DE648860C

DE648860C - Turbine system, in particular ship turbine system

Info

Publication number: DE648860C
Application number: DEK140964D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Albert Haenschke
Original assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Current assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Priority date: 1936-02-04
Filing date: 1936-02-04
Publication date: 1937-08-11

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
11. AUGUST 1937ISSUED ON
AUGUST 11, 1937

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 14 c GRUPPECLASS 14c GROUP

Turbinenanläge, insbesondere SchiffsturbinenanlageTurbine systems, in particular ship turbine systems

Zusatz zum Zusatzpatent 616430Addition to additional patent 616430

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Februar 1936 ab Das Hauptpatent 605308 hat angefangen am 14. Juii 1933.Patented in the German Empire on February 4, 1936 The main patent 605308 started on July 14, 1933.

Die Erfindung betrifft eine Turbinenanlage, insbesondere eine mehrgehäusige Schiffsturbinenanlage, mit einer nach Patent 616430 ausgebildeten Doppelstromhochdruckturbine, deren bei kleinen Fahrtstufen im Dampfweg nachgeschalteter Teil mehr, Stufen hat als der andere Hochdruckteil. Bei einer derartigen Turbinenanlage läßt sich eine dampftechnisch zweckmäßige Stüfenzahl der beiden Doppel· stromteile vielfach aus baulichen Gründen nicht ohne weiteres in einem Gehäuse unterbringen. Eine derartige Stufenzahl bedingt nämlich einen so großen Lagerabstand, daß der Wellendurchmesser aus Festigkeitsgründen und mit Rücksicht auf die kritischen Drehzahlen vergrößert werden muß. Daraus ergeben sich wieder entsprechend größere • Stopfbüchsenverluste. Auch ist die Verarbeitung des Dampfes in den bei größeren Raddurchmessen! kürzer werdenden Schaufeln ungünstig. Und schließlich werden bei einer zu großen Stufenzahl auf der Welle der Höchdruckturbine die einzelnen Ritzel des die gesamte Turbinenleistung auf die Schraubenwelle übertragenden Getriebes ungleich belastet. The invention relates to a turbine system, in particular a multi-housing marine turbine system, with a double-flow high-pressure turbine designed according to patent 616430, whose downstream part in the steam path has more steps than the other high pressure part. In such a turbine system, a steam can be used expedient number of stages of the two double flow parts often for structural reasons not easily put in a housing. Such a number of stages is required namely such a large bearing distance that the shaft diameter for reasons of strength and must be increased in consideration of the critical speeds. This results in correspondingly larger ones • Stuffing box losses. The processing of the steam in the larger wheel diameters is also possible! blades that are becoming shorter are unfavorable. And finally, if the number of stages on the shaft is too large, the high-pressure turbine the individual pinions of the entire turbine power on the propeller shaft transmitting gear unevenly loaded.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird der Erfindung gemäß vorgeschlagen, daß mindestens eine Stufe des bei kleinen Fahrtstufen, im Dampfweg nachgeschalteten Hochdruckteiles unter Aufrechterhaltung der schaltungsmäßigen Zugehörigkeit zu diesem Hochdruckteil im Gehäuse des nächstfolgenden Teiles der Turbanenanlage angeordnet ist.In order to avoid these disadvantages, the invention proposes that at least One level of the high pressure part connected downstream in the steam path for low speed levels while maintaining the circuit affiliation to this high pressure part is arranged in the housing of the next following part of the turbine system.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung in zwei Abbildungen an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Abb. 1 zeigt den Hochdruck- und den Mitteldruckteil einer mehrgehäusigen Schiffsturbinenanlage und Abb. 2 im JS-Schäubild die Verarbeitung des Dampfes in den einzelnen Stufen der beiden hintereinanderges ehalte ten Teile der Doppelstromhochdruckturbine und in der anschließenden Mitteldruckturbine.The object of the invention is on the drawing in two images on one Embodiment illustrated. Fig. 1 shows the high pressure and the medium pressure part a multi-casing ship turbine system and Fig. 2 in the JS diagram shows the processing of the steam in the individual stages of the two in a row Parts of the double-flow high-pressure turbine and in the subsequent medium-pressure turbine.

Der erste Teil der Turbinenanläge besteht aus einer Doppelstromhochdruckturbine 1, der zweite Teil aus einer einflutigen Mitteldruckturbine 2, an die sich "gegebenenfalls noch eine nicht dargestellte Niederdruckturbine anschließt. Die beiden Wellen der Hochdruck- und der Mitteldruckturbine arbeiten über ein Zahnradgetriebe 4 auf eine gemeinsame Schraubenwelle 28. Die Frischdampfleitung 29 führt über ein Absperrventil 5 in die Düsenkam-The first part of the turbine system consists of a double-flow high-pressure turbine 1, the second part of a single-flow medium-pressure turbine 2, to which "possibly still." a low-pressure turbine, not shown, is connected. The two waves of high pressure and the medium-pressure turbine work via a gear transmission 4 on a common screw shaft 28. The main steam line 29 leads via a shut-off valve 5 into the nozzle chamber

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Albert Hänschke in Eichwalde, Kr. Teltow.Dipl.-Ing. Albert Hänschke in Eichwalde, Kr.Teltow.

mer 7 einer Stufe g^a (Curtisrad). Hinter dieser Stufe befindet sich die Radkammer 17, an die sich drei Druckstufen g^b, g^c, g^d anschließen. Außerdem zweigt von der Radkamme/r·' 17 eine durch ein Ventil 27 absperrbare Übie|V stromleitung 26 ab, die in die Kammer 18 «igs, anderen Hochdruckteiles 10 einmündet. Αύί-^: dieser Seite des Gehäuses sind ebenfalls drei Druckstufen io*, io^c, io^(/ vorgesehen. Die vierte Stufe \o^c, die gemäß Patent 616430 nur dieser Teil der Hochdruckturbine besitzt, ist zum Unterschied von der Ausführung nach dem genannten Patent nicht im Gehäuse der Hochdruckturbine 1, sondern im Gehäuse der s sich anschließenden Mitteldruckturbine 2 untergebracht. Daher verbinden im vorliegenden Falle getrennte Leitungen die Auslaßstutzen 11 und 12 der beiden Hochdruckteile mit dem Gehäuse der Mitteldruckturbine. Nur die von dem Auslaßstutzen 12 der Stufen 10*, \o^c, \o^d kommende Überströmleitung30 führt zu der vierten Stufe io<\ Die andere vom Auslaßstutzen 11 kommende und mit einem Absperrventil 21 versehene Überströmleitung 31 mündet hinter der Stufe io*⁷ in das zweite Gehäuse der Turbinenanlage ein. Der durch diese Leitung strömende Dampf beaufschlagt also lediglich die Stufen 2« bis 2/ der Mitteldruckturbine. mer 7 of a stage g ^a (Curtisrad). Behind this stage is the wheel chamber 17, which is followed by three pressure stages g ^b , g ^c , g ^d . In addition, an overflow line 26 that can be shut off by a valve 27 branches off from the wheel chamber 17 and opens into the chamber 18 of the other high-pressure part 10. Αύί- ^: this side of the housing is also provided with three pressure stages io *, io ^c , io ^(/ . The fourth stage \ o ^c , which according to patent 616430 only has this part of the high-pressure turbine, differs from the version according to the cited patent not housed in the housing of the high pressure turbine 1, but in the housing of the adjoining medium pressure turbine 2. Therefore, in the present case, separate lines connect the outlet nozzles 11 and 12 of the two high pressure parts with the housing of the medium pressure turbine. \ o ^c , \ o ^d coming overflow line 30 leads to the fourth stage io <\ The other overflow line 31 coming from the outlet connection 11 and provided with a shut-off valve 21 opens into the second housing of the turbine system ^{behind the stage io * 7} flowing steam only acts on stages 2 "to 2 / of the medium-pressure turbine.

Zwischen dem Auslaßstutzen 11 und der . Kammer 18 ist noch eine durch ein Ventil 20 äbsperrbare Verbindungsleitung 22 vorgesehen. Die Dampfführung erfolgt in der Weise, daß bei großen Fahrtstufen, also bei Parallel-,schaltung der Doppelstromhochdruckturbine \, die ganze Frischdampfmenge zunächst durch die gemeinsame Stufe g« geleitet und anschließend geteilt wird. Der eine Teil wird in den Stufen g^b, g^c, g^il verarbeitet und dann durch den Auslaßstutzen 11 zur Mitteldruckturbine 2 weitergeleitet. Der andere Teil wird durch die Überströmleitung 26 dem Hochdruckteil 10 zugeführt. Nach Durchströmen der Stufen io^ft, io<", io¹' wird diese Dampfmenge über den Auslaßstutzen 12 und die anschließende Leitung 30 noch durch die in dem zweiten Gehäuse angeordnete Stufe io" geschickt, bevor sie sich mit der anderen Teildampfmenge wieder vereinigt. Die Stufe io¹·' gehört somit schaltungsmäßig zum Hochdruckteil 10. Darauf erfolgt die weitere Verarbeitung der ganzen Dampfmenge gemeinsam in den Stufen 2" bis zL Aus dem Auslaßstutzen 15 der Mitteldruckturbine 2 gelangt der Dampf gegebenenfalls noch in eine nicht gezeichnete Niederdruckturbine, oder er wird in anderer Weise weiter ausgenutzt. Bei dieser Parallelschaltung ist das Absperrventil 20 geschlossen und das Absperrventil 21 geöffnet. Die Einstellung der zuletzt genannten beiden Ventile 20 und 21 ist bei der für kleine Fahrtstufen anzuwendenden Hintereinanderschaltung der beiden Hochdruckteile umgekehrt. Jetzt nimmt die ganze Dampfmenge nach Beaufschlagen der Stufe g^a ihren Weg durch die Stufen g^b, g^c, g^d; dazu muß das Absperrventil '''.2¹J in der Überströmleitung 26 geschlossen ■sein. Vom Auslaßstutzen 11 strömt der Dampf durch die nunmehr geöffnete Leitung 22 in die Kammer 18 und wird somit nach dem Teil 9 in den Stufen des anderen Hochdruckteiles 10 weiterverarbeitet. Darauf gelangt der Dampf über die Stufe ι o^e zu den Stufen 2" bis 2I der Mitteldruckturbine. Die weitere Ausnutzung des Dampfes ist die gleiche wie bei der anderen Schaltung.Between the outlet port 11 and the. Chamber 18 is also provided a connecting line 22 that can be shut off by a valve 20. The steam flow is effected in such a way that at high drive levels, that is in parallel, switching of the dual stream high pressure turbine \, the entire main steam flow is directed first through the common step g "and then divided. One part is processed in stages g ^b , g ^c , g ^il and then passed on through the outlet connection 11 to the medium-pressure turbine 2. The other part is fed to the high pressure part 10 through the overflow line 26. After flowing through the stages io ^ft , io <", io ¹ ', this amount of steam is sent via the outlet connection 12 and the subsequent line 30 through the stage io" arranged in the second housing before it reunites with the other partial amount of steam. The stage io ¹ · 'thus belongs to the high-pressure part 10. The further processing of the entire amount of steam then takes place jointly in stages 2 "to zL In this parallel connection, the shut-off valve 20 is closed and the shut-off valve 21 is opened. The setting of the last-mentioned two valves 20 and 21 is reversed in the series connection of the two high-pressure parts, which is to be used for low speed levels of stage g ^a makes its way through stages g ^b , g ^c , g ^d ; for this the shut-off valve '''.2 ¹ J in the overflow line 26 must be closed. From the outlet connection 11 the steam flows through the now open line 22 into the chamber 18 and is thus further processed after the part 9 in the stages of the other high pressure part 10 tet. The steam then reaches the stages 2 " to 2I of the medium-pressure turbine via stage ι o ^e . The further utilization of the steam is the same as in the other circuit.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung betrifft die Dampfverteilung auf die beiden Doppelstromteile 9 und ι ο der Hochdruckturbine. Wenn die Stufen der Teile 9 und ι ο so ausgelegt sind, daß sie bei Parallelschaltung von gleichen Dampfmengen durchströmt werden, verarbeiten bei Hintereinanderschaltung die Stufen des dann nachgeschalteten Teiles 10 wegen des größeren spezifischen Dampfvolumens gegenüber dem Frischdampfzustand auch ein größeres Gefälle je Stufe als die Druckstufen des anderen Teiles 9, wie aus · dem gestrichelten Linienzug des Schaubildes nach Abb. 2 zu ersehen ist. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Turbine ungünstig beeinflußt. Deshalb werden, um bei Hintereinanderschaltung in den beiden Hochdruckteilen 9 und 10 ein möglichst gleichmäßiges Stuferigefälle zu erhalten, die Stufen io*, io^r, \o^d und ι o^e für eine entsprechend größere Dampfmenge ausgelegt als die Stufen g^b, g^c, g^d des anderen Teiles 9 (vgl. hierzu den ausgezogenen Linienzug des Schaubildcs). Das mit g bezeichnete Wärmegefälle stellt den mit dieser letzteren Ausführung erzielten Gewinn an ausgenutztem Gefälle dar.A special feature of the invention relates to the steam distribution to the two double-flow parts 9 and ι ο of the high-pressure turbine. If the stages of parts 9 and ι ο are designed so that the same amounts of steam flow through them when connected in parallel, when connected in series, the stages of the downstream part 10 also process a greater gradient per stage than the pressure stages because of the larger specific steam volume compared to the live steam state of the other part 9, as can be seen from the dashed lines in the diagram according to FIG. This has an adverse effect on the efficiency of the turbine. Therefore, in order to obtain a step gradient as evenly as possible when connected in series in the two high-pressure parts 9 and 10, steps io *, io ^r , \ o ^d and ι o ^{e are designed} for a correspondingly larger amount of steam than steps g ^b , g ^c , g ^{d of} the other part 9 (cf. the solid line of the diagram). The heat gradient labeled g represents the gain in the gradient used with this latter version.

Die Zahl der schaltungsmäßig zum Hochdruckteil 10 gehörenden Stufen, die im Gehäuse der Mitteldruckturbine angeordnet werden, richtet sich danach, daß eine möglichst gleichmäßige Leistung von den Ritzeln auf das große Getrieberad übertragen wird.The number of circuit-wise to the high pressure part 10 belonging stages in the housing the medium-pressure turbine are arranged, depends on the fact that a possible uniform power is transmitted from the pinions to the large gear wheel.

Claims

Patent claims:

i. Turbine plant, in particular multi-casing ship turbine plant, with a double-flow high-pressure turbine, the at low drive levels in the steam path ₅ connected part demand u more stages than the other high-pressure part according to Patent 616 430 characterized in that at least one stage (1 o ') of the at low Speed steps downstream high pressure part _lao . (10) while maintaining the circuit-related affiliation to this

High pressure part arranged in the housing of the next part (2) of the turbine system is.

2. Turbine system according to claim 1, characterized in that the high-pressure part (10) with the larger number of stages

Parallel connection processes a much larger amount of steam than the other High pressure part (9) that all pressure levels of both high pressure parts when connected in series process roughly the same gradient each.

1 sheet of drawings

BERUH. GEDRUCKT IN DER nEICHSDRUCKEKEICALM. PRINTED IN THE NEICHSDRUCKEKEI