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Regelvorrichtung für dürch Dampf, Luft oder Gas angetriebene Gegendruckanzapfturbinen
Die Erfindung bezieht sich auf durch Druck, Luft oder Gas getriebene Gegendruckanzapfturbinen.
Der Zweck der Erfindung ist eine Regelvorrichtung, welche durch Regelung geringer
Mengen Nebendampf oder -gas und unter Vermeidung von Drosselverlusten den Gegendruck
und den Anzapfdruck selbsttätig gleichbleibend hält.
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Die bekannten Regelvorrichtungen von Gegendruckanzapfturbinen arbeiten
entweder in der Weise, daß durch entsprechende Einstellung des Einlaßventils der
Gegendruck gleichbleibend gehalten wird, oder in der Weise, daß der Druck in der
Entnahmeleitung gleichbleibt. Diese bekannten Regelvorrichtungen haben den Nachteil,
daß es nicht möglich ist, sowohl den Anzapfdruck als auch den Gegendruck unabhängig
von dem Verbrauch in dem betreffenden Netz gleichbleibend zu halten, vielmehr kann
jeweils nur einer dieser beiden Drücke geregelt werden, während der andere Druck
sich selbst überlassen bleibt. Hieraus folgt der Übelstand, daß in der ungeregelten
Leitung stets ein Überdruck auftritt; dessen überschuß entweder ins Freie gelassen
!oder in Hieizvorrichtungen zurÜckgewonnen werden muß.
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Es sind nun auch schon Regelvorrichtungen für Gegendruckanzapfturbinen
mit Hoch- und Niederdruckteil bekannt, bei denen das Einlaßventil in Abhängigkeit
von dem Anzapfdruck geregelt wird, während der Gegendruck sowohl auf das Einlaßventil
als auch auf ein zwischen dem Hoch- und Niederdruckteil eingeschaltetes Ventil einwirkt.
Bei dieser bekannten Anordnung werden zwar sowohl der Anzapfdruck als auch der Gegendruck
geregelt, es zeigt sich hier aber der Nachteil, daß die gesamte Dampfmenge bei dem
Durchgang durch das zwischen dem Hoch- und Niederdruckteil befindliche Ventil gedrosselt
wird, so daß auch im normalen Betriebe. stets starke Drosselverluste entstehen.
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Die Erfindung besteht nun in der Hauptsache darin, daß zwischen der
Frischdampfleitung und Anzapfleitung der Gegendruckanzapfturbine eine einen Teil
der Beschaufelung umgehende Leitung mit einem Ventil und zwischen der Anzapfleitung
und dem Niederdruckteil eine einen Mitteldruckteil umgehende, mit einem Ventil versehene
Leitung vorgesehen sind und die Regelung in der Weise erfolgt, daß bei sinkendem
Druck in der Gegendruckleitung das Einlaßventil mehr geöffnet und bei völlig geöffnetem
Einlaßventil und weiter fallendem Gegendruck das zwischen Frischdampfleitung und
Anzapfleitung befindliche Umgehungsventil geöffnet wird, während bei steigendem
Druck in der Anzapfleitung das Ventil in der Umgehungsleitung des Mitteldruckteiles
geöffnet wird. Diese Anordnung gibt die Möglichkeit, den
Anzapf-
und Gegendruck durch Regelung geringer Mengen Nebendampf oder -gas gleichbleibend
zu halten, ohne daß zwischen dem Einlaß und Auslaß der Turbine erhebliche Drosselverluste
entstehen, so daß die Turbine im normalen Betriebe mit einem wesentlich besseren
Wirkungsgrad arbeitet.
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Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsformen der Erfindung, und zwar
zeigt Fig. 1 die Anwendung der Erfindung bei einer schematisch dargestellten axial
beaufschlagten Turbine, während Fig. 2 einen schematischen Axialschnitt durch die
eine Hälfte einer radial bieaufschlagten Turbine darstellt, die mit einer gemäß
der Erfindung ausgeführten Regelvorrichtung' versehen ist.
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Die in Fig. 1 dargestellte Turbine besteht aus einem Hochdruckteil@1,
einem MitteldruckteilM und einem Niederdruckteil L, An den Hochdruckteil H ist die
mit einem Ventil 2 versehene Zuführungsleitung 1 angeschlossen. Zwischen den Teilen
H und 1V1 ist eine Verbindungsleitung 3, 4 und zwischen den Teilen Je und
L
eine Verbindungsleitung 5, 6 vorgesehen. An dem Niederdruckteil ist ferner
die Auslaß-oder Gegendruckleitung 7 angeschlossen, welche ein Absperrventil 8 enthält.
Von der Verbindungsleitung 3, 4 des Hochdruck- und Mitteldruckteiles ist eine Anzapfleitung
9 abgezweigt, die ein.Regelventil 1o enthält. Die Rohre 4 und 5 sind durch eine
Umgehungsleitung 11 überbrückt, in der ein Regelventil 12 angeordnet ist. Von der
Zuführungsleitung 1 ist hinter dem Ventil 2 eine zu der Leitung 3 führende Umgehungsleitung
13 abgezweigt, die zur Überlastung dient und ein Regelventil 14 enthält.
