DE288658C

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Publication number: DE288658C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 288658 KLASSE 14c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Januar 1913 ab.

In Fällen, wo Gegendruckturbinen, gewöhnlich für Heizzwecke, zur Anwendung kommen, ist es zuweilen wünschenswert, den Gegendruck bei veränderlicher Heizdampfmenge oder veränderlicher Belastung der Turbine in engen Grenzen selbsttätig gleich hoch zu halten.

Da die Gegendruckturbine meistens zum unmittelbaren Antrieb von einer elektrischen Maschine dient und mit anderen Kraftmaschinen parallel auf ein Kraftnetz arbeiten kann, so ist es ohne weiteres klar, daß man ' dabei die höchstmögliche Wirtschaftlichkeit der Anlage zu erreichen sucht.

Die beste Ausnutzung des Heizdampfes erhalten wir, wenn die gesamte Dampf menge durch die Gegendruckturbine gehen muß, d. h. es soll, wenn möglich, kein Frischdampf dem Abdampf der Turbine unmittelbar zugesetzt werden. Ein solcher Zustand ist nun bei veränderlicher Heizdampfmenge bzw. veränderlicher Leistung der Turbine nur bei Parallelbetrieben möglich, und zwar auch nur wieder in dem Falle, wo die im Kraftnetz verbrauchte Leistung größer ist als die von der Gegendruckturbine abgegebene. Ist die ini Kraftnetz verbrauchte Leistung kleiner, als dem gesamten Heizdampf entsprechen würde, so kann nicht aller Dampf durch die Turbine geführt werden; der mehr verbrauchte Heizdampf muß dem Abdampf der Turbine direkt zugesetzt werden.

Es ist klar, daß bei einer Anlage beide oben erwähnten Betriebsverhältnisse eintreten können. Um einen solchen Betrieb ohne Störung aufrechterhalten zu können, ist es notwendig, die Gegendruckturbine mit einer besonderen Regelung auszurüsten.

Die Erfindung bezweckt, bei verschiedenartigen Betriebsverhältnissen den Heizdampfdruck angenähert unveränderlich zu halten und zugleich die höchstmögliche Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

Die Anordnung des Reglers R in Verbindung mit dem Dämpfschieber S₁- entspricht einer normalen Öldrucksteuerung und kann als bekannt vorausgesetzt werden. Eine zweite umstellbare Öldrucksteuerung stellt der Druckregler DR in Verbindung mit den beiden Kraftkolben K₁ und K₂ dar. Die beiden Kraftkolben K₁ und K₂ besitzen somit denselben Regler DR.

Auf den Kolben des Druckreglers Di? wirkt einerseits der Heizdampfdruck, anderseits eine Feder F₁, welche von Hand oder mittels einer Maschine M von irgendeinem Orte aus verstellt werden kann.

Die beiden Kraftkolben K₁ und K₂ stehen nicht gleichzeitig unter Öldruck, sondern kornmen nacheinander zur Wirkung. Die Umsteuerung derselben erfolgt selbsttätig durch den Steuerkolben SK₂.

Die in dem Ausführungsbeispiel eingezeichnete Stellung des Steuerkolbens SK₂ entspricht einer Totpunktlage und es kann durch eine kleine Heizdampfdruck-Zu- oder -Abnahme der eine oder der andere der beiden Kraftkolben K₁ und K₂ eingeschaltet werden. .

Für die obere Hälfte des Druckreglerhubes

ist der Kraftkolben K₂ in Tätigkeit, für die untere Hälfte der Kraftkolben K₁. Der Kraftkolben K₂ wirkt auf einen Dampfschieber S₂, durch welchen der Dampfdurchgang zwischen den beiden Schiebern S₁ und S₂ vergrößert oder verkleinert werden kann. Der Kraftkolben K₁ betätigt normalerweise ein Drosselventil F₃, durch welches bei ungenügender Heizdampfmenge dem Abdampf der Turbine

ίο unmittelbar Frischdampf zugesetzt wird.

