DE338089C - Mit Kondensation arbeitende Dampfturbinenanlage - Google Patents
Mit Kondensation arbeitende DampfturbinenanlageInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
- F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
- F01D1/026—Impact turbines with buckets, i.e. impulse turbines, e.g. Pelton turbines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine mit Kondensation arbeitende Dampfturbinenanlage, wobei
zu einer Hauptturbine wenigstens zeitweise eine Zusatzturbine parallel geschaltet
ist. Bei solchen an sich bekannten Anlagen wird erreicht, daß die Schaufeln des Niederdruckteils
der Hauptturbine, die hinter der Abzweigestelle des Dampfes liegen, verkürzt werden. Es ist aber bei ihnen der Nachteil
ίο vorhanden, daß der Dampf in der Zusatzturbine
unwirtschaftlich arbeitet. Der Zweck der Erfindung ist nun, unter Wahrung der bekannten Vorteile den Dampf in der Zusatzturbine
ebenso wirtschaftlich arbeiten zu lassen wie in den Niederdruckstufen der Hauptturbine. Nach der Erfindung wird bei
über einer gewissen Grenze liegender Belastung der Hauptturbine vor der Leitvorrichtung
einer im letzten Drittel ihrer Stufen
ao liegenden Niederdruokstufe Dampf bis zur
Hälfte der Gesamtmenge entnommen und ohne Zwischenschaltung einer Mengen-Regelungsvorrichtung
der auf Kondensation arbeitenden, wenigstens mit der yjT fachen
Umfangsgeschwindigkeit der Hauptturbine laufenden Zusatztunbine zugeführt, so daß
die entnommene Dampfimenge im Verhältnis zur Belastung der Hauptturbine ansteigt.
Wenn die Hauptturbine wenigstens sechs Druckstufen hat, kann die Anordnung so getroffen
werden, daß die Zusatzturbme nicht hinter dem Leitrad der zweitletzten Stufe
angeschlossen ist. Es kann die Zusatzturbine zum Antrieb der Kondensationsturbine verwendet
werden, wobei die Drehzahl und damit die Förderleistung der Kondensatjonsmaschinen
mit über die gewisse Grenze hinaus steigender Belastung der Hauptturbine ansteigt,
oder es kann die Zusatzturbine mit einem Zusatzgenerator verbunden sein, wobei die Stromabgabe des Zusatzgenerators mit
über die gegebene Grenzleistung hinaus steigender Belastung der Hauptturbine ansteigt.
Die Anlage kann ferner so ausgebildet sein, daß bei unter die vorgeschriebene Grenze sinkender
Belastung der Hauptturbine die Zusatzturbine mittels eines von der Entnahmestelle
beeinflußten Druckreglers von der Hauptturbine abgeschaltet wird.
Bei der Durchbildung von Dampfturbinen für immer größer werdende Leistung und
immer höher werdende Umlaufszahl stößt man auf die Schwierigkeit, in den letzten
Stufen Schaufeln anzuordnen, welche das durch große Dampfmenge und hohes Vakuum bedingte große Dampfvolumen mit gutem
Wirkungsgrad verarbeiten können, also nicht zu große S chaufel winkel besitzen und nicht
zu lang sind. Eine allzu große Länge bringt große Nachteile: Einmal wird der Unterschied
zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten am Fuß einerseits und am Schaufelkopf
anderseits zu groß, ferner wird bei einem vorgeschriebenen Mittenbestanl der Schaufel die Teilung am Fuß zu eng, am
Kopf zu groß, und endlich wird bei einer langen Schaufel und hoher Umfangsgeschwindigkeit
die Fliehkraftswirkung zu groß, und es kann eine solche Schaufel vibrieren. Es ist
deshalb schon vielfach versucht worden, diesen Übelständen abzuhelfen.
