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DE7509800U - TURBINE OF A HEATING POWER PLANT

Info

Publication number: DE7509800U
Application number: DE7509800U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-03-06
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1977-02-10
Also published as: PL104666B1; SE410886B; IN146129B; CH582823A5; SE7602782L; HU174674B; DE2513581A1

Description

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i.':^;C Aktienjesellschaft jirown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)i. ': ^; C Aktienjesellschaft jirown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland)

.' Turbine eines Heizkraftwerkes %. ' Turbine of a heating power plant%

Die :.'euerung betrifft eine Turbine eines Heizkraftwerkes CXr kombinierte Strom- und Wärmeerzeugung, v/elcher teilweise entspanntes Arbeitsmittel entnommen wird., das seine Vjarme in mindestens einem Wärmeaustauscher an ein Heiz-.T.i'^el - vorzugsweise Wasser - abgibt.The control relates to a turbine of a combined heat and power plant CXr , from which partially relaxed working medium is taken, which gives off its arms in at least one heat exchanger to a heating element - preferably water .

Die Problematik derartiger Turbinen ist in der Regelung zu sehen, Vielehe sich insbesondere schwierig gestaltet durch die Jahreszeit-Abhängigkeit des allgemeinen Wärmebedarfes. Im Sommer wird nur Warmwasser und evl. Wärme für Industrieprozesse benötigt. Man kann die Menge des Heizwassers reduzieren und dessen Temperatur vermindern oder beides tun. Steigt jedoch der Bedarf im Winter, so muss man Menge oder Temperatur oder beides erhöhen, was eine erhöhte Arbeitsmittelentnahme aus der Turbine erfordert.The problem of such turbines can be seen in the regulation, polygamy is particularly difficult due to the seasonality of the general heat demand. In summer only hot water and possibly Heat required for industrial processes. You can reduce the amount of heating water and lower its temperature, or you can do both. However, if the demand increases in winter, the amount or the temperature, or both, must be increased, which requires an increased extraction of working material from the turbine.

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Am Beispiel eines Heizkraftwerkes auf Dampfturbinengrundlage sei dies näher erläutert. Vorausgesetzt, die vom Dampferzeuger gelieferte Frischdampfmenge bleibe stets auf voller Höhe, so bewirkt eine erhöhte Dampfentnahme eine Senkung des Dampfdruckes an der oder den Entnahmestellen. Wird die Frischdampfmenge verringert, beispielsweise, weil die der vollen Frischdampfmenge entsprechende elektrische Leistung nicht vom Netz abgenommen werden kann, so kann es passieren, dass der Druck an der betreffenden Entnahmestelle sinkt, ohne dass die jeweilige Entnahmemenge selbst ansteigt. Dabei ist gerade das Gegenteil erwünscht, nämlich eine Druckerhöhung.This will be explained in more detail using the example of a thermal power station based on steam turbines. Assuming that from the steam generator The amount of live steam supplied always remains at the full level, so an increased steam extraction causes a lowering of the steam pressure at the tapping point (s). If the amount of live steam is reduced, for example because of the full amount of live steam Corresponding electrical power cannot be taken from the network, so it can happen that the pressure at the relevant extraction point decreases without the respective extraction quantity itself increasing. Here is just that The opposite is desirable, namely an increase in pressure.

Nach einer bekannten Lösung wird im Dampfstrom, welcher nach der Entnahme in der Turbine verbleibt, ein Drosselorgan eingebaut. Dieses gestattet den Druck bei erhöhter Entnahme zu halten oder sogar noch zu steigern. Von Nachteil ist allerdings die Tatsache, dass bei der Drosselung ganz empfindliche EnergieVerluste verursacht werden.According to a known solution, a throttle element is installed in the steam flow, which remains in the turbine after extraction. This allows the pressure to be maintained or even increased with increased withdrawal. However, it is a disadvantage the fact that the throttling causes very sensitive energy losses.

Eine weitere bekannte Lösung, bei welcher der Hauptdampfstrom die Turbine ungedrosselt durchströmt, sieht vor, die Wärmeabgabe an das Heiznetz über mehrere zu- und abschaltbare Wärmeaustauscher und gegebenenfalls durch Drosseln des obersten Anzapfdampfes zu regeln. Eine solche Schaltung bedingt mindestens einen Wärmeaustauscher mehr als die oben beschriebene LösungAnother known solution in which the main steam flow The turbine flows through unthrottled, provides for the heat transfer to the heating network via several heat exchangers that can be switched on and off and, if necessary, to regulate by throttling the topmost bleed steam. Such a circuit requires at least one one more heat exchanger than the solution described above

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BBC Baden : :BBC Baden::

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und genügt zudem kaum den Ansprüche:; ar: ein.· ,.-■ jt-.<_■ regelung. Namentlich dann nicht, we·!.:, die :vi/! :v: 1 bare elektrische Leistung der· TurL-^r.f.i· ■.· ■■: '.·■· voll abgenommen werden kann. Ir. ier : :·ΐι.- '.:: \·; ·.-".· ;· ·. beide genannten Lösungen koi:ibiniei·· , ■.·,■< Ί ··'. :'.■ :,·: beider Regelungen in Kauf _;-enonne:. w·.·:· :··:..and also hardly meets the requirements :; ar: a. ·, .- ■ jt -. <_ ■ regulation. In particular not then, we ·!.:, Die: vi /! : v: 1 bare electrical power of the · TurL- ^ rfi · ■. · ■■: '. · ■ · can be fully consumed. Ir. ier :: · ΐι.- '. :: \ ·; · .- ". · ; · ·. Both mentioned solutions koi: ibiniei ··, ■. ·, ■ <Ί ·· '. :'. ■ :, ·: both regulations in purchase _; -enonne :. w ·. ·: ·: ··: ..

Eine dritte bekannte Massnahme, dl- je: -c:, ■: ..: - .·· ■ ·.-gründen nicht gebräuchlicij ist, Leste.-ht ;_:ri:., :■:.·.: :ii:.··.·. der Entnahmestelle der Turbine eine /Λ·::ψ let te :-.ο,:·:-ι .·· ;:'·■ nachgeschaltet wird. Der Dampf strom wird :·τ Tür:; Ir.·.· oi.vnommen und in mehrere Stränge geteilt. Jede:"· .'tranr erhält ein Düsenventil und führt zu einer Du se:.gruppe einer mit veränderlicher Beaufschlagung arbeitender; Turbi.-.enstufe. A third known measure, dl- je: -c :, ■: ..: -. ·· ■ ·.-Founding is not in use, Leste.-ht; _: ri:.,: ■:. · .:: ii:. ··. ·. the extraction point of the turbine is followed by a / Λ · :: ψ let te: -. ο,: ·: -ι. ··;: '· ■. The steam flow is: · τ door :; Ir. ·. · Oi. Taken and divided into several strands. Each: "· .'tranr receives a nozzle valve and leads to a nozzle: .group of a turbine stage that works with variable admission.

Eine weitere, jedoch nicht besonders attraktive Massnahme ist jene, einen ganzen Niederdruck-Turbinenteil, der mit einer eigenen Welle einen getrennten Generator antreibt, während der ganzen Winterperiode abzuschalten.Another, but not particularly attractive, measure is that, a whole low-pressure turbine part that drives a separate generator with its own shaft, switch off during the whole winter period.

Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden und eine Turbine zu erstellen, welche es erlaubt, ohne wesentliche Wirkungsgradeinbusse die Entnahmemenge über einen ^rossen Bereich zu variieren.The innovation is now based on the task of avoiding the disadvantages mentioned above and adding a turbine create, which allows it, without significant loss of efficiency to vary the amount withdrawn over a wide range.

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Erfiiidungsgemüss wird dies dadurch erreicht, dass in unmittel- Ϊ barer Nähe der Arbeitsmittel-Entnahmestelle mindestens eine aus Leit- und Laufgitter bestehende Turbinenstufe mit schwenkbaren Leitschaufeln versehen ist.According to the invention, this is achieved in that in immediate Ϊ close to the work equipment withdrawal point at least one Turbine stage consisting of guide and running grids is provided with swiveling guide vanes.

