DE3427528C1 - Einrichtung zur Regelung des Entnahmedrucks einer Entnahme-Kondensationsturbine - Google Patents
Einrichtung zur Regelung des Entnahmedrucks einer Entnahme-KondensationsturbineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Regelung des Entnahmedrucks einer Entnahme-Kondensationsturbine,
bei der aus einer Stufe des Schaufelkanals des Mitteldruckteils bzw. des Hochdruckteils
Dampf für Heizzwecke oder chemische Prozeßzwecke entnommen wird und bei der der in der Turbine verbleibende
Dampf einem zweiflutigen Niederdruckteil zügeführt wird, mit schwenkbaren Schaufeln oder Schaufelteilen
von stromabwärts der Dampfentnahmestelle(n) angeordneten Leitgittern, wobei die Schaufelschwenkbewegung
über Verstellhebel oder -arme durch Axialverschiebung von die Verstellhebel oder -arme abstützenden
Verstellringen erfolgt.
Um den Druck bei erhöhter Entnahmemenge zu halten oder sogar noch zu steigern, ist es beispielsweise
bekannt, in die Überströmleitung zwischen Mitteldruck- und Niederdruckteil eine entsprechend steuerbare
Drosselklappe einzubauen. Nachteilig ist, daß die Drosselung mit einem Gefälleverlust verbunden ist, der einen
Verlust an elektrischer Leistung zur Folge hat.
Um den vorgenannten Nachteil zu vermeiden, ist es bei Heizkraftwerken bekannt, stromabwärts der
Dampf entnahmestelle angeordnete, mittels einer Vorrichtung verschwenkbare Leitschaufeln vorzusehen. —
Eine solche Regelungseinrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 25 13 581 bekannt, jedoch fehlen dort konkrete
Angaben über die Mittel zum Axialverschieben des mit den Verstellarmen verbundenen Verstellringes.
Soweit der Anmelderin bekannt, scheiterte bisher die praktische Verwirklichung verstellbarer Leitschaufeln
in großen Entnahme-Kondensationsturbinen, weil Verstelleinrichtungen
im Innern rnehrgehäusiger Turbinen sich als zu kompliziert gestalteten und meist ölhydraulisch
zu betätigen sind. Die Verwendung von Öl ist jedoch problematisch, da Öl wegen der Brandgefahr von
heißem Dampf fernzuhalten ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung der eingangs genannten Art derart zu vereinfachen,
daß sie überwiegend als interne Regeleinrichtung eingesetzt werden kann; außerdem soll ein motorischer
Axialverschiebetrieb Anwendung finden, dessen Druckfluid mit dem Turbinenarbeitsmittel gut verträglich
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beanspruchten Merkmale
gelöst.
Werden zwei Anzapfdampf mengen unterschiedlichen Druckes für Heiz- oder chemische Prozeßzwecke entnommen,
dann ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zwischen den beiden Ringscheibenkolben eine
vollwandige, axial unverschiebliche Trennwand vorgesehen und ist im mit den Räumen niedrigen Druckes
hinter den verstellbaren Leitschaufeln verbundenen Radialspalt zwischen radialer innerer Ringgehäusewand
und Rotorwelle im Bereich zwischen den den Säugraum jedes Ringscheibenkolbens mit dem Radialspalt verbindenden
Bohrungen eine Labyrinthdichtung angeordnet
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen internen Regeleinrichtung schematisch
dargestellt. Es zeigt
F ί g. 1 die obere Hälfte eines Längsmittelschnitts durch den Einströmteil eines zweiflutigen, symmetrischen
Niederdruckturbine,
F i g. 2 eine für zwei Dampf entnahmen verwendbare Regeleinrichtung, wobei die verstellbaren Leitschaufeln,
die Verstellhebel und die Verstellringe jedoch weggelassen worden sind.
Die Verstelleinrichtung ist größtenteils im Ringraum 1 — also einem bereits vorhandenen Raum — zwischen
den beiden ersten Laufradstufen 2a, 26 einer zweiflutigen, bezüglich der Turbinenstufen symmetrischen Niederdruckturbine
angeordnet. — Die Niederdruckturbine ist vorzugsweise Teil einer Heizdampf-Entnahmeturbine,
wobei die Heizdampfabzapfung am Austritt des Mitteldruckteils 3 erfolgt und wobei der Dampfstrom,
der nach der Entnahme in der Turbine verbleibt, über eine Überströmleitung vom Mitteldruck-Austritt dem
Ringraum 1 ungedrosselt zugeführt wird.
