DE231098C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

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Die Erfindung betrifft die Regelung eines Dampfmaschinenaggregates, das aus einer Ho-chdruckkolbendampfmaschine und einer Niederdruckturbine besteht, welche durch den Abdampf der Kolbenmaschine betrieben wird. Wenn die Kolbenmaschine und die Turbine so angeordnet werden können, daß beide auf eine gemeinsame Belastung arbeiten, so wird die Regelung der Anlage einfach. Wenn dagegen die Kolbenmaschine und die Turbine Lasten betreiben, die sich unabhängig voneinander verändern können, so wird die Regelung schwierig, da die Belastung der einen Maschine ein Maximum sein kann, während die der anderen ein Minimum ist. Auch können sich die Belastungsverhältnisse plötzlich ändern, oder sie können in kurzer Zeit hin und her schwanken.

Durch die Erfindung soll nun eine Einrichtung geschaffen werden, welche gestattet, die Belastung der beiden Kraftmaschinen auszugleichen oder mit anderen Worten, die zwei unabhängig voneinander veränderlichen Belastungen in Übereinstimmung zu bringen.

Es werden dadurch Verhältnisse geschaffen, bei denen wirklich der gesamte Dampf nutzbar gemacht wird, während sonst bei gewissen Belastungsverhältnissen ein Teil desselben nutzlos verloren geht oder auch in der Niederdruckturbine Frischdampf verwendet werden muß, um den Abdampf der Kolbenmaschine entsprechend der Belastung zu unterstützen.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es ist schematisch eine Hochdruckkolbenmaschine und eine Abdampfturbine gezeichnet, die auf zwei voneinander unabhängige Belastungskreise arbeiten, und eine Einrichtung gemäß der Erfindung, um die Belastung der beiden Kraftmaschinen auszugleichen.

ι bedeutet eine Zwillingkolbendampfmaschine, die eine Transmissionswelle 2 entweder direkt oder indirekt antreibt, und zwar im allgemeinen mit verhältnismäßig niedriger Tourenzahl. Auf der Welle sitzen eine oder mehrere Scheiben 3, die eine mechanische Belastung treiben, z. B. die Maschinen einer Fabrik o. dgl. Die Maschine kann mit einer der bekannten Regelungsvorrichtungen versehen sein, welche den Dampfzutritt entsprechend der Belastung verändert.

Die Niederdruckturbine 4 kann von beliebiger Bauart sein. Sie wird vorzugsweise mit verhältnismäßig niedriger Tourenzahl arbeiten, die jedoch immer noch beträchtlich höher sein wird als die der Kolbenmaschine. In der Zeichnung ist eine Turbine von der Bauart der mehrstufigen Curtisturbine dargestellt, doch können natürlich auch andere Turbinen verwendet werden. Sie erhält den Abdampf von der Kolbenmaschine durch die Leitung 5. Aus der Turbine geht der Abdampf nach dem Kondensator 6, wo'er in bekannter Weise kondensiert wird.

Die Turbine kann mit einer Regelungsvorrichtung versehen sein oder auch ohne eine solche arbeiten und ein Sicherheitsventil besitzen. Auf der Welle der Turbine sitzt der

Läufer eines elektrischen Generators 7, der in der Zeichnung als Mehrphasengenerator dargestellt ist. Der erzeugte Strom geht nach den Sammelschienen 8, von denen er zur Speisung von elektrischen Motoren, Lampen u. dgl. durch Leitungen 9 abgenommen wird.

Die Einrichtung zum Ausgleichen der ·· Belastung der beiden Kraftmaschinen bestellt nun in folgendem: 10 bedeutet einen Synchronmotor oder eine andere Maschine, deren Läufer sowohl durch Strom von dem Generator als auch durch mechanische Kraft von der Transmission aus angetrieben werden kann. Im ersteren Falle wirkt er so, daß er die Transmission unterstützt, im anderen Falle so, daß er den Generator unterstützt. Die Polzahl des Motors ist mit Rücksicht auf diejenige des Generators zu wählen. Gewöhnlich, aber nicht notwendig, wird er mehr Pole haben, so daß er mit geringerer Geschwindigkeit läuft.

Er ist mit dem Generator so verbunden, daß er mit ihm synchron läuft, d. h. also, die beiden Geschwindigkeiten werden immer im gleichen

. Verhältnisse stehen: wenn sich die Geschwindigkeit des Generators ändert, so ändert sich die des Motors ebenfalls im gleichen Sinne.

