DE724510C

DE724510C - Steam turbine with several nozzle groups

Info

Publication number: DE724510C
Application number: DEL99161D
Authority: DE
Inventors: Paul H Knowlton Jr
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-09-30
Filing date: 1939-09-30
Publication date: 1942-08-28

Description

Dampfturbine mit mehreren Düsengruppen Die Erfindung bezieht sich auf Dampfturbinen, bei denen mehrere Düsengrupplen für Teil- und Vollast und ein selbsttätig sich ein- und ausschaltendes Umkehrsegment für die wiederholte Beaufschlagung des gleichen Laufrades vorgesehen sind.Steam turbine with multiple groups of nozzles The invention relates to on steam turbines with several nozzle groups for partial and full load and one automatically switching on and off reversing segment for repeated exposure of the same impeller are provided.

Derartige Turbinenausbildungen eignen sich besonders für einer Hauptturbine vor- oder nachgeschaltete Hilfsturbinen. In diesem Falle hängt die der Hilfsturbine zuströmende Dampfmenge von der Belastung der Hauptturbine ab, ;so daß die Drehzahl der Hilfs: turbine und ,somit diejenige der Kesselbilfsmaschine im wesentlichen den vom Kessel gestellten Anforderungen angepaßt ist. Wenn aber bei unbelasteter Hauptturbine oder bei geringer Kessielleistung der Wirkungsgrad der Hilfsturbine verbessert werden . soll, ohne gleichzeitig eine Verschlechterung des Wirkungsgrades im Vollastbereich der Hilfsturbine in Kauf nehmen zu müssen, ist die Verwendung von Düsengruppen für Teil- und Vollast sowie das bekannte Umkehrsegment für wiederholte Beawfschlagung des Laufrades angezeigt.Such turbine designs are particularly suitable for a main turbine upstream or downstream auxiliary turbines. In this case, the auxiliary turbine is suspended the amount of steam flowing in depends on the load on the main turbine, so that the speed the auxiliary turbine and, therefore, that of the boiler bilfs machine is adapted to the requirements of the boiler. But if with unencumbered Main turbine or, if the boiler output is low, the efficiency of the auxiliary turbine be improved . should, without at the same time a deterioration in efficiency To have to accept in the full load range of the auxiliary turbine is the use of nozzle groups for partial and full load as well as the known reversing segment for repeated Actuation of the impeller is displayed.

Das Wesen der Erfindung gegenüber Einrichtungen bekannter Art, bei denen zur mehrfachen Beaufschlagung feste Umkehreinrichtungen mit vom Dampfdruck gesteuerten Rückschlagventilen angeordnet sind, besteht darin, daß die büsengruppienventile durch ein mit Anschlägen oder Nocken versehenes Gestänge derart gesteuert werden, daß beim öffnen des ersten Gruppenventils das Umkehrsegment zwangsläufig eingeschaltet, beim weiteren Betätigen des Stenergestänge,s in gleicher Richtung die anderen Gruppenventile nacheinander zwangsläufig geöff-5 net werden und bei beweglich angeordnetem Umkehraegment dieses herausgezogen, also ausgeschaltet, oder bei festgelagertem Umkehrsegment das zuerst geöffnete Gruppenventil wieder geschlossen wird. Der besond,ere Vorteil dieser Einrichtung besteht darin, daß die Einschaltventile nicht als Rückschlagventile ausgebildet sind, die vom Dampfdruck geöffnet und geschlossen werden und daher leicht auf ihren Sitzen festbrennen können, sondern daß die Ventile durch das in besonderer Weise ausgebildete Steuergestänge zwangsläufig ein- und ausgeschaltet werden. Das Ein- und Ausschalten des Steuergestänges kann hydraulisch, mittels eines Kraftkolbens oder in sonstiger geeigneter Art erfolgen.The essence of the invention over devices of known type, at those for multiple application of fixed reversing devices with steam pressure controlled check valves are arranged, is that the büsengruppienventile be controlled by a linkage provided with stops or cams in such a way that that when the first group valve opens the reversal segment inevitably switched on, if you continue to operate the Stener linkage, s in the same direction the other group valves are inevitably opened one after the other and at movably arranged reversal segment this pulled out, ie switched off, or If the reversing segment is fixed, the group valve that was opened first is closed again will. The particular advantage of this device is that the on-off valves are not designed as check valves that are opened and closed by the steam pressure and therefore can easily get stuck in their seats, but that the valves by the specially designed control linkage inevitably one and turned off. The control linkage can be switched on and off hydraulically, take place by means of a power piston or in some other suitable manner.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Turbine nach der Erfindung schematisch dargestellt.The drawing shows two exemplary embodiments of the turbine of the invention shown schematically.

Fig. i zeigt die Turbine teils in Seitenansicht, teils in einem senkrechten Schnitt; Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. i ; Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. i in größerem Maßstab; Fig. q. zeigt in der gleichen Darstellung wie Fig. i eine geänderte Ausführung der Turbine nach der Erfindung.Fig. I shows the turbine partly in side view, partly in a vertical position Cut; Figure 2 is a section on line 2-2 of Figure i; Fig. 3 is a section along the line 3-3 of Fig. i on a larger scale; Fig. Q. shows in the same Illustration like FIG. I shows a modified version of the turbine according to the invention.

Gemäß Fig. i und 2 enthält der Einströmkasten i i der Turbine io mehrere Düsengrwppenventile 12, 13, 1q., welche die Menge des von der Dampfquelle (z. B. einer vorgeschalteten Hauptturbine) durch das Rohr 15 zu den Düsengruppen 16, 17, 18 der Turbine strömenden Dampfes in bekannter Weise regeln. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Turbine nur ein einziges Laufrad 19, dessen Welle 2o mit einer beliebigen, nicht dargestellten Kesselhilfsmaschine gekuppelt ist. Nachdem der Dampf das Laufrad durchströmt hat, gelangt er in die Abdampfkammer 21 und ;strömt aus dieser durch einen Stutzen 22 zur etwa nachgeschalteten Hauptturbine oder zu einem anderen nicht dar-estellten Dampfverbraucher.Referring to FIG. I and 2, the Einströmkasten ii turbine io several Düsengrwppenventile 12, 13, 1q. Which the amount of, from the steam source (eg. As an upstream main turbine) through the tube 15 to the nozzle groups 16, 1 7 18 regulate the turbine flowing steam in a known manner. In the embodiment shown, the turbine has only a single impeller 19, the shaft 2o of which is coupled to any boiler auxiliary machine, not shown. After the steam has flowed through the impeller, it arrives in the exhaust steam chamber 21 and flows out of this through a connection 22 to the main turbine, for example, which is connected downstream or to another steam consumer, not shown.

