DE330929C

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Publication number: DE330929C
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DEUTSCHES REICH

REICH S PATENTAMT AUSGEGEBEN
AM 24. DEZEMBER 1920

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14c ,GRUPPE

Dr. Karl Roder in Mülheim a. d. Ruhr.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. April 1916 ab.

Um den Abdampf von in Dampfturbinenanlagen zur Verwendung gelangenden .Hilfsturbinen wirtschaftlich auszunutzen, ist. es üblich, ihn in eine mittlere Stufe der Hauptturbine zu leilcn, wo er gemeinschaftlich mit dem aus den vorhergehenden Stufen der Hauptturbine kommenden Frischdampf unter . Arbeitsleistung weiter entspannt wird. Da dieser Abdampf möglicherweise ein Durchgehen der Hauptturbine bei kleiner Leistung OfI(M^- Leerlauf derselben verursachen kann, sind Vorrichtungen bekannt geworden, welche eine selbsttätige Abschaltung der Hilfsturbinc von der Hauptturbinc bewirken, so daß der Abdampf der Hilfsturbinc bei kleiner Leistung der LTauptturbine nicht mehr in diese, sondern in den Kondensator oder in die Auspuffleitung strömt.

Es ist beispielsweise vorgeschlagen worden, in die Abdampfleitung; der Hilfsturbine ein Zweiwegventil einzubauen, welches in der einen Endlage die Verbindung zwischen ITilfsturbine und Kondensator öffnet und diejenige nach der Hauptturbine vollständig absperrt, so daß letztere beim Anlassen völlig vom Anlaßventil beherrscht, wird; in der anderen Endlage gibt: das Zweiwegventil die Verbindung der ITilfsturbine zur Hauptturbine frei und sperrt, die Leitung zum Kondensator von den beiden genannten Leitungen ab. Diese Umstellung erfolgt bei deinjenigen Betriebszustand der Hauptturbine, bei welchem zwischen dem Auspuffraum der Hilfsturbine und der Anschlußstelle an die Hauptturbine' ungefähre Druckgleichheit herrscht. Nw'ich der Erfindung ist das Ventil" derart ausgebildet, daß die Bewegung des Ventils" keine störende Rückwirkung auf die Regelung der Hauptturbine ausüben kann. Die besondere Ausbildung des Zweiwegventils ist derart, daß uv.y Übergang des Ventils von der einen in die andere Endlage ein stetiger ist. Bei Verwendung für solche Turbinenanlagen, die mit selbsttätiger Düsenregelung ausgestattet sind, wird die Umschaltung in beka unter Weise durch den Druck vor demjenigen Düsensatz bewerkstelligt, der bei den kleinsten Leistungen der LTauptturbine allein beaufschlagt ist.

Bei dem in der Zeichnung veranschaulich- !en Ausfülirungsbeispicl des Tirfindungsgegenstaudes strömt der von der Hilfsturbine kommende und bei α eintretende Abdampf entweder bei b in die Hauptturbine oder bei r in den Kondensator. Die beiden Doppe.lsitzvcntile /' und g bilden das Zweiwegventil. Auf der gemeinschaftlichen Spindel h ist ein Kolben d befestigt, der einerseits von der Leder c, anderseits von dem Druck vor demjenigen Düsensatz der Haupttiirbine be-' herrscht, wird, welcher schon bei Leerlauf vom Lrischdainpf beaufschlagt, wird.

Bei Inbetriebsetzung der Hilfsturbine hält der Lederdruck die Verbindung zwischen ITilfsturbine und Hauptturbine geschlossen, da letztere im allgemeinen sich noch nicht in

Betrieb befindet., ein also über dun Kolben <l noch kein Dampfdruck herrscht. Der Abdampf der Hilfsturbine entweicht infolgedessen in den Kondensator bzw. je nach der Rohranordnung ins Freie. Bei zunehmender Belastung der Hauptturbine steigt der Druck \or den Düsen, also auch über dem "Kolben, sehr rasch.

Legt man die Ausführung, soweit sie bisher beschrieben ist, zugrunde, so arbeitet vor dein Umschalten des Abdampfes der Hilfsturbine auf die Hauptturbine .erstcre gegen Kondensatordruck, d. h. die bei α und c anschließenden Rohrleitungen stehen unter dem Druck des Kondensators, während bei h der in der angeschlossenen Turbinenstufe vorhandene, mit der Belastung veränderliche Druck herrscht. Nach Anheben des Umschaltventils Avird es vorerst eine Zwischenstellung einnehmen, bei welcher die Zwischenstufe der Hauptturbine durch das Ventil hindurch mit dem Kondensator in Verbindung steht. Infolgedessen tritt ein unmittelbares Abströmen aus der Zwischenstufe der Hauptturbine nach dem Kondensator ein, wodurch sich der Druck in der Zwischenstufe erniedrigt, so daß die Regelung der Hauptturbine auf größere Dampfzufuhr einstellen muß. Je mehr sich das Umschaltorgan der Betriebsstellung nähert, desto geringer wird die Dampfmenge, die aus der Zwischenstufe der Hauptturbine durch das Umschaltventil zum Kondensator abströmt. Es tritt also wieder eine Druckerhöhung in der Zwischenstufe ein, die schließlich zu einem höheren Druck führt, als zu Beginn der Unischaltbewegung herrschte, da nunmehr ein immer größerer Teil des Abdampfes der Hilfsturbine zur Hauptturbine überströmt. Da. dieser Dampf in der Hauptturbine Arbeit leistet, wird die Steuerung der.JTauptturbinc wieder auf kleinere Frischdampfzufuhr einstellen. Hat das Umschaltventil die entgegengesetzte Endstellung erreicht, so strömt der sämtliche Dampf der Hilfsturbine zur Zwischenstufe • der Hauptturbine, deren Regelung stellt also auf kleinere Dampfmenge als vor Beginn der .Bewegung der Umschaltvorrichtung· ein. Fs ist ohne weiteres ersichtlich, daß durch diese Vorgänge eine Unruhe in die Steuerung der Hauptturbine hineingebracht wird, welche sich im besonderen bei Parallelbetrieb unangenehm bemerkbar macht.