Wenn nun die. Belastung des Generators zunimmt, so sucht die Transmissionswelle den Läufer mit einer, etwas höheren Geschwindigkeit anzutreiben als der Generator. Die Maschine wirkt dann als Generator und liefert Strom auf die Sammelschienen, mit denen sie verbunden ist. Wenn die Belastung der Kolbenmaschine und der Turbine im Gleichgewicht sind, d. h. also, wenn die Turbine den ganzen von der Kolbenmaschine gelieferten Dampf . braucht und dieser gerade genügend ist, um die Belastung der Turbine zu decken, so läuft der Läufer der Maschine 10 leer und.leistet keine Arbeit. Sobald aber das Gleichgewicht gestört ist, nimmt er Kraft auf von der einen Maschine und gibt Arbeit so ab, daß er die andere Maschine unterstützt. Es werden natürlich in dem Motor einige Verluste auftreten durch Erwärmung, Reibung und Ventilation; diese sind jedoch so gering, daß sie vernachlässigt werden können. In dem einen Falle wird also mechanische, in dem anderen Falle elektrische Arbeit abgegeben. Der Motor kann in beliebiger bekannter Weise erregt werden, z. B. durch die Gleichstromerregermaschine 11, die gleichzeitig auch das Feld des Generators 7 erregen kann. Auf der Welle des Motors sitzt eine Rillenscheibe 12. Dieser gegenüber auf der Transmissionswelle sitzt eine ähnliche größere Scheibe 13, um den Unterschied in der Geschwindigkeit zwischen der Transmissionswelle und der Motorwelle auszugleichen. Die beiden Scheiben sind durch Seile 14 miteinander verbunden, so daß Kraft zwischen den beiden Wellen übertragen werden kann.

Die Turbine soll den ganzen von der Kolbenmaschine kommenden Dampf aufbrauchen. Die größte Ökonomie wird erreicht, wenn der ganze Abdampf von der Kolbenmaschine in der Turbine verbraucht wird und kein Dampf verloren geht, auch wenn die elektrische und die mechanische Belastung ganz verschieden sind.

Als Beispiel sollen die folgenden Werte angenommen sein, um die Arbeitsweise der Anlage nach der vorliegenden Erfindung deutlich zu machen. Die größte mechanische Belastung der Kolbenmaschine sei 1000 P. S. und die der Turbine 600 K- W.; diese soll gewöhnlich von 400 bis 600 K. W. schwanken. Der Synchronmotor kann unter diesen Verhältnissen vorteilhaft eine Leistung von 200 bis 250 K.W. haben. Wenn nun die Belastung des Generators verringert wird, indem einzelne Verbrauchsapparate abgeschaltet werden, so daß sie bis etwa 500 K.W. zurückgeht, so nimmt die Geschwindigkeit der Turbine etwas zu. Der Läufer des Synchronmotors , überträgt nun durch die Seile Kraft auf die Transmission. Dadurch nimmt die Belastung der Kolbenmaschine ab, und ihr Regler vermindert die Dampfaufnahme, bis der Gleichgewichtszustand wieder hergestellt ist. .

Wenn andererseits die Belastung des Generators zunimmt, so wird der Motor von der Transmission aus als Generator angetrieben und liefert Strom auf die Sammelschienen, die mit dem Generator verbunden sind, so daß er diesen letzteren unterstützt. Die Regelungsvorrichtung der Kolbenmaschine wird dann mehr Dampf zulassen, so daß wieder das Gleichgewicht hergestellt wird. Man sieht also, daß der Synchronmotor die eine Maschine mechanisch und die andere elektrisch unterstützt, je nachdem wie die Belastung schwankt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Einrichtung zur Regelung eines Dampfmaschinenaggregates, welches aus einer eine • Transmission antreibenden Kolbendampfmaschine und einem Abdampfturbogenerator besteht, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kolbenmaschine eine elektrische Hilfsmaschine so angeschlossen ist, daß sie als Generator Arbeit von der Transmission auf das Netz oder als Motor vom Netz auf die Transmission übertragen kann, ■ zum Zwecke, die Verteilung der Belastung zwisehen den beiden Maschinen zu regeln.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.