DE232349C

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Publication number: DE232349C
Application number: DENDAT232349D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ju 232349 KLASSE 14 c. GRUPPE

WESTINGHOUSE MACHINE COMPANY in EAST PITTSBURG, V. St. A.

nebst Abdampfturbine.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Dezember 1909 ab.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Treibmittelverteilung bei Anlagen, die aus Hoch- und Niederdrucktreibmaschinen bestehen, welche in Reihe mit der ganzen oder einem Teil der Treibmittelzufuhr, aber unter gesonderten und unabhängig voneinander veränderlichen Belastungen arbeiten. Insbesondere handelt es sich um die Regelung einer Abdampfturbine.

Bei solchen Anlagen kommt es vor, daß die Belastung der Niederdruckturbine sich verringert, während die Belastung der Kolbenmaschinen eine hohe bleibt; es ergibt sich dann eine übermäßige Menge Abdampf, d. h.

es ist mehr Dampf vorhanden, als für die Niederdruckturbine gebraucht wird. In solchen Fällen hat man gewöhnlich den Überschuß an Abdampf aus der Kolbenmaschine durch ein Ablaßventil ins Freie gelassen, oder man hat einen Teil des Dampfes durch eine Umführungsleitung um die Niederdruckmaschine herum unmittelbar nach dem Kondensator geleitet, wobei Drosselventile zum Regeln des Dampfdurchtritts durch die Umführungsleitung vorhanden

Mit der Erfindung wird nun eine Erhöhung der Wirksamkeit solcher Anlagen bezweckt, und zwar soll immer möglichst das ganze Spannungsgefälle des Dampfes unabhängig von den Änderungen in der Belastung der Hoch- oder Niederdruckmaschine ausgenutzt werden.

Zu diesem Zweck wird nach der Erfindung eine Einrichtung zum selbsttätigen Herumleiten des Treibmittelüberschusses um die Niederdruckmaschine herum nach einem Kondensator getroffen, wenn die auf der Niederdruckmaschine ruhende Belastung nicht eine solche ist, daß die Gesamtmenge des von der Hochdruckmaschine abgegebenen Treibmittels erforderlich ist.

In anderen Worten: Es ist eine Einrichtung dahin getroffen, um den von der Hochdruckmaschine kommenden Abdampf um die Niederdruckmaschine herumzuleiten, wenn diese Dampfmenge größer ist, als dem Bedarf der Niederdruckmaschine entspricht, und dieser überschüssige Dampf wird dann unmittelbar in den Kondensator in solcher Weise und in solcher Menge übergeführt, daß der in der Abdampfleitung der Kolbenmaschine befind-

liehe Druck so niedrig gehalten wird, wie dies für den Antrieb der Niederdruckturbine bei ihrer vollen Belastung nötig ist. Durch diese Anordnung wird der Treibmittelverbrauch der Hochdruckmaschine erheblich geringer gemacht, als dies dann der Fall sein würde, wenn der Treibmittelüberschuß ins Freie gelangen oder einem bestimmten Rückdruck entgegengeleitet würde.

to In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Fig. ι ist eine schematische Ansicht einer Hochdruckmaschine mit einer Niederdruckturbine, einem Kondensator und einem gemäß dieser Erfindung angeordneten Steuerventil.

Fig. 2 zeigt im senkrechten Schnitt eine bevorzugte Ausführungsform eines Steuerventils nach dieser Erfindung.

Eine mit Hochdruckkolbenmaschine 1, die nach der Zeichnung mit einem elektrischen Stromerzeuger 2 für Gleichstrom verbunden ist, erhält das Treibmittel durch ein Hauptleitungsrohr 3 zugeführt, während der Abdampf durch das Rohr 4 nach dem Dampfeinlaß 5 einer Niederdruckturbine 6 geht, die nach der Zeichnung unmittelbar an einen Wechselstromerzeuger 7 angeschlossen ist. Der Zutritt des Treibmittels nach der Turbine 6 wird durch ein Ventil 8 geregelt, dessen Arbeitstätigkeit durch einen auf Geschwindigkeit ansprechenden Regler 9 geregelt wird. Der Abdampf von der Turbine geht durch eine Abdampfleitung 11 nach einem Kondensator 10. Ein Rohr 12 verbindet das Rohr 4 mit dem Kondensator, so daß von der Hochdruckmaschine der Abdampf zeitweilig unmittelbar nach dem Kondensator 10 strömen kann. Ein in dem Rohr 12 befindliches, selbsttätig arbeitendes Ventil 13 regelt den Durchtritt des Treibmittels

4.0 durch dieses Rohr. Dieses Ventil spricht mehr oder weniger unmittelbar auf. die Änderungen in der auf die Niederdruckturbine wirkenden Belastung an und regelt demnach die unmittelbare Kraftmittelzufuhr von der Kolbenmaschine nach der Turbine nach Maßgabe der Druckänderungen in der Turbine.

Nach Fig. 2 der Zeichnung ist das Ventil 13 entlastet; es enthält eine durch das Treibmittel in Wirkung gesetzte Steuervorrichtung

14. Die Vorrichtung 14 besteht aus einem Gehäuse 15 mit einer biegsamen Membran 16, oberhalb welcher das Treibmittel durch ein Rohr 17 eingelassen wird. Die Membran ist mit der Ventilstange 18 verbunden und auf der einen Seite dem durch das Rohr 4 hindurchgehenden Dampfdruck ausgesetzt. Dieser Druck gelangt unter die Membran durch die verengte öffnung 19. Der durch Rohr 17 eintretende Dampf wird hinter dem durch_: den Regler gesteuerten

6,0 Ventil 8 der Turbine entnommen. Bei dieser Anordnung wird die Membran durch den Unterschied zwischen dem im Rohr 4 herrschenden Druck und dem bei dem Arbeitszustand der Turbine herrschenden Anfangsdruck in Tätigket gesetzt. Eine einstellbare Feder 20. in dem Gehäuse 21 wirkt mit dem oberhalb der Membran zur Wirkung gelangenden Treibmitteldruck zusammen. Das Ventil ist so eingestellt, daß es sich beim Herabgehen des Druckes am Einlaßende der Turbine öffnet und. eine größere Dampfmenge von der Kolbenmaschine um die Turbine herum unmittelbar nach dem Kondensator gelangen läßt. Die Wirkung dieser Einstellung besteht darin, daß in dem Abdampfrohr 4 der Kolbenmaschine ein Druck aufrechterhalten wird, der nur wenig höher ist als derjenige, den die Turbine zur Bewältigung ihrer Belastung braucht. Hierdurch wird das Expansionsverhältnis der Kolbenmaschine vergrößert und ihr Dampfverbrauch wirtschaftlicher gestaltet, als wenn der Überschuß an Dampf entweder ins Freie gelassen oder entgegen einem bestimmten Rückdruck geleitet werden würde.

Bei zunehmender Belastung der Turbine 6 öffnet sich das von dem Regler beherrschte Ventil 8 entsprechend weiter und veranlaßt dadurch eine Vergrößerung des Treibmitteldruckes am Einlaßende der Turbine. Dieser Druck gelangt durch das Rohr 17 nach der Membran 16 und beeinflußt das Ventil 18 im Sinne einer Verringerung des Dampfdurchflusses durch das Rohr 12 nach dem Kondensator. Unter gewissen Belastungsverhältnissen kann das Ventil 13 vollständig geschlossen und der Durchfluß des Dampfes durch das Rohr 12 unterbrochen werden. Bei Verringerung der Belastung der Turbine drosselt das Ventil 8 den Dampfzutritt zu dieser und vermindert somit den Druck am Einlaßende der Turbine. Diese Druckminderung wirkt auf die Membran 16 dahin zurück, daß das Ventil 13 geöffnet und der Dampfdurchfluß durch das Rohr 12 nach dem Kondensator vergrößert wird.

Durch Änderungen in der auf die Kolbenmaschine wirkenden Belastung entstehen auch Änderungen in dem Druck in der Abdampfleitung der Maschine. Diese ist natürlich mit einem Regler versehen. Das Ventil 13 spricht auch auf diese Drücke an und öffnet oder schließt sich so, daß eine der Turbinenbelastung entsprechende Dampfzuführung nach der Turbine aufrechterhalten bleibt. Ein Entlastungsventil 22 dient zum Überführen des Abdampfes der Maschine ins Freie für außergewöhnliche Fälle.

Das Ventil 13 kann auch statt durch eine Membran durch einen Kolben wirken, oder es kann von Hand bedient werden und vollständig unabhängig von dem Turbinenregler sowie un-

abhängig von der Arbeitsgeschwindigkeit der Turbine wirkend eingerichtet sein.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf solche Maschinen oder Anlagen beschränkt, die mit Kondensatoren arbeiten. Der Kondensator kann fortgelassen und das Rohr 12 gegebenenfalls nach irgendeiner Stelle geführt sein, wo der Druck im wesentlichen dem Abdampfdruck der Turbine gleich ist.

Unter Umständen kann man beispielsweise die Erfindung auch bei einer Anlage verwenden wollen, bei welcher Dampf von verhältnismäßig hohem Druck für den einen Betriebszweck, beispielsweise mit 3 Atmosphären Druck, erforderlich ist, während für den andern Zweck Dampf von 100 ° C. erforderlich ist. In solchem Falle würde es zweckmäßig sein, eine Hochdruckmaschine oder -turbine zu verwenden, die von einem hohen Dampfkesseldruck auf beispielsweise 3 Atmosphären expandiert und dann eine Niederdruckmaschine oder -turbine nachzuschalten, die den Dampf von einem Druck von 3 Atmosphären auf Atmosphärendruck expandiert. Das von der Niederdruck- maschine oder -turbine ausgehende Abdampfrohr kann dann in die Erhitzer oder sonstigen für den Betrieb mit Dampf von 100 ° C. bestimmten Apparate geleitet werden.

Natürlich kann die Treibmittelzufuhr von verschiedenen Quellen her erfolgen und braucht

■ nicht notwendigerweise von einer einzigen Maschine mit höherem Druck entnommen zu werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln einer Verbundmaschine, insbesondere einer Kolbenmaschine nebst Abdampfturbine, bei welcher der Hochdrucksatz und der Niederdrucksatz getrennt Arbeit leisten und zwisehen der Abdampfleitung der Hochdruckmaschine und einer Stelle, an welcher der Druck im wesentlichen dem Abdampfdruck der Niederdruckmaschine gleich ist,, eine Verbindung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rohrverbindung ein Ventil angeordnet ist, durch die die Menge des durch das Rohr hindurchtretenden Treibmittels selbsttätig nach Maßgabe der Belastungsbedingungen verändert wird.

2. Einrichtung zur Regelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Ventils (13), welches die Drosselung des durch die Umführungsleitung (12) strömenden Dampfes bewirkt, durch einen Druckregler direkt proportional dem durch die Drosselvorrichtung (8) des der Niederdruckkraftmaschine (6) zugeführten Arbeitsdampfes erzeugten Druckgefälle erfolgt.

3. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) in seiner Wirkung von dem Unterschied der Drücke vor und hinter dem durch einen Regler beherrschten Ventil (8) abhängig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.