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Die in den Rohrleitungen vorgesehenen Ventile werden in der nachstehenden
Weise gesteuert. Die Ventile:. und 14 werden mittels der gestrichelt dargestellten
Leitungen 15 und 18 von dem Druck in der Gegendruckleitung 7 beeinflußt. Das Ventil-12
wird mittels der gestrichelt dargestellten Verbindungsleitung 16 von- dem Anzapfdruck
und das Ventil 1o mittels der gestrichelt -dargestellten Leitung 17 von dem Drudk
in der Anzapfleitung hinter dem Ventil io beeinflußt.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist demnach folgende. Wenn der in
der Gegendruckleitung 7 auftretende Druck sinkt, ' wird das Ventile weiter geöffnet
und umgekehrt bei steigendem Gegendruck weiter geschlossen. Das Sinken des Gegendruckes
kann hierbei darauf beruhen, daß der Verbrauch an Gegendruckdampf steigt, oder auch
andere Ursachen haben. Wenn die Menge des durch die Leitung g strömenden Anzapfdampfes
herabgesetzt wird, steigt der Druck in der Leitun#; 9, so daß sich das Ventil 12
'öffnet und einen Teil des Dampfes unter -Umgehung des Mitteldruckteiles 11i1
zu dem Niederdruckteil L
strömen läßt. Die Folge hiervon ist eine Erhöhung
des Gegendruckes in der Leitung 7, so daß das Ventil 2 gedrosselt wird, bis das
Gleichgewicht wieder hergestellt ist. Wenn umgekehrt der Druck in der Anzapfleitung
9 sinkt, wird das Ventil 12 gedrosselt und infolgedessen der Gegendruck in der Leitung
7 herabgesetzt, so daß das Ventil 2 weiter geöffnet wird, bis wieder Gleichgewicht
eintritt.
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Wenn der Verbrauch an Gegendruckdampf oder Anzapfdampf aus irgendeinem
Grunde hoch ist, kann der Fall eintreten, daß trotz vollständiger öffnung des Ventils
z die Dampfzufuhr noch zu gering ist, um den Bedarf zu decken. In diesem Falle findet
eine Öffnung des Überlastungsventils 14 statt, so daß der Hochdruckdampf unmittelbar
in die Anzapfleitung oder nach dem Durchgang durch das Ventil 12 zu dem Niederdruckteil
L gelangen .kann. Dieser Vorgang wird insbesondere dann eintreten, wenn die Turbine
mit niedriger Belastung läuft und demnach die durch die Turbine strömende Dampfmenge
nur gering ist.
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Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Regelvorrichtung wird demnach
sowohl der Gegendruck als auch der Anzapfdruck gleichbleibend gehalten, wobei zur
Regelung nur geringe Mengen Nebendampf erforderlich sind.
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Das durch den Druck in der Anzapfleitung gesteuerte Ventil 1o wird
geschlossen, wenn der Druck in dieser Leitung aus irgendeinem Grunde eine vorbestimmte
Grenze überschreitet. Auf diese Weise wird dafür Sorge getragen, daß der Hochdruckdampf
nicht unmittelbar in die Anzapfleitung hinter dem Ventil 1o gelangen kann, wie es
bei geöffnetem Ventil 14 sonst der Fall wäre.
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Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung bei einer radial beaufschlagten
Turbine: In diesem Falle besteht die Möglichkeit einer äußerst einfachen Ausbildung
der Regelvorrichtung, da von der Anordnung von Rohrleitungen fast vollständig abgesehen
werden kann. -Zum besseren Verständnis sind in Fig.2 soweit wie möglich die gleichen
Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1. Die Beschaufelung der Turbine ist wieder
in drei Abschnitte H, M und-- unterteilt. Der Hochdruckdampf wird durch eine mit
einem Ventil 2 versehene Leitung 1 zugeführt, die in eine Dampfkammer 2o einmündet,
aus der der Dampf in den der Turbinenachse am nächsten gelegenen Schaufelabschnitt
übertritt. Die Überlastungsleitung wird durch eine zwischen der Dampfkammer2o und
einerÜberlastungskammer 21 vorgesehene Öffnung 13 gebildet,
in der
ein Ventil 1¢ vorgesehen ist. An die Kammer 21 ist die Anzapfleitung 9 mit dem Ventil
io angeschlossen. Die den Schaufelabschnitttll überbrückendeUmgehungsleitung wird
durch ständig freiliegende Öffnungen 3 zwischen der Kammer 21 und der Übergangsstelle
von dem Abschnitt H zu dem Abschnitt 11- und ferner durch von Ventilen 12 gesteuerte
Öffnungen ii gebildet, die die Kammer 21 mit dem zwischen den Abschnitten L und
M befindlichen Raum verbinden. Die Gegendruckleitung 7 mit dem Ventil ist an das
den Abschnitt L umschließendeTurbinengehäuse 22 angeschlossen.
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Der in der Gegendruckleitung 7 herrschende Druck wird durch eine Leitung
15 auf das Ventil 2 übertragen und zu dessen Steuerung benutzt. Das Ventil io wird
mittels einer Leitung 17 durch den Druck in der Anzapfleitung hinter dem Ventil
io gesteuert, während das Ventil oder die Ventile 12 mittels einer Leitung 16 durch
den Druck in der Anzapfleitung 9 gesteuert werden. Das Ventil 14 wird mittels einer
Leitung i8 durch den Druck in der Gegendruckleitung 7 gesteuert.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist die
gleiche wie bei der Einrichtung gemäß Fig. i.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform treten nur geringe
Drosselverluste und Wärmeverluste in Erscheinung, da die sonst erforderlichen Rohrleitungen
durch unmittelbare Verbindungen oder in das Turbinengehäuse eingebaute Dampfkammern
ersetzt sind. Die baulicheAusbildung derRegelventile und der zugehörigen Steuervorrichtungen
ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt, da für die Zwecke der Erfindung Regelventile
beliebiger bekannter Bauart Verwendung finden können.