DE653570C - Druckverlaufsicherung fuer mehrstufige Dampf- oder Gasturbinenbeschaufelungen - Google Patents

Description

Es sind Druckverlaufsicherungen vorgeschlagen worden, welche den Zweck verfolgen, Störungen des Druckverlaufes längs der Beschaufelung von Dampf- oder Gasturbinen anzuzeigen öder durch ihre Bewegungen auf die Steuerung der Turbine einzuwirken, um den schädlichen Folgen der Druckverlaufstörung von vornherein vorzubeugen. Während bei den bisher bekannten Einrichtungen die Überwachung des Druckverlaufes durch gegenseitigen Ausgleich der Schubkräfte auf Kolben und Membranen bewirkt wurde, deren Flächen verhältnisgleich den Schubflächen der Turbinenspindeln sind und auf die der Druck der entsprechenden Turbinenstufen geleitet wird, beruht die vorliegende Sicherheitseinrichtung auf dem Vergleich der Durchlässigkeit der einzelnen Beschaufelungsstufen oder Beschaufelungsgruppen mit der Durchlässigkeit von einfachen Blenden, die so bemessen sind, daß die Drücke an den einzelnen Stellen längs der Beschaufelung im störungsfreien Betrieb mit den entsprechenden Drücken zwischen diesen Blenden übereinstimmen.

Die Erfindung besteht darin, daß parallel zum eigentlichen Treibmittelstrom ein Nebenschlußstrom durch hintereinandergeschaltete Blenden geleitet wird, deren Querschnitte so abgestuft sind, daß der Druck zwischen den einzelnen Blenden bei störungsfreiem Betrieb bei allen Belastungen mit dem Druck an den entsprechenden BeschaufelungssLufen der Turbine übereinstimmt, wobei diese Übereinstimmung durch Druckunterschiedmeßeinrichtungen überwacht wird, die Störungen des Druckverlaufes an der Turbine anzeigen oder durch Beeinflussung entsprechender Regelorgane der Turbine in unschädlichen Grenzen halten.

In der Zeichnung ist beispielsweise eine Einrichtung und Anordnung einer solchen Druckverlaufsicherung dargestellt. Die Turbine ι hat drei Anschlüsse 3, 4, 5, von denen der Anschluß 3 vor der Beschaufelung, Anschluß 4 ζ. B. in der Mitte der Beschaufelung und Anschluß 5 hinter der Beschaufelung der Turbine liegt. Der Behälter 2 wird durch die Blenden 6 und 7 in die drei Räume 8, 9 und ι ο unterteilt. Die Räume 8 und ι ο sind durch die Anschlüsse 11 und 13 mit den An-Schlüssen 3 und 5 vor und nach der Turbine verbunden. Vom Raum 9 zwischen den Blenden führt ein Anschluß 12 zum Druckunterschiedmesser 14, der andererseits über Anschluß 4 mit der Mitte der Beschaufelung der Turbine verbunden ist. Durch richtige Bemessung der beiden Blenden 6 und 7 wird erreicht, daß der Druck an der Anschlußstelle 4 der Turbine bei störungsfreiem Betrieb bei allen Belastungen gleich dem Druck in Raum 9 ist. Die Druckunterschiedmeßeinrichtung 14 wird somit im Normalbetrieb keine Druckungleichheiten anzeigen. Wird dagegen der Beschaufelungsteil zwischen 3 und 4 oder zwischen 4 und 5 z. B. durch Salzablagerung verschmutzt oder verengt und wird dadurch der Druckverlauf gestört, so wird der Druckunterschiedmesser 14 aus-

-schlagen. Übersteigt dieser Ausschlag einen· zulässigen Höchstwert, so kann z. B. durch einen Anschlag ein Licht- oder Hörsignal, z. B. elektrisch betrieben werden, oder es kanrf/, z.B. durch elektrische Übertragung die Steue--.·' rung der Turbine so beeinflußt werden, daßdie Störung verkleinert wird und in zulässigen Grenzen bleibt.

