DE154816C

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Publication number: DE154816C
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Description

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Reg'elung'svorrichtung für eine Turbinen-■ anlage, bei der in bekannter Weise eine Niederdruckturb'ine hinter einer mit ihr auf gemeinsanier Welle sitzenden Hochdruckturbine und einer Hauptmaschine beliebiger Art parallel geschaltet ist zu dem bekannten Zwecke, den Abdampf der Hauptmaschine in der Niederdruckturbine noch auszunutzen. Hierbei läuftThe invention relates to an automatic control device for a turbine system in which, in a known manner, a low-pressure turbine is shared with it behind one Shaft seated high pressure turbine and a main engine of any kind in parallel is switched for the known purpose, the exhaust steam from the main engine in the low-pressure turbine still to be exploited. Here runs

ίο die Hochdruckturbine bekanntlich leer mit und ist deshalb mit dem Kondensator verbunden; sie tritt in Tätigkeit, wenn der Druck im Verbindungsrohr vor der Niederdruckturbine nicht ausreicht. Die Erfindung besteht darin, daß die Zuleitung des Dampfes zur Niederdruckturbine durch ein Einlaßregelungsventil selbsttätig dem zu letzterem gehörenden Regler, ferner einem Rückschlagventil im Zuleitungsrohr, einem Rückschlagventil in dem Verbindungsrohr zwischen der Hochdruckturbine , und der Niederdruckturbine untersteht, und daß die Zuleitung von Frischdampf zu genannter Hochdruckturbine durch ein Dampfeinlaßorgan erfolgt, welches bei zu geringem Druck in dem genannten Verbindungsrohr zwischen Hoch- und Niederdruckturbine geöffnet und bei größer werdendem Druck geschlossen wird.ίο the high-pressure turbine is known to be empty with and is therefore connected to the capacitor; it comes into action when there is pressure in the connecting pipe in front of the low pressure turbine is not sufficient. The invention consists in that the supply of the steam to the low-pressure turbine automatically through an inlet control valve the regulator belonging to the latter, as well as a check valve in the supply pipe, a check valve in the connecting pipe between the high pressure turbine , and the low-pressure turbine is subordinate, and that the supply of live steam to the named High-pressure turbine takes place through a steam inlet element, which is too low Pressure in said connecting pipe between high and low pressure turbine opened and is closed when the pressure increases.

Bei dieser Turbinenanlage kommt ferner ein selbsttätig zur Wirkung gelangendes Ventil in Anwendung, welches infolge der in dem Ein- und Auslaßraum der Hochdruckturbine auftretenden Druckschwankungen diese Turbine mit dem Kondensator verbindet, wenn ihr durch das obengenannte Dampfeinlaßorgan für die Hochdruckturbine Dampf nicht zugeführt wird.In this turbine system, there is also an automatically activated valve in use, which is due to the in the inlet and outlet of the high pressure turbine occurring pressure fluctuations this turbine connects with the condenser, if you Steam is not supplied through the above-mentioned steam inlet member for the high-pressure turbine will.

Für dieses Dampfeinlaßorgan ist eine aus einer Differentialkolbenmaschine bestehende Hilfskraftmaschine bekannter Art vorgesehen. Bei dieser wird der Zylinderraum oberhalb des kleinen Kolbens an das Verbindungsrohr zwischen beiden Turbinen oder an den Kessel angeschlossen, während der Zylinderraum oberhalb des großen Kolbens an die Außenluft oder das Verbindungsrohr und der Zylinderraum zwischen beiden Kolben an den Kondensator angeschlossen ist.For this steam inlet member there is one consisting of a differential piston engine Auxiliary engine of known type provided. In this case, the cylinder space is above of the small piston is connected to the connecting pipe between the two turbines or to the boiler, while the cylinder space above the large piston to the outside air or the connecting pipe and the Cylinder space between the two pistons is connected to the condenser.

Fig. ι zeigt diese Turbinenanlage; Fig. 2, 3 und 4 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform des selbsttätigen Dampfeinlaßorganes für die Hochdruckturbine.Fig. Ι shows this turbine system; Fig. 2, 3 and 4 show a modified embodiment of the automatic steam inlet member for the high pressure turbine.

