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Turbinenanlage. Die Erfindung bezieht sich auf eine Turbinenanlage,
im besonderen auf eine Schiffs-
Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht die eine Turbineneinheit aus einer Hochdruckstufe
und einer Zwischendruckstufe, während die andere Turbineneinheit zu beiden Seiten
einer Zwischendruckstufe je eine Niederdruckstufe besitzt, die durch eine Leitung
miteinander verbunden werden können. Hierdurch wird erreicht, daB die der Hochdruckstufe
zugeführte Dampfspannung unter allen Geschwindigkeiten der Maschinenanlage wirksam
bis auf Kondensatorspannung ausgenutzt werden kann und bei einfacher und übersichtlicher
Anordnung der Turbinen und Rohrleitungen eine besondere Verbindung zwischen der
die Hochdruckstufe enthaltenden Einheit und dem Kondensator nicht erforderlich ist.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
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Bei Schiffsturbinenanlagen kommen verschiedene Einrichtungen zur Anwendung,
um eine wirtschaftliche Arbeitsweise der Anlage bei verschiedenen Geschwindigkeiten
zu erzielen. Es ist bekannt, eine besondere Turbineneinheit anzuordnen, welche als
Marschturbine bezeichnet werden kann und die entweder allein oder in Verbindung
mit Stufen oder Arbeitseinheiten der Hauptturbine wirkt, während idie Einrichtung
mit geringerer Belastung und geringer Geschwindigkeit arbeitet. Auch ist vorgeschlagen
worden, derartige Marschturbinen zu verwenden, die in dem Gehäuse der Hauptturbine
angeordnet werden, oder die in einem Gehäuse der Arbeitseinheiten eingeschlossen
sind, die einen Teil der Haupteinheit darstellen und welche
leer
laufen, wenn die Anlage mit voller Belastung und bei voller Geschwindigkeit arbeitet.
Jede .dieser Anordnungen ist jedoch nachteilig, weil sie das Gewicht der Anlage
vermehrt und die Marscheinheit bzw. -einheiter unter ungünstigen Arbeitsbedingungen
leer laufen. Wo eine besondere Marschturbine zur Anwendung gelangt, kann eine lösbare
Kupplung zwischen ihr und der Propellerwelle angebracht werden, so daß die nachteiligen
Erscheinungen vermieden werden, welche durch das Leerlaufen .dieses Abschnittes
bei voller Geschwindigkeit entstehen. Aber auch hierdurch wird das Gewicht der Anlage
vergrößert und eine zusätzliche Einrichtung hinzugefügt, der beaufsichtigt und beeinflußt
werden muß.
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Bei der Turbinenanlage der Erfindung arbeiten alle Einheiten als krafterzeugende
Teile, während die Anlage volle Kraft entwickelt und mit hoher Geschwindigkeit läuft,
und -mit Ausnahme für die äußerst langsamen Geschwindigkeiten arbeiten alle Einheiten,
während die Turbine mit verminderter Kraft und niedriger Geschwindigkeit läuft.
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Wie ersichtlich, ist die Turbine in die beiden Abschnitte 2 und 3
geteilt. Der Abschnitt 2 enthält bei der dargestellten Ausfühiitngsform zwei Turbineneinheiten
4 und 5. Die Turbineneinheit 4 ist bei der Darstellung eine Druckstufe und um faßt
zwei Schaufelreihen 6, welche das Treibmittel von einer oder mehreren Düsen 7 erhalten.
Die Düsen 7 dienen zur teilweisen Expansion des Treibmittels, und die Schaufeln
können die gesamte Geschwindigkeit oder kinetische Energie des Treibmittels aufzehren.
Die Einheit 5 ist bei der Darstellung eine Vollturbine. Es hat sich als zweckmäßig
herausgestellt, eine Eintrittsstufe mit partieller Beaufschlagung und Zwischen-
und Niederdruckeinheiüen mit voller Beaufschlagung zu verwenden. Die Zwischen- und
Niederdruckeinheiten können ebenfalls von irgendeiner geeigneten Bauart sein.
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Der Niederdruckabschnitt 3 enthält' eine Zwischenrdruckstufe 9, die
in -der Hauptsache ähnlich der oben beschriebenen Einheit 5 ist. Der Einfachheit
halber ist diese Einheit in zwei Einheiten geteilt, von denen die eine, i o, als
Niederdruc'keinheit bezeichnet werden kann. Die Nnederdruckeinheit io stellt eine
Verlängerung der Einheit 9 dar. Eine besondere Niederdruckeinheit i i gehört ebenfalls
zu dem Abschnitt 3 und ist an dem der Einheit io gegenüberliegenden Ende angeordnet.
Die Einhait i i ist weiterhin so angebracht, daß das Treibmittel .durch sie in entgegengesetzter
achsialer Richtung mit Bezug zu der strömt, in welcher die Einheiten 9 und
io durchflossen werden. Eine Dichtung 12 befindet sich zwischen den Einheiten 9
und i i, und der vorgesehene Ausgleichkolben ist so bemessen, -daß er den Achsialdruck
des Treibmittels beim Durchströmen der Einheit 9 ausgleicht.
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Bei'voller Belastung wird .das von der Eintrittsstufe 4 austretende
Treibmittel in zwei Ströme geteilt, von denen einer der Einheit 5 und der andere
der Einheit 9 zugeführt wird. Das von der Einheit 5 gelieferte Treibmittel wind
nach Durchströmen der genannten Einheit der Niederdruckeinheit ii zugeführt, und
das die Einheit 9 .durchströmende Treibmittel wird der Niederdruckeinheit io zugeleitet.
Um diese Verteilung des Treibmittels herbeizuführen, besitzt der Hochdruckabschnitt
2 die Auslaßstutzen 13 und 13a, und der Niederdruckabschnitt 3 ist mit Einlaßstutzen
14 und i4a sowie mit Auslaß'kanälen 15 und 15" versehen. Der Kanal 13 steht mit
dem Kanal 14 durch eine Rohrleitung 16 in Verbindung, die mit einem Ventil 17 ausgerüstet
ist, und der Kanal 13a steht mit dem Kanal i4a durch eine Rohrleitung 18 in Verbindung,
die ebenfalls ein Ventil i9 aufweist. Die Auslaßkanäle 15 und 15a stehen mit rder
Einhent io bzw. der Einheit i i in Verbindung, von denen erstere durch den Einlaßkanal
1.4 und letztere durch den Einlaßkanal iqa -gespeist wird. Die bei-,den Auslaßkanäle
stehen durch geeignete Rohrleitungen mit einem Kondensator 22 in Verbindung, obgleich
auch ein jeder Kanal mit einem besonderen Kondensator in Verbindung gebracht werden
kann. Bei der beschriebenen Anordnung der Anlage wird somit das von der Hochdruckstufe
4 austretende Treibmittel in zwei Ströme -geteilt, die in verschiedenen Bahnen nach
dem Auslaß strömen.
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Bei geringerer Belastung und während die i Anlage mit verringerter
Geschwindigkeit arbeitet, strömt .das Treibmittel der Reihe nach durch die Einheiten
4, 5, 9 und io. Es kommen daher Einrichtungen zur Anwendung, um das von der Einheit
5 austretende Treibmittel dem Einlaß der Einheit 9 zuzuführen. Bei der dargestellten
Ausführungsform ist hierzu ein Kanal 23 vorgesehen, der in dem Gehäuse der
Einheit 2 angebracht ist und durch ein Rohr 24 mit dem Einlaßkanal 14 des Abschnittes
3 .in Verbindung steht. Das Rohr 24 mündet in die Rohrleitung 16 und ist mit einem
Ventil 25 ausgestattet. Bei verminderter Belastung werden die Ventile 17 und i9
geschlossen und das Ventil 25 geöffnet, so daß das gesamte von der Stufe 4 kommende
Treibmittel der Einheit 5 zugeführt wird und nach deren Durchströmung der Einheit
9 zugeleitet wird, von wo es in die Einheit io und schließlich nach dem Auslaß gelangt.
In der Zeichnung ist durch ge=-strichelte Linie ein Kanal 26 angedeutet, weleher
eine
Verbindung zwischen dem Einlaß der Niederdruckeinheiten io und ii @darstellt, und
die Einheit i i ist größer als die Einh.eiit io ausgebildet. Damit das Treibmittel
zu seiner Arbeitsleistung wirksam expandiert, wenn es durch die Einheiten 5, 9 und
io hintereinander strömt, während also diese Einheiten in Reihe arbeiten, müssen
die Schaufelflächen der Einheit g notwendigerweise größer sein als die Schaufelflächen
der Einheit 5, und die Schaufelflächen der Einheit io werden dementsprechend groß
ausgebildet. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, eine größere Treibmittelmenge
der Einheit 9 als der Einheit 5 zuzuführen, während diese Einheiten parallelgeschaltet
sind und die Anlage mit voller Geschwindigkeit und mit voller Belastung arbeitet.
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Der Kanal 13 des Abschnittes 2 kann, wie in der Zeichnung dargestellt,
angeordnet werden, oder es können eine oder mehrere Stufen mit partieller oder mit
voller Beaufschlagung zwischen diesem Kanal und der Eintrittsstufe 4 angeordnet
werden. Durch Veränderung der Lage des Kanals 13 mit Bezug auf den Arbeitskanal
des Abschnittes .2 kann die von den beiden Abschnitten gelieferte Kraft entsprechend
den vorhandenen Arbeitsverhältnissen bemessen werden.
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Wie dargestellt, besitzt jeder Abschnitt 2 und 3 eine Rückwärtsturbine.
Diejenige der Turbine :2 liegt dem Auslaß der Einheit 5 gegenüber und besteht aus
Düsen 29d und zusammenw'irkenden Schaufeln 29v. Um den Abschnitt 2 in umgekehrter
Richtung umlaufen zu lassen, ohne das Trdibmittel dem Abschnitt 3 zuzuführen, ist
ein Auslaß'kanal 30 in dem Gehäuse des Abschnittes 2 vorgesehen, welcher
Auslaßkanal mit einem Kondensator in Verbindung gebracht werden kann und der mit
einem Ventil versehen wird, um die Verbindung zwischen dem Abschnitt 2 und dem Kondensator
abzuschließen, während der Abschnitt 2 vorwärts umläuft und der Dampf _dem Abschnitt
zugeleitet wird. Eine ähnliche Rückwärtsturbine 31 ist in dem Ge= häüse des Abschnittes
3 gegenüber dem Auslaß der Einheit io vorgesehen. Der Auslaßkanal 15 bedient
diese Turbine, so daß demzufolge ein zusätzlicher Auslaß nicht erforderlich ist.
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Mit der .beschriebenen Turbinenanlage kann somit jeder oder
können beide Abschnitte 2 und 3 während,der Umsteuerung unabhängig arbeiten. In
dem Falle, wo es wünschenswert ist, die Turbine 29 und 31 in Reihe arbeiten zu lassen,
kann ein mit einem Ventil versehener Kanal den Auslaß 3o des Abschnit= tes 2 mit
den Düsen 31d des Abschnittes 3 vetrbinden. Bei dieser Ausbildung wird die Verbindung
zwischen dem Kondensator und dem- Auslaßkänal 3o abgeschlossen, und die Einheit
31 kann alsdann als Niederdruckstufe der Einheit 29 arbeiten, oder beide Einheiten
29 und 31 können unabhängig beeinflußt werden und jede als Hochdruckstufe, indem
die Verbindung zwischen dem Kanal 30 und den Düsen 3id abgeschlossen und
die Verbindung zwischen dem Kanal 30 und dem Kondensator geöffnet wird. Der
Kanal 30 ermöglicht es somit, die Vorwärtsturbinen des Abschnittes 2 unabhängig
von den Vorwärtsturbinen des Abschnittes 3 arbeiten zu lassen, da sämtliche Ventile
17, i9 und 24 geschlossen werden können und eine Verbindung zwischen dem Kondensator
und dem Auslaßkanal 3o hergestellt werden kann, während eine oder mehrere Düsen
7 den Dampf erhalten. Dies ist für einen Notbetrieb vorteilhaft, und es kann weiterhin
wünschenswert sein, das Hochdrucktreibmittel dem Einlaßkanai 14 zuzuführen, so daß
beide Turbinenabschnitte unabhängig für Hochdruckturbinen arbeiten können oder so,
daß jeder Abschnitt sein Treibmittel von einer besonderen Quelle aus erhält. Bei
der dargestellten Ausführungsform sind Hilfseinlaßkanäle 32 und 33 angedeutet, von
denen ersterer mit einen Zwischenteil der Einheit 5 in Verbindung steht, während
der Einlaßkanal 33 mit dem Einlaßende der Nie@derdruckeinheit io in Verbindung steht.
Diese Einlaßkanäle können mit ir endeiner Quelle für Niederdruck@damPf in ^ erbindunstehen
und können"äüeh da.u_. verweriide-t-werden, Dampf von der Turh'ine für irgendwelche
Zwecke a zuguhxen.
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Die Abschnitte 2 und 3 können miteinander gekuppelt werden, um beispielsweise
Propeller-,vellen unabhängig anzutreiben, oder die Abschnitte können mit einem angetriebenen
Mittel durch Räderwerke in Verbindung gebracht werden.