Die Verstelleinrichtung weist ein koaxial zur Rotorwelle 4 angeordnetes und diese mit Abstand (Radialspalt
5) umgebendes, im Turbineninnern liegendes Ringgehäuse auf, das einen radial äußeren Mantel 7, zwei
sich senkrecht zur Rotorlängsmittelachse 8 erstrecken-
de Ringscheiben 9 und einen radial inneren Mantel 10 umfaßt. Im Ringraum 6 des Ringgehäuses sind zwei
Ringscheibenkolben 11, 12 angeordnet, die auf einer oder mehreren (vorzugsweise — zwecks Erzielen einer
stabilen Führung der Ringscheibenkolben — mehreren) koaxialen Führungsstangen 13 axial verschieblich gelagert
sind. Die Ringscheibenkolben 11, 12 sind an ihren radial äußeren und radial inneren Umfangsflächen mit
Dichtspitzen 14 versehen, die Labyrinthdichtungen in den Radialspalten zwischen den Ringscheibenkolben 11,
12 und den äußeren und inneren Umfangsflächen der Ringscheibenkolben bilden, wobei geringe Leckageströme
durch die Labyrinthdichtungen für die Aufrechterhaltung einer Druckdifferenz auf die Ringscheibenkolben
11, 12 sorgen. Mit den Ringscheibenkolben 11, 12 ist auf deren der Laufradstufe°2 zugewandten Seite je
ein Verstellring 15 fest verbunden. Auf den Verstellringen 15 stützen sich Verstellhebel 16 ab; die anderen
Enden der Verstellhebel 16 sind mit den radial inneren Enden je einer radial gerichteten Achse 17 drehstarr
verbunden. Die Achsen 17 durchsetzen die zugeordnete Leitschaufel in deren Längsrichtung und sind mit der
Leitschaufel oder einem Teil davon relativ zu ihr undrehbar verbunden und mit ihren radial äußeren Enden
in einer Ausnehmung 19 im Einströmgehäuse 20 bzw. einem Leitschaufelträger drehbar gestützt und geführt.
Die Verdrehung der Leitschaufeln 18 bzw. Leitschaufelteile erfolgt durch eine Axialverschiebung der Ringscheibenkolben
11,12, wobei es, wie an sich bekannt, zu einer Schwenkbewegung der Verstellhebel 16, und, daraus
folgend, zu einer Drehbewegung der Leitschaufeln 18 bzw. deren verschwenkbaren Teile kommt. — Es sind
jedoch auch abweichende konstruktive Lösungen der mechanischen Verstellgestänge 15,16,17 möglich.
Die Axialverstellung der Ringscheibenkolben 11, 12 erfolgt durch turbineneigenen Dampf ausreichend hohen
Druckes, der über eine Steuerdruckleitung 21, und Bohrungen 22 im äußeren Mantel, oder entsprechende
Leitungen, in die beiden Druckräume 23a, 236 am dem entsprechenden Verstellring 15 und den Verstellhebeln
16 zugewandten Ende der Ringscheibenkolben 11, 12 geleitet wird. Der Raum (Saugraum) zwischen den inneren
Ringscheibenkolben-Stirnflächen ist über eine oder mehrere Bohrungen 24, oder Ausnehmungen, im inneren
Mantel mit dem Radialspalt 5, und damit — als Folge der Axialspalte 29 — mit den Räumen niedrigen
Druckes hinter den Leitschaufeln 18 verbunden.
Die Axialverschiebung der Ringscheibenkolben 11, 12 hat gegen die Summe der axialen Dampfkraftkomponenten
der verstellbaren Leitschaufeln 18 zu erfolgen. Je nach der Größe der Druckfläche der Ringscheibenkolben
11,12 muß der Druck in den Druckräumen 23a, 236 eingestellt werden, um der gesamten Axialkraft aus den
axialen Dampfkraftkomponenten das Gleichgewicht zu halten. Da die Axialkraftkomponenteri an den Leitschaufeln
18 stets im Öffnungssinn wirken, ist die Richtung der Druckkraft an jedem Ringscheibenkolben 11,
12 stets gleich. Um in den Druckräumen 23a, 236 jeweils den erforderlichen Druck zur Verfügung zu haben, ist in
der Steuerdruckleitung 21 außerhalb des Turbinengehäuses ein Stellventil 25 vorgesehen, das vorzugsweise
mit einer Turbinenanzapfung für die regenerative Speisewasservorwärmung höheren Drucks in Wirkverbindung
steht. — Die Steuerung des Stellventils 25 erfolgt entsprechend der bekannten Steuerung der (externen)
Drosselklappe in der Überströmleitung, so daß auf dieses Detail nicht näher eingegangen werden muß.
Es braucht nicht die gesamte Leitschaufel 18 verschwenkt werden. Jede Leitschaufel 18 kann aus einem
feststehenden Vorderteil 18a, der Drehachse 17 und einem verstellbaren (verschwenkbaren) Teil 186 bestehen
(F i g. 1). Die feststehenden Teile 18a tragen die Verstelleinrichtung und verbinden sie mit dem Einströmgehäuseteil
der Niederdruckturbine. Die verstellbaren Teile 18b dienen der Regelung des Dampfentnahmedrucks
durch Veränderung des Durchflußquerschnitts der beiden ersten Leitgitter 18.
Die Achse 17 kann — vergleiche F i g. 1 — integraler Bestandteil des verstellbaren Teils 186 sein; sie kann
aber auch durch entsprechende scharnierartige Ausnehmungen der Teile 18a, 186 hindurchgesteckt und mit
dem verstellbaren Teil 186 über eine bekannte Keilverbindung, bei der ein Drehmoment durch Reibschluß und
Formschluß übertragen werden kann, verbunden sein.
Der axiale Verschiebeweg der Ringscheibenkolben kann durch Anschläge begrenzt werden.
Zum sicheren Öffnen der Leitschaufeln 18 können, was nicht weiter gezeichnet ist, Druckfedern zwischen
die Ringscheibenkolben 11,12 geschaltet sein.
Die vorbeschriebene Einrichtung kann mit einfachen Maßnahmen dahingehend erweitert werden, daß zwei
Entnahmedrücke für Heiz- oder Prozeßzwecke geregelt werden können (F i g. 2).
Dieser Fall setzt einen hinsichtlich der Stufenzahl unsymmetrischen
Niederdruckteil mit zwei getrennten Einströmbereichen voraus. Die dafür einsetzbare Verstelleinrichtung
unterscheidet sich von der Verstelleinrichtung gemäß F i g. 1 (nur) dadurch, daß zwischen den
Ringscheibenkolben 11, 12 eine vollwandige, axial unverschiebliche Trennwand 27 vorgesehen ist, daß jeder
Druckraum 23a bzw. 236 über je eine Steuerdruckleitung 21' und je ein Stellventil 25' mit der zugeordneten
Steuerdampfquelle verbunden ist, daß jeder Saugraum über je eine Bohrung 24' mit dem Radialspalt 5 in Verbindung
steht, und daß im Radialspalt 5 zwischen den Bohrungen 24' eine Wellendichtung (Labyrinthdichtung)
mit vorzugsweise am inneren Mantel 10 befestigten Dichtspitzen 28 vorgesehen ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
- Leerseite -
Claims (2)
1. Einrichtung zur Regelung des Entnahmedrucks einer Entnahme-Kondensationsturbine, bei der aus
einer Stufe des Schaufelkanals des Mitteldruck-Teils bzw. des Hochdruck-Teils Dampf für Heizzwecke
oder chemische Prozeßzwecke entnommen wird und bei der der in der Turbine verbleibende Dampf
einem zweiflutigen Niederdruckteil zugeführt wird, mit schwenkbaren Schaufeln oder Schaufelteilen
von stromabwärts der Dampfentnahmestelle(n) angeordneten Leitgittern, wobei die Schaufelschwenkbewegung
über Verstellhebel oder -arme durch Axialverschiebung von die Verstellhebel oder -arme abstützenden
Verstellringen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellringe (15) fest
mit Ringscheibenkolben (11,12) verbunden sind, die im Ringraum (6) eines koaxial zur Rotorwelle (4)
angeordneten und die Rotorwelle (4) umgebenden Ringgehäuses (7, 9, 10) auf einer oder mehreren,
koaxialen Stangen (13) oder dergleichen Führungen axial verschiebbar gelagert und an ihren radial äußeren
und radial inneren Umfangsflächen mit Dichtspitzen (14) versehen sind, daß die Druckräume (23a,
23£>^ der beiden Ringscheibenkolben (11, 12) über
Leitungen (21,22) mit turbineneigenem Dampf entsprechend hohen Druckes versorgbar sind, während
der bzw. jeder Saugraum über entsprechende Verbindungen (24, 5, 29) mit den Räumen niedrigen
Druckes hinter den Leitschaufeln (18) verbunden ist,
und daß — abgesehen von einem Teil der Steuerdruckleitung (21), einem in der Steuerdruckleitung
(21) angeordneten Stellventil (25) und dessen Stellorganbetätigung und -steuerung — die LeitschaufelverStelleinrichtungen
im Ringraum (1) zwischen den beiden ersten Laufschaufelgittern (2a, 2b) des Niederdruckteils
angeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den beiden Ringscheibenkolben (11,12) eine vollwandige, axial unverschiebliche
Trennwand (27) vorgesehen ist, und daß im mit den Räumen niedrigen Druckes hinter den verstellbaren
Leitschaufeln (18) verbundenen Radialspalt (5) zwischen radial innerer Ringgehäusewand (10) und Rotorwelle
(4) im Bereich zwischen den den Saugraum jedes Ringscheibenkolbens (11,12) mit dem Radialspalt
verbindenden Bohrungen (24') eine Labyrinthdichtung (28) angeordnet ist.
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Owner name: MAN GUTEHOFFNUNGSHUETTE GMBH, 4200 OBERHAUSEN, DE |
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