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Dampfkraftanlage für stark veränderliche Leistung. Die Erfindung betrifft
eine Dampfkraftanlage für stark veränderliche Leistung mit einer mehrstufig arbeitenden
Heißdampfkolbenmaschine mit Zwischenüberhitzung und einer bei Erhöhung der Leistung
nachzuschaltenden Niederdruckturbine. Gegenüber bekannten Anlagen dieser Art kennzeichnet
sich die der vorliegenden Erfindung dadurch, daß der Rauminhalt des NiederdruckzYlinders
abweichend von der üblichen Bauweise im Verhältnis zum Rauminhalt der Oberstufen
stark vergrößert ist, daß außerdem diesem Zylinder ein oder mehrere Zwischenüberhitzer
vorgeschaltet sind, und daß ferner der oder die Mitteldruckzylinder und gegebenenfalls
auch der Niederdruckzylinder behufs Parallelschaltung mit dem Hochdruckzylinder
je
mit eigenen Frischdampfzuleitungen versehen sind. Hierdurch wird erreicht,
daß einerseits bei Benutzung der Kolbentnaschine allein für die Erzielung kleinster
Leistungen ebenfalls eine hohe wirtschaftliche Ausnutzung des Dampfes erreicht ist,
da infolge der durch die hohe Überhitzung des Dampfes gewährleisteten niederschlagsfreien
Entspannung des Dampfes dessen nahezu vollständige Expansion stattfindet, und daß
anderseits für die Erzielung größter Leistungen die Turbine unter gleichzeitiger
ParalleIschaltung einer oder mehrerer Oberstufen nachgeschaltet werden kann. Eine
Dampfkraftanlage gemäß der Erfindung eignet sich daher besonders zur Bewältigung
von stark veränderlichen Leistungen beim Antrieb von Kriegsschiffen, wie leichten
Kreuzern, Torpedobooten und Unterseeboten mit Wärmespeichern. Bei Verwendung von
Frischdampf mit hoher Anfangsspannung lassen sich die dem Niederdruckzvlinder und
letzten Mitteldruckzylinder vorgeschalteten Zwischenüberhitzer mit Vorteil durch
diesen hochgespannten Frischdampf überhitzen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, welches
schematisch den Grundriß einer nach der Erfindung arbeitenden Dampfkraftanlag--
zeigt. Die Kolbendampfmaschine ist zur Verarbeitung hochgespannten Dampfes von 2o
Atm. und höher bestimmt und als vierstufige Maschine mit sechs Kurbeln und einem
in drei Einzelzylinder geteilten Niederdruckzvlinder gedacht. Hierbei können die
Arbeitszylinder auch bei kleiner Leistung verhältnismäßig große Füllungsgrade erhalten,
die für die Einschränkung der durch die Eintrittskondensation entstehenden Verluste
günstig sind. In der Zeichnung ist A der Hochdruckzylinder, B der
erste Mitteldruckzylinder, C der zweiteMitteldruckzylinder,
D',
D', D' sind die Einzelzylinder des unterteilten Niederdruckzylinders,
E ist die nachschaltbare Abdampfturbine und F ein durch Reibungskuppelung
G von der Welle a abschaltbares Zahnradvorgelege, welches die Turbinenleistung
an die Welle a abgeben kann. Bei der kleinsten Leistung ist die Arbeitsweise viers
' tufig. Der Frischdampf tritt durch die Leitung b und Abzweigung
bl in den Hochdruckzylinder A. Die Absperrglieder I und III sind dann geschlossen.
Der Dampf tritt durch die Leitung cl aus dem Hochdruckzylinder A durch das
Absperrglied II, Verbindungsleitung d' und Leitung b' in den ersten Mitteldruckzylinder
B. Von hier geht der Dampf durch Leitungen C2, dl, ge_ öffnetes Absperrglied
VI und Leitung b' nach dem ersten Zwischenüberhitzer H und von diesem nach
dem zweiten Mitteldruckzylinder C.
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Nach Verlassen dieses Zylinders tritt der Dampf unter nochmaliger
Zwischenüberhitzung durch Leitung c3 in den zweiten Zwischenüberhitzer
J, von wo er durch Leitung f mit Abzweigungen fl, f2,
fl in die drei Niederdruckzylinder Dl-, D 2 , D' gelangt.
Der Abdampf geht in diesem Fall durch die Ab-
zweige gl, g2, g3 in
die Leitung g und bei dieser kleinsten Leistung und vierstufiger Schaltung
unmittelbar durch Leitung li, in den nicht dargestellten Kondensator. Soll ohne
Änderung der Schaltung der Kolbenmaschitte die Leistung vergrößert werden, so wird
die Abdampfturbine E nachgeschaltet und die Leitung h nach dem Kondensator
abgesperrt unter Vergrößerung der Füllung der Kolbenmaschine in den Grenzen, wie
es die Steuerung gestattet. In diesem Fall arbeitet die ganze Anlagedemnach fünfstufig.
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Soll die Leistung über das Maß erhöht werden, wie es die von der Steuerung
herzugebende Vergrößerungder Füllung gestattet, wird der erste MitteldruckzylinderB
parallel zum Hochdruckzylinder A geschaltet. Die Kolbenmaschinen arbeiten
demnach dreistufig und die ganze Anlage demnach einschließlich der nachgeschalteten
AbdampfturhineE vierstufig. Für diese Schaltung wird das Ab-
sperrglied II
geschlossen und die Absperrglieder 1 und III geöffnet. Die Absperrglieder
IV, V, VI behalten ihre frühere Stellung unverändert bei. Der Frischdampf geht jetzt
aus Leitung b durch Leitungen bl und b2
unmittelbar nach, den gemeinsam
die Hochdruckstufe bildenden Zylindern A und B. Der Abdampf beider Zylinder
strömt aus den Leitungen el. und c2 durch die Leitungen d' und b' zum ersten
Zwischenüberhitzer H, während der weitere Dampfweg der gleiche bleibt wie bei der
fünfstufigen Arbeitsweise mit nachgeschalteter Abdampfturbine. Soll die Leistung
weiter erhöht werden und die Anlage #dreistufig arbeiten, so wird auch der dritte
Mitteldruclizylinder C mit dein Hochc(ruckzylin,der A und dem ersten Mitteldruckzylin,der
B parallel geschaltet. Zu diesem Zwecke wird das AbsperrgliedVI geschlossen, und
die Absperrglieder IV und V werden geöffnet. Die Absperrglieder I, II und III behalten
die gleiche Stellung wie vorher bei der dreistufigen- Schaltung der Kolbenmaschine.
Der Frischdampf gelangt in diesem Fall unmittelbar durch die Leitungen bl,
b2 und b3 in die drei Zylinder A, B und
C, und der Ab-
dampf der Zylinder A und B wird durch
die Leitung e2 in die Abdampfleitung c3 des Zy-
linders G geführt.
In diesem Falle arbeitet die Anlage demnach einschließlich der nachgeschalteten
Abdampfturbine E dreistufig. Soll in besonderen Fällen eine noch weitere
Erhöhung der Leistung erforderlich sein, so läßt sich das dargestellte Beispiel
ohne weiteres für -die zweistufige Arbeitsweise abändern, wozu es genügt, die Frischdampfleitun-
b noch durch eine absperrbare Verbindungsleitung mit der Leitung,
f zu verbinden und die Abdampfleitung c3 durch eine absperrbare Verbindungsleitung
mit der Abdam fleitung g unter Einschaltung eines p t' weiteren Absperr liedes
in die Leitung c' vor -9 ZD dem zweiten Zwischenüberhitzer J. In diesem Fall
wird also die erste Expansionsstufe durch sämtliche parallel geschalteten Zylinder
der Kolbenmaschine gebildet und die zweite Stufe durch die dann mit höherer Anfangsspannung
arbeitende Niederdruckturbine E.