Nach der Erfindung wird bei über einer ge-
wissen Grenze gelegener Belastung der Hauptturbine vor der Leitvorrichtung einer
im letzten Drittel ihrer Stufen gelegenen Niederdruckstufe Dampf entnommen und einer auf eine Kondensation arbeitenden Zusatzturbine
zugeführt. Infolgedessen haben die hinter dieser Entnahmestelle liegenden Laufräder gegenüber den vorderen Laüfrädern
ein um diesen Betrag kleineres Dampfgewicht zu verarbeiten, und-ihre Schaufeln
brauchen daher bekanntlich nicht so lang zu sein, als wenn sie für ein dem vollen Dampfgewicht
entsprechendes Volumen bestimmt wären. Um bei dieser an sich bekannten Einrichtung
die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen und den Dampf in der Zusatzturbine ebenso günstig arbeiten zu lassen wie in den Niederdruckstufen
der Hauptturbine, soll die den Niederdruckstufen parallel geschaltete Dampfturbine
eine möglichst hohe, gegenüber der Hauptturbine wenigstens die ]/T fache Umfangsgeschwindigkeit
erhalten, um ein gutes Verhältnis der Dampf- zur Umfangsgeschwindigkeit und damit einen guten Wirkungsgrad
zu erhalten. Gibt man der Zusatzturbine kleinen Durchmesser und hohe Drehzähl und soll die von ihr angetriebene
Maschine gewünschtenfalls wiederum niedrigere Drehzahl erhalten, kann ein Über-Setzungsgetriebe
eingeschaltet werden.
Falls die Hauptturbine wenigstens sechs Stufen hat, kann die Schaltung so getroffen
sein, daß die Dampf entnahme nicht hinter dem Leitrad der zweitletzten Stufe erfolgt, so
daß die Zusatzturbine ein Gefälle auszunutzen hat, das wenigstens so groß ist wie das den
beiden letzten Stufen zugehörige Gefälle. Die Menge und damit das Volumen des entnommenen
Dampfes kann gegenüber der gesamten Dampfmenge deshalb eine beträchtliche werden, weil für eine gewisse Leistung der
Zusatzturbine nur ein verhältnismäßig kleines Druckgefälle ausgenutzt wird. Die Entlastung
der letzten Stufen ist daher, wie gewünscht, eine erhebliche.
Da bei geringer werdender Belastung der Hauptturbine das in den letzten Stufen zu
verarbeitende Druckgefälle sinkt, so sinkt zufolge der Ausschaltung irgendeiner Mengenregelung
auch das für die Zusatzturbine zur Verfügung stehende Gefälle und damit ihre Leistungsfähigkeit. Um diesem Sinken eine
Grenze zu setzen, kann bei einer unter einer gewissen Grenze liegenden Teillast derHauptturbine
die Zusatzturbine von der Hauptturbine ab- und an die Frischdampfleitung angeschlossen werden. Die Umschaltung kann
mittels einer von einem Druckregler betätigten Vorrichtung selbsttätig erfolgen. Diese
Regelung ist also lediglich eine Grenzregelung und wirkt nicht, solange die Hauptturbine
hinreichend belastet ist; sie ist also keine Mengenregelung. Um bei der Hilfsschaltung,
; d. i. bei dem Anschluß an die Frischdampfleitung, einen guten Wirkungsgrad zu sichern,
können für diesen besonderen Betriebszustand in der Zusatzturbine besondere Düsen vorgesehen
werden.
Damit nun aber der Gesamtwirkungsgrad der Dampfkraftanlage nicht beeinträchtigt
werde, muß dafür gesorgt sein, daß der entnommene Dampf in der Zusatzturbine wenigstens
mit nahezu so großem Wirkungsgrad arbeite wie der in den letzten Niederdruckstufen
arbeitende Dampf. Diese Bedingung wird durch den Erfindungsgegenstand erfüllt.
Es sind schon Dampfanlagen bekannt, in denen einer Hauptturbine eine Hilfsturbine
parallel geschaltet ist. Dort handelte es sich aber hauptsächlich darum, die Hilfsturbine in
geeigneter Weise mit Dampf zu versorgen. Sie war auch mit einem Geschwindigkeitsbzw, einem Mengenregler ausgestattet. Ausgangspunkt
bei jener Neuerung war also die Hilfsturbine, der die Hauptturbine Dampf
abtreten mußte. . In vorliegendem Fall wird in erster Linie der Betrieb der Hauptturbine
berücksichtigt, welcher die Zusatzturbine entlastungshalber einen Teil des bis zum letzten
Drittel der Stufen verarbeiteten Dampfes abnimmt. Dabei wird eine Mengen- und Geschwindigkeitsregelung
der Zusatzturbine absichtlich vermieden. Dieselbe erhält mit steigender Belastung der Hauptturbine mehr
Dampf und kann deshalb auch mehr leisten. Die dadurch erwachsenden Vorteile werden
an Hand der Ausführungsbeispiele besonders erläutert.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar
treibt die Zusatzturbine beim ersten, in Fig. 1 dargestellten Beispiel eine zur Kondensationsanlage gehörige Kühlwasserpumpe, beim
zweiten, in Fig. 2 dargestellten Beispiel einen Zusatzgenerator an.