Die Niederdruckturbine 1 empfängt ihren . Dampf aus der Leitung 2 und gibt ihn durch Leitung 3 an den Kondensator ab. Die Hochdruckturbine 4 sitzt mit der Niederdruckturbine ι auf gemeinschaftlicher Welle 5, und zwischen beiden Turbinen ist der Fliehkraftregler 6 eingeschaltet. Die Hochdruckturbine 4 erhält ihren frischen Dampf am Ende ihres Zylinders und gibt ihn durch Rohrstutzen 8 und Rohr 9 in die Leitung 2 für die Niederdruckturbine ι ab. Zwischen dem Austrittsrohr 8 und der Leitung 2 ist noch das Rückschlagventil 10 und das Einlaßregelungsventil 11 eingeschaltet.The low pressure turbine 1 receives its . Steam from line 2 and releases it through line 3 to the condenser. The high pressure turbine 4 sits with the low-pressure turbine ι on a common shaft 5, and The centrifugal governor 6 is switched on between the two turbines. The high pressure turbine 4 receives its fresh steam at the end of its cylinder and releases it through the pipe socket 8 and pipe 9 into line 2 for the low-pressure turbine ι from. Between the outlet pipe 8 and the line 2 is still the check valve 10 and the inlet control valve 11 switched on.

Der aus der Hauptmaschine kommende Auspuffdanipf gelangt durch Rohr 12 in das Ge-The exhaust pipe coming from the main engine enters the system through pipe 12

häuse 13 für das Einlaßregelungsventil 11; vor diesem Übertritt in das Gehäuse muß dieser Dampf ein auf die Schraubenfeder 15 lose aufgesetztes doppelsitziges Rückschlagventil 14 öffnen, um dann in die Turbine übertreten zu können. Dieses Ventil 14 kann im Bedarfsfalle durch ein Handrad 16 auf seinen Sitz gedruckt werden.housing 13 for the inlet control valve 11; Before this passage into the housing, this steam must be applied to the helical spring 15 Open the loosely attached double-seat check valve 14 in order to then step over into the turbine to be able to. This valve 14 can if necessary by a handwheel 16 on his Seat to be printed.

Das Einlaßregelungsventil 11 besteht aus einem im laternenförmigen Gehäuse 17 mit ring'förmigem Spalt 18 verschiebbaren Kolben, dessen Stange durch die Kurbel 19 und die Stange 20 mit der Stellstange des Reglers verbunden ist, dergestalt, daß dieser den Spalt 18 öffnen und schließen kann, durch welchen der Dampf bei seinem Übertritt in die Leitung 2 zur Niederdruckturbine 1 hindurchgehen muß. Das von der.Hochdruckturbine 4 abzweigende Rohr 9 mündet ebenso wie das Zuleitungsrohr 12 in das Ventilgehäuse 13.The inlet control valve 11 consists of a lantern-shaped housing 17 with annular gap 18 displaceable piston, the rod of which by the crank 19 and the Rod 20 is connected to the control rod of the controller, so that this the gap 18 can open and close, through which the steam when it passes into the line 2 must go through to the low pressure turbine 1. The branching off from the high-pressure turbine 4 The pipe 9, like the feed pipe 12, opens into the valve housing 13.

Das Rückschlagventil 10 wird durch eine Schraubenfeder 21 g'egen seinen Sitz gedrückt und muß, wenn der Dampf aus der Hochdruckturbine austreten soll, von diesem angehoben werden. Eine Kurbel 22 kann das Ventil 10 offen halten, wenn nach Schluß des Rückschlag'ventils 14 mittels des Handrades 16 nur mit Dampf aus der Hochdruckturbine gearbeitet werden soll.The check valve 10 is through a Helical spring 21 pressed against its seat and must when the steam from the high-pressure turbine should emerge, be lifted from this. A crank 22 can keep the valve 10 open when after the end of the Check valve 14 by means of the handwheel 16 should only be used with steam from the high-pressure turbine.