Durch eine weitere Vorrichtung kann der Öldruck für den Kraftkolben K₂ ganz ausgeschaltet werden; es geschieht dies mittels der beiden Dreiweghähne D₁ und D₂. Durch Verstellen derselben in Pfeilrichtung um 90° wird erreicht, daß der Öldruck auch für die obere Hälfte des Druckreglers DR auf den Kraftkolben K₁ wirksam wird, und dadurch ein weiteres Ventil F₄ betätigt.

Mittels des Ventiles F₄ wird überschüssiger Heizdampf ins Freie oder in ein Warmwasserkesselsystem geleitet. Die beiden Ventile F₃ und F₄ sind nun so mit dem Kraftkolben K_x angeordnet, daß immer nur ein Ventil gleichzeitig geöffnet sein kann.

Als weitere Ventile sind im Ausführungsbeispiel angegeben F₁ und F₂. Dieselben dienen dazu, die Turbine auszuschalten, ohne daß die Heizdampf entnahme abgestellt werden muß.

Im ferneren ist an der Turbine ein Sicherheitsventil SV angebracht. Dasselbe soll verhüten, daß, wenn beim Anlaufenlassen der Turbine unvorsichtigerweise das Ventil F₂ nicht geöffnet ist, die Turbine einen zu hohen Dampfdruck bekommt.

Die Wirkungsweise der gesamten Regelung ist nun für folgende Betriebsverhältnisse wie folgt:

i. Die Gegendruckturbine arbeite parallel mit anderen Kraftmaschinen auf ein Kraftnetz, wobei die im Kraftnetz verbrauchte Leistung stets größer sei als die von der Gegendruckturbine abgegebene. In diesem Falle kann sämtlicher Heizdampf durch die Turbine geleitet werden. Dementsprechend ist die Stellung der beiden Dreiweghähne D₁ und D₂ wie im Ausführungsbeispiel angegeben.

Nimmt nun z. B. bei konstanter Belastung des Kraftnetzes der Heizdampfbedarf ab, so steigt der Heizdampfdruck ein wenig, wodurch der Kolben des Druckreglers DR und somit der Steuer kolben SK₂ nach oben verschoben werden. Dementsprechend steht der Kraftkolben K₂ unter Öldruck, welcher dann den Schieber S₂ hebt, so daß der Dampfdurchgang zwischen den beiden Schiebern S₁ und S₂ verkleinert wird. Zwischen der Heizdampfmenge und dem Heizdampfdruck stellt sich dann wieder ein Gleichgewichtszustand her. Dadurch, daß nun weniger Dampf durch die Gegendruckturbine geht, gibt dieselbe auch weniger Leistung an das Kraftnetz ab, dies bedingt eine kleine Drehzahlerniedrigung des Kraftnetzes, wodurch selbsttätig die parallel laufenden Maschinen mehr belastet werden und so die fehlende Leistung aufbringen.

Bei einer Zunahme der Heizdampfmenge wird sinngemäß der Durchgang zwischen den beiden, Schiebern S₁ und S₂ infolge einer kleinen Heizdampfdruckabnahme vergrößert. Die Gegendruckturbine gibt dann entsprechend der größeren Dampfmenge mehr Leistung an das Kraftnetz ab, wodurch die parallel laufenden Maschinen mehr entlastet werden.

2. Tritt nun der Fall ein, daß die parallel laufenden Maschinen bereits ganz entlastet sind, also leer laufen, und die Gegendruckturbine die gesamte Leistung für das Kraftnetz aufbringt, so wird bei einer weiteren Heizdampfzunahme die Drehzahl der Gegendruckturbine ein wenig steigen, wodurch aber mittels des Reglers R der Dampfdurchgang zwischen den beiden Schiebern S₁ und S₂ verkleinert wird, und somit weniger Dampf durch die Gegendruckturbine geht. Dies letztere hat nun zur Folge, daß der Heizdampfdruck ein wenig sinkt und somit der Kolben des Druckreglers DR bzw. der Steuerkolben SK₂ nach unten verschoben werden und dadurch der Öldruck für den Kraftkolben K₂ ausgeschaltet bzw. für den Kraftkolben K₁ eingeschaltet wird. Durch den Öldruck wird dann der Kraftkolben K₁ nach oben verschoben und er öffnet das Ventil F₃ entsprechend der fehlenden Heizdampfmenge.

Nimmt die Belastung des Kraftnetzes zu, so daß die Leistung der Gegendruckturbine entsprechend der notwendigen Heizdampfmenge nicht mehr genügt, so ist das Ventil F₃ wieder geschlossen und die Öldrucksteuerung mit dem Kraftkolben K₂ ist wieder in Tätigkeit.

3. Sollte der Fall eintreten, daß die parallel laufenden Kraftmaschinen voll belastet sind, und die Gegendruckturbine entsprechend dem augenblicklichen geringen Heizdampfbedarf sehr wenig Leistung abgeben würde, so kann durch Umstellen der beiden Dreiweghähne D₁ und D₂ in der Pfeilrichtung um 90 ° auch die Gegendruckturbine zur Leistungsabgabe mit Auspuff herangezogen werden. Der überschüssige Abdampf geht dann durch Ventil -F₄ ins Freie oder kann zur Warmwasserbereitung

u. dgl. verwendet werden, allenfalls zur Speisung einer Niederdruckturbine (Anzapfturbine).

4 Bei verstellten Dreiweghähnen D₁ und D₂ in der Pfeilrichtung um 90 ° kann die Gegendruckturbine auch als Einzelmaschine, d. h. ohne parallel laufende Maschinen auf ein Kraftnetz arbeiten. Überschüssiger Heizdampf wird

dann durch Ventil F₄ abgelassen, während bei Heizdampfmangel durch Ventil F₃ derselbe durch Frischdampf ersetzt wird.

Bei diesem Betriebsverhältnis ist der Öldruck für den Kraftkolben K₂ durch Umstellen der beiden Dreiweghähne in der Pfeilrichtung um 90° ganz ausgeschaltet. Der Schieber S₂ wird dann durch eine Feder F₂ in seiner unteren Lage festgehalten, so daß der Schieber S₁ wie bei einer normalen Turbine mittels des Reglers R den Dampfdurchgang entsprechend der Belastung einstellt.

5. Auch kann die Heizdampfentnahme bei abgestellter Maschine erfolgen. In diesem Falle sind wiederum die beiden Dreiweghähne D₁ und D₂ in der Pfeilrichtung um 90 ° gedreht. Der Öldruck wird dann durch eine Hilfsölpumpe geliefert, welche beim Abstellen der Maschine selbsttätig in Tätigkeit tritt.

Damit die Turbine nicht immer unter dem Heizdampfdruck stehen muß, wird Ventil F₂ geschlossen. Ventil F₁ dient zum Abstellen der Maschine, ist somit ebenfalls geschlossen.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Regelung einer Gegendruckturbine, dadurch gekennzeichnet, daß neben der normalen Öldrucksteuerung mit dem Regler (R) und dem Schieber (S₁) eine zweite umstellbare Öldrucksteuerung, welche unter dem Einfluß des Heizdampfdruckes steht, so angeordnet ist, daß der Dampfdurchgang zwischen den beiden Schiebern (S₁ und S₂) entsprechend den Betriebsverhältnissen von jeder der beiden Öldruck-Steuerungen vergrößert oder verkleinert werden kann. „
2. Regelung einer Gegendruckturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit dem Druckregler (DR) ein Steuerorgan (SK₂) angeordnet ist, mit welchem beim Sinken des Heizdampfdruckes der Öldruck für den Kraftkolben (K₂) ausgeschaltet wird, wodurch Schieber (S₂) durch Feder (F₂) in seiner unteren Lage festgehalten wird.
3. Regelung einer Gegendruckturbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig beim Ausschalten des Schiebers (S₂) der Öldruck mittels des Steuerorganes (SK₂) auf einen Kraftkolben (K₁) umgeschaltet wird, der auf zwei Drosselventile, von denen das eine den Dampfzutritt, das andere den Dampfaustritt regelt, so einwirkt, daß immer nur eines derselben gleichzeitig geöffnet sein kann.
4. Regelung einer Gegendruckturbine nach Anspruch 1 und 2, dadurph gekennzeichnet, daß Schieber (S₂) auch durch Umstellen der beiden Dreiweghähne (D₁ und D₂) ausgeschaltet werden kann, und gleichzeitig der Kraftkolben (A₁) unter Öldruck gesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.