-
Regelung von Dampfturbinen mit Dampfspeichern. Es sind Dampfturbinenanlagen
vorgeschlagen worden, bei denen parallel zum Dampferzeuger oder zur Dampfzuführungsleitung
zur Turbine ein Dampfspeicher derart geschaltet wird, daß im Falle geringeren Dampfverbrauches
der Mehrdampf in den Speicher geleitet wird, während im Falle eines höheren Dampfverbrauches
der erforderliche Mehrdampfbedarf aus dem Speicher entnommen und durch besondere
Ventile der Turbine zugeführt wird. In der Regel wird man bei derartigen Maschinen
einen durch eine Zwischenwand geteilten Einströmkasten verwenden, wobei in die .eine
Abteilung .der Frischdampf und in die andere der Speicherdampf geleitet wird. Der
Geschwindigkeitsregler öffnet dann Gier Reihe nach zuerst die Frischdampfventile
und, wenn diese nicht mehr ausreichen.
die Speicherdampfventile.
Die Frischdainpfdüsen sind dabei so bemessen, daß sie, wenn sie ganz offen sind,
gerade den in nahezu gleichmäßiger Menge zugeführten Frischdampf hindurchlassen.
Solange der mittlere Dampfverbrauch der Maschine ebenso groß ist wie die zugeführteDampfinenge,werden
sich dabei keine Schwierigkeiten ergeben. In manchen Fällen ist es jedoch wünschenswert,
um kleinere Speicherabmessungen zu erhalten, zu verschiedenen Zeiten verschiedene
mittlere Dampfmengen einzustellen. In Abb. i ist die Belastungskurv e B einer Turbine
abhängig von der Zeit T aufgetragen. Während der ersten Zeithälfte TI sei die mittlere
Belastung 1-71 groß, während der zweiten Hälfte T_ die mittlere Belastung .hl _
klein. Wollte man den Speicher für die mittlere Belastung 11I der ganzen Zeit bemessen,
so müßte er eine sehr große Speicherfähigkeit haben, also sehr groß und teuer sein.
Um ihn klein und billig zu erhalten, wird man in einem solchen Falle vorziehen,
ihn so einzurichten, daß er während T1 nur die positiven und negativen Spitzen über
1'1l und während T, die ülxr M, abgibt oder aufnimmt.
-
Angenommen, es seien drei besondere Frischdampfventile und zwei besondere
Speicherdampfventile vorhanden, und während T1 seien die drei Frischdampfventile
in Tätigkeit, so schließt der Regler, wenn sich B unter Al,. senkt, (las dritte
dieser Ventile etwas, während er ein Überströmventil öffnet, durch das der überschüssige
Dampf in den Speicher strömt. Steigt B über 111, so sind alle drei Frischdampfventile
ganz offen und der Regler öffnet das erste Speicherdampfventil und läßt den erforderlichen
Mehrdampf aus dem Speicher in die Turbine treten. Sinkt jetzt die mittlere Belastung
auf M2, so würde der Regler nur das erste und zweite Frischdampfventil stellen,
der vorn Kessel zuviel erzeugte Dampf würde in den Speicher strömen, bis in diesem
der höchste Druck erreicht ist; darauf müßte der Kessel auf geringere Dampflieferung
eingestellt werden, der Speicher würfle aber während T= außer Betrieb sein, und
die Kesselbelastung würde entsprechend der Kurve B während T., hin und her schwanken.
Man könnte -zwar diesen Übelstand dadurch vermeinen, daß man die Frischdampfventile
und die Speicherdampfventile besonders stellt, so <iaß während T, beispielsweise
nur das erste Frischdampfventil und bei positiven Spitzen Über ' 3I1 (las erste
Speicherdampfventil in Tätigkeit ist. Allein diese Schaltung erfordert außer einer
wesentlich größeren Zahl von Ventilen und Düsen eine verwickelte Steuerung und hat
außerdem den Nachteil, (iaß die an die Speicherdampfventile angeschlossenen Düsen
kein oder nur geringes Erweiterungsverhältnis haben und infolgedessen für das bei
M2 große Gefälle der ersten Stufe nicht passen würden. Noch ungünstiger würde der
Fall liegen, wenn an die Speicherdampfventile überhaupt keine Düsen angeschlossen
sind und der Dampf aus ihnen unter Umgehung der Hochdruckstufe in eine Zwischenstufe
der Turbine strömt.
-
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
man 'die einzelnen Ventile so regelt, daß sie zeitweise mit Frischdampf und zeitweise
mit Speicherdampf gespeist werden können. Dies erreicht man dadurch, (laß die einzelnen
Ventile in voneinander getrennten Gehäusen untergebracht sind, die durch einen auf
den Zuführungsschlitzen bewegten Kolben oder Schieber j e nach Bedarf mit dem Frischdampf
oder Speicherdampfraum verbunden werden können. Hierbei muß dann das die Überströmung
des überschüssigen Frischdampfes zum Speicher regelnde Ventil vom Kolben oder Schieber
und vom Geschwindigkeitsregler derart beeinflußt werden, daß es nur dann in den
Speicher Frischdampf übertreten läßt, wenn die Belastung kleiner als die jeweilige
Mittellast ist.
-
In Abb. a und 3 ist eine Ausführungsform beispielsweise wiedergegeben.
Abb. a ist ein Horizontal- und Abb.3 ein Vertikalschnitt durch den Einströmkasten
der Turbine. Durch- das Rohr a, tritt der Frischdampf in den Frischdampf raum e1,
durch das Rohr a. der Speicherdampf in :den Speicherdampfraum e., des Einströmkastens
e. In e befinden sich zwei Kolben k1 und L; zwischen beiden Kolben ist die Speicherdampfzufuhr,
rechts von k1 die Frischdampfzufuhr. Der Raum links von k" ist durch ein Rohr
b mit dem Frischdampfraum e1 verbunden, so daß auf die Kolbenstange kein
einseitiger Überdruck wirkt. Der Raum e ist durch Schlitze mit den Räumen verbunden,
in denen sich die Ventile v" v." v3, v4, v; befinden. In der gezeichneten
Stellung stehen die Ventile v, v@, v.; mit cl, die Ventile v4, v, mit e, in Verbindung.
Diese Schaltung würde etwa der Belastung während T1 entsprechen. Ist hierbei B -Ml,
so fließt der ganze Frischdampf durch die ganz offenen Ventile v, v", v;, zur Turbine,
die Ventile v4, v, sind geschlossen, ebenso .das Überströmventil -u. Sinkt
jetzt B unter ill" so schließt der Geschwindigkeitsregler Ventil v, etwas und öffnet
ir etwas, so (laß -der überschüssige Dampf in den Speicher strömt; hierdurch steigt
der Speicherdruck entsprechend und verschiebt die Kolben des Zylinders c und des
Öldruckzylindes o nach links, jedoch ohne die Zufuhr von Preßöl zum Zylinder d zu
ermöglichen. Umgekehrt ist
es, wenn B etwas über 1T1 steigt. Solange
der Speicherdruck einen bestimmten Höchstwert nicht überschritten oder einen bestimmten
Mindestwert nicht unterschritten hat, bewegen sich der Kolben .des Zylinders d und
demzufolge auch k1 und k@ nicht. Sinkt jedoch, wie es in Abb. i in der Zeit T, der
Fall ist, die Belastung sehr stark, so schließt zunächst der Regler die Ventile
v3 und v"; die Muffe in. des Reglers bewegt sich nach oben, hebt das Gestänge
f und öffnet Ventil ic sehr weit. Es fließt viel Dampf in den Speicher; Gier
Speicherdruck wird so groß, daß .der Kolben des Zylinders c den Kolben von o so
weit nach links verschiebt, daß Drucköl links vom Kolben des Zylinders d eintritt
und ihn sowie den Kolben k1 nach rechts bewegt. Hierdurch werden die Ventile v,
und v, vom Frischdampfraum e1 abgeschaltet und mit e2 in Verbindung gebracht. Die
Bewegung von k, nach rechts geht so lange vor sich, bis eines der vom Regler geöffneten
Ventile v mit e2 in Verbindung tritt und Speicherdampf aus dem Speicher in die Turbine
strömt. Alsdann sinkt der Speicherdruck wieder und sperrt die Zufuhr von Drucköl
zum Zylinder d wieder ab, worauf der Kolben k1 stehenbleibt. Gleichzeitig hat sich
auch die Stange f des Reglergestänges gesenkt und die Muffe in des Reglers gehoben,
so daß das Ventil n. bei richtiger Wahl der Gestängeabmessungen wieder nur dann
öffnet, wenn die Belastung B unter die neue Mittellinie 11= sinkt. Wenn die mittlere
Belastung nach Ablauf der Zeit TZ wieder einen hohen Wert erhält, geht der umgekehrte
Vorgang vor sich.
-
Dadurch wird erreicht, daß sich der Kolben k1 von selbst an die der
jeweiligen mittleren Belastung entsprechende Stelle stellt. Durch richtige Wahl
des toten Ganges des Kolbens vom Zylinder o wird ein fortwährendes Bewegen des Kolbens
k1 vermieden. Wird der Speicher außer Betrieb gesetzt, so sinkt der Überdruck rechts
vom Kolben des Zviinders c auf Null.. Infolgedessen wird der kolben des Zylinders
c durch die Feder ganz nach rechts bewegt, und er verschiebt im Oldruckzvlinder
o die Steuerung so weit nach rechts, daß durch (las Rohr h Drucköl auf die rechte
Seite des Kolllens im Zylinder d tritt; dadurch wird der Kolben k1, i., ganz
nach links geschoben, so daß alle Ventile v1 bis v, mit dem I# rischdampf in Verbindung
stehen und die Turbine wie eine gewöhnliche speicherlose Maschine arbeitet. Statt
des Kolbens k1 kann auch ein Flach- oder Drehschieber verwendet werden; ebenso können
statt der Zylinder c" o
und d und des Gestänges f andere übertragungsarten
gewählt werden.
-
vie !'urteile der Regelung bestehen darin, daß dieselben Ventile für
Speicherdampf und Frischdampf verwendet werden können, wodurch die Zahl der Ventile
und Düsen, deren Unterbringung bei großen Turbinen oft Schwierigkeiten verursacht,
vermindert wird, ferner darin, daß kleine und billige Speicher verwendet werden
können. Außerdem zeigt die Stellung des Kolbens. k1 oder des an seiner Stelle verwendeten
Schiebers den mittleren erforderlichen Dampfbedarf an. Durch geeignete Übertragung
kann diese Stellung dem Heizer am Kessel sichtbar gemacht werden, so daß er imstande
ist, das Feuer unter den Kesseln dem jeweiligen mittleren Dampfbedarf anzupassen.