Das selbsttätige Dampfeinlaßorgan 23 befindet sich links über dem Zylinder 4 (Fig. 1) und besteht aus einem Gehäuse und einer Glocke 23, genau wie das durch den Regler 6 betätigte Einlaßregelungsventil 11. Die Ventilspindel 24 wird durch eine Kautschukmembran 25 verschoben, welche in ein flaches Gehäuse eingesetzt ist und deren Unterfläche dem Luftdruck untersteht, während der Raum über der Membran durch Rohr 26 mit der Leitung 9 und dem Gehäuse des Einlaßregelungsventils II in Verbindung steht. Genannte Membran untersteht der Bewegung eines Hebels 27, an welchen eine nachstellbare Schraubenfeder 28 angehängt ist.The automatic steam inlet member 23 is located on the left above the cylinder 4 (Fig. 1) and consists of a housing and a bell 23, just like that by the regulator 6 actuated inlet control valve 11. The valve stem 24 is covered by a rubber diaphragm 25 shifted, which is inserted into a flat housing and its lower surface is subject to the air pressure, while the space above the membrane through pipe 26 with the line 9 and the housing of the inlet control valve II is in communication. The said membrane is subject to the movement of a Lever 27 to which an adjustable helical spring 28 is attached.

Das Gehäuse des glockenförmigen Zutrittventils 23 steht durch Rohr 29 mit dem Kessel in Verbindung; das Innere dieses Ventils steht mit dem im Deckel der Hochdruckturbine 4 vorgesehenen Raum 30 in Verbindung, der vor dem ersten Leitapparat der Turbine liegt. Die Membran 25 bewegt sich nach abwärts und verschließt das Ventil, wenn der Druck im Rohre 9 eine gewisse Grenze überschreitet, und verschiebt sich nach aufwärts und öffnet das Ventil, wenn der Druck unter diese Grenze sinkt.The housing of the bell-shaped access valve 23 is connected to the boiler through pipe 29 in connection; the inside of this valve is in line with that in the cover of the high-pressure turbine 4 provided space 30 in connection, which is in front of the first nozzle of the turbine. the Diaphragm 25 moves downwards and closes the valve when the pressure in the Pipes 9 exceeds a certain limit, and shifts upwards and opens the valve when the pressure drops below this limit.

Um in der Hochdruckturbine Luftleere herzustellen, wenn das selbsttätige Einlaßventil 23 geschlossen ist, ist unterhalb des Zylinders 4 ein Kolben 31 vorgesehen, welcher unter dem Rohrstutzen 32 der Hochdruckturbine ein Ventil bildet und an welchem eine Schraubenfeder sitzt, um durch Abwärtsverschieben des Kolbens die Verbindung zwischen dem Rohre 32 und der kleinen Kammer 33 herzustellen, die durch Rohr 34 mit dem Kondensator in Verbindung steht. Wenn also frischer Dampf in die Hochdruckturbine 4 nicht eintritt, so wird durch Abwärtsverschieben des Kolbens 31 Luftleere in der gesamten Turbine 4 durch Rohr 34 und Stutzen 32 hergestellt. Beim Eintritt frischen Dampfes in die Turbine steigt der Druck in dem durch Rohr 35 mit dem Raum unter dem Kolben 31 in Verbindung stehenden Raum 30, der Kolben 31 bewegt sich unter Zusammendrücken seiner Feder nach aufwärts und sperrt das Ende des Rohres 32 ab, und die Verbindung zwischen der Hochdruckturbine und dem Kondensator wird abgesperrt. Das Umgekehrte tritt ein, wenn unter Absperrung frischen Dampfes die Drücke in der gesamten Hochdruckturbine ausgeglichen werden.To create a vacuum in the high pressure turbine when the automatic inlet valve 23 is closed, a piston 31 is provided below the cylinder 4, which under the Pipe socket 32 of the high pressure turbine forms a valve and on which a helical spring sits to establish the connection between the tubes by sliding the piston downwards 32 and the small chamber 33 connected by pipe 34 to the condenser in Connection. So if fresh steam does not enter the high pressure turbine 4, then so the entire turbine 4 is evacuated by moving the piston 31 downwards Tube 34 and nozzle 32 made. When fresh steam enters the turbine, it rises the pressure in the communicating through tube 35 with the space below the piston 31 Space 30, the piston 31 moves upwards while compressing its spring and shuts off the end of the pipe 32 and the connection between the high pressure turbine and the condenser is shut off. The reverse occurs when under cordon fresh steam, the pressures in the entire high-pressure turbine are equalized.

