DE215535C

DE215535C -

Info

Publication number: DE215535C
Application number: DENDAT215535D
Authority: DE

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

,-JKi 215535-KLASSE 14 c. GRUPPE , -JKi 215535- CLASS 14 c. GROUP

Die Abdampfturbine besitzt gegenüber der Abdampfkolbenmaschine den Vorteil der besseren Ausnutzung der Dampfenergie und ist daher das beste Mittel, um die Energie des Abdampfes irgendwelcher Dampfanlagen auszunutzen. Bei den meisten Abdampfanlagen, insbesondere in Bergwerks- oder Hüttenbetrieben, wo die zum Betriebe der Abdampfturbine nötigen Abdampfmengen während bestimmter Arbeitsperioden der Dampfanlage nicht zur Verfügung stehen, tritt nun das Bedürfnis ein, bei Mangel an Abdampf die Turbine zeitweise mit Frischdampf oder mit Zusatz von Frischdampf zu betreiben.The exhaust steam turbine has the advantage of being better than the exhaust steam piston engine Exploitation of the steam energy and is therefore the best means of using the energy of the exhaust steam to take advantage of any steam systems. Most exhaust systems, in particular in mining or smelting operations, where the amount of steam required to operate the steam turbine If the steam system is not available during certain working periods, the need arises if there is a shortage to exhaust steam the turbine is temporarily closed with live steam or with the addition of live steam operate.

Die für die Ausnutzung des Abdampfes bestimmte Anlage ist daher erst dann praktisch . vollkommen, wenn sie neben guter Ausnutzung des Abdampfes auch den zeitweilig benötigten Frischdampf vorteilhaft .ausnutzt. .The system intended for utilizing the exhaust steam is therefore only practical then . Perfect if, in addition to making good use of the exhaust steam, you also need it temporarily Live steam is advantageously used. .

Durch die Erfindung ist eine Turbinenanlage geschaffen, welche dieser Anforderung vollständig entspricht.The invention creates a turbine system which fully meets this requirement is equivalent to.

Bei der üblichen Drosselregulierung der Dampfturbinen ist die durch die Turbine hindurchgehende Dampfmenge und dementsprechend die Leistung nahezu proportional der . vor dem ersten Leitrade herrschenden Spannung. Daher kann in einer normalen Abdampfturbine der Frischdampf nicht unmittelbar verwendet werden, abgesehen davon, daß auch die Stufenzahl der Abdampfturbine für günstige Ausnutzung des Frischdampfes nicht genügen würde.With the usual throttle regulation of the steam turbines, the one passing through the turbine Amount of steam and, accordingly, the power almost proportional to the. tension prevailing in front of the first guide vane. Therefore, in a normal exhaust steam turbine, the live steam cannot be used directly, apart from that too the number of stages in the exhaust steam turbine is not sufficient for a favorable utilization of the live steam would.

Das bisher- meist benutzte Mittel, um Abdampfturbinen mit Frischdampf zu betreiben, besteht darin, den Frischdampf durch eine Druckminderventil auf die Spannung zu bringen/ mit welcher er in der normalen Abdampfturbine arbeiten kann. Hierbei ist die Dampfausnutzung so unvollkommen, daß der Dampfverbrauch nur 40 ■ wenig geringer ist als bei Abdampfbetrieb.Up to now the most widely used means of steam turbines To operate with live steam consists in passing the live steam through a Bring pressure reducing valve to the voltage / with which it is in the normal exhaust steam turbine can work. Here the steam utilization is so imperfect that the steam consumption is only 40 ■ is little less than in the case of exhaust steam operation.

Ein weiteres Mittel für den zeitweisen Frischdampfbetrieb bei Abdampfturbinen besteht darin, daß der Abdampfturbine eine Frischdampfradgruppe vorgeschaltet wird. Hierbei wird allerdings der von der Frischdampfgruppe kommende Dampf in der normalen Abdampfturbine weiterverarbeitet. Dies ermöglicht jedoch auch noch keine vollkommene Ausnutzung des Frischdampfes. Man erhält hierdurch zwar bei Frischdampfbetrieb einen geringeren Dampfverbrauch · als bei Abdampfbetrieb, mithin aber auch hinter der Frischdampfturbine, d. h. vor der Abdampfturbine, bei Frischdampfbetrieb eine niedrigere Spannung als bei Abdampfbetrieb. Infolgedessen ist auch die Dampfausnutzung in der Abdampfturbine schlechter als bei Abdampfbetrieb, da jetzt die Dampfgeschwindigkeiten, die Schaufel- . ■ winkel und Stufenzahl der niedrigeren Dampfspannung nicht mehr entsprechen. Ebenso muß die Stufenzahl der Frischdampfturbine größer sein, als wenn vor der Abdampfturbine die Spannung des Abdampfbetriebes herrschte. ·There is another means for the temporary live steam operation in exhaust steam turbines in that the exhaust steam turbine is preceded by a live steam wheel group. Here However, the steam coming from the live steam group becomes in the normal exhaust steam turbine further processed. However, this also does not yet allow full utilization of the live steam. You get this results in a lower steam consumption in live steam operation than in exhaust steam operation, but consequently also behind the live steam turbine, d. H. in front of the exhaust turbine, with live steam operation a lower voltage than with exhaust steam operation. As a result, there is also the steam utilization in the exhaust steam turbine worse than with exhaust steam operation, because now the steam speeds, the shovel. ■ The angle and number of stages no longer correspond to the lower vapor tension. as well the number of stages in the live steam turbine must be greater than if in front of the exhaust steam turbine the voltage of the exhaust steam operation prevailed. ·