Gemäß Fig. 1 ist 1 die Hauptturbine, und
zwar eine siebenstufige Freistrahlturbine, welche ihren Dampf durch den Stutzen 2 erhält
und den verarbeiteten Dampf durch den Stutzen 3 und das Rohr 4 an den Kondensator
abgibt. 5 ist eine Zusatzturbine, welche die Kühlwasserpumpe 6 für einen Oberflächenkondensator
antreibt. Bei Vollast der Turbine 1 ist die Zusatzturbine 5 mittels der
Rohre 7, 8 vor dem Leitrad der Stufe VI an die Hauptturbine angeschlossen und gibt den
verbrauchten Dampf mittels des Rohres 9 an das Abdampfrohr 4 ab. Zwischen die Rohre 7
und 8 ist die Umschaltvorrichtung eingebaut, welche der Hauptsache nach aus dem Druckregler
10 und dem Doppelventil 11 besteht.
Wenn bei geringer werdender Belastung der
Hauptturbine ι der Druck hinter dem Laufrad der Stufe V unter ein gewisses Maß
sinkt, nimmt auch der Druck in der Leitung 7 und im oberen Teil des Druckreglers 10 ab,
welcher mittels des Rohres 12 mit dem Rohr 7 verbunden ist. Die Feder 13 vermag den
Kolben 14 und damit das Doppelventil 11 nach oben zu drücken. Damit wird die Verbindung
zwischen dem Rohr 7 bzw. dem Raum vor der Stufe VI einerseits und dem Rohr 8 bzw. dem Einlaufkanal 15 der Zusatzturbine 5
anderseits unterbrochen und dafür die Hilfsturbine 5 mittels der Rohre 8 und 16 an die
Frischdampfleitung 17 angeschlossen.
Weil im normalen Betrieb zwischen der Hauptturbine 1 und der Zusatzturbine 5 keine
Mengenregelung wirkt, erhält letztere mehr Dampf, wenn erstere infolge Mehrbelastung
mehr Dampf verarbeitet. Dies ist sehr günstig, weil dadurch ihre Drehzahl und damit
die Förderleistung der Pumpe 6 steigt. Die Kondensation erhält mehr Kühlwasser und
kann trotz der vergrößerten zuströmenden
, Dampfmenge das erwünschte Vakuum und damit den Wirkungsgrad der Gesamtanlage
doch hochhalten oder noch steigern.
Anderseits wird hierbei der Wirkungsgrad bei Teilbelastungen günstiger als bei den bisher
bekannten Antriebsarten von Kondensationsmaschinen.
Gemäß Fig. 2 bezeichnet 21 eine siebenstufige Freistrahlturbine im Längsschnitt,
welche mittels der Flanschen A mit einer Hauptdynamomaschine B gekuppelt ist, von
welcher man nur das linke Ende sieht. Die Turbine 21 erhält ihren Dampf durch den
Stutzen 22 und gibt den verarbeiteten Dampf durch den Stutzen 23 und das Rohr 24 an den
nioht eingezeichneten Kondensator ab. 25 ist eine Zusatzturbine, welche mittels des Zahnräderpaares
26 die Dynamomaschine 27, die mit der Dynamomaschine B parallel geschaltet
ist, antreibt. Bei Vollast der Turbine 21 ist die Zusatzturbine 25 mittels der Rohre 28
und 28a vor dem Leitrad der Stufe VI an die
Hauptturbine 21 angeschlossen und gibt den verbrauchten Dampf mittels des Rohres 29
an das zum Kondensator der Hauptturbine 21 führende Abdampfrohr 24 ab. Zwischen die
Rohre 28 und 28s ist zwecks Grenzregelung
eine Umschaltvorrichtung eingebaut. Sie besteht der Hauptsache nach aus dem Druckregler
30, 31, 32 und dem Zweisitzventil 33. Wenn bei geringer werdender Belastung der
Hauptturbine 21 der Druck vor dem Leitrad der Stufe VI unter ein gewisses Maß sinkt,
nimmt auch der Druck in der Leitung 28 und im oberen Teil des Druckreglers 30 ab, welcher
mittels des Rohres 34 mit dem Rohr 28 verbunden ist. Die Feder 32 vermag den Kolben 31 und damit das Zweisitzventil 33
nach oben zu drücken. Damit wird die Verbindung zwischen dem Rohr 28 bzw. dem Raum vor dem Leitrad VI einerseits und dem
Rohr 28" bzw. dem Einlaufkanal 35 der Hilfsturbine
25 vom Dampfzufluß abgeschaltet. Die Dynamomaschine 27 vermag keinen
Strom mehr an das Netz albzugeben, wird ; vielmehr vom Netzstrom als Motor getrieben. "
Hierbei läuft die Turbine 25 leer mit. Sie gibt keinen großen Widerstand, weil sich ihr
Rad im Vakuum dreht. Oder aber die Zusatzdynamo wird unterhalb der Belastungs- ; grenze von der Hauptdynamo abgeschaltet
' und die Zusatzturbine stillgesetzt.