Die beschriebene Turbinenanlage arbeitet in folgender Weise:The turbine system described works in the following way:

Tritt zur alleinigen Speisung der Niederdruckturbine 1 der Auspuffdampf aus der Hauptmaschine reichlich zu, so genügt der Druck im Rohre 12, im Gehäuse .13 und im Rohre 9, das Ventil 23 für frischen Dampf geschlossen zu halten. Da dann Dampf in die Hochdruckturbine nicht übertritt, so bleibt das Rückschlagventil 10 geschlossen, die Turbine 4 wird mittels des Kolbens 31 auf Luftleere gebracht und verbraucht nur wenig Arbeit durch den Ventilationswiderstand und dergl., wobei der Regler 6 auf das Einlaßregelungsventil 11 in gewöhnlicher Weise wirkt.If only the low-pressure turbine 1 is fed, the exhaust steam from the In the main engine, the pressure in the pipe 12, in the housing 13 and in the Tubes 9 to keep valve 23 closed for fresh steam. Since then steam in the high pressure turbine does not pass, the check valve 10 remains closed, the turbine 4 is evacuated by means of the piston 31 and consumes little Work through the ventilation resistance and the like. With the regulator 6 acting on the inlet control valve 11 acts in the usual way.

Genügt der Niederdruckdampf zum Betriebe der Niederdruckturbine 1 nicht mehr, so wird der Druck im Verbindungsrohr 13 geringer und das Einlaßventil 23 öffnet sich selbsttätig, wobei eine gewisse Menge frischen Dampfes in die Hochdruckturbine eintritt. Diese Menge regelt sich von selbst auf die zur Aufrechterhaltung des Druckes im Verbindungsrohr 13 nötige Menge. Durch Änderung der Spannung der Feder 28 kann man diesen Druck nach Bedarf abändern. Bei der Öffnung des Einlaßventils 23 hebt der Kolben 31 die Verbindung zwischen der Hochdruckturbine und dem Kondensator auf, und die Wirkung des Reglers ist dann die gleiche wie die nachstehend beschriebene.If the low-pressure steam is no longer sufficient to operate the low-pressure turbine 1, then the pressure in the connecting pipe 13 is lower and the inlet valve 23 opens automatically, a certain amount of fresh steam entering the high pressure turbine. This quantity regulates itself to the maintenance of the pressure in the connecting pipe 13 required amount. By changing the tension of the spring 28 one can adjust this pressure modify as needed. When the inlet valve 23 opens, the piston 31 lifts the connection between the high pressure turbine and the condenser, and the effect of the Controller is then the same as the one described below.

Wird einzig und allein der durch Ventil 23 einströmende Dampf zur Speisung beider Turbinen benutzt, so muß ein Rückströmen des Dampfes durch Rohr 12 vermieden werden, wozu das Rückschlagventil 14 dient.Only the steam flowing in through valve 23 is used to feed both If turbines are used, backflow of the steam through pipe 12 must be avoided, for which purpose the check valve 14 is used.

Endlich kann der Regler 6 durch Einwirkung auf das Einlaßregelungsventil 11 noch die Geschwindigkeit der Turbinen beeinflussen.Finally, the regulator 6 can still act on the inlet control valve 11 affect the speed of the turbines.

Claims

By closing this valve ii, the amount of downstream of the low-pressure turbine is reduced Overcoming steam with a simultaneous increase in the pressure in the connecting pipe 13 through the check valve 14, the steam inlet valve 23 for live steam is partially or completely closed. If the regulator has the inlet control valve 11 completely shut off, so the vacuum in the low-pressure turbine can prevail, while, when the valve 11 is not in operation due to excessive friction in its movements occurs, the boiler pressure not only in the high-pressure turbine 4, but also in the pipes 9 and connecting pipe 13 up to valve 14 can prevail.

Instead of the automatic inlet control valve according to FIG. 1, the device according to FIGS. 2, 3 and 4 can also be arranged. Fig. 4 is a section along line ab in Fig. 2 on a larger scale.

Instead of the shut-off device. the steam inlet pipe and in front of the lid of the To arrange high-pressure turbine, you can the same in the lid and at the inlet Relocate to the first diffuser in order to close off more or less channels of this diffuser. As a result, the entire expansion of the steam is used in all cases, while that indicated in FIG. 1 Arrangement with partial opening of the automatic shut-off valve a certain part of the Steam power lost due to expansion at the opening formed by the shut-off valve goes.

In the annular space 37 fed with steam through pipe 36 (Figs. 2, 3 and 4) the ring 38 serving as a cover is designed and can be cylindrical on its circumference move with gentle friction inside a cylinder that is symmetrical by several on the outer surface distributed openings 41 (Fig. 3) for the first diffuser 39 is broken; the steam enters between the blades of the first impeller. the In FIG. 3, openings 41 which are just opposite the partitions 42 in the diffuser can by more or less large displacement of the ring 38 with its edges cover one, two, three or more ducts in each diffuser 39.

The rotation of the overlap ring 38 takes place by a toothed sector 43 (Fig. 3) and a gear 44 on the end of the spindle 45 (Fig. 2), which can be reached by means of a handwheel 46 or automatically "by an auxiliary machine by means of the rack and pinion drive 47,48 (Fig. 4) can twist. On this rack 48 sit two in the cylinders 51, 52 displaceable Differential piston 49.50. Cylinder 51 is through line 53 either with the connecting pipe 13 (Fig. 1) connected, while the cylinder 52 by tube 54 with the steam supply pipe from the boiler can be connected, or the Cylinder space 51 is with the outside air and the cylinder space 52 with the connecting pipe 13 connected. In both cases, the space 55 between the two pistons is through a tube 56 with the condenser in connection in order to keep the pressure in space 55 as low as possible keep. A lubricating vessel 57 is used to lubricate the rack and pinion gears 47, 48.

From the arrangement of the differential piston 49, 50 it follows that between the on the Piston 49 acting (i.e. the pressure existing on the right in the low pressure turbine) and the air pressure acting on the piston 50 or the boiler pressure is an invariable one Relationship exists, depending on the cylinder 51, 52 with the outside air or with the boiler will be contacted. If the initial pressure in the low-pressure turbine rises above the corresponding to this ratio, the piston 49 moves to the left, whereby the rack 48 closes the overlap ring 38. The reverse takes place with the entering Pressure reduction instead.

The overlap ring comes on the first diffuser in a turbine of any order for use, only needs the cylinder 51 through pipe 53 with the space 37 to be connected, while the cylinder 52 is smaller in diameter than that of the Cylinder 55 connected by pipe 54 to the steam supply line from the boiler will. This device is by closing or opening the cover ring 38 maintain a constant relationship between the pressure in the chamber 37 (FIG. 2) and the boiler pressure. The centrifugal governor acting on a control valve located in front of the chamber 37 (similar to the valve 11 in FIG. 1) is arranged in front of the low-pressure turbine, the movements of the inserted into the space 37 The overlap ring will follow the movements of the control valve 11 in exactly the same way, as if this ring were subordinate to the latter. ■ '

Godfather ν ϊ-Αν proverbs:

i. Control device for a turbine system, consisting of a low-pressure turbine, a high-pressure turbine and a main engine of any kind, of which the latter in parallel in front of the Low-pressure turbine are connected in such a way that, under certain circumstances, the high-pressure turbine does not come into operation and is connected to the capacitor during this time characterized in that the supply line of the

Steam to the low pressure turbine (i) through an inlet control valve (ii) automatically the regulator for this valve, a check valve (14) in the supply pipe (12) for the low pressure steam from the main engine, a check valve (10) in the connecting pipe between the high pressure turbine (4) and the low pressure turbine (1) and that the Fresh steam is fed to the high-pressure turbine through a steam inlet element (23) which, if too little The pressure in the connecting pipe (13) between the turbines is opened and as the pressure increases Pressure is closed.

2. Embodiment of the control device according to claim 1, characterized by an automatically coming into effect valve (31), which as a result of Pressure fluctuations in the inlet and outlet space of the high pressure turbine connects it to the condenser, if Steam is not supplied to it through the automatic access valve (23).

3. embodiment of the control device according to claim I, wherein a Auxiliary engine designed as a differential piston machine, the inlet member (23 respectively 41), characterized in that either the cylinder space (52) with the boiler and the cylinder space (51) with the connecting pipe (13) of the two Turbines or the cylinder space (52) with the connecting space (13) and the cylinder space (51) connected to the outside air, while the space (55) between the two pistons are connected to the condenser.

1 sheet of drawings.