DE201960C

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Publication number: DE201960C
Application number: DENDAT201960D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE GRUPPETf

ERNST MAIER in CANNSTATT.

Geschwindigkeitsregelung für eine durch den Abdampf einer Kolbenmaschine

betriebene Dampfturbine.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. August 1907 ab.

Bekanntermaßen wird der Dampf im Niederdruckzylinder einer Kondensationsdampfmaschine, hauptsächlich wegen des in der Regel großen Spannungsabfalles beim Dampfaustrittsbeginn, schlechter ausgenutzt als in einer Abdampfturbine. Es ist daher zwecks vorteilhafter Ausnutzung des Dampfes schon verschiedentlich der Vorschlag gemacht worden, Dampfmaschinen und Dampfturbine in

ίο der Weise miteinander zu vereinigen, daß die Dampfturbine mit dem Abdampf der Dampfmaschine betrieben wird, also einfach etwa an Stelle des Niederdruckzylinders arbeitet. Dabei sind die in der Dampfmaschine und in der Dampfturbine frei werdenden Arbeitsmengen in gewisser Abhängigkeit voneinander und es muß die Dampfturbine, damit sie die ■ erforderliche Tourenzahl einhält, der jeweils in ihr erzeugten Arbeitsmenge entsprechend belastet werden, was, wie zunächstliegend ist, durch Kupplung beider Maschinen auf elektrischem oder mechanischem Weg geschehen kann.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun, die Arbeitsleistung einer mit dem Abdampf einer Dampfmaschine betriebenen Dampfturbine von der Arbeitsleistung der Dampfmaschine vollständig unabhängig zu machen, und zwar durch eine besondere Geschwindigkeitsregelung der Dampfturbine, die derart beschaffen ist, daß sie mit zunehmender Belastung bzw. abnehmender Geschwindigkeit der Dampfturbine den Druck des aus der Dampfmaschine ausströmenden Dampfes während der ganzen Ausströmungsperiode oder während eines Teils derselben erhöht und umgekehrt mit abnehmender Belastung bzw. zunehmender Geschwindigkeit der Dampfturbine den Ausströmungsdruck der Dampfmaschine erniedrigt. Dabei kann von der an sich bekannten Maßnahme Ge- ' brauch gemacht werden, daß für den Fall, daß der Abdampf der Dampfmaschine für die Arbeitsleistung der Dampfturbine nicht ausreicht, der Dampfturbine Frischdampf in der erforderlichen Menge zugeführt wird.

Diese Regelung kann in der einfachsten Weise dadurch erfolgen, daß der Geschwindigkeitsregler der Dampfturbine unmittelbar den Durchgangsquerschnitt einer oder mehrerer Einströmungsdüsen der Dampfturbine mit zunehmender Belastung bzw. abnehmender Geschwindigkeit der Turbine verengt und mit abnehmender Belastung bzw. zunehmender Geschwindigkeit .erweitert, also gerade umgekehrt wie bei einer mit Frischdampf betriebenen Dampfturbine. Wird nämlich der Düsenquerschnitt um einen gewissen Betrag verengt, so erhöht sich, gleichbleibende Belastung der Dampfmaschine während des Regelungsvorganges vorausgesetzt, der Gegendruck der Dampfmaschine und damit auch die für die Leistung der Dampfmaschine erforderliche Dampfmenge um einen gewissen Betrag. Die Verengung des Düsendurchgangsquerschnittes bewirkt also eine erhöhte

Zufuhr von Dampf von erhöhtem Druck zu der Dampfturbine und ermöglicht somit eine größere Leistung derselben.

Bei Dampfturbinen mit periodisch unterbrochener oder periodisch verringerter Dampfeinströmung kann beispielsweise bei abnehmender Geschwindigkeit der Dampfturbine die Erhöhung des Ausströmungsdruckes des Dampfmaschinenabdampfes dadurch bewirkt

ίο werden, daß der Geschwindigkeitsregler der Dampfturbine den Einströmungsquerschnitt zu der Dampfturbine mit abnehmender Geschwindigkeit durchschnittlich weniger weit freigibt.