Bei steigender Belastung der Hauptdynamomaschine B muß der Hauptturbine 21 mehr
Dampf zugeführt werden. Damit steigt der Druck vor dem Leitrad der Stufe VI, und es
geht auch mehr Dampf zur Zusatzturbine 25. Ihre Drehzahl will sich erhöhen, und so wird
die Dynamomaschine 27 in die Lage versetzt, mehr Strom an das Netz abzugeben, auf
welches auch die Dynamo B arbeitet. Ja es kann dafür gesorgt werden, daß das Verhältnis
der Stromabgabe der Dynamo 27 zu der- : jenigen der Dynamo B nicht nur gleichbleibt,
ι sondern sich sogar erhöht.
! Die Belastungsgrenze für die Abschaltung des Dampfes von der Hauptturbine wird so ! festgelegt, daß bei weiterer Aufrechterhaltung des Anschlusses der Zusatzturbine unter weiter abnehmender Belastung sowohl der Wirkungsgrad der Zusatz- als auch derjenige des Niederdruckteiles der Hauptturbine rasch abnehmen würde.
! Die Belastungsgrenze für die Abschaltung des Dampfes von der Hauptturbine wird so ! festgelegt, daß bei weiterer Aufrechterhaltung des Anschlusses der Zusatzturbine unter weiter abnehmender Belastung sowohl der Wirkungsgrad der Zusatz- als auch derjenige des Niederdruckteiles der Hauptturbine rasch abnehmen würde.
Claims (5)
- Patent-Ansprüche :i. Mit Kondensation arbeitendeDampfturbinenanlage, wobei zu einer Hauptturbine wenigstens zeitweise eine Zusatzturbine parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei über einer gewissen Grenze liegender Belastung der Hauptturbine vor der Leitvorrichtung einer im letzten Drittel ihrer Stufe liegenden Niederdruckstufe Dampf bis zur Hälfte der Gesamtmenge entnommen und ohne Zwischenschaltung einer Menge-Regelungsvorrichtung der auf Kondensation arbei- no tenden, wenigstens mit der 1/Tfachen Umfangsgeschwindigkeit der Hauptturbine laufenden Zusatzturbine zugeführt wird, so daß die entnommene Dampfmenge im Verhältnis zur Belastung der Hauptturbine ansteigt.
- 2. Dampfturbinenanlage nach Anspruch i, deren Hauptturbine wenigstens sechs Stufen hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzturbine vor dem Leitrad i2q der zweitletzten Stufe angeschlossen ist. , . 3. Dampfturbinenanlage nach An-
- Spruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zusatzturbine zum Antrieb der Kondensationsmasehine verwendet wird, wobei j mit über die gewisse Grenze hinaus stei- j gender Belastung der Hauptturbine die j Drehzahl und damit die Förderleistung j der Kondensationsmaschinen ansteigt. - 4. Dampfturbinenanlage zum Antrieb i von Stromerzeugern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzturbine mit einem Zusatzgenerator ver- ; bunden ist, wobei die Stromabgabe des Zusatzgenerators mit über die gegebene Grenzleistung hinaus steigender Belastung der Hauptturbine ansteigt.
- 5. Dampfturbinenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei unter die vorgeschriebene Grenze sinkender Belastung der Hauptturbine die Zusatzturbine mittels eines von der Entnahmestelle beeinflußten Druckreglers von ■der Hauptturbine abgeschaltet wird.Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE338089T | 1919-03-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE338089C true DE338089C (de) | 1921-06-13 |
Family
ID=6222176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1919338089D Expired DE338089C (de) | 1919-03-07 | 1919-03-07 | Mit Kondensation arbeitende Dampfturbinenanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE338089C (de) |
-
1919
- 1919-03-07 DE DE1919338089D patent/DE338089C/de not_active Expired
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