Die Düsengrüppenventile 12, 13, 14 können beliebig ausgebildet sein. Gemäß Fig. i werden sie durch Federn 23, 2q., 25 gegen ihre Sitzflächen gedrückt. Zum Öffnen der Ventile dient ein Querriegel 26, der an eine St@ellstange 27 angeschlossen ist. Bei hintereinanderge:schalteten Turbinen werden diese Ventile zweckmäßig in Abhängigkeit vom Dampfbedarf des nachgeschalteten Dampfverbrauchers gesteuert. Wie Fig. i erkennen läßt, sind auf den einzelnen Ventilstangen Anschläge derart angeordnet, daß der Querriege126 die einzelnen Ventile nacheinander in die Offenlage überführt. Bei geringerem Dampfbedarf des nachgeschalteten Dampfverbrauchers wird nur das Ventil 12 geöffnet, so daß nur zu der ersten Düsengruppe 16 Dampf strömen kann. Wenn die von der Turbine angetriebene Hilfsmaschine, z. B. eine Kesselhilfsmaschine, sogar bei geringerer Kesselleistung voll belastet ist, so reicht der diese Turbine nur ein einziges Mal durchströmende Dampf bei alleinigsr Speisung der Düsengruppe 16 nicht aus, um den Kraftbedarf voll zu decken. Es wird aher, sofern nur das erste Gruppenventil 12 geöffnet ist, der Dampf in bekannter Weise ein zweites Mal durch die Turbine hindurchgeleitet, damit der zusätzliche Kraftbedarf gedeckt werden kann. Die diese Umleitung des Dampfes bewirkende Vorrichtung 3o besteht gemäß Fig.2 und 3 aus einem zwischen Führungsschiene 3 i gleitenden Körper (Gleitbock), der einen Umkehrkana133 besitzt. In diesen Kanal strömt der dem Laufrad durch die D üs@engruppe 16 zugeleitete Dampf, nachdem er die Turbinenstufe durchströmt hat. Der Kanal 33 lenkt dann diesen Dampf um und führt ihn in bekannter Weise an einer anderen Stelle des Laufrades wieder in dieses zurück. In dem Kana133 können, wie an sich bekannt, Leitkörper 3q. angeordnet sein, welche die Umlenkung des Dampfstromes unterstütz °n. Beim zweiten Durchgang des Dampfes durch die Turbinenstufe wird der Dampf von ,einer Kammer 35 aufgenommen, die den Dampf in die Abdampfkammer 2 i durch ein. Rohr 36 zurückleitet, das unterhalb des Laufrades an die Kammer 35 angeschlossen ist. Der den Umlenkkana133 enthaltende Gleitkörper i 3o wird durch eine auf eine Stellstange 38 einwirkende Feder 37 in seine wirksame unterste Lage niedergedrückt. Wenn der Dampfdurchsatz durch die Hilfsturbine ein bestimmtes Maß überschreitet und infolgedessen der Dampf nicht mehr ein zweites Mal durch die Hilfsturbine hindurchgeleitet zu werden braucht, so wird die Umlenkvorrichtung selbsttätig aus ihrer wirksamen Stellung herausgeschoben. Zu diesem Zwecke besitzt der Querriegel 26 seitlich einen Ansatz 39 (vgl. Fig, i ), der mit einem Bund der Stehstange 38 zusammenwirkt und dafür sorgt, daß die Umlenkvorrichtung im Augenblick des öffnens des Ventils 13 in ihre unwirksame Stellung übergeführt wird. Damit die Regelung der Hilfsturbine nicht zu sehr beeinträchtigt wird, wird die Umlenkvorrichtung aus ihrer wirksamen Stellung allmählich und zweckmäßig mit der gleichen Geschwindigkeit herausbewegt, mit der das Ventil 13 in die Offen-Lage übergeführt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform kann die Umlenkvorrichtung nur mit der gleichen Geschwindigkeit in ihre unwirksame Stellung übergeführt werden, mit der das Ventil 13 sich öffnet, iedoch kann durch eine geeignete Übersetzung mittels Nocken @o. dgl. dafür gesorgt werden, daß die Geschwindigkeit und damit die Zeit, die zum Zurückziehen der Umlenkvorrichtung 3o erforderlich ist, beliebig verändert werden kann. Wie Fig. 2 zeigt, ist die untere Fläche 4o des Umlenkkörpers abgeschrägt, so daß im Strömungsweg des aus dem Laufrad aus; tretenden Dampfes während des Zurückziehens des Gleitkörpers 3o kein unzulässiger Widerstand vorhanden ist.The nozzle group valves 12, 13, 14 can be designed as desired. According to FIG. I, they are pressed against their seat surfaces by springs 23, 2q., 25. A cross bar 26, which is connected to a control rod 27, is used to open the valves. In the case of turbines connected in series, these valves are expediently controlled depending on the steam demand of the downstream steam consumer. As can be seen in FIG. 1, stops are arranged on the individual valve rods in such a way that the transverse bar 126 moves the individual valves one after the other into the open position. If the downstream steam consumer requires less steam, only the valve 12 is opened, so that steam can only flow to the first group of nozzles 16. When the auxiliary machine driven by the turbine, e.g. If, for example, a boiler auxiliary machine is fully loaded, even with a lower boiler output, the steam flowing through this turbine only once is not sufficient when the nozzle group 16 is supplied alone, in order to fully cover the power requirement. If only the first group valve 12 is open, then the steam is passed through the turbine a second time in a known manner so that the additional power requirement can be covered. The device 3o effecting this diversion of the steam consists according to FIGS. The steam fed to the impeller through the nozzle group 16 flows into this channel after it has flowed through the turbine stage. The channel 33 then deflects this steam and leads it back into the impeller in a known manner at another point of the impeller. As is known per se, guide bodies 3q. be arranged, which supports the deflection of the steam flow ° n. When the steam passes through the turbine stage for the second time, the steam is taken up by a chamber 35 which passes the steam into the exhaust steam chamber 2 i. Pipe 36 which is connected to the chamber 35 below the impeller. The sliding body i 3o containing the deflection channel 33 is pressed down into its effective lowermost position by a spring 37 acting on an actuating rod 38. If the steam throughput through the auxiliary turbine exceeds a certain level and as a result the steam no longer needs to be passed through the auxiliary turbine a second time, the deflection device is automatically pushed out of its operative position. For this purpose, the cross bar 26 has a shoulder 39 on the side (see FIG. 1), which cooperates with a collar of the upright rod 38 and ensures that the deflection device is moved into its inoperative position at the moment the valve 13 is opened. So that the regulation of the auxiliary turbine is not impaired too much, the deflection device is gradually moved out of its active position and expediently at the same speed with which the valve 13 is moved into the open position. In the embodiment shown, the deflecting device can only be moved into its inoperative position at the same speed as that at which the valve 13 opens, but by means of a suitable translation by means of cams @o. Like. It is ensured that the speed and thus the time required to retract the deflection device 3o can be changed as desired. As shown in FIG. 2, the lower surface 4o of the deflecting body is bevelled so that in the flow path of the from the impeller; emerging steam during the withdrawal of the sliding body 3o no impermissible resistance is present.