Das Wesen des beschriebenen Regelungsvorganges veranschaulichen die schematischen Diagramme, in denen der jeweilige Druck ρ in senkrechter, das zugehörige Volumen ν des Arbeitsdampfes in wagrechter Erstreckung aufgetragen ist. Die in die Dampfmaschine eintretende Dampfmenge, welche durch das Volumen a, b und durch den Druck ο, α dargestellt ist, ist bei Arbeitsleistung in der Dampfmaschine vom Zylindervolumen f, g allein und bei einem Kondensatordruck 0, f nur imstande, die durch die Fläche a, b, c, g,f, a dargestellte Arbeit zu leisten, während die durch die Fläche c, e, g, c dargestellte Energiemenge vollständig für die Arbeitsleistung verloren geht. Arbeitet jedoch der Dampf in der Dampfmaschine nur bis zu der Endspannung o, d und arbeitet er sodann weiter in einer Dampfturbine bis zum Kondensatordruck 0, f, so leistet der Dampf in derDampfmaschine die Arbeit a, b, c, d, α und in der Dampfturbine die Arbeit d, c, e f, d, so daß die Summe der geleisteten Arbeit um den Betrag c, e, g, c größer ist als bei Arbeitsleistung in der Dampfmaschine allein.

Wird nun bei gleichbleibender Belastung der Dampfmaschine die Belastung der Dampfturbine gesteigert, so verengt der Geschwindigkeitsregler der Dampfturbine den Querschnitt der Einströmungsdüsen zu der Dampfturbine um einen gewissen Betrag, so daß beispielsweise der Ausströmungsdruck der Dampfmaschine auf die Größe 0, h erhöht wird. Infolge dieser Gegendruckerhöhung stellt der Geschwindigkeitsregler der Dampfmaschine die Füllung der Dampfmaschine so ein, daß letztere die der Arbeitsmenge a, b, c, d, α gleiche Arbeit a, i, k, h, α leistet; dadurch wird die in der Dampfturbine geleistete Arbeit auf den Betrag h, k, I, f, h, also um die Größe d, h, k, I, e, c, d erhöht. Die Regelung ist dann beendet, sobald diese letztere Arbeitsmenge so groß ist, als die Belastungssteigerung der Dampfturbine.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann hauptsächlich in solchen Anlagen Anwendung finden, in denen die Betriebsmaschine zu einem Teil mechanische Kraft auf eine Transmission übertragen und zum andern Teil elektrische Kraft für Beleuchtung und Kraftübertragung erzeugen soll. In solchen Fällen kann zweckmäßig die Dampfmaschine für den Kraftbedarf der Transmission und die Dampfturbinen für den Bedarf an elektrischer Kraft bemessen werden. Aber auch in Fällen, in denen sowohl Dampfturbine als Dampfmaschine elektrische Kraft erzeugen, welcher Betrieb zur Erzielung eines möglichst geringen Dampfverbrauches geboten sein kann, erscheint die beschriebene Geschwindigkeitsregulierung im Interesse eines sicheren Betriebes zweckmäßig.

Claims

Patent-Anspruch :

Geschwindigkeitsregelung für eine durch den Abdampf einer Kolbenmaschine betriebene Dampfturbine, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsregler der Dampfturbine mit abnehmender Geschwindigkeit oder zunehmender Belastung der Dampfturbine eine Erhöhung des jeweiligen Ausströmungsdruckes des Kolbenmaschinenabdampfes während der Ausströmungsperiode oder eines Teils derselben und umgekehrt eine Verminderung des Ausströmungsdruckes mit zunehmender Geschwindigkeit oder abnehmender Belastung der Dampfturbine veranlaßt, zum Zweck, der Dampfturbine eine ihrer jeweiligen Belastung entsprechende Menge Dampf von geeignetem Druck zuzuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.