DE531482C - Mehrstufige Turbinenanlage fuer Dampf oder Gas - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
10. AUGUST 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M531482 KLASSE 14 c GRUPPE

Aktiebolaget Ljungströms Angturbin in Stockholm*)

Mehrstufige Turbmenanlage für Dampf oder Gas Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Dezember 1929 ab

Es wird in der modernen Turbinentechnik danach gestrebt, mit ein und derselben Anlage so hohe Leistungen wie möglich zu erzielen. Damit eine solche Anlage nicht zu groß werde, und da es nunmehr möglich ist, Dampf von hohem Druck zu erhalten, ist man bemüht, eine solche Anlage auch für Dampf von sowohl hohem Druck als auch hoher Temperatur bauen zu können.

ίο Die bisher ' vorgeschlagenen Turbinenanlagen wiesen eine recht umständliche Bauart auf, und deren Herstellung war kostspielig.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine derartige Anlage für Dampf oder Gas mit einem Hoch- und einem Niederdruckteil. Sie besteht darin, daß der Niederdruckteil aus einer in einem selbständigen Turbinengehäuse angebrachten radial beaufschlagten Turbine mit in entgegengesetzter Richtung sich drehenden Turbinenrädern und der Hochdruckteil aus einer in besonderem Turbinengehäuse angebrachten, einfach radial beaufschlagten Turbine oder deren mehreren besteht.

Weitere die Erfindung kennzeichnende; Merkmale werden untenstehend an Hand der Abbildung beschrieben.

In der Abbildung ist eine Turbinenanlage nach der Erfindung teilweise im Schnitt dargestellt. Es bezeichnen 1 und 2 zwei sich in entgegengesetzter Richtung drehende Turbinenwellen." Die. Welle τ, die bei' 3 und 4 gelagert ist, trägt teils einen elektrischen Stromerzeuger 5. und teils ein aus mehreren Teilen zusammengesetztes, schaufeltragendes Turbinenrad,. das zu einer radial beaufschlagten gegenläufigen Turbine 6 bekannter Art gehört. Die Welle 1 trägt am anderen Ende eine radial "beaufschlagte Turbine 7, wobei die Welle, oder deren Verlängerung, außerdem bei 8 ,gelagert werden kann. Die Welle 2, die bei 9 und g^a gelagert ist, trägt einen anderen elektrischen" Stromerzeuger 10 sowie das zweite ,Turbinenrad der gegenläufigen Turbine 6. Außerdem trägt die Welle 2 oder die Verlängerung derselben eine radial be,-aufschlagte Turbine 11, wobei die Welle auch zweckmäßig bei 12 gelagert ist. Die radial beaufschlagten Turbinen 7 und 11 sind in der beschriebenen Ausführungsform Hochdruckturbinen oder eine Hochdruck- und eine Mitteldruckturbine und werden im letzteren Falle zweckmäßig in der Richtung des Dampfstromes nacheinander gekuppelt. Der Dampf strömt somit von dem Dampfregler oder Anlasser 13 durch die Rohrleitung 14, wobei der Dampf axial in die Turbine 7 einströmt und radial durch die einfach umlaufende Beschaufelung austritt. Der Dampfauslaßteiil 15 der Turbine ist schneckenförmig ausge-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

AIf hjsholm in Stockholm.

führt und steht mit der zur Turbine ri führenden Rohrleitung 16 in Verbindung, Die Turbine 11 ist ebenfalls eine einfach umlaufende,, radial beaufschlagte Turbine und ist mit einem schneckenförmigen Auslaß 17 versehen, der mit der Rohrleitung 19 in Verbindung steht, durch welche die gegenläufige Turbine 6 Dampf erhält. Von der Niederdruckturbine 6 wird der Abdampf einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kondensator zugeführt.

Die beiden Hochdruckturbinen, die in diesem Falle in Reihe geschaltet sind, können auch parallel geschaltet werden, in welchem Falle die Auslässe der beiden Turbinen mit dem Zuleitungsteil der Niederdruckturbine in Verbindung stehen. Diese Hochdruckturbinen sind in der Hauptsache in gleicher Weise ausgeführt. Der Dampf für z. B. die in einem selbständigen Gehäuse angebrachte Turbine 11 tritt in axialer Richtung ein, wie der- Pfeil 20 zeigt, und strömt in radialer Richtung durch eine Beschaufelung 21, die in bekannter Weise ausgeführt ist, d. h. jede Schaufel ist mit ihrem Turbinenrad gelenkig verbunden, wobei jedoch in diesem Falle, weil die radial beaufschlagte Turbine nur einfach umlaufend ist, jeder zweite Schaufelring an der Stirnwand oder dem Deckel 22 des 'Turbinengehäuses befestigt ist.- Da die Beschaufelung für verschiedene Temperaturen nachgiebig ausgeführt ist, kann das Spiel zwischen den Schaufelringen klein gewählt werden, wodurch ein hoher Wirkungsgrad. erhalten wird. Da diese Turbine auf der^ selben Welle sitzt wie das eine Turbinenrad der Niederdruckturbine 6, entbehrt die Turbine 11 einer ausgleichenden Labyrinthdichtung auf der von der Beschaufelung abgewendeten Seite des Turhinenrades 23. Die Turbine enthält somit nur eine Stopfbüchse 24, die ein Auslecken des Ablaßdampfes der Turbinen verhindert. Die Turbinen 6, 7 und 11 sind derart gestaltet, daß die von den Hochdruckturbinen herrührenden Axialdrucke dem von der Niederdruckturbine herrührenden Axialdruck entgegenwirken. Am besten trifft man solche Vorkehrungen, daß diese Drucke einander ausgleichen. Dies kann durch Bemessung der Labyrinthdichtungen der. Niederdruckturbine geschehen.