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist die Turbine 45 mit mehreren Ventilen 46 bis 49 ausgerüstet, welche die Dampfzuführung vom Einströmkasten 5o zu den Düsengruppen 5 i bis 54 steuern. Bei dieser Ausführungsform ist- die Umlenkvorrichtung 55 unver.schiebbar angeordnet und so ausgebildet, daß sie den durch das Venti146 und die Düsengruppe 51 strömenden Dampf derart umlenkt, daß er ein zweites Mal durch das Laufrad hindurchgeführt wird. Die Ventile werden hierbei durch eine mit Nocken 56 bis 59 besetzte Stange gesteuert. Diese Nocken wirken mit auf den Ventilstangen angeordneten Rollen zusammen. Diese Nocken sind so ausgebildet, daß die einzelnen Ventile nacheinander in die Ofbenlagge übergeführt werden. Wenn nur das Venti146 geöffnet ist, also die Turbine unter Teillast läuft, wird der Dampf nach Durchströmen der ersten Düsengruppe 51 umgelenkt und durchströmt nochmals das Laufrad, damit deren Wirkungsgrad während dieses Betriebszustandes verbessert ist. Bei Vergrößerung des, DampfduTchsatzes wird die Nockenstange nachlinks verschoben, bis das zweite Ventil 47 geöffnet ist. Bei weiterer Vergrößerung des Dampfdurchsatzes öffnet sich das Ventil 48, während sich gleichzeitig das Ventil 46 schließt, da die Nocke 56 die zugehörige Rolle der Steuerstange des Ventils 46 wieder freigegeben hat. Wenn bei großem Dampfdurchsatz die Notwendigkeit zur Umlenkung des Dampfes nicht mehr besteht, strömt die gesamte Dampfmenge in Abhängigkeit vom Leistungsbedarf durch die restlichen Ventile 47 bis 49. Bei geeigneter Ausbildung und Anordnung der die Ventile .steuernden Nocken kann das erste Ventil vor der Umlienkvorrichtung in dem Augenblick in die Schließlage übergeführt sein, in dem die Hilfsturbine mit Vollast läuft.In the embodiment of Figure 4, the turbine 45 is with several Valves 46 to 49 equipped, which the steam supply from the inflow box 5o to the nozzle groups 5 i to 54. In this embodiment, the deflection device is 55 arranged immovably and designed in such a way that the venti146 and nozzle group 51 redirects flowing steam so that it passes through a second time the impeller is passed through. The valves are here by means of a cam 56 to 59 occupied rod controlled. These cams also act on the valve rods arranged roles together. These cams are designed so that the individual Valves are successively transferred into the furnace flag. If only the Venti146 is open, i.e. the turbine is running under partial load, the steam will flow through it the first nozzle group 51 is deflected and flows through the impeller again, so whose efficiency is improved during this operating state. When enlarged of the steam nozzle, the cam rod is moved to the left until the second Valve 47 is open. When the steam throughput is increased further, it opens valve 48, while at the same time valve 46 closes as cam 56 has released the associated role of the control rod of the valve 46 again. if with high steam throughput, the need to deflect the steam is no longer necessary exists, the entire amount of steam flows through depending on the power requirement the remaining valves 47 to 49. With a suitable design and arrangement of the Valves .steuernden cam can be the first valve in front of the deflecting device in the Moment be transferred to the closed position in which the auxiliary turbine at full load runs.

Claims

PATENT CLAIM: Steam turbine with several nozzle groups for partial and full load and one automatically; reversing segment that switches on and off for repeated actuation of the same impeller, characterized in that the nozzle group valves are equipped with stops (Fig. I) or cams (Fig. 4) provided linkage can be controlled in such a way that when the first group valve is opened, the reversing segment is inevitably switched on, and when the next. Actuate the control linkage in the same direction, the other group valves (13, 14 or 47, 48, 49) open, others inevitably open. and with movably arranged reversal victory. ment, this is pulled out or, if the reversing segment is fixed, the group valve (46) that was opened first is closed again.