Nach der Erfindung wird nun bei Frischdampfbetrieb die vollkommene Ausnutzung des Damp-According to the invention, the full utilization of the steam is now possible with live steam operation

■■«■■.■■ «■■.

fes unter Vorschaltung einer Frischdampfturbine in der Abdampfturbine in der Weise erreicht, daß die Dampfspannung vor der Abdampfturbine bei Frischdampfbetrieb dieselbe bleibt wie bei Abdampfbetrieb. Da aber bei den üblichen Dampfverhältnissen (etwa io Atmosphären für Frischdampf und ι Atmospäre für Abdampf) die erforderliche Dampfmenge bei Frischdampfbetrieb etwa die Hälfte derjenigen bei Abdampfbetrieb ist, so läßt sich gleiche Dampfspannung vor der Abdampfturbine und dadurch eine vollkommene Frischdampfausnutzung durch eine Teilung der Abdampfturbine in zwei Gruppen erzielen, deren jede etwa diefes achieved with upstream connection of a live steam turbine in the exhaust steam turbine in such a way that that the steam tension in front of the exhaust turbine remains the same during live steam operation as with exhaust steam operation. But since with the usual steam conditions (about 10 atmospheres for live steam and ι atmosphere for exhaust steam) the required amount of steam Live steam operation is about half of that in exhaust steam operation, the same can be said Steam tension in front of the steam turbine and thus a complete utilization of live steam achieve by dividing the exhaust turbine into two groups, each of which is about the

gleiche Dampfmenge aufnimmt, und von denen bei Frischdampfbetrieb nur eine Gruppe mit der Frischdampf gruppe zusammen arbeitet. Alsdann geht durch diese eine Abdampf gruppe nur die Hälfte' der bei Abdampf betrieb erforderliehen Dampfmengen, und die Spannung vor dieser Radgruppe ist demnach bei Abdampf- und bei Frischdampfbetrieb die gleiche.absorbs the same amount of steam, and of which only one group with live steam operation the main steam group works together. Then only one exhaust steam group goes through this half of the amount of steam required for exhaust steam operation, and the voltage above This wheel group is therefore the same for exhaust steam and live steam operation.

Bei den vorgenannten Dampfverhältnissen müssen die beiden Abdampfgruppen nahezu gleich groß sein. Eine gewisse Verschiedenheit der Abdampfgruppen tritt jedoch dann ein, wenn die Dampfverhältnisse (Dampfspannung, Überhitzung) andere sind, als vorstehend . angenommen wurde. . Ist z. B. der Dampfverbrauch- -bei Frischdampfbetrieb kleiner als die -Hälfte des Dampfverbrauchs bei Abdampfbetrieb, so ist die eine an die Frischdampfgruppe anzuschließende Radgruppe der Abdampfturbine in entsprechendem' Verhältnis kleiner auszuführen als die andere und umgekehrt. Wesentlich hierbei ist, daß auch in. diesem Falle vor der Abdampfgruppe die dem Abdampfbetrieb entsprechende Spannung erreicht werden kann. Bei dieser Einrichtung wird ferner für die Frischdampfturbine nur die für günstigste Ausnutzung bis auf diese Spannung erforderliche Stufenzahl benötigt.With the aforementioned steam ratios, the two evaporation groups must almost be be the same size. However, there is a certain difference in the evaporation groups if the steam conditions (steam tension, superheating) are different from the above . was accepted. . Is z. B. the steam consumption - less than the live steam operation -Half of the steam consumption in the case of exhaust steam operation, then one is to the live steam group to be connected wheel group of the exhaust steam turbine in a corresponding 'ratio smaller perform than the other and vice versa. It is essential here that also in this In the event of the evaporation group, the voltage corresponding to the evaporation operation can be reached can. With this device, only the cheapest one is used for the live steam turbine Utilization of the required number of stages up to this voltage.