Zur Vermeidung des zuletzt geschilderten

Übelstandes sind am Ventil / Drosselkragen k angebracht, welche derart bemessen sind, daß der Druck im Raum α demjenigen im Raum b dann ungefähr entspricht, wenn die Belastung der Hauptturbine so groß ist, daß die Umschaltung der Hilfsturbine vom einen Betriebszustand auf den anderen erfolgen soll.

Durch die Ausbildung dieser Drosselkragen läßt sich ein stetiger Verlauf der Druckänderungen beim Übergang des Ventils von · der einen in die andere Endlage besonders vorteilhaft verwirklichen.

In demjenigen .Leistungsbereich der Hauptturbine, in welchem die Hilfsturbine unmittelbar auf den Kondensator arbeitet, ist der Enddruck der letzteren bei Anwendung der Erfindung etwas höher als der Kondensatordruck. Das bringt keinerlei Nachteile mit sich, da die Hilfsturbinen meist mit nur einer Druckstufe ausgeführt werden, also mit großen Auslaßverlusten arbeiten und deshalb ohnedies nicht in der Lage sind, das hohe Vakuum wirtschaftlich auszunutzen. Dagegen ist der Wegfall der hohen Dampfgeschwindigkeiten in der Hilfsturbine von Vorteil, weil dadurch die Schaufelabnutzungen verringert werden.

Ein besonders zuverlässiges Arbeiten des Ventils wird dann erzielt, wenn der Raum über dem Kolben d mit dem Raum vor demjenigen Düsensatz der mit selbsttätiger Düsenregelung ausgestatteten Hauptturbine verbunden wird, welcher schon bei Leerlauf mit' Frischdampf beaufschlagt ist, da bei ver-

• änderlicher Belastung der Druck in diesem Raum sehr großen Änderungen unterworfen ist. Sind z. B. fünf gleiche Düsensätze vorhanden, welche je von einem Düsenventil be-

. herrscht werden, so entsteht vor dem ersten Düsensatz etwa der volle, zur Verfügung

, stehende Dampfdruck schon dann, wenn der fünfte Teil der für Vollast erforderlichen Dampfmenge in die Maschine eintritt. Wird

^: also die Forderung aufgestellt, daß die Umschaltung des Abdampfes auf die Hauptturbine erfolgen soll/wenn etwa ^a/ir, bis ¹I₁₁, der Frischdampfnienge gebraucht wird, so ist die Feder c so zu bemessen, daß sie — bei einem .Frischdninpfdruck von 15 Atm. — auf

; einen Druck von ^J'"'/₃ = 5 bis ¹⁵/₂ = 7,5 Atm. anspringt. Es steht also für die sichere Wir-

. kung der Feder ein Druckunterschied von 2,5 Atm. zur Verfügung. Würde man für die Umschaltung in bekannter Weise den Druck an derjenigen Turbinenstufe verwenden, an welcher die Abdampfjeitung der Hilfsturbine mündet — bei· den normalen Turbinen etwa 2 Atm. —, so hätte man für die Verstellung einen Druckunterschied von nur etwa ¹Zj₀ Atm. zur A^erfügung.

Durch- die Erfindung wird also eine Umschaltvorrichtung geschaffen, welche keine schädliche .Rückwirkung auf die Steuerung der Haupt turbine ausübt und zuverlässig eingreift. Diese Umschaltvorrichtung wird auch vom Sicherheitsregler der Hauptturbine beherrscht, da der Druck vor dem ersten

. Düsensatz der Hauptturbine, also auch über

Claims

dem Kolben d, sofort verschwindet, wenn der Sicherheitsregler die Hauptturbine vom Dampfzufluß absperrt.

Pate nt-A ν spruch:

Vorrichtung, durch, welche der Abdampf von Hilfsturbirien mittels eines Zweiwegorgans bei belasteter Haupt-,turbine auf eine Zwischenstufe derselben geschaltet, bei Leerlauf der Hauptturbinö von dieser abgeschaltet wird, gekennzeichnet durch ein aus zwei Doppelsitzventilcn bestehendes, von einem federbelasteten Kolben beherrschtes Zweiwegventil mit Drosselkragen an der Durchgangsstelle zum Kondensator, die den Abdampf derart drosseln, daß ein stetiger Übergang des Ventils aus der einen in die andere Endlage gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.