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Anzapfkondensationsturbine mit zwei Anzapfstellen für verschiedene
Anzapfdrücke Bei Anzapfdampfturbinen, deren Entnahmedruck gleichbleibend gehalten
werden soll, kann aus betriebstechnischen Gründen gefordert werden, daß dieser auch
in bestimmten Grenzen verstellbar ist. Die Gleichhaltung des Entnahmedruckes kann
je nach der Regelung in bekannter Weise, z. B. durch Veränderung des hinter der
Entnahmestelle liegenden Düsenquerschnittes für den nicht angezapften Niederdruckdampf
(Düsenregelung) oder durch Abdrosseln des in den Niederdruckteil eintretenden Dampfes
bei unveränderlichem Düsenquerschnitt (Drosselregelung), erfolgen.
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Diese Steuervorgänge können z. B. durch einen Membrandruckregler bewirkt
werden, der bei Druckänderungen im Anzapfdampfnetz über eine Membran, Gestänge und
Steuerölschieber auf die Frischdampf- und Anzapfsteuerung einwirkt. Durch Verstellen
der Federkraft, welche dem Dampfdruck auf der einen Seite der Membran das Gleichgewicht
hält, ist es bei diesem gewählten Beispiel möglich, den Anzapfdruck in bestimmten
Grenzen zu verändern und den eingestellten jeweils gewünschten Wert gleichbleibend
zu halten. Diese Verstellbarkeit ist jedoch bei allen bisher bekannten Regelungsarten,
sei es durch Membranen, Strahlrohre oder durch andere Mittel, begrenzt, so daß man,
wenn ein weiter Regelbereich gefordert wird, zu anderen Maßnahmen greifen muß.
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Es bestehen zunächst zwei Möglichkeiten für die. Ausführung solcher
Anzapfturbinen. Entweder wird der Teil der Anzapfturbine, der das Wärmegefälle zwischen
Eintritts- und Entnahmedruck verarbeiten soll, für ein mittleres Gefälle entsprechend
einem mittleren Anzapfdruck ausgelegt, wobei die Gleichhaltung des jeweils gewünschten
Anzapfdruckes durch zwei oder mehrere getrennte Druckregler geschieht, einer für
den oberen, der andere für den unteren und gegebenenfalls weitere für den mittleren
Druckbereich, in dem der Anzapfdruck verstellt werden soll, oder aber es wird der
Hochdruckteil der Anzapfturbine für das gesamte Gefälle vom Frischdampfdruck bis
zum tiefsten geforderten Entnahmedruck ausgelegt und erhält an der Stelle, an welcher
sich der höchste Entnahmedruck einstellt, eine zusätzliche Düsen-oder Drosselregelung.
Beim Betrieb mit hohen Entnahmedrücken wird bei dieser Ausführung die Anzapfsteuerung
vor dem Niederdruckteil und umgekehrt beim Betrieb mit niedrigen Anzapfdrücken die
zusätzliche Anzapfsteuerung wirkungslos gemacht. Mit zwei Druckreglern kann auch
in diesem Falle der größte Teil des Druckbereiches zwischen höchstem und tiefstem
Anzapfdruck erfaßt werden.
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Die zuerst beschriebene Anordnung hat den Nachteil, daß die Gefälleverteilung
auf die einzelnen Stufen bei stark veränderlichem Anzapfdruck und schwankendem Dampfdurchsatz
ungünstig wird und schlechte Wirkungsgrade ergibt. Im zweiten Falle ergibt sich
eine erhebliche Verteuerung durch die zusätzliche Anzapfsteuerung und eine Wirkungsgradverschlechterung
infolge der Reibungsverluste der zusätzlichen Regelstufe. Außerdem ist im zweiten
Falle die Gefälleverteilung auch nicht immer
günstig, besonders
dann nicht, wenn die Dampfdurchsatzmengen bei den verschiedenen Anzapfdrücken verschieden
sind.
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Demgegenüber kann man eine Anzapfturbine in drei Einzelabschnitte
derart zerlegen, daß der erste Turbinenteil das Wärmegefälle zwischen Eintrittsdruck
und höchstem Anzapfdruck, der zweite Turbinenteil das Wärmegefälle zwischen höchstem
und tiefstem Entnahmedruck, der dritte Turbinenteil das Wärmegefälle vom tiefsten
Entnahmedruck bis zum Enddruck verarbeitet. Diese Zerlegung ist dabei nicht an die
Grenzanzapfdrücke gebunden, da es aus dampftechnischen Gründen auch von Vorteil
sein kann, die verschiedenen Turbinenteile so auszulegen, daß die von diesen verarbeiteten
Einzelgefälle nicht genau den beiden Grenzwerten entsprechen, sondern sich mehr
oder weniger überschneiden. ' Gemäß der Erfindung ist hierbei der zwischen den beiden
Anzapfstellen liegende Mitteldruckteil, welcher das Wärmegefälle zwischen dem höchsten
und tiefsten Entnahmedruck verarbeitet, derart abschaltbar, daß der Abdampf des
Hochdruckteiles je nach dem gewünschten Anzapfdruck entweder durch den abschaltbaren
Mitteldruckteil hindurchgeführt oder aber unter Umgehung des Mitteldruckteiles unmittelbar
dem Niederdruckteil zugeführt wird. DieDampfmengen werden mittels zweier Steuerungen
lediglich am Dampfeintritt zur ersten Stufe und zwischen dem zweiten und dritten
Turbinenabschnitt geregelt. Die Gleichhaltung des gewünschten Anzapfdruckes erfolgt
mit zwei Druckreglern, wobei der erste für den Druckbereich in der Nähe des höchsten
Entnahmedruckes, der zweite für den Druckbereich in der Nähe des tiefsten Entnahmedruckes
vorgesehen wird. Reichen zwei Druckregler nicht aus, so können naturgemäß weitere
vorgesehen werden. Das Ab- und Zuschalten der Mittelstufe oder das Umschalten von
einem Druckregler auf den anderen kann von Hand oder selbsttätig erfolgen.
