DE726473C

DE726473C - Device for bearing lubrication when starting and stopping a steam turbine with an automatically controlled turbo auxiliary oil pump

Info

Publication number: DE726473C
Application number: DET54114D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Paul Kanis
Original assignee: Kanis & Co; TURBINENFABRIK BRUECKNER
Current assignee: Kanis & Co; TURBINENFABRIK BRUECKNER
Priority date: 1940-08-14
Filing date: 1940-08-14
Publication date: 1942-10-14

Description

Vorrichtung zur Lagerschmierung beim Anlaufen und Auslaufen einer Dampfturbine mit einer selbsttätig gesteuerten Turbo-Hilfsölpumpe Bekanntlich treten bei Inbetriebnahme von Dampfturbinen gefährliche Lagerbeanspruchungen dadurch auf, daß die @ mit der Maschine starr .gekuppelte Schmierölpumpe mit den ersten Umdrehungen meist gar kein Öl und beim Zunehmen der Drehzahl ungenügend Öl in die Lagersteller bringt,-so daß die Gefahr des Heißlaufens besteht. Zur Vermeidung dieses Übelstandes sind gewöhnlich Dampfturbinen mit Handölpumpen ausgerüstet, mittels derer die Lager vor Inbetriebnahme der Turbine mit dem erforderlichen Öl versorgt werden, um ein Auslaufen der Lager zu verhüten. Hierbei hat sich gezeigt, daß eine solche Vorrichtung den Übelstand des Heißlaufens von Dampfturbinen beim Anfahren mir ungenügend beseitigt, da einmal das Handpumpen bis auf den erforderlichen Lageröldruck unbeabsichtigt übersehen werden kann und zum andern eine absichtliche Vernachlässigung -durchaus möglich ist. Ferner ist bekannt, -daß sich vor dem Einlaß- bzw. Schnellschlußventil stets Dampf niederschlägt. Die Beseitigung dieses Kondensats erfolgt üblicherweise durch Öffnen von an geeigneter Stelle angebrachtenHähnen bzw. Ventilen. Durch solche Maßnahmen ist die Gefahr des Wassereintrittes in de Dampfturbine keineswegs beseitigt, da das Öffnen der Hähne b.zw. Ventile übersehen werden kann.Apparatus for bearing lubrication when starting and stopping a steam turbine with an automatically controlled auxiliary turbo oil pump It is well known that when steam turbines are started up, dangerous bearing loads occur because the lubricating oil pump, which is rigidly coupled to the machine, usually has no oil for the first few revolutions and when the speed increases brings insufficient oil into the bearing plate, so that there is a risk of overheating. To avoid this inconvenience, steam turbines are usually equipped with hand oil pumps, by means of which the bearings are supplied with the necessary oil before the turbine is started up in order to prevent the bearings from running out. It has been shown that such a device does not sufficiently eliminate the inconvenience of overheating steam turbines when starting up, since on the one hand hand pumping can be unintentionally overlooked except for the required bearing oil pressure and on the other hand, deliberate neglect is quite possible. It is also known that steam is always deposited in front of the inlet or quick-closing valve. This condensate is usually removed by opening taps or valves at a suitable location. Such measures by no means eliminate the risk of water entering the steam turbine, since opening the taps or Valves can be overlooked.

Hiergegen ist es Zweck der Erfindung, eine ausreichende Schmierung der Lagerstellen sowie eine Entwässerung der Frischdampfleitung von Dampfturbinen vor ihrer Inbetriebnahme in selbsttätiger, von der Beobachtung des Bedienenden unabhängiger und nur von derBedienung desDampfzuführungsventils abhängiger Weise zu gewährleisten. Das wird dadurch erreicht, d:aß :die Spindel des Ei.nlaß- bzw. SchnellschluBventils mit dem zwischen dem Dampfzuführungskanal und dtm Anschluß nach der Turbo-Hilfsölpumpe liegenden Entwässerungsventil derart verbunden ist, daß vor Öffnen und nach Schließen des Ventilkegels das Entwässerungsventil zwangsläufig bewegt und die Frischdampfzufuhr zur Turbo-Hilfsölpumpe in an und für sich bekannter W_ eise zwangsläufig geregelt wird.Against this, it is the purpose of the invention to ensure adequate lubrication of the storage locations as well as a drainage of the main steam line of steam turbines before it is put into operation in an automatic manner, independent of the operator's observation and only dependent on the operation of the steam supply valve. This is achieved by using the spindle of the inlet or quick-closing valve with the one between the steam supply duct and dtm connection to the turbo auxiliary oil pump lying drain valve is connected in such a way that before The drain valve inevitably opens and after the valve cone closes moves and the live steam supply to the turbo auxiliary oil pump in and of itself known W_ is inevitably regulated.

Es ist eine Einschaltvorrichtung für die Hilfsschmierölpumpe bei 1\-Zaschinenanlageii, z. B. Dampfturbinen, mit Schnellschluß bekannt, bei welcher lediglich beim Wiederöffnen des Schnellschlusses selbsttätig ein Anfahren der Hilfsschmierölpumpe bewirkt wird. Nach der vorliegenden Erfindung besteht der wesentliche Unterschied darin, daß eine zwangsweise Lagerschmierung und Entwässerung der Frischdampfleitung vor Inbetriebnahme der Turbine und nach Schließen des Ventilkegels und nach Eintritt des Schnellschlusses zwangsläufig erfolgt, so .daß vor Inbetriebnahine und auch bei Auslaufen der Turbine eitle genügende zwangsweise Lagerschmierung gewährleistet wird.It is a switch-on device for the auxiliary lubricating oil pump in 1 \ machine systems, z. B. steam turbines, known with quick-action, in which only when reopening the emergency shut-off causes the auxiliary lubricating oil pump to start up automatically. According to the present invention, the main difference is that one Forced bearing lubrication and drainage of the main steam line before commissioning of the turbine and after closing the valve cone and after the emergency shutdown occurs inevitably takes place, so that before commissioning and also when the turbine is running down vain sufficient forced bearing lubrication is guaranteed.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zum selbsttätigen Anlassen von Dampfturbinenanlagen, bei denen -das Öffnen der Dampfzufuhr in Abhängigkeit von den die Beanspruchung der Turbine während des Anlassens kennzeichnenden Betriebszuständen selbsttätig gesteuert wird. Die Erfindung jedoch nimmt auf diese Einflüsse der Turbinenbeanspruchung beim Anfahren keine Rücksicht, vielmehr wird in Abhängigkeit der Bewegung des Einlaß- bzw. Schnellschlußventils die Ölzufuhr geregelt und damit zu gleicher Zeit auch die Fri.schdampfleitung vom Niederschlagswasser befreit.A method for automatic starting of steam turbine systems is also known, where -the opening of the steam supply depending on the load operating states characteristic of the turbine during starting is controlled. The invention, however, takes on these influences of the turbine stress no consideration when starting up, rather, depending on the movement of the inlet or quick-closing valve regulates the oil supply and thus at the same time the rainwater is removed from the steam pipe.

Schließlich ist noch die Regelung einer Ölpumpe bekannt, die selbsttätig die Förderung beginnt, sobald der Lagerdruck sinkt. Im Gegensatz zu dieser Ausführung, die selbstverständlich zusätzlich in die Vorrichtung der Erfindung eingebaut werden kann, regelt eile Erfindung die Ölzufuhr beim Anlauf und beim Auslauf der Turbine und befreit außerdem die D.ampfzuführungsleitung vom Niederschlagswasser.Finally, the automatic control of an oil pump is known pumping begins as soon as the storage pressure drops. In contrast to this version, which are of course also built into the device of the invention can, an invention regulates the oil supply when the turbine is started and stopped and also frees the steam supply line from rainwater.

Auf beiliegender Zeichnung ist die Erfindung wesenhaft in einer beispielsweisen Ausführung teilweise im Schnitt,dargestellt.In the accompanying drawing, the invention is essential in an exemplary manner Execution partly in section, shown.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, bestellt das Einlaß- bzw. Schnellschlußventil aus dem Ventilkegel i, der drehbar mit der Spindel 2 verbunden ist, anderen freiem Ende das Handrad 3 sitzt.As can be seen from the drawing, the inlet or quick-closing valve is ordered from the valve cone i, which is rotatably connected to the spindle 2, another free one The end of the handwheel 3 is seated.

Auf die Ventilspindel 2 sind zwei Rechtsgewinde 4. und 5 mit feiner und gleicher Steigung aufgeschnitten, auf denen die Muttern 6 und 7 sitzen. Diese beiden Muttern sind gegen Verdrehung durch die Federn 8 und 9 geschützt. Die Bewegung der :Mutter 6 vo j dem Handrad 3 weg wird begrenzt durch di. ` Klinkbüchse i i, die mit dem Federteller i: fest verschraubt ist und von der Klinkwelli i i' in ihrer Lage festgehalten wird.On the valve spindle 2, two right-hand threads 4 and 5 with a fine and equal pitch are cut, on which the nuts 6 and 7 sit. These two nuts are protected against rotation by the springs 8 and 9. The movement of: Nut 6 vo j the handwheel 3 away is limited by di. `Klinkbüchse ii, which is firmly screwed to the spring plate i: and is held in place by the Klinkwelli ii '.

An der Mutter 6 ist beiderseitig ein Mit Nehmer vorgesehen in Form eines Zapfens 13 an dem ein um den Festpunkt 14. schwenk barer Gabelhebel 15 angelenkt ist. An dessei eitlem Arm ist ein Gestänge 16 gelenkig an geschlossen, dessen freies Ende das Eilt wässerungsventil 17 trägt.On both sides of the nut 6 a slave is provided in the form a pin 13 on which a fork lever 15 pivotable about the fixed point 14 is articulated is. On dessei vain arm a linkage 16 is articulated to closed, its free The end of the rush watering valve 17 carries.

Der Dampfzuführungsstutzen iS münclet il den um den Ventilkegel i liegenden Ringiauin 19, von dem ein Entwässerungskanal 2c abgesondert ist, der durch das Entwässerungsventil 17 nach der vor der Turbine an-(),eordnetenTurbo-Hilfsölpumpe2i freigegeben bzw. verschlossen wird.The steam supply nozzle is designed around the valve cone lying Ringiauin 19, from which a drainage channel 2c is separated, through the drainage valve 17 after the turbo auxiliary oil pump 2i arranged upstream of the turbine () is released or closed.

Der Ringraum i9 steht finit dein vor dem Ventilkegel i liegenden Raum 22 und somit mit dem Entwässerungskanal 20 durch die Bohrung 23 in ununterbrochener Verbinclung.The annular space i9 is finitely the space in front of the valve cone i 22 and thus with the drainage channel 20 through the bore 23 in an uninterrupted manner Connection.

Der Entwässerungskanal 2o ist an dein Ringraum i9 derartig angeschlossen, daß er beim vollständigen Öffnen des Ventilkegels i vom Ringraum i9 abgeschlossen und somit die Turbo-Hilfsölpumpe 2i stillgesetzt wird.The drainage channel 2o is connected to your annulus i9 in such a way that that it is closed from the annulus i9 when the valve cone i fully opens and thus the turbo auxiliary oil pump 2i is stopped.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Soll das Einlaß- bzw. Schnellschlußventil über seinen Ventilkegel i geöffnet und die Turbine in Betrieb gesetzt werden, so geschieht dies durch das Drehen des Handrades 3 entgegengesetzt dein U hrzeigersinn. Der auf dem Kegel i des Einlaß- bzw. Schnellschlußventils ruhende Dampfdruck verhindert jedoch ein sofortiges Öffnen des Ventils. Vielmehr werden zunächst durch die dargestellte Öffnungsdrehung des Einlaß-bzw. Schnellschlußventils die auf der Spindel 2 verschiebbaren -Muttern 6 und 7 nach unten zu bewegt, so lange, bis die Mutter 6 an der Klinkbiichse i i anschlägt. Durch diese Verschiebung der Mutter 6 wird über den Gabelliebel 15 und über das an ihm angeschlossene Gestänge 16 das Entwässerungsventil 17 geöffnet und damit der Dampfweg vom Ringraum i9 über die Bohrung 23 und den Entwässerungskanal 2o zu der Turbo-Hilfsölpumpe a1 freigegeben. Gleichzeitig wird das angesammelte Kondenswasser weggeschafft. Die Turbo-Hilfsölpumpe 21 wird also vor Inbetriebnahme der Dampfturbine die Lager-bzw. Ölverteilungsstellen 2.1 mit einer genügenden Menge 01 versorgen. Zu diesem Zweck ist die Turbo-Hilfsölpulnpe2i mittels einer Rohrleitung 25 an einem Ölbehälter 26 und an die Ölverteilungsstelle 21 angeschlossen.The device described above works as follows: If the inlet or quick-action valve is to be opened via its valve cone i and the turbine is put into operation, this is done by turning the handwheel 3 counterclockwise. However, the steam pressure resting on the cone i of the inlet or quick-closing valve prevents the valve from opening immediately. Rather, by the opening rotation of the inlet or. Quick-acting valve, the sliding nuts 6 and 7 on the spindle 2 are moved downward until the nut 6 strikes against the Klinkbiichse ii. This displacement of the nut 6 opens the drainage valve 17 via the fork gable 15 and the linkage 16 connected to it, thus releasing the steam path from the annular space i9 via the bore 23 and the drainage channel 2o to the turbo auxiliary oil pump a1. At the same time, the accumulated condensation is removed. The turbo auxiliary oil pump 21 is therefore the bearing or before the start-up of the steam turbine. Supply oil distribution points 2.1 with a sufficient quantity of 01 . For this purpose, the turbo-auxiliary oil pump 2i is connected to an oil container 26 and to the oil distribution point 21 by means of a pipe 25.