Besonders zweckmässig ist es, wenn das erste stromabwärts der Entnahmestelle nachgeschaltete Schaufelgitter ein Leitgitter mit schwenkbaren Schaufeln ist.It is particularly useful if the first downstream of the The extraction point downstream shovel grille is a guide grille with pivoting blades.

Ein Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass im Gegensatz zu bekannten Lösungen das in der Turbine verbleibende Arbeitsmittel nicht arbeitslos heruntergedrosselt wird. Zudem muss nicht die ganze Arbeitsmittelmenge der Turbine zuerst entnommen und nach erfolgter Anzapfung die verbleibende Menge über Drossel- oder Düsenventile wieder eingeführt werden, welches kostspielige und StrömungsVerluste verursachende Massnahmen sind.One advantage can be seen, in particular, in the fact that, in contrast to known solutions, the working fluid remaining in the turbine not being cut down as unemployed. In addition, the entire amount of working fluid does not have to be withdrawn from the turbine first and after tapping, the remaining amount can be reintroduced via throttle or nozzle valves, which costly and flow loss-causing measures are.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Leitschaufeln an der Einspannstelle mit einem Drehteller versehen, welcher mittels eines Drehzapfens in einem Futter der Turbine gelagert ist.. Der Drehzapfen wird dabei vorzugsweise über einen in einer Steuermanschette geführten Schwenkarm betätigt. Vorteilhaft bei einer derartigen Ausführung ist, dass die bisherigen Kenntnisse aus dem Turboverdichterbau, in welchem insbesondere RegelungenIn a preferred embodiment, the guide vanes are on the clamping point is provided with a turntable, which is mounted in a chuck of the turbine by means of a pivot pin. The pivot pin is preferably actuated via a swivel arm guided in a control sleeve. Beneficial at Such an embodiment is that the previous knowledge from the turbo compressor construction, in which in particular regulations

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von Axialverdichtern durch Schaufelverstellung bewerkstelligt werden, übernommen werden können, womit kostspielige und langwierige Neuentwicklungen vermieden werden.are accomplished by axial compressors by adjusting the blades, can be taken over, which is costly and tedious New developments are avoided.

Besonders günstig ist es, wenn zwecks optimaler Verteilung des zur Verfügung stehenden Expansionsgefälles der Turbine auf mehrere aufeinanderfolgende und mit schwenkbaren Leitschaufeln versehene Turbinenstufen diese mit einer geraeinsamen, axial verschiebbaren Steuermanschette verbunden sind, wobei die Schaufeln der einzelnen Leitgitter zudem mit Schwenkarmen unterschiedlicher Länge versehen werden können.It is particularly favorable if the turbine is opened for the purpose of optimal distribution of the available expansion gradient several successive turbine stages provided with pivotable guide vanes, these with a straight, axial sliding control sleeve are connected, the blades of the individual guide grille also with swivel arms different lengths can be provided.

Im folgenden ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand beiliegender Zeichnung erläutert.The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Teil eines Wärmeschaltplanes eines Darapfturbinenkraf tvrerkes ,1 shows part of a thermal circuit diagram of a Darapfturbinenkraf tvrerkes,

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt einer Dampfturbine,2 shows a partial longitudinal section of a steam turbine,

Fig. 3 einen Teil-Querschnitt der Dampfturbine gemäss Linie A-A in Fig. 2,3 shows a partial cross section of the steam turbine according to line A-A in FIG. 2,

Fig. 4 einen Ausschnitt eines Schaufelplanes als Abwicklung eines Zylinderschnittes durch den Strömungskanal nach Fig. 2.4 shows a detail of a blade plan as a development of a cylinder section through the flow channel according to FIG. 2.

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Anhand des Schaltplanes nach Fig. 1 wird zunächst die Wirkungsweise der kombinierten Strom- und Wärmeerzeugung in einem Heizkraftwerk auf Dampfturbinen-Grundlage betrachtet.Using the circuit diagram according to FIG. 1, the mode of operation will first be described the combined electricity and heat generation in a combined heat and power plant based on steam turbines.

Nicht gezeigt sind Hilfsantriebe und Apparate wie beispielsweise Pumpen, Regel- und Schliessorgane, Anzapfungen für die übliche Regenerativvorwärmung des Speisewassers usw., die alleAuxiliary drives and devices such as pumps, regulating and closing devices, taps for the are not shown usual regenerative preheating of the feed water etc., all of them

zum Verständnis der Erfindung nichts beitragen. Die Strömungsrichtung der verschiedenen Medien wie Dampf, Kühlwasser und do not contribute anything to an understanding of the invention. The direction of flow of the various media such as steam, cooling water and

Heizwasser ist jeweils mit Pfeilen angegeben.Heating water is indicated with arrows.

Schematisch gezeigt sind die Elemente der Dampfturbogruppe, nämlich der einflutige Hochdruck- und Mitteldruckteil 1 mit der Frischdampfleitung 2, die zum zweiflutigen Niederdruckteil 3 führende Niederdruckdampfleitung 4 und der Turbogenerator 5. Die Abdampfleitungen 6,6' führen zur Kondensationsanlage, im vorliegenden Fall zu den beiden Kondensatoren 7,7', welche in Serie vom Kühlwasser durchströmt sind. (Zuströmleitung 8, Abströmleitung 9). Ueber die Leitung UU wird das Kondensat der nicht gezeigten Vorwärmeranlage zugeführt. Diese besondere Schaltung der Kondensatoren, welche bei der Wärmeentnahme eine gewisse Rolle spielt, wird etwas eingehender betrachtet, da sie hinsichtlich der derzeitigen ForderungenThe elements of the steam turbine group are shown schematically, namely the single-flow high-pressure and medium-pressure part 1 with the main steam line 2, which leads to the double-flow low-pressure part 3 leading low-pressure steam line 4 and the turbo generator 5. The exhaust steam lines 6,6 'lead to the condensation system, in the present case to the two condensers 7, 7 'through which the cooling water flows in series. (Inflow pipe 8, discharge line 9). The condensate is fed to the preheater system, not shown, via the line UU. This special circuit of the capacitors, which plays a certain role in the extraction of heat, is a little more detailed considered as they are regarding current demands

der Behörden, wonach Kühlwasser nicht in unbeschränkten Mengen einem Gewässer entnommen werden darf, interessant ist. Dieseof the authorities, according to which cooling water may not be taken from a body of water in unlimited quantities, is of interest. These

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dem Turbinenhersteller gemachte Auflage bedeutet, dass das Kühlwasser rUckgekühlt werden muss, sei es, dass es in einem Nasskühlturm herunterrieselt und teilweise verdunstet, oder sei es vor allem, dass es im geschlossenen Rohrsystem eines trockenen Kühlturmes der Kühlwirkung eines Luftstromes ausgesetzt wird. Um die Kosten der Kühltürme nicht ungebührlich steigen zu lassen, ist man gezwungen, den Kühlwasserstrom zu verkleinern und das Wasser stärker zu erwärmen. Dies verschlechtert jedoch das Vakuum der Turbine und vermindert deren Leistung. Werden nun jedoch zwei Kondensatoren wasserseitig in Serie geschaltet, so erzeugt wenigstens einer der beiden das bessere Vakuum und der Schaden ist etwas kleiner.The condition made to the turbine manufacturer means that the cooling water must be cooled down, be it that it is in a Wet cooling tower trickles down and partially evaporates, or it is mainly that it is in a closed pipe system dry cooling tower is exposed to the cooling effect of an air stream. To the cost of the cooling towers not unduly to let rise, one is forced to reduce the cooling water flow and to heat the water more strongly. This worsens however, the vacuum of the turbine and reduces its performance. However, there are now two capacitors on the water side connected in series, at least one of the two creates the better vacuum and the damage is somewhat smaller.

Von dem mit Wärme zu bedinenden Fernheizsystem ist die Vorlaufleitung 10, der Rücklaufleitung 11 und die drei Wärmeaustauscher 12,13 und IU, durch welche das als Wärmeträger dienende Wasser mittels der Pumpe 15 befördert wird, gezeigt. Bei den Austauschern handelt es sich um Oberflächenaