DE159882C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Dampfturbinen, bei welchen das Druckgefälle für den Dampf, die Stufenzahl und die Ausströmwinkel für den Dampf konstant sind, ergeben nur für eine ganz bestimmte Umdrehungszahl eine günstige Dampfausnutzung.

Um eine günstige Dampfausnutzung bei verschiedenen Umdrehungszahlen einer Dampfturbine zu erreichen, hat' man folgende Vorschlage gemacht:

1. bei mehrstufigen Dampfturbinen die Anzahl der Stufen zu verändern, indem die Leitvorrichtungen einer oder mehrerer Stufen durch besondere Vorrichtungen aus dem Dampfwege ausgeschaltet werden;

2. bei einstufigen Dampfturbinen (bei welchen die Stufenzahl unveränderlich ist) zwei oder mehrere mit gesondertem Dampfzufluß versehene Düsengruppen einzubauen, deren Ausströmwinkel für den Dampf verschieden groß sind, und je nach der verlangten Umdrehungszahl der einen oder der anderen Düsengruppe Dampf zuzuführen.

3. bei mehrstufigen Dampfturbinen die Ausströmwinkel des Dampfes in der ersten Stufe und gleichzeitig auch die Stufenzahl der Turbine zu verändern; bei diesen Turbinen sind in der ersten Stufe zwei oder mehrere mit gesondertem Dampfzufluß versehene Düsengruppen eingebaut, deren Ausströmwinkel verschieden sind, während in den folgenden Stufen die Ausströmwinkel der Leitvorrichtungen konstant, die Anzahl der Stufen aber durch Ausschaltung einer oder mehrerer Stufen verändert werden kann.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine mehrstufige Dampf- (Gas-) Turbine für verschiedene Umdrehungszahlen. Diese Turbine, ist dadurch gekennzeichnet, daß in ihren einzelnen Stufen zwei oder mehrere mit gesonderten Dampf Zuflüssen versehene zusammengehörige Gruppen von Leitvorrichtungen eingebaut sind, bei welchen die Einström- oder Ausströmwinkel oder beide Winkel sowohl der ersten als auch der folgenden Stufen der einen Gruppe verschieden sind von den entsprechenden Winkeln der Leitvorrichtungen der anderen Gruppe oder Gruppen. Für jede gewünschte Geschwindigkeit ist vorteilhaft eine Gruppe von Leitvorrichtungen einzubauen, deren Einström- und Ausströmwinkel der gewünschten Geschwindigkeit angepaßt sind. Jede einzelne der Gruppen von Leitvorrichtungen kann gesonderte Frischdampfzuführung erhalten.

In einer mehrstufigen Dampfturbine Averden gemäß der vorliegenden Erfindung also lediglich die Einström- bezw. Ausströmwinkel der Leitvorrichtungen sämtlicher Stufen verändert, während gemäß dem oben erwähnten Vorschlage 3 für denselben Zweck nur die Ausströmwinkel der Düsen der ersten Stufe und die Anzahl der Stufen verändert werden soll.

Soll beispielsweise eine mehrstufige Turbine für zwei verschiedene Umdrehungszahlen geeignet sein, so können in jeder Stufe zwei Leitvorrichtungen angeordnet sein, welche in der Turbine zwei zusammengehörige Gruppen bilden; die Einström- und Ausström winkel sämtlicher Leitvorrichtungen der einen Gruppe

sind verschieden von den entsprechenden Winkeln der Leitvorrichtungen der anderen Gruppe.

In den Fig. ι bis 3 ist eine mehrstufige Dampfturbine mit achsialer Durchströmung des Dampfes für zwei verschiedene Geschwindigkeiten schematisch dargestellt. Fig. 1 ist ein Querschnitt nach Linie A-B, Fig. 2 ein Längsschnitt, Fig. 3 ein Teil der abgewickelten Laufräder und Leitvorrichtungen. Die Turbine enthält nur eine einzige Kammer oder Zelle. In der Turbine sind entsprechend den geforderten zwei Geschwindigkeiten zwei Gruppen von Leitvorrichtungen ^₁... und bezw. C₁... vorgesehen; in jeder Stufe ist von jeder Gruppe je eine Leitvorrichtung b_v b.₂, b₃, b_it b_b und bezw. C₁, C₂, C₃, C₄, C₅ angeordnet. Die Gruppe b... enthält Dampfzufluß nach Pfeil 1, die Gruppe c. . . in der Pfeilrichtung 2. Die Einström- und Ausströmwinkel aller Leitvorrichtungen ^₁... der einen Gruppe (in vorliegendem Falle je 23⁰) sind verschieden von den entsprechenden Winkeln der Leitvorrichtungen C₁... der anderen Gruppe (in vorliegendem Falle je 30⁰). Soll nun die Turbine beispielsweise mit der geringeren Geschwindigkeit laufen, so erhält nur die Gruppe C₁. . ., welche größere Dampfeintritts- urd Austrittswinkel besitzt, Dampfzufluß in der Pfeilrichtung 1, während für die größere Geschwindigkeit lediglich die Gruppe b_l. . . , welche kleinere Winkel enthält, Dampfzufluß in der Pfeilrichtung 2 erhält.

Die vorstehend beschriebene Turbine enthält nur eine einzige Kammer oder Zelle, so daß der Dampfdruck innerhalb der Kammer nahezu gleich ist; es hat daher der Dampf, welcher beispielsweise durch die Leitvorrichtungen der Gruppe O₁... strömt, kein oder doch nur ein geringes Bestreben, durch die Spalten zwischen den Leitvorrichtungen und den Schaufelrädern zu entweichen und sodann durch die Leitvorrichtungen C₁... oder in den Pfeilrichtungen 3 und 4 abzuströmen. Bei Turbinen, welche aus mehreren Kammern bezw. Zellen bestehen, kann der aus der eingeschalteten Gruppe der ersten Kammer abströmende Dampf in der nächsten Kammer nicht allein in die zugehörige eingeschaltete Gruppe von Leitvorrichtungen einströmen, sondern auch in die anderen nicht eingeschalteten Gruppen von Leitvorrichtungen, welche nicht für die geforderte Umdrehungszahl geeignet sind.

Dieser Nachteil kann bei mehrstufigen Turbinen für verschiedene Umdrehungszahlen dadurch möglichst beseitigt werden, daß zwischen den Leitvorrichtungen einer Kammer und denen der nächsten Kammer Absperrungen vorgesehen sind, von welchen zu gleicher Zeit nur diejenigen Absperrungen geöffnet sind, welche zu ein und derselben Gruppe von Leitvorrichtungen gehören, während die übrigen Absperrungen geschlossen sind. In den Fig. 4 und 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Turbine mit zwei Kammern g und h schematisch dargestellt. Diese Turbine mit teilweiser radialer Beaufschlagung ist für zwei verschiedene Geschwindigkeiten eingerichtet und besitzt demgemäß zwei Gruppen von Leitvorrichtungen ^₁ ... b₀ und bezw. c,... C₆. Die Leitvorrichtungen ^₁ haben Dampfeintritts- bezw. Austrittswinkel, welche ver- ■ schieden sind von den entsprechenden Winkeln der Leitvorrichtung C₁. . .; die Gruppe C₁... dient wegen ihrer großen Dampfausströmwinkel für den langsamen Gang, die Gruppe ^₁... mit ihren kleineren Ausströmwinkeln dem schnelleren Gang. Zwischen den Leitvorrichtungen b_l. . .b₃ und bezw. C₁. . .C₃ der einen Kammer und den Leitvorrichtungen b₄. ... b_a und bezw. C₁^. . .c_ü der nächsten Kammer sind Absperrungen i und bezw.. m eingeschaltet. Zu gleicher Zeit sind nur die zu einer Gruppe von Leitvorrichtungen gehörigen Absperrungen ganz oder teilweise geöffnet, die anderen Absperrungen, welche zur anderen Gruppe gehören, dagegen geschlossen. Soll die Turbine beispielsweise mit der niedrigen Umdrehungszahl laufen, so werden die Frischdampfventile f, sowie die Absperrungen i zwischen den beiden Kammern ganz oder teilweise geöffnet, und der Dampf kann nur durch die Gruppe von Leitvorrichtungen C₁...^ strömen, während die Frischdampfventile / und die Absperrungen m für die Gruppe b_x. . .b_G geschlossen sind. Durch die Anordnung von Absperrungen zwischen den Leitvorrichtungen der einen Kammer und denen der nächsten Kammer ist ermöglicht, daß der aus dem letzten Schaufelkranze α_Ά ausströmende Dampf nur durch die geöffneten Absperrungen i und die zugehörigen Leitvorrichtungen c±. . .c_e weiter strömen kann, weil die Absperrungen m für die anderen Gruppen von Leitvorrichtungen b_i. . .b₆ geschlossen sind. Würden diese Absperrungen i bezw. m nicht vorgesehen sein, so könnte der aus dem letzten Schaufelkranze C₃ austretende Dampf sowohl durch die Leitvorrichtungen C₄, C₅, C₆ als auch durch die Leitvorrichtungen b_it b₅, b₆ strömen.

In der in Fig. 4 und 5 dargestellten Turbine ist jede einzelne Düse mit einer besonderen Absperrung/ bezw. / (Ventil, Hahn, Schieber oder dergl.) versehen, um dadurch in bekannter Weise die durchfließenden Dampfmengen nach der geforderten Kraft regeln zu können; in vielen Fällen genügt es, zwisehen den Leitvorrichtungen der einen Kammer und den zugehörigen Leitvorrich-

tungen der nächsten Kammer nur ein einziges Absperrorgan anzuordnen.

Bei Turbinen mit sehr vielen Druckstufen ist es nicht immer notwendig, daß die Leitvorrichtungen einer jeden Druckstufe bezw.

Kammer mit Absperrungen versehen sind; in vielen Fällen genügt es, nur für einige der Kammern Absperrungen vorzusehen.

Es ist bei den vorstehend gekennzeichneten

ίο Turbinen zwar vorteilhaft, aber nicht immer nötig,' daß in jeder Stufe je eine Leitvorrichtung für eine jede der verschiedenen verlangten Geschwindigkeiten vorzusehen ist; in vielen Fällen genügt es, daß zwei oder mehrere Gruppen von Leitvorrichtungen nur in einigen, nicht aber in allen Stufen angeordnet sind.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:
   20

   I. Mehrstufige Dampfturbine für verschiedene Umdrehungszahlen, bei welcher in den einzelnen Stufen zwei oder mehrere Gruppen von Leitvorrichtungen eingebaut sind, von welchen jede einzelne Gruppe gesonderten Dampfzufluß erhalten kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausströmwinkel der Leitvorrichtungen sowohl der ersten als auch der darauf folgenden Stufen einer Gruppe verschieden sind von den entsprechenden Winkeln der Leitvorrichtungen der anderen Gruppe oder Gruppen.
2. 2. Dampfturbine nach Anspruch 1, bei welcher mehrere Kammern bezw. Zellen vorgesehen sind (Fig. 4 und 5), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Leitvorrichtungen der einen Kammer und denen der nächsten Kammer Absperrungen vorgesehen sind, von welchen zu gleicher Zeit nur diejenigen ganz teilweise geöffnet sind, welche zu ein und derselben Gruppe von Leitvorrichtungen gehören, während die Absperrungen für die andere Gruppe oder anderen Gruppen geschlossen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.