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Die Vorteile der neuen Anordnung gegenüber den eingangs erwähnten
bekannten sind folgende: Die Anbringung einer Kosten verursachenden zusätzlichen
Anzapfsteuerung mit einer dritten Ventilreihe und deren Nachteile, wie Drosselung
und Reibungsverluste, werden vermieden. Die Verarbeitung der mit dem in weiten Grenzen
schwankenden Anzapfdiuck stark veränderlichen Gefälle erfolgt mit besseren Wirkungsgraden
gegenüber denjenigen, welche bei einteiligem, für ein mittleres Gefälle ausgelegtem
Hochdruckteil erreichbar sind. Diese sind deshalb zu erwarten, weil durch die Anordnung
zweier für ein bei den jeweiligen Verhältnissen geeignetes Gefälle ausgelegten Turbinenabschnitte
im Hochdruckteil eine erheblich bessere Anpassung von Turbinenauslegungs-und -betriebsgefällen
durch Zu- oder Abschalten des mittleren Turbinenteils möglich ist. Ebenso kann durch
geeignet gewählte Auslegung erreicht werden, daß die Turbine bei Dampfmengenschwankungen
mit günstigem Wirkungsgrad arbeitet. Die Betriebsverhältnisse, bei welchen mit Vorteil
das Ab- und Zuschalten des mittleren Turbinenteils vorzunehmen ist, kann durch Messung
oder Rechnung festgestellt werden.
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Im übrigen ermöglicht die neue Anordnung, vorteilhaft den folgenden
zunächst ungünstig erscheinenden Umständen zu begegnen. Der zeitweise leer mitlaufende
Turbinenteil wird an einen Raum niederen Druckes angeschlossen und damit die entstehenden
Reibungsverluste auf ein kleines Maß herabgesetzt. Das mit dem Anzapfdruck veränderliche
Gefälle, vornehmlich der ersten Stufe im Niederdruckteil,wird durch eine entsprechend
ausgelegte unempfindliche Reglerstufe bearbeitet.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Hierin bebezeichnen a den Hochdruck-, b den Mitteldruck- und c den
Niederdruckteil einer Anzapfturbine. Der Mitteldruckteil b ist durch die Absperrorgane
d, e abschaltbar. Das Absperrorgan d ist hierbei als Wechselventil ausgebildet,
so daß der von dem Hochdruckteil a kommende Dampf je nach Stellung des Ventils d
entweder nach dem Mitteldruckteil b oder unter Umgehung desselben durch die Leitung
f dem Niederdruckteil c zugeführt wird. Das Absperrorgan e soll verhindern, daß
beim Betrieb ohne die Mittelstufen Dampf aus der Umführungsleitung f in den
abgeschalteten Turbinenteil b
zurücktritt. Hinter dem Hochdruckteil a und
dem Mitteldruckteil b sind Entnahmestellen g, Ta vorgesehen, die wechselweise
je nach dem gewünschten Entnahmedruck mit den Verbrauchsstellen verbunden werden.
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Der Dampfraum des Mitteldruckteils ist außerdem durch die mit dem
Absperrorgan i versehene Leitung k mit dem zum Kondensator führenden Abdampfstutzen
L verbunden. Die beiden Absperrorgane d und e können zweckmäßig bei selbsttätiger
Verstellung durch zwei Druckregler untereinander durch Sperrvorrichtungen verbunden
sein. Schließlich kann auch das Absperrorgan i mit den beiden Absperrorganen
d und e in irgendeiner Weise verbunden sein.
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Die Arbeitsweise der im Erfindungssinne eingerichteten Dampfturbine
ist folgende: Arbeitet die Turbine auf den tiefsten Entnahmedruck, so sind alle
drei Turbinenabschnitte hintereinandergeschaltet. Arbeitet sie dagegen auf den höchsten
Entnahmedruck, so sperrt das Wechselventil d den Dampfzufluß. zu dem Mitteldruckteil
b ab und gibt den Eintritt in das Umführungsrohr f frei, so daß der von dem
Hochdruckteil
kommende Dampf unter Umgehung des Mitteldruckteiles b unmittelbar dem Niederdruckteil
c zugeführt wird. In diesem Falle kann außerdem der abgeschaltete und daher leer
mitlaufende Mitteldruckteil b mit dem Kondensator oder einem anderen Raum niederen
Druckes in Verbindung gebracht werden, um auf diese Weise die Reibungsverluste auf
einen Mindestwert herabzusetzen.