Damit die Turbo-Hilfsölpumpe 21 das Öl nicht in die Rohrleitung 27 drückt, die von der mit :der Dampfturbine 28 starr gekuppelten Masehinenölpumpe 29 kommt, ist in diese Leitung 27 ein Rückschlagventil 3o eingeschaltet.So that the turbo auxiliary oil pump 21 the oil not in the The pipeline 27 pushes the oil pump which is rigidly coupled to the steam turbine 28 29 comes, a check valve 3o is switched on in this line 27.

Die Mutter 7 hat sich beim Drehen der Spindel 2 im ventilöffnenden Sinne u.in die gleiche Strecke vom Handrad weg nach unten bewegt wie die Mutter 6.The nut 7 has when the spindle 2 is turned in the valve opening Senses and moved down the same distance away from the handwheel as the nut 6th

Liegt die Mutter 6 an der Klinkli@ichse i i an und wird das Handrad im öffnenden Sinne weitergedreht, so wird durch ,das Herausschrauben der Ventilspindel :2 aus der nunmehr festliegenden Mutter 6 .der Ventilkegel i von seinem Sitz abgehoben, damit der Dampfweg freigegeben und die Turbine in Betrieb gesetzt. Durch die Bewegung des Ventilkegels i nach oben wird der Entwässerungskanal 2o durch den Ventilkegel i geschlossen, die Turbo-Hilfsölpumpe also außer Betrieb gesetzt. Die Versorgung der Ölstellen erfolgt nunmehr durch die Maschinenölpumpe 29. Damit diese kein Öl durch die Leitung zur Turbo-Hilfsölpumpe bringen kann, ist an geeigneter Stelle ein Rückschlagventil 31 zwischengeschaltet. Das Entwässerungsventil 17 bleibt bei geöffnetem Ventil i offen.If the nut 6 rests on the Klinkli @ ichse i i and becomes the handwheel If you continue to turn it in the opening sense, the valve spindle is unscrewed : 2 from the now fixed nut 6, the valve cone i is lifted from its seat, so that the steam path is released and the turbine is put into operation. By moving of the valve cone i becomes the drainage channel 2o through the valve cone i closed, so the turbo auxiliary oil pump was put out of operation. The supply the oil points is now carried out by the machine oil pump 29. So that this no oil through the line to the turbo auxiliary oil pump is at a suitable point a check valve 31 interposed. The drain valve 17 remains open valve i open.

Gleichzeitig ist durch das Öffnen des Ventils i nach Anlegen der Mütter 6 an die Klink #büchse i i die Ventilspindel 2 mit ihrem. Gewindeteil 5 in Eingriff mit dem Federteller 12 gekommen.At the same time, by opening the valve i after putting on the mothers 6 to the Klink # bushing i i the valve spindle 2 with its. Threaded part 5 in engagement come with the spring plate 12.

Das Schließen des Einl.aß- bzw. Schnellschlußventils geschieht durch Drehen des Handrades 3 im Uhrzeigersinn. Hierbei behalten die Mutter 6 ihre Lage an der Klinkbüchse i i und die Mutter 7 ihre untere Lage so lange bei, bis der Ventilkegel i auf seinem Sitz aufliegt. Andererseits befindet sich das Entwässerungsventil 17 noch in geöffneter Stellung, so daß die Lagerstellen der auslaufenden Dampfturbine 28 von der Turbo-Hilfsölpumpe mit Öl versorgt werden.The inlet valve or quick-action valve is closed by Turn the handwheel 3 clockwise. Here, the mother 6 keep their position on the jack i i and the nut 7 their lower position until the valve cone i rests on his seat. On the other hand, there is the drain valve 17 still in the open position, so that the bearings of the expiring steam turbine 28 can be supplied with oil by the turbo auxiliary oil pump.

Gleichzeitig mit dieser Schließbewegung ist das Gewinde 5 der Spindel 2 mit dem Gewindeteil des Federtellers 12 außer Eingriff gekommen.The thread 5 of the spindle is at the same time as this closing movement 2 come out of engagement with the threaded part of the spring plate 12.

Bei weiterer schließender Drehung des Handrades 3 bewegen sich die Muttern 6 und 7 nach dem Handrad zu. Dabei wird über den Gabelhebel 15 und das Gestänge 16 das Entwässerungsventil 17 selbsttätig geschlossen.When the handwheel 3 is turned to close, the move Close nuts 6 and 7 after the handwheel. This is done via the fork lever 15 and the linkage 16 the drainage valve 17 closed automatically.

Bei Schnellschluß wird in bekannter Weise durch Drehung der Klinkbüchse i i' eine Druckfederkraft wirksam, die den mit der Klinkbüchse i i verbundenen Federteller 12 nach unten drückt. Da durch die öffnende Bewegung des Handrades 3 der Gewindeteil 5 der Spindel 2 mit dem Federteller 12 in Eingriff gebracht worden ist, wird die Spindel I mit nach unten gezogen und das Ventil i geschlossen. Dadurch wird auch der Raum zum Entwässerungskanal 2o wie bei der normalen Schließung des Einlaß- bzw. Schnellschlußventils wieder freigegeben, und das noch geöffnete Entwässerungsventil 17 läßt Dampf in die Turbo-Hilfsölpumpe 21 treten, so daß auch bei Schnellschluß die Dampfturbine in ausreichender Menge mit Öl versorgt wird.In the case of a quick-action closure, in a known manner by rotating the ratchet bushing i i 'a compression spring force acting on the spring plate connected to the ratchet bushing i i 12 pushes down. Since the opening movement of the handwheel 3 of the threaded part 5 of the spindle 2 has been brought into engagement with the spring plate 12, the Spindle I pulled down with it and valve i closed. This will also the space to the drainage channel 2o as with the normal closure of the inlet resp. The quick-closing valve is released again, and the drain valve is still open 17 allows steam to enter the turbo auxiliary oil pump 21, so that even in the event of an emergency shutdown the steam turbine is supplied with oil in sufficient quantities.

Das Wiedereinklinken der Klinkbüchse i i geschieht durch, Drehen des Handrades 3 im ventilschließenden Sinne. Da die Ventilspindel 2 durch das Aufsitzen des Ventilkegels i auf seinem Sitz in einer Weiterbewegung nach unten verhindert ist, bewegen sich die Klinkbüchse i i und der Federteller 12 so lange in Richtung auf die Klinkwelle i i' zu, bis der Gewindeteil 5 der Spindel 2 außer Eingriff mit dem Federteller 12 kommt. Ist diese Stellung erreicht, so bewegen sich bei weiterer Drehung des Handrades 3 im ventilschließenden Sinne die beiden Muttern 6 und 7 in Richtung auf das Handrad zu, bis die Mutter 7 an dem Federteller 12 zum Anschlag gelangt und diesen bis zum völligen Einklinken der Klinkwelle i i' in die Klinkbüchse i i in Richtung auf das Handrad zu bewegt. Gleichzeitig wird durch diese Bewegung der Mutter 6 über den Gabelhebel 15 und das Gestänge 16 das Entwässerungsventil 17 selbsttätig geschlossen.The ratchet socket i i is re-latched by turning the Handwheel 3 in the valve-closing sense. Since the valve spindle 2 by sitting on of the valve cone i prevented from moving further downwards on its seat is, move the ratchet sleeve i i and the spring plate 12 so long in the direction on the ratchet shaft i i 'until the threaded part 5 of the spindle 2 is out of engagement with the spring plate 12 comes. Once this position has been reached, move further Turn the handwheel 3 in the valve-closing direction, the two nuts 6 and 7 in Direction towards the handwheel until the nut 7 on the spring plate 12 to the stop arrives and this up to the complete latching of the pawl shaft i i 'into the ratchet socket i i moved towards the handwheel. Simultaneously through this movement the nut 6 via the fork lever 15 and the linkage 16 the drainage valve 17 closed automatically.

Es sind noch andere Ausführungsarten möglich. Das Wesen der Erfindung besteht jedoch darin, daß bei einer Dampfturbine beim Öffnen des Einl.aß- bzw. Schnellschlußventils vor Dampfeintritt in die Turbine zwangsläufig ein Entwässerungsventil geöffnet wird, durch, welches das Kondensat vom durchströmenden Dampf herausgedrückt und der Weg zum Antrieb einer Turbo-Hilfsölpumpe freigegeben wird, welche die Lagerstellen der Dampfturbine bereits vor ihrem Anlaufen versorgt. In ähnlicher Weise versorgt die Hilfsölpumpe selbsttätig in Abhängigkeit von der Stellung des Einlaß- bzw. Schnelischlußventils die Dampfturbine auch beim Auslaufen bzw. nach Eintreten des Schnellschlusses mit Öl. Die beispielsweise dargestellte Vorrichtung gewährleistet auf alle Fälle, .also auch bei Bedienung der Turbine durch ungeübte Hand, die Versorgung der Ölverteilungsstelle und die Beseitigung des Kondensates um das Einlaßventil vor Inbetriebnahme bzw. beim Auslauf der Dampf- i turbine.Other types of execution are also possible. The essence of the invention is, however, that in a steam turbine when opening the Einl.aß- or quick-closing valve a drain valve is necessarily opened before steam enters the turbine, through which the condensate is squeezed out by the steam flowing through and the way to drive a turbo auxiliary oil pump is released, which the bearings of the Steam turbine supplied before it starts up. Similarly, the Auxiliary oil pump automatically depending on the position of the inlet or quick-release valve the steam turbine also when coasting or after the emergency shutdown occurs Oil. The device shown as an example ensures in all cases, .also Even if the turbine is operated by an inexperienced hand, the supply of the oil distribution point and the removal of the condensate around the inlet valve before commissioning or when the steam turbine runs out.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for bearing lubrication during start-up andStopping a steam turbine with an automatically controlled one Turbo auxiliary oil pump, characterized in that the spindle (2) of the inlet or. Quick-closing valve (i) with the one between the Dampfzuführ.ungskanal and the connection after the turbo auxiliary oil pump lying drain valve (17-) is connected in such a way that before opening and after Closing the valve cone (i) the drain valve (17) inevitably moves and the live steam supply to the turbo auxiliary oil pump in a manner known per se is inevitably regulated.

2. Device according to claim i, characterized in that that one on the valve spindle (2) of the inlet or. Quick-closing valve (i) displaceable Nut (6; before opening and after closing the valve cone (i) is moved and The drainage valve (17) is moved via a fork lever (15) and a linkage (16).

3. Apparatus according to claim i and 2, characterized in that in a spring plate (12) guided spindle (2) when opening the valve (i) with a threaded part (5) is screwed into a thread of the spring plate (12). q ..

Apparatus according to claim i to 3. characterized in that the opening and closing rotation The valve spindle (2) of the valve cone (i) regulates the opening of the drainage channel (2o). d. H. closes or opens.

5. Apparatus according to claim i to .4. characterized, that in the event of a quick-closing of the inlet or quick-closing valve, the closing valve cone releases the drainage channel (2o).