Durch die beschriebene Anlage ist es demnach möglich, den Frischdampf in der Abdampfturbine ebenso günstig auszunutzen wie in. einer vollkommenen, eigens für Frischdampf gebauten Frischdampfturbine, indem in der Frischdampfgruppe der Frischdampf von der verfügbaren Anfangsspannung bis auf die Abdampf spannung und in der einen Abdampfgruppe weiter von dieser Abdampfspannung bis auf die Kondensatorspannung verarbeitet wird.The system described makes it possible to use the live steam in the exhaust steam turbine can be used just as cheaply as in. a perfect live steam turbine specially built for live steam by using the Live steam group The live steam from the available initial voltage to the exhaust steam voltage and in one evaporation group further from this evaporation voltage except for the capacitor voltage is processed.

Diese Anlage bietet ferner den Vorteil einer Reserve, indem jede der beiden Abdampfgruppen allein mit Abdampf beaufschlagt werden kann. Bei Frischdampfbetrieb kann ererforderlichenfalls zunächst auch die eine Ab-■ dampfgruppe allein mit gedrosseltem Frischdampf betrieben werden; diese Reserve für Frischdampf läßt sich aber noch dadurch verThis system also has the advantage of having a reserve by removing each of the two evaporation groups only exhaust steam can be applied. In live steam operation, if necessary initially also the one exhaust ■ steam group alone with throttled live steam operate; however, this reserve for live steam can still be ver

vollkommnen, daß jede der beiden Abdampfgruppen mit je einer Frischdampf gruppe ausgerüstet wird.perfect that each of the two exhaust steam groups is equipped with a live steam group will.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.The drawing shows an embodiment of the invention.

Die beiden Abdampfgruppen A und B sind in den beiden Gehäusen C und D untergebracht. Vor der Gruppe A ist in demselben Gehäuse C noch eine dritte Radgruppe, die Frischdampfgruppe E, angeordnet. Der Abdampf gelangt bei normalem Abdampf betrieb durch das Ventil G bei geöffneten Ventilen F und H in die Gehäuse C und D und aus diesen durch die Stutzen / und K nach dem Kondensator. Soll die Gruppe A allein arbeiten, so wird das Ventil H geschlossen; soll die Gruppe B allein arbeiten, so wird das Gehäuse C durch Blind- ■ flansche o. dgl. oder durch das in' der Abdampfzuführungsleitung eingeschaltete Ventil F abgeschlossen. Bei Frischdampfbetrieb wird der Frischdampf durch das Ventil L und die Leitung M der Frischdampfgruppe E zugeführt und gelangt von dieser in die dahinterliegen de Abdampfgruppe A. Die Ventile G und H in der Abdampfleitung sind hierbei geschlossen, und Gruppe B läuft im Vakuum.The two evaporation groups A and B are housed in the two housings C and D. A third wheel group, the live steam group E, is arranged in front of group A in the same housing C. With normal exhaust steam operation, the exhaust steam passes through valve G with open valves F and H into housings C and D and from these through the nozzle / and K after the condenser. If group A is to work alone, valve H is closed; if the group B is to work alone, the housing C is closed by blind flanges or the like or by the valve F switched on in the exhaust steam supply line. In live steam operation, the live steam is fed through valve L and line M to live steam group E and from there it reaches the exhaust steam group A located behind it. Valves G and H in the exhaust steam line are closed and group B runs in a vacuum.

Die Größen der. beiden Gruppen A und B sind so bemessen, daß die Spannung vor der Gruppe A dieselbe oder nahezu dieselbe bleibt wie bei normalem Abdampfbetrieb.The sizes of the. Both groups A and B are dimensioned so that the voltage in front of group A remains the same or almost the same as in normal steam-off operation.

Für eine Periode, während welcher nicht genügend Abdampf vorhanden ist, können die Gruppen A und B einerseits durch Abdampf, andererseits auch durch den von Gruppe E kommenden Frischdampf beaufschlagt werden, wobei die Ventile G und H geöffnet bleiben. Ebenso können auch die Gruppen E und A lediglich durch Frischdampf bei gleichzeitiger Speisung der Gruppe B durch Abdampf betrieben werden, wobei das Ventil F zweckmäßig geschlossen wird. In beiden Fällen ist eine Überlastung von etwa 50 Prozent der normalen Leistung möglich, ohne daß die Spannung vor den Abdampf gruppen höher als normal ist; daher kann auch die Akkumulatorspannung für den Abdampf die normale bleiben, während sie bei eingruppiger Abdampfturbine ohne Frischdampfgruppe für Überlastung erhöht werden müßte.For a period during which there is insufficient exhaust steam, groups A and B can be acted upon by exhaust steam on the one hand, and also by the live steam coming from group E on the other hand, with valves G and H remaining open. Likewise, groups E and A can only be operated by live steam with simultaneous feeding of group B by exhaust steam, valve F being expediently closed. In both cases, an overload of around 50 percent of normal power is possible without the voltage in front of the exhaust groups being higher than normal; therefore the accumulator voltage for the exhaust steam can also remain normal, whereas it would have to be increased in the case of a single-group exhaust steam turbine without a live steam group for overload.

Bei der beschriebenen Anordnung der drei Radgruppen auf einer Welle wird eine gute Reserve erzielt, indem zunächst bei Abdampfbetrieb jede der beiden Gruppen A und B allein betrieben werden kann.With the arrangement of the three wheel groups on a shaft as described, a good reserve is achieved in that each of the two groups A and B can initially be operated alone during exhaust steam operation.

Um auch bei Frischdampfbetrieb eine Reserve durch die Turbine B, D zu haben, kann diese durch die Leitung O und das Ventil P mit der Frischdampfleitung verbunden sein. Schließlich kann auch· die Gruppe A allein mit Frischdampf beaufschlagt werden, falls die Gruppe E aus irgendeinem Grunde betriebsunfähig gewordenIn order to have a reserve through the turbine B, D even during live steam operation, this can be connected to the live steam line through the line O and the valve P. Finally, group A alone can be supplied with live steam if group E has become inoperable for any reason

ist. In den beiden letzten Fällen, in denen nur eine der beiden Abdampfgruppen A oder B mit Frischdampf beaufschlagt werden soll, bietet die Anlage noch den besonderen Vorteil, daß der Frischdampfverbrauch hierbei erheblich geringer ist als bei einer eingruppigen Abdampfturbine. is. In the last two cases, in which only one of the two exhaust steam groups A or B is to be subjected to live steam, the system offers the particular advantage that the live steam consumption is considerably lower than with a single-group exhaust steam turbine.

In der Frischdampfleitung kann noch ein Ventil N angeordnet sein, um auch bei Frischdampf eine Überlastung zu ermöglichen, wenn nur die Turbine A₁E₁C arbeiten soll.A valve N can also be arranged in the live steam line in order to enable an overload even with live steam if only the turbine A ₁ E ₁ C is to work.

Durch die Anordnung der drei Radgruppen A₁B₁E ist also einerseits eine vollkommene Frischdampfausnutzung erreichbar und andererseits ein gutes Anpassungsvermögen der Turbine an alle vorkommenden Betriebsverhältnisse ermöglicht.By arranging the three wheel groups A ₁ B ₁ E , on the one hand, a complete utilization of live steam can be achieved and, on the other hand, a good adaptability of the turbine to all occurring operating conditions is made possible.

Die Gruppe E kann natürlich auch in einem besonderen Gehäuse angeordnet sein, jedoch treten dabei Verluste durch die Umführung des Dampfes auf. Ebenso können alle drei Gruppen A₁B₁E in einem einzigen Gehäuse untergebracht sein.The group E can of course also be arranged in a special housing, but losses occur as a result of the bypassing of the steam. Likewise, all three groups A ₁ B ₁ E can be accommodated in a single housing.

Die Abdampf- und die Frischdampfzuführung können von einem oder mehreren Reglern oder von der Akkumulatorspannung beeinflußt werden. ' ·The exhaust steam and the live steam supply can be controlled by one or more controllers or can be influenced by the battery voltage. '·

Die beschriebene Erfindung eignet sich be-The invention described is suitable for

sonders zum Antrieb von Turbokompressoren. Die genannten Vorteile der Teilung der Turbine werden hierbei nur dann vollkommen ausgenutzt, wenn die ganze Turbine und der ganze Kompressor nur auf einer, wenn auch mehrteiligen Welle angeordnet sind, da nur dann der ganze Kompressor von einer Abdampf gruppe allein oder bei Frischdampf von einer Abdampfgruppe mit unmittelbar vorgeschalteter Frischdampfgruppe betrieben werden kann.especially for driving turbo compressors. The mentioned advantages of the division of the turbine are only fully utilized if the whole turbine and the whole Compressor is only arranged on one shaft, even if it is multi-part, because only then the Entire compressor from an exhaust steam group alone or, in the case of live steam, from an exhaust steam group can be operated with an immediately upstream live steam group.

Claims

Patent claim:

Steam turbine system, consisting of an exhaust steam turbine and an upstream one on the same shaft Main steam turbine for optional exhaust steam and main steam operation, characterized by the subdivision of the Exhaust steam turbine in two wheel groups arranged on the same shaft, which operate during exhaust steam operation are acted upon in parallel, while in live steam operation only one wheel group is connected to the live steam turbine and the steam coming from this is further processed in such a way that the then before this exhaust steam group The prevailing vapor tension is the same or almost the same as the voltage for the same load in the case of exhaust steam operation.

1 sheet of drawings.