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Speicherdampfturbine Es ist bekannt, zur Deckung von Spitzen oder
von ausgefallener Leistung in Kraftwerken Dampfspeicher aufzustellen und mit dem
Speicherdampf sogenannte Speicherturbinen zu betreiben. Bei den Speicherturbinen
sind zwei große Gruppen zu unterscheiden, nämlich solche. die den Speicherdampf
nur als Zusatzdampf verarbeiten, im übrigen aber mit Frischdampf betrieben werden,
und solche, die reine Speicherturbinen sind, also nur mit Speicherdampf arbeiten.
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Die letzte dieser beiden Gattungen stellt besondere Anforderungen
hinsichtlich des Aufbaues und Betriebes. Man muß dafür Sorge tragen, daß die Turbine
im Bedarfsfalle sofort eingreift. Überlastungen der übrigen Maschinen also verhindert
und ausgefallene Leistung sofort zu decken vermag. Das ist nur möglich, wenn die
Turbine in den Pausen, in denen sie nicht zur Leistungsabgabe herangezogen wird,
weiterläuft, so daß sie nicht erst angewärmt zu werden braucht und auch die Anlaufzeit
in Fortfall kommt.
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Auch die lastfreie Periode erfordert Dampf für die Turbine. Wenn man
sie z. B. durch den mit ihr gekuppelten Generator, der in diesem Falle als Motor
läuft, antreibt, so ist eine gewisse Dampfmenge zur Kühlung erforderlich. Verzichtet
man auf den Antrieb von außen her oder steht ein solcher nicht zur Verfügung, so
muß die zur Aufbringung der Leerlaufleistung erforderliche Dampfmenge, die in diesem
Falle erheblich größer ist als im ersten Falle, der Turbine zugeführt werden. Bei
reinen Speicherturbinen, auf die sich die Erfindung bezieht, wird also in der lastfreien
Periode der Turbine der Speicherinhalt um die für die Kühlung bzw. für den Leerlauf
erforderliche Dampfmenge vermindert, das Spitzendeckungsvermögen des Speichers für
die zu erwartenden Belastungsspitzen also im Maße des Dampfbedarfs für Leerlauf
oder Kühlung vermindert. Diese Einwirkung der Turbine auf den Speicher ist durchaus
unerwünscht, da ihr kein Leistungsäquivalent gegenübersteht. jVill man die Belastungsspitzen
voll decken, so bleibt nichts anderes übrig, als die Speicherkapazität um die Menge
des Dampfbedarfs während der leistungsfreien Periode zu vergrößern, die Anlage also
zu verteuern.
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Aber auch bei der Lastperiode der Speicherturbine ist die Leerlaufleistung
aufzubringen; denn die Leerlaufleistung stellt gewissermaßen eine konstante Grundlast
der Turbine dar, wenn auch ihr proportionaler Anteil während der Lastperiode sehr
klein ist. Um die Speicherkapazität möglichst weitgehend für die Spitzendeckung
ausnutzen zu können, wäre es wünschenswert, den Speicher überhaupt von der Leerlaufleistung
zu entlasten. Das läßt sich gemäß der Erfindung
dadurch erreichen,
daß die Speicherturbine mit einem durch Frischdampf beaufschlagten besonderen Schaufelungsteil
versehen ist, der so bemessen ist, daß er keine freie Leistung an der Turbinenwelle
abzugeben vermag, sondern lediglich die Leerlaufleistung "aufbringt. Es handelt
sich bei dieser Turbinenkonstruktion also um etwas grundsätzlich anderes als um
die sogenannte Zweidruckturbine, die mit Frischdampf uns Speicherdampf arbeitet
und bei der der Frischdampf einen erheblichen Leistungsbetrag zur Abgabe an die
Leistungsverbraucher aufbringt.
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Die zur Deckung der Leistungsverluste dienende Frischdampfinenge kann
weiter in der Turbine als Kühldampf des leerlaufenden Schaufelteiles verwendet werden.
Die Gesamtdampfinenge hierzu zu verwenden, dürfte in vielen Fällen nicht nötig sein.
Der überschüssige Teil wird dann durch eine Umführungsleitung unmittelbar in den
Kondensator abgeführt oder zur Vorwärmung von Speisewasser oder für andere Zwecke
verbraucht.
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Gegenüber dem Antrieb der ),lomentanreserve in der lastfreien Periode
durch ihren als Motor laufenden Generator ergibt sich der Vorteil, daß die Leerlaufleistung
geringer wird, denn es brauchen nicht die elektrischen Verluste des Generators gedeckt
zu werden. Die Verwendung eines Zwischengetriebes kompliziert den Aufbau und gestattet
ini allgemeinen auch nur einen Lauf bei niedrigerer als der Betriebszahl, so daß
bei Übernahme der Last zunächst einmal die Beschleunigungsarbeit aufgebracht werden
muß, so daß eine Verzögerung bei der Lastübernahme eintritt. Wollte nian aber, um
für den Leerlauf die Speicherkapazität nicht zu verringern, die Speicherturbine
unmittelbar mit Frischdampf betreiben, so wäre zunächst eine verwickelte Umschaltvorrichtung
erforderlich, um die Turbine bei Lastübernahme vom Frischdampfnetz abzuschalten
und auf den Speicher zu schalten. Außerdem würde die Leerlaufdampfmenge größer sein
müssen, da die Speicherturbine für andere als Frischdampfverhältnisse gebaut ist
und Frischdampf also nur mit schlechtem Wirkungsgrad verarbeitet werden könnte.
Der getrennte Schaufelungsteil kann dagegen mit bestem Wirkungsgrad hergestellt
werden, sodaß füir die Deckung der Leerlaufleistung der geringste Energiebedarf
auftritt, die Speicherkapazität nicht verringert wird und die Turbine mit annähernder
Betriebsdrelizahl dauernd läuft.
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Ein Schaltbild einer Anlage gemäß der Erfindung ist in der Abbildung
dargestellt. Eine Kesselanlage i versorgt eine oder eine Reihe von Hauptmaschinen
2, die als normal auf Leistung geregelte Kondensationsmaschinen ausgebildet sind.
Überschußdampf des Frischdampfnetzes 3 wird in den Speicher d. eingeleitet, aus
dem er in Zeiten von Belastungsspitzen entnommmen wird. Er dient dann zum Betrieb
der Speicherturbine 5.
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Um eine sofortige Übernahme auf Belastungsspitzen durch die Maschine
5 zu ermöglichen, muß diese dauernd leer mitlaufen. Um den Speicher d. nicht durch
Entnahme der Leerlaufdampfmenge zu entladen, ist gemäß der Erfindung mit der Speicherturbine
5 ein besonderer Frischdampfteil6 gekuppelt, der über die Leitung 7 an das Netz
3 angeschlossen ist. Die Maschine 6 verarbeitet nur soviel Dampf, als zur Deckung
der Leerlaufverluste der Maschine 5 erforderlich ist. Ein Teil des Abdampfes der
Maschine 6 wird über die Leitung 8 in die Turbine 5 geleitet Und dient in dieser
als Kühldampf. Der zur Kühlung nicht benötigte Teil des Abdampfes der Maschine 6
wird einem Speisewasservorwärmer zugeführt und seine Wärme auf diese Weise zurückgewonnen.