Eine radial beaufschlagte Turbine der beschriebenen Art kann für dieselbe .Drehzahl bemessen werden wie die Niederdruckturbine 6, ohne daß Nachteile dadurch entstehen. Daher kann die Turbine 11 auf derselben Welle wie die Turbine 2 angeordnet werden, weshalb ein Zahnradgetriebe überflüssig und eine Herabsetzung des Wirkungsgrades durch ein Getriebe vermieden wird. Die Dampfreibungsverluste, die in der Turbine entstehen, werden durch Wiedererhitzung des die Turbine verlassenden Dampfes wiedergewonnen und kommen somit der folgenden Turbine, in der Richtung des Dampfstromes gerechnet, zugute.

Im Gegensatz zu axial beaufschlagten Turbinen können radial beaufschlagte Turbinen ohne geteilte Beschaufelung oder geteiltes Turbinengehäuse gebaut werden, wodurch es ermöglicht wird, Anlagen für hohen Anfangsdruck herzustellen. Radial beaufschlagte Turbinen ermöglichen ferner Verbindungen mit anderen zur Anlage gehörenden Turbinen, da sowohl das Einströmen. als auch das Ausströmen des Dampfes ohne oder mit geringen Winkelveränderungen erfolgt, wodurch die Verluste möglichst niedrig gehalten werden. Eine Turbinenanlage nach der hier beschriebenen Ausführungsform " wird also einfach, da gute Bauregeln für sowohl die Beschaufelung als auch für das umgebende Gehäuse und die Dampfleitungen Verwendung ,fnideri können.

Die Erfindung ist nicht auf solche An-. lagen begrenzt, bei welchen die Hochdruckturbinen auf denselben Wellen wie die beiden Turbinenräder der Niederdruckturbine angegebracht sind,· sie ermöglicht aber diese Bauart, durch welche vereinfachte-Anlagen er-: zielt werden. Ferner erhält man eine Ausgleichung zwischen den verschiedenen Turbinenrädern, was nur dann möglich ist/ wenn radial beaufschlagte .Turbinen nach der Erfindung miteinander verbunden werden. In bestimmten" Ausführungsformen kann der -Hochdruckteil aus nur einer auf der einen" Welle der Niederdruckturbine angebrachten einfach umlaufenden, radial beaufschlagten Turbine bestehen. Es können aber auch auf derselben Welle zwei einfach umlaufende, radial beaufschlagte Turbinen angebracht werden. - "-. '

Die Anlage kann auch für große Leistungen gebaut werden, ohne daß dadurch der Raumbedarf derselben erheblich größer wird. So kann z. B. in einer Ausführungsform die Hochdruckturbine7 für einen Anfangs druck von iookg bei einer Dampftemperatur von 540⁰ C gebaut werden. Die Leistung dieser Turbine kann auf 5 000 kW und die Leistung der Mitteldruckturbine 11 auf 8 ooo kW mit einem Anfangsdruck von 60 kg und einer Dampftemperätur von 470⁰ C berechnet werden. Die Niederdruckturbine wird dann für 37 000 kW bei einem Anfangsdruck von 26 kg und einer Temperatur von 350⁰C gebaut.

Mehrere Ausführungsformen lassen sich im Bereich der Erfindung denken; z.B.-ist die Erfindung nicht davon abhängig, ob die An- iao lage auch für Anzapf-' oder Mehrdruck angeordnet ist.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ι. Mehrstufige Turbinenanlage für Dampf oder Gas mit einem Hoch- und einem Niederdruckteil, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckteil aus einer in einem selbständigen Turbinengehäuse angebrachten radial beaufschlagten Turbine mit in entgegengesetzter Richtung sich drehenden Turbinenrädern und der Hochdruckteil aus einer mit dem Niederdruckturbinenteil gleichachsigen, in besonderem Turbinengehäuse angebrachten einfachen, radial beaufschlagten Turbine oder deren mehreren besteht.
2. 2. Mehrstufige Turbinenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Turbinenwellen des Niederdruckteils unmittelbar ■ je ein Turbinenrad einer Hochdruckturbine der genannten Art tragen. ■
3. 3. Mehrstufige Turbinenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Welle der Niederdruckturbine außer den Turbinenrädern auch einen elektrischen Stromerzeuger trägt.
4. 4·. Mehrstufige Turbinenanlage nach Anspruch r, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, .daß der Niederdruckteil zur Mitte der Anlage verlegt ist und zu beiden Seiten von einem elektrischen Stromerzeuger und einer außerhalb des letzteren gelegenen, zum Hochdruckteil gehörenden radial beaufschlagten Turbine umgeben ist.
5. 5. Mehrstufige Turbinenanlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß von der einen Hochdruckturbine mit dem Einlaß zur anderen Hochdruckturbine verbunden ist.
6. 6. Mehrstufige Turbinenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer gemeinsamen Welle sitzenden Turbinenräder derart angebracht sind, daß die Axialschübe der Räder einander entgegenwirken und einander möglichst ausgleichen.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen