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Schaltung von Hilfsturbinen für Dampfkraftanlagen, insbesondere für
Dampfturbinenlokomotiven Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungen vorn Hilfsturbinen
für Dampfkraftanlagen, insbesondere für Dampfturbinenlokomotiven, bei denen: dampfseitig
hintereinander geschaltete Antriebsturbinen für mindestens zwei Hilfsmaschinen,
oder Hilfsmaschinengruppen vorgesehen sind, die nach verschiedenen Gesetzen geregelt
werden müssen. Die Erfindung bezweckt, die Hilfsturbinen ohne die Anwendung irgendwelcher
Regeleinrichtungen in den Dampfzuleitungen zu den Hilfsturbinen selbsttätig so zu.
regeln, daß die Drehzahl der einen Hilfsturbine, z. B. derjenigen, welche die Kühlanlage
antreibt, langsamer als der Kesselbelastung entsprechend absünkt, während die Drehzahl
der anderen Hilfsturbine, z. B. derjenigen, welche die Feuerungshilfsmaschi:nen
antreibt, sich entsprechend der Kesselbelastung ändert.
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Bei den @ bekaninteu Schaltungen der eingangserläuterten Art arbeitet
die im Dampfstrom letzte Hilfsturbine mit im wesentlichen gleichbleibendem Gegendruck.
Die Speisung der im Dampfstrom ersten Hilfsturbine erfolgt mit Frischdampf oder
mit Dampf, der schon Arbeit geleistet hat. Soll bei diesen Schaltungen, die Regelung
so, erfolgen, daß die Drehzahl (z. B. der Kühlerhilfsturbine) langsamer als der
'Kesselbelastung entsprechend sinkt, so muß diese Hilfsturbine eine besondere Zusatzdüsengruppe
mit einem besonderen Ventil und einer besonderen Dampfzuleitun g erhalten. Um diesle
Regelung selbsttätig zu gestalten, muß darüber hinaus eine Kupplung dieses besonderen
Ventils mit den Düsengruppenventilen der Hauptturbine vorgesehen sein..
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Die Erfindung vermeidet alle diese zusätzlichen Einrichtungen. Sie
besteht in erster Linie darin, daß. die selbsttätige Regelung der Hilfsturbinen,
die ohne Verwendung von Regelvorrichtungen in den Dampfzuleitungen durchgeführt
wird und die Speisung mit Anzapfdampf aufs: einer Stufe der Hauptturbine vorsieht,
dadurch: erfolgt, daß bei mindestens einer vorgeschalteten Hilfsturbine (z. B. der
Kühlerhilfsturbine) die durchströmende Dampfmeunge in bestimmten Grenzen eindeutig
durch den Dampfzustand vor der Turbine bestimmt ist, die Schluckfähigkeit dieser
Turbine :also unabhängig vom Gegendruck ist, während mindestens eine nachgeschaltete
Hilfsturbine (z. B. die Feuerungsturbine), wie an sich bekannt, mit im wesentlichen
gleichbleibendem Gegendruck arbeitet.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Schaltung gemäß
der Erfindung durch Abb. i und a dargestellt. Bei beiden Beispielen sind gleiche
Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Eine Frischdampf führende Leitung i steht gemäß der Ausführung nach
Abb. i über
einige verschiedene Düsengruppen beaufschlagende Ventile
2 mit der Hauptturbine 3 in Verbindung. Hinter der ersten Stufe der Hauptturbine
3 zweigt eine Leitung q. ab;; durch die Dampf entnommen wird, der na*,-ein an-der
in einer Turbine 5 für die Kü=,. anlage .und in einer Turbine 6 für das FeuZZ r
ungsgebläse auf wenige Zehntel at überdruck, also beispielsweise auf i,2 at absoluten
Druck, entspannt wird. Der 'Gegendruck in der Abdampfleitung 7 der Turbine 6 wird
durch überströlmventile 8, 9, i o gehalten, von denen das Ventil 8 den Abdampf in
die durch einen Geschwindigkeitsregler i i geregelte Turbine 12 strömen läßt, die
beispielsweise die Speisepuanpe, Bremsluftpumpe u.sw. antreibt. Das Ventil 9 verbindet
die Leitung 7 mit einem Vorwärmer 13, während das Ventil io, das bei etwas höherem
Druck als die beiden anderen Ventile 8 und 9 öffnet, das Entweichen. von. etwa überschüssigem
Dampf unmittelbar in einen Kondensator 14 ermöglicht, in den die Abdampfleitung
25 der Hauptturbine 3 mündet.
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Das Druckgefälle in der Kühlerturbine 5 ist so gewählt, daß die durch
sie strömende Dampfmenge in bestimmten Grenzen eindeutig durch den Dampfzustand
vor der Turbine bestimmt ist; ihre Schluckfähigkeit ist daher ebenso wie die der
zweiten Stufe der Hauptturbine 3 unabhängig v-om Gegendruck, so daß sie durch beide
strömenden Dampfmengen zueinander stets im gleichen Verhältnis stehen. Es entspricht
also die durch die Kühlerturbine 5 strömende Dampfmenge der gesamten die Hauptturbine
3 beaufschlagenden Dampfmenge. Die Leistung der Kühlerturbine 5 nimmt daher wie
erwünscht mit steigender Beaufschlagung der Hauptturbine 3 zu.
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Als Feuerungsgebläse ist ein Lüfter vorgehen, der in bezug auf Abhängigkeit
der Leistung von. Drehzahl und Fördermenge ähnlichen Gesetzen folgt wie seine Antriebsturbine
6. Da die zu fördernde Luft- oder Rauchgasm:enge der erzeugten Dampfmenge und diese
wieder der durch die Hilfsturbinen 5, 6 strömenden Dampfmenge etwa entspricht, und
da ferner der Gegendruck hinter der Feuerungsturbine 6 gleichbleibend gehalten wird,
läuft das Feuerun.gsgebläse stets mit der dein jeweiligen Dampfverbrauch entsprechenden
Drehzahl, so daß eine weitere Regelung des Gebläses nicht erforderlich ist.
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Die Turbine 12 treibt Hilfsmaschinen, .die mit gleichbleibender Drehzahl
laufen müssen, und wird daher durch den Geschwindigkeitsregler i i geregelt.
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Um dem Bedienungspersonal für besondere Bedarfsfälle, wie plötzliches
Abstellen der Hauptturbine 3 oder schnelles Anheizen des Kessels, die Möglichkeit
zu geben, auf die Hilfsmaschinen einzeln einzuwirken, können die Hilfsturbinen.
5, 6, 12 mit von Hand ab-,.#perrbaren Frischdampfzuleitungen und außer-,d#'i die
Feuerwigsturbine 6 mit einer Um-''Phungsleitung, die einen Teil des Dampfes der
Turbine vorbeizuführen gestattet, versehen werden. In Abb.2 ist eine derartig vervollständigte
Schaltung beispielsweise dargestellt. Diese unterscheidet sich einmal von der durch
Abb. i erläuterten dadurch, daß die Abdampfleitung 15 der Kühlerturbine 5 über eine
mit einem . Ventil 16 versehene Umgehungsleitung 17 mit der Abdampfleitung 7 der
Feuerungsturbine 6 in Verbindung steht. Ein weiterer Unterschied besteht darin,
daß von der Frischdampfleitung i eine Leitung 18 abzweigt, die nach der Hilfsturbine
12 führt und in die zwei Ventile i g und 2o eingeschaltet sind. Das Ventil 19
befindet sich in der Nähe der Frischdampfleitung i, während das Ventil 20 nahe der
Hilfsturbine 12 angeordnet ist. Von dem zwischen diesen Ventilen ig, 2o befindlichen
Stück der Leitung i 8 führt eine weitere durch ein Ventil 2 i absperrbare Leitung
22 nach der Kühlerturbine 5. Endlich zweigt von der Frischdampfleitung i eine durch
ein Ventil 23 @bsperrbare Leitung 2.4 ab, die nach der Feuerungsturbine 6 führt.
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Bei geöffnetem Ventil ig wird der Speisepumpenturbine 12 durch das
ebenfalls vom Geschwindigkeitsregler i i geregelte Ventil 20 und der Kühlerturbine
5 durch das Droisselventil21 Frischdampf zugesetzt, während das im Nebenschluß zur
Turbine 6 gelegene Ventil 16 :einen größeren oder kleineren Teil der durch die übrigen
Hilfsturbinen strömenden Dampfmenge von der Feueru gsturbwne 6 fernzuhalten gestattet.
Ferner ermöglicht das Ventil 23, der Feuerungsturbine 6 beim Anheizen, bei stark
- verschlacktem Feuer und in ähnlichen Fällen Frischdampf zur willkürlichen Verstärkung
der Feueranfachung zuzusetzen.
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Es ist natürlich möglich, die Turbine 5 in mehrere parallel oder hintereinandergeschaltete
Turbinen oder die Turbine 6 in mehrere parallel geschaltete Turbinen aufzulösen.
Ferner kann an Stelle des Geschwindigkeitsreglers i i gegebenenfalls ein anderer
Regler, beispielsweise ein Mengen- oder ein Leistungsregler, treten. Der Abdampf
der Feuerun.gsturbne 6 kann weiterhin für alle Zwecke verwendet werden, für die
ein gleichbleibender niedriger Dampfdruck erwünscht ist, z. B. für dis Heizung des
Getriebeöles.
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Mit der Schaltung der Hilfsturbinen gemäß der Erfindung sind außerdem
folgende Wirkungen verbunden.
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Die Hilfsturbinen 5, 6, 12 arbeiten mit kleinerem Druckgefälle und
größerer Dampfmenge
als bei Einzelschaltung. Dadurch werden sie
im Bau einfacher und im Dampfverbrauch sparsamer. Insbesondere die Turbine 6 zum
Feuerungsgebläse kann für so niedrige Drehzahlen, entworfen werden, daß sie unmittelbar
mit dem Feuerungsgebläse gekuppelt werden kann. Als: Sperrdampf für die Stopfbüchsen
der Turbinen steht Abdampf zur Verfügung, dessen Wärmegefälle bereits zur Arbeitsleistung
ausgenutzt wurde, z. B. der Abdampf der Feuerungsturbine 6. Die Stopfbüchsen der
Feuerungsturbine 6 stehen stets unter geringem Überdruck. Die erste Stufe der Hauptturbine
3 erhält die volle Dampfmenge, während die letzten Stufen um die durch die Hilfsturbinen
5, 6 und 12 strömende Dampfmenge entlastet werden.