Da auch die Einrichtung 2 verschmutzt werden kann, ist eine Spüleinrichtung 15, 16 vorgesehen, um die Blenden 6, 7 auszuwaschen. Aus diesem Grunde kann es auch vorteilhaft sein, den Räumen und besonders den Blenden eine besondere Lage zu geben, d.h. den Behalter 2 beispielsweise mit senkrechter Achse anzuordnen usw. Sind solche Verschmutzungen zu erwarten, die nicht durch Ausspülen zu beseitigen sind, so kann die Vorrichtung 2 durch Absperrorgane in den Leitungen 3, 11; 4, 12; 5, 13 abgeschaltet und ohne Betriebsunterbrechung der Turbine gesäubert werden. Bei Kondensationsturbinen und Gegendruckturbinen mit überkritischen Stufengefällen ist der Druck vor den einzelnen Stufen oberhalb bestimmter Lasten praktisch proportional der Dampfmenge. Die Blenden in der Vorrichtung 2 können daher so stark abgestuft sein, daß an ihnen überkritisches Verhältnis herrscht, so daß die Drücke vor den einzelnen Blenden sich verhältnisgleich mit dem Druck vor der Turbinenbeschaufelung und mit der Dampfmenge ändern. Bei solchen Turbinen kann also jeder Beschaufelungsteil der Turbine unabhängig von dem darin verarbeiteten Gefälle durch eine einzige Blende in der Vorrichtung 2 abgebildet werden. Bei Gegendruckturbinen ändert sich jedoch der Druck/jj; in den einzelnen Stufen nicht mehr proportional mit der Dampfmenge G, sondern bei vielstufigen Turbinen mit unterkritischem Stufengefälle nach einem Hyperbelgesetz. Parallel zur Beschaufelungsgruppe muß dann die Vorrichtung 2 unter Umständen statt einer einzigen Blende 7 mehrere hintereinandergeschaltete Blenden erhalten, die so abgestuft sind, daß kein überkritisches Gefälle an ihnen auftritt, so daß auch der Druck vor diesen Blenden^ sich nach einem Hyperbelgesetz mit der durch die Turbine strömenden Dampf-.menge ändert. Die Druckverlaufsicherungseinrichtung wird dementsprechend mit der jeweils nötigen Anzahl von Blenden und Zwischenräumen ausgebildet, wobei die Blenden, wie erwähnt, so bemessen sind, daß bei sauberer Beschaufelung und sauberen Blenden der Druckverlauf in der Beschaufelung mit dem in der Sicherheitseinrichtung übereinstimmt.

Die Öffnungen dieser Blenden werden zur Vernichtung der Geschwindigkeitsenergie mit versetzten Mitten angeordnet. Die Drücke zwischen je zwei Blenden können über Druckunterschiedmesser mit denjenigen der entsprechenden Turbinenstufen verglichen werden, welche jede für sich eine etwaige Störung anzeigen oder unschädlich machen. Die Anzahl der Druckvergleichstellen kann je nach Bauart der Turbine beschränkt werden und kleiner sein als die Zahl der Zwischenräume zwischen je zwei Blenden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckverlatifsicherung für mehrstufige Dampf- oder Gasturbinenbeschaufelungen, dadurch, gekennzeichnet, daß parallel zum eigentlichen Treibirrittelstrom ein Nebenschlußstrom durch hintereinandergeschaltete Blenden geführt wird, deren Querschnitte so abgestuft sind, daß der Druck zwischen den einzelnen Blenden bei störungsfreiem Betrieb bei allen ^ Belastungen mit dem jeweiligen Druck an zugeordneten Turbinenstufen übereinstimmt, wobei diese • "Übereinstimmung durch Druckunterschiedmeßeinrichtungen überwacht wird, die Störungen des Druckverlaufes an der Turbine anzeigen oder durch Beeinflussung entsprechender Regelorgane der Turbine in unschädlichen Grenzen halten.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen