-
Einrichtung zum selbsttätigen Inbetriebsetzen eines Hilfsantriebs
für den Läufer einer Dampfturbine nach deren Abschaltung Um bei Abschaltung einer
Dampfturbine eine gleichmäßige Abkühlung des Läufers zu erreichen, ist es üblich,
den Läufer mit niedriger Drehzahl duzch eine besondere Antriebsmaschine in Umlauf
zu halten. Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Schaltvorrichtung zur Inbetriebsetzung
der Hilfsantriebsmaschine des Turbinenläufers, wenn derselbe beim Auslauf eine bestimmte
niedrige Drehzahl unterschreitet. Das Neue besteht darin, daß zwischen der Turbinenwelle
und der Schaltvorrichtung des Hilfsantriebs eigne üb,erholungskupplung vorgesehen
ist, deren eine Kupplungshälfte von der Turbinenwelle und deren anderer Kupplungsteil
von einem langsam laufenden Motor der Schalteinrichtung angetrieben wird, und die
bei, der Mitnahme des leer laufenden Turbinenläufers auf den Motor der Schaltvorrichtung
ausgeübte.Gegenkraft zur Einschaltung des Hilfsmotors und der Kupplung benutzt wird.
.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
worin Abb. leine Turbinenantriebsverrichtung in vereinfachter Darstellung, Abb.2
deren Einschaltvorrichtung in schaubildlicher Darstellung, Abb.3 bauliche Einzelheiten
ebenfalls in schaubildlicher Darstellung und Abb. q., 5 verschiedene Bauteile in
verschiedenen Betriebsstellungen zeigen.
-
In Abb. i bedeuten i o eine Dampfturbine, i i deren Dampfzuführung,
12 den Abdampfstutzen und 13 die Läuferwelle. Beim. Abschalten der Turbine soll
der Läufer mit niedriger Drehzahl durch eine Antriebsvorrichtung betrieben werden.
Zu diesen. Zwecke ist .ein Elektromotor 14 vorgesehen, der die Läuferwelle 13 durch
Getriebe 15, 16 über eine
schaltbare Kupplung 17 antreibt.
D,er Motor 14 ist durch Leitungen 18, i9, 2o an ein elektrisches Netz 21 angeschloissen.
Die Leitungen i9, 2o sind an eine Schaltvarrichtungoder einen Stromunterbrecher
22 angeschlossen, welcher den Motor 14 .einschaltet, sobald die Turbine nach ihrem
Sfillsetzen eine niedrige Drehzahl von beispielsweise i U/min erreicht hat. Die
Schaltglieder der Kupplung 17 sind während des gewöhnlichen Betriebs der
Turbine außer Eingriff und werden in. dieser Lage mittels einer Feder 23- gehalten,
die an dem unteren Ende eines zweiarmigen Hebels 24 angreift, während das obere
Ende dieses Hebels an einem der Schaltglieder der Kupplung 17 angelenkt ist.
Das untere Ende des Hebels 24 ist außerdem mit einem Hubmagneten 25 verbunden, dessen
Spule 26 mit dem Motor 14 parallel geschaltet ist, so daß beim Anlassen des Motors
14 die Spule 26 vom Strom durchflossen wird und das Einschalten der Kupplung zum
Antrieb des Turbinenläufers bewirkt.
-
Die selbsttätige Schaltvorrichtung 22 besteht, wie aus Abb.2 und 3
ersichtlich, aus einem Ring 27 mit einem -Gewindefoirtsatz 28
zur Befestigung
an der Turbinenwelle. Der Ring 27 enthält drei Klinken 29, die schwenkbar um Zapfen
3o in gleichen Abständen um die Drehachse herum angeordnet sind. Die Einrichtung
ist so getroffen; daß, wenn. der Ring 27 langsam umläuft, jede Klinke in ihrer oberen
Lage durch die Wirkung der Schwerkraft nach innen bewegt wird, wie rechts in Abb.3
und in Abb. 5 gezeigt ist. Wenn jedoch der Ring 27 mit hoher Geschwindigkeit umläuft,
z. B. bei .einer Drehzahl von über i oo U/min, werden die Klinken unter der Fliehkraft
nach außen bewegt; Die Klinken wirken mit einem Sperrad 3 i zusammen, welches auf
der Welle 32 angeordnet ist und mit niedriger Drehzahl, z. B. i U/min, durch einen
Motor 33 über das Getriebe 34 angetrieben wird. Das Sperrad 31 läuft in der gleichen
Richtung um wie der die Klinken 29 tragende Ring 27.
-
Solange der Ring 27 mit einer höheren Drehzahl umläuft als das vom
Motor 33 angetriebene Sperrad 31, kann das letztere bis zur Drehzahl von ioöU/min
herunter des Ringes 27 frei umlaufen: Bei den vorgenannten niedrigen Drehzahlen
treten die Klinken nicht in Eingriff zeit dem Sperrad 3 i, sondern gleiten nur leicht
über die Zähne des letzteren, bis jede Klinke eine Stellung erreicht hat, in welcher
sie durch die Schwerkraft nach der Mitte des Ringes 27 zu bewegt wird. Sobald jedoch
die Drehzahl des Ringes 27 diejenige des. Sperrades 31 unterschreitet, so greifen
die Klinken in die Lücken der Zähme des Sperrrades ein und verhindern dasselbe,
schneller zu laufen als der Ring 27; wodurch die Drehzahl des Motors 33 herabgesetzt
wird. Die Verzögerungskraft wird von dem Sperrad 3 i über die Welle 32 und das Getriebe
34 auf den Läufer des Motors 33 übertragen, welcher seinerseits .eine magnetische
Rückwirkung auf den Ständer des Motors 33 ausübt. Der letztere ist, wie später beschrieben,
so abgestützt, daß er -eine kleine Drehbewegung ausführen kann. Die vorerwähnte
Rückwirkung veranlaßt diese leichte Drehbewegung des Ständers, wodurch ein Schalter,
im vorliegenden Falle ein Quecksilberschalter 35, bestehend aus :einem Gefäß 36a
und einer geringen Quecksilbermenge36, geschlossen wird. Das Gefäß-- ist auf einem
Winkeleisen 36 angeordnet, welches auf dem Ständer des Motoirs 33 befestigt
ist. Der Quecksilberschalter ist in Abb.4 in seiner Ausschalt- und in Abb.5 in seiner
Schlußstellung dargestellt, wobei in letzterem. Falle durch die links bewegte Quecksilbermenge
zwei im Innern des Gefäßes vorgesehene Kontakte der Leitungen 19, 20 und somit die
elektrischen Stromkreise für das Relais 25 und den Motor 14 geschlossen werden::
Beim Schließen dieser Stromkreise wird die Antriebsmaschine für den Turbinenläufer
eingeschaltet. Die Schalteinrichtung bildet mit dem in dem Gehäuse 37 eingeschlossenen
Motor eine Einheit und ist an dem Turbinengehäuse durch eine Konsole 38 (Abb. i)
befestigt. Der Ständer des Motors 33 wird durch zwei parallele Bolzen 39 und 40
gehalten. Die rechten und linken Enden dieser Bolzen. sind an Plätten 41 bzw. 42
befestigt. Ein Hohlwellenstumpf 43 ist in der Mitte der Platte q. i befestigt und
drehbar in dem durch den Boick 45 gebildeten Lager 44 gelagert. Die Bohrung dieses
Wellenstumpfes 43 bildet ihrerseits die Lagerung für die Welle 32 des Sperrades.
Ein weiterer Wellenstumpf 46 ist an der Platte 42 befestigt und drehbar in einem
Lager 47 des Bockes 48 gelagert. Die beiden Böcke 45 und 48 sind an einer Grundplatte
49 des Gehäuses 37 befestigt. Zwei Platten S o und 51 sind im Innern des Gehäuses
durch Winkeleisen 52 auf der Grundplatte befestigt. Diese Platten bilden zusammen
mit den anliegenden Gehäuseteilen die Anschlußkästen 53 und 54 für die Stromkreise
des Schalters35 und des Motors33. Die Anschlußkabel55 des Motors33 sind an Klemmen
56 angeschlossen, die auf einer Isolierplatte 5i befestigt sind. Die Klemmen 56
i sindmit Leitungen 57, 58 verbunden, die durch eine Durchführungsbüchse 59 hindurchgeführt
sind. Das Kabel 57 (Abb. i) ist an die Leitung 2o und das Kabel 58 unmittelbar
an das Stromnetz 21 angeschlossen. Die Durchfüh- 1 rang der Leitungen-ig und 20
in dem Schaitkasten 53 für den Quecksilberschalter 35 ist
die gleiche
wie in dem Kasten 54 für die Ka. bel 57, 58.
-
Die äußere Umhüllung des Gehäuses für die Schalteinrichtung besteht
aus drei Teilen 6o, 61 und 62, wobei die Teile 6o und 62 die Deckel für die Kästen
53 und 54 und der Teil 6 1 den Deckel für den Motor 33 und den Schalter 3
5 bilden. Jedes der drei Teile 6o, 6 i, 62 ist mit der Grundplatte 49 durch zwei
Schrauben verbunden. Der Deckelbi wird durch Schrauben 65 gehalten und ist mit einer
Falte 66 versehen, die mit dem abgebogenen Rand 67 des übrigen Gehäuseteils in Eingriff
steht.
-
Während des gewöhnlichen Betriebs der Turbine, bei dem das Sperrad
3 i ungehindert umläuft, befindet sich der Motoir 33 mit den Bolzen 39, 40 in der
in Abb. 2 und 3 gezergten Lage; in welcher sich das Ende des Bolzens 40 gegen eine
in der Konsole _48 vorgesehene Schulter 68 legt. Diese Schulter bildet einen Anschlag
gegen die Verdrehung des Ständers in einer Richtung. Wenn die Turbine i o bei ihrem
Auslauf eine Drehzahl erreicht, die unter derjenigen des Sperrades 3 i liegt, so
kommt eine der Klinken 29 in Eingriff mit dem Sperrad, wie in Abb. 5 dargestellt,
wodurch eine Drehbewegung des. Ständers des Motors 33 mit den Bolzen 39, 4o hervorgerufen
wird. Diese Bewegung wird durch eine andere Schulter 69 der Konsole 48 begrenzt,
wobei das Sperrad an einem freien Umlauf bei seiner Nenndrehzahl von beIspIelsweise
i U/min gehindert wird. Der Motor 33 ist zweckmäßig als Synchronmotor ausgebildet.
-
Der Ständer des Motors 33 wird für gewöhnlich in einer festen Lage
gehalten, in der der Bolzen 40 in der Rast 68 mittels einer Zugfeder 70 gehalten
wird (Abb. i), die an dem Bolzen 4o befestigt ist. Wenn das Sperrrad 3 i an seineirr
freien Umlauf gehindert wird, so wird der Ständer des Motors 33 eRtgegen der Zugkraft
der Feder 70 so weit gedreht, bis der Bolzen 39 mit dem Anschlag 69 in Eingriff
kommt. Wenn der Widerstand gegen die Bewegung des Sperrades 3 i aufgehoben ist und
der Turbine wieder Dampf zugeführt wird, wird der Ständer,des Motors 33 mit den
daran befestigten Teilen durch die Wirkung der Feder 70 in seine Ausgangsstellung
zurückbewegt. Der Umstand, daß der Ständer des Motors 33 in seiner Bewegung begrenzt
und jeweils in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird, sobald der äußere Widerstand
gegen den freien Umlauf des Motors aufgehört hat, ist wichtig für den Betrieb von
Dampfturbinen, weil der Hilfsantrieb für die Turbine nicht in Tätigkeit gesetzt
werden kann, während die Turbine mit hoher Drehzahl umläuft. Ein weiterer Vorteil
besteht in der Vermeidung jeder Handbetätigung für das Einschalten des. Turbinenantriebs
mit Rücksicht darauf, daß die Antriebsvorrichtung dabei häufig Zerstörungen ausgesetzt
war.