DE396384C - Mehrstufige Dampf- oder Gasturbine - Google Patents

Description

Beim Übergang von der einfachen Drosselregelung zur sogenannten Düsenregelung hat man im Dampfturbinenbau nach einem Versuch, die Leitradquerschnitte aller Stufen durch Unterteilung einstellbar zu machen, sich darauf beschränkt, diese Einrichtung nur bei denjenigen Leitradquerschnitten vorzusehen, welche vom Treibmittel zuerst durchströmt werden. Für die gebräuchlichen Dampfturbinen, in

ίο denen die Entspannung auf den Enddruck ohne Unterteilung des Dampfstromes erfolgt, kommt die Einstellbarkeit des Leitradquerschnittes und seine Beherrschung durch mehrere Ventile nur für die erste Stufe zur Ver-Wendung. Die Unterbringung der Steuerungsteile begegnet bei dieser Anordnung keinen größeren Schwierigkeiten, da der zu regelnde Leitapparat an der vorderen Stirnseite der Turbine sitzt.

Bei Turbinen für Sonderzwecke besteht jedoch das Bedürfnis, außer der Hochdruckstufe noch eine weitere Stufe durch eine Düsenregelung zu beherrschen. Dies gilt beispielsweise für Turbinen mit Zwischendampfentnähme, bei welchen die in der Heizleitung nicht benötigte Dampfmenge in der ersten Niederdruckstufe zur Verminderung der Drosselverluste zweckmäßigerweise ebenfalls unter der Herrschaft einer — vom Heizdampfdruck beeinflußten — Düsenregelung steht. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei den sogenannten Speicherturbinen. Auch bei den Zweidruckturbinen ist die Verwendung einer zweiten Düsenregelung, nämlich für die von außen zuströmende Niederdruckdampfmenge, außer der Düsenregelung für den hochgespannten Frischdampf aus wirtschaftlichen Gründen empfehlenswert. Bei Schiffsturbinen, insbesondere für Kriegsschiffe, werden zur Erzielung hoher Wirtschaftlichkeit bei verminderter Fahrtgeschwindigkeit den normalen Turbinenstufen sogenannte Marschstufen, die eine geringere Dampfmenge aufzunehmen haben, vorgeschaltet. Bei diesen Turbinen besteht das Bedürfnis, sowohl den Leitradquerschnitt der ersten Marschstufe als auch denjenigen der ersten Stufe für volle Fahrt einstellbar einzurichten.

Die genannten Turbinenarten haben das Gemeinsame, daß bei gewissen Betriebszuständen oder daß von einem Teil der verwendeten Dampfmenge nur ein Teil der im Gehäuse vorhandenen Turbinenstufen durchströmt wird, während bei anderen Betriebszuständen oder von anderen Teilen der Dampfj menge alle Stufen des Gehäuses hintereinander durchströmt werden. Sind die Stufen einer derartigen Maschine in der üblichen Weise innerhalb eines Gehäuses achsial hintereinander angeordnet, so bereitet die Forderung, außer der ersten Stufe auch noch eine weitere in ihren Leitapparaten regelbar einzurichten, bauliche Schwierigkeiten.

Gemäß vorliegender Erfindung sind bei diesen Turbinen diejenigen Stufen, die mit einstellbaren Leitradquerschnitten ausgeführt werden müssen, an die beiden Enden des die Stufen aufnehmenden Gehäuses verlegt. Die beiden zu regelnden Stufen erscheinen also in der achsialen Reihenfolge der Stufen des Gehäuses als erste und letzte. Zwischen ihnen sind die übrigen Stufen untergebracht. Die sämtlichen Düsenventile sind an die beiden Gehäusestirnseiten verlegt.

Es entstehen zwei Gruppen von Stufen, die hinsichtlich der achsialen Fortbewegung des Dampfes in entgegengesetzter Richtung durchströmt werden. Nach Durchströmen der ersten Gruppe (Hochdruckgruppe) wird der Dampf ganz oder teilweise durch Rohre oder eingegossene Kanäle ans andere Gehäuseende geleitet, um die zweite Gruppe von Stufen (Niederdruckgruppe) in entgegengesetzter achsialer Richtung zu durchströmen. Die für beide Gruppen gewählten Schaufelprofile weichen derart voneinander ab, daß die Welle im gleichen Sinne gedreht wird, wenn der Dampf in der einen Gruppe von links nach rechts, in der anderen Gruppe von rechts nach links strömt. Ein besonders vorteilhafter Wellenaufbau ergibt sich, wenn die Mehrzahl der Laufschaufelreihen auf Trommeln untergebracht ' wird, während die Laufschaufelträger derjenigen Stufen, deren Leitradquerschnitte einstellbar sind, als Scheiben ohne Mittenbohrung ausgebildet werden. Derartige Scheiben werden zur Erzielung großer Dampfdurch-

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gangsquerschnitte bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten, also zur günstigen Ausnutzung der Luftleere, bei Verarbeitung großer Dampfmengen auch für die letzten Niederdruckstufen verwendet.

Der in Abb. ι dargestellte Turbinenaufbau gilt für eine Turbine mit Zwischendampfentnahme. Der aus den Kesseln zuströmende Hochdruckdampf durchströmt zuerst die Hochdruckstufe a, dann die Mitteldruckstufe b. Hierauf gelangt er durch den Stutzen c zum Teil in die Heizung, zum anderen Teil in die Niederdruckstufen d und e. Die beiden Stufen a und c sind mit einstellbaren Leitradquerschnitten, d. h. sogenannter Düsenregelung, ausgestattet.

Die in Abb. 2 dargestellte Zweidruckturbine unterscheidet sich von der Anzapfturbine nach Abb. ι vor allem dadurch, daß der Niederao druckteil große Dampfmengen zu verarbeiten hat. Die Bezeichnungen sind im allgemeinen dieselben wie in Abb. 1. Zur vorteilhaften Ausnutzung der Luftleere werden hier die letzten Niederdruckstufen mit Scheiben f ausgestattet. Der Frischdampf gelangt durch den Kanal g unmittelbar aus dem Schaufelteil 5 in den Schaufelteil β. Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß die Stufe d ebenfalls vom Frischdampf durchströmt wird. Für Turbinen, die mit Ruths'schem Wärmespeicher zusammenarbeiten, kommen ähnliche Ausführungen zur Verwendung.

Für Schiffsturbinen mit Marschstufen bringt der Aufbau nach Abb. 3 ähnliche Vorteile wie bei den vorher beschriebenen Sonderturbinen. Es handele sich um die Unterbringung lediglich der Hochdruck- und der Marschstufen im gemeinsamen Gehäuse, während die Niederdruck- und die Rückwärtsstufen in einem anderen Gehäuse untergebracht seien. Bei Vollfahrt durchströmt der gesamte Dampf nur die Stufen α und b und gelangt von da aus zu den Niederdruckstufen. Bei Marschfahrt (wirtschaftlicher Fahrt) werden zuerst die Stufen d und e beaufschlagt, denen die Stufen α und b nachgeschaltet sind. In beiden Fällen wird der eintretende Dampf durch Düsenregelung beherrscht, nämlich in den Stufen α und d.

Bei allen diesen Ausführungsbeispielen sitzen die Dampfeinlaßorgane gemäß der Erfindung in den Stirnseiten des Dampfzylinders.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Mehrstufige Dampf- oder Gasturbine, im besonderen Achsialturbine, bei welcher ,' bei gewissen Betriebszuständen oder bei welcher von einem Teil der arbeitenden Dampfmenge nur ein Teil der im Gehäuse vorhandenen Turbinenstufen, bei anderen Betriebszuständen oder von einem anderen Teil der arbeitenden Dampfmenge auch die anderen Stufen des Gehäuses durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden mit einstellbaren Leitradquerschnitten ausgestatteten Stufen an die beiden Stirn-Seiten der Turbine verlegt sind.
2. 2. Dampf- oder Gasturbine für Zwischendampfentnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den Kesseln zuströmende Hochdruckdampf in bekannter Weise auf der einen Stirnseite der Turbine, der für Heizzwecke nicht benötigte, in der Maschine weiter arbeitende Niederdruckdampf auf der anderen Stirnseite der Turbine durch einstellbare Leitradquerschnitte eintritt.
3. 3. Dampf- oder Gasturbine, die mit Hochdruckkessel und Mitteldruckwärmespeicher zusammenarbeitet, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischdampf in bekannter Weise auf der einen Stirnseite, die aus dem Speicher zuströmende Dampfmenge auf der anderen Stirnseite der Turbine durch einstellbare Leitradquerschnitte eintritt.
4. 4. Dampf- oder Gasturbine zur Ausnutzung von Frischdampf und Abdampf mit Niederdruckstufen, die vom Gesamtdampf durchströmt werden, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischdampf in bekannter Weise auf der einen Stirnseite, die zuströmende Abdampfmenge auf der anderen Stirnseite der Turbine durch einstellbare Leitradquerschnitte eintritt.
5. 5. Dampf- oder Gasturbine für Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Marschstufe an der einen Stirnwand, die erste Stufe für volle Fahrt an der anderen Stirnwand der Türbine (Hochdruckturbine) — beide mit einstellbaren Leitradquerschnitten versehen — angeordnet ist, so daß der Frischdampf bei wirtschaftlicher oder Marschfahrt auf der einen Stirnseite der Turbine eintritt, die nachgeschalteten Stufen durchströmt und dann nach der anderen Stirnseite der Turbine zu denjenigen Stufen geleitet wird, zu denen er bei Vollfahrt unmittelbar gelangt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen