bemessen, daß die Entspannung des Dampfes in ihnen jenen Gegendruck gerade am Düsenaustritt erreicht.
Und bekanntlich tritt in erweiterten Düsen eine stoßartigeRückverdichtung und somit einVerlust an nutzbarer Energie auf, wenn das Verhältnis zwischen dem hinter der Düse und dem vor der Düse herrschenden Druck größer als dasjenige ist, für das die Düsenerweiterung bemessen ist. Und dies ist unvermeidbarerweise stets zu Beginn der öffnung jeder Düsengruppe und in dem diesem Beginn folgenden Lastbereich der Fall, was aus folgender überlegung erhellt: Solange das der Düsengruppe zugehörige Regelventil geschlossen ist, herrscht der am Düsenaustritt vorhandene Druck auch am Düseneintritt und ist daher das Druckverhältnis gleich 1. Erst wenn und in dem Maße wie das Düsengruppenventil geöffnet wird, wird der zwischen dem Ventil und dem Düseneintritt befindliche Raum vom Frischdampf mit höherem Druck - wenn das Ventil ganz offen ist, mit dem ganzen Frischdampfdruck - erfüllt; und gleichzeitig steigt der Gegendruck lastproportional, also weniger steil als der am Düseneintritt herrschende Druck, an. Also erst während das Ventil geöffnet wird, sinkt in den ihm zugehörigen Düsen das Verhältnis zwischen dem hinter und dem vor diesen Düsen befindlichen Druck auf denjenigen Wert, für den die Düsenerweiterung bemessen ist, herab (daß es diesen Wert im Laufe der Ventilöffnung in allen Düsengruppen mit Ausnahme der zuletzt geöffneten Gruppe vorübergehend sogar noch unterschreitet und erst bei Volllast der Turbine wieder erreicht, sei hier nur erwähnt; es ist für die Erfindung unwesentlich).
Daher tritt bei Turbinen mit erweiterten Düsen in jeder Düsengruppe in dem Lastbereich, der sich vom Beginn ihrer Öffnung bis zu derjenigen Last erstreckt, bei welcher der der Düsenerweiterung zugrunde gelegte Wert des Druckverhältnisses unterschritten wird, jener Verdichtungsstoß auf.
Ihn soll die Erfindung vermeiden. Diese besteht darin, daß jede Düsengruppe nicht allmählich über ihren zugehörigen Lastbereich hin, sondern erst am Ende des ihr zugehörigen Lastbereichs und plötzlich geöffnet wird und daß zusätzlich eine Gruppe nicht erweiterter Düsen vorhanden ist, welche gleich groß in ihrer Leistung wie jede Gruppe erweiterter Düsen ist und über jeden der Lastbereiche hin allmählich geöffnet und am Ende des Lastbereichs plötzlich in dem Augenblick geschlossen wird, in dem die diesem Lastbereich zugehörige Gruppe erweiterter Düsen geöffnet wird.
Damit der Erwärmung der Turbine symmetrisch erfolgt, empfiehlt sich, daß die Gruppe nicht erweiterter Düsen aus zwei Teilgruppen besteht, die symmetrisch zur Turbinenachse angeordnet sind und einander gleichzeitig und gleichmäßig geöffnet und geschlossen werden.
Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 eine erfindungsgemäße Düsengruppenanordnung mit vier Gruppen erweiterter Düsen und zwei Teilgruppen nicht erweiterter Düsen, F i g. 2 diagrammatisch die öffnungsreihenfolge der ersten drei Gruppen erweiterter Düsen als Funktion der Turbinenlast, F i g. 3 diagrammatisch eine öffnung, Schließung und Wiederöffnung der Gruppe nicht erweiterter Düsen und die Öffnung einer Gruppe erweiterter Düsen als Funktion der Turbinenlast.
Darin bedeuten 1 bis 4 vier nacheinander zu öff- nende Gruppen erweiterter Düsen, 5 und 6 zwei einander gleichzeitig und gleichmäßig zu öffnende Teilgruppen nicht erweiterter Düsen, 7 die Frischdampfzuleitung und 11 bis 16 die Düsengruppen-Regelventile. In F i g. 2 bedeuten N die Last der Turbine, D die Vollast- und DO die Leerlauf-Dampfmenge. In F i g. 3 stellen die Linie a den öffnungsgrad der ersten Gruppe erweiterter Düsen und die Linie b den Öffnungsgrad der nicht erweiterten Düsen dar; das Öffnen von a und das Schließen von b lassen sich leider nicht, wie es wünschenswert wäre, in unendlich kurzer Zeit bewirken und überlappen sich daher und einen gewissen Lastbereich DN.

Claims

Patentansprüche: 1. Dampfturbine mit Regelrad und mit mehreren, einander gleich großen, je nach Last nacheinander zu öffnenden Gruppen erweiterter Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düsengruppe (1 bis 4) nicht allmählich über ihren zugehörigen Lastbereich hin, sondern erst am Ende des ihr zugehörigen Lastbereichs und plötzlich geöffnet wird und daß zusätzlich eine Gruppe nicht erweiterter Düsen vorhanden ist, welche gleich groß in ihrer Leistung wie jede Gruppe erweiterter Düsen ist und über jeden der Lastbereiche hin allmählich geöffnet und am Ende des Lastbereichs plötzlich in dem Augenblick geschlossen wird, in dem die diesem Lastbereich zugehörige Gruppe erweiterter Düsen geöffnet wird.
2. Dampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe nicht erweiterter Düsen aus zwei Teilgruppen (5, 6) besteht, die symmetrisch zur Turbinenachse angeordnet sind und einander gleichzeitig und gleichmäßig geöffnet und geschlossen werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 391541; schweizerische Patentschrift Nr. 296 440; Schüle, »Technische Thermodynamik«, Verlag Springer, Berlin 1930, Band W, S. 280; Dietzel, »Dampfturbinen«, Verlag Westermann, Braunschweig 1950, S. 249 bis 252; Kraft, »Die neuzeitliche Dampfturbine«, 'VEB Verlag Technik, Berlin 1954, S. 236/237; Zietemann, »Die Dampfturbinen«, Verlag Springer, Berlin 1955, S. 20/21 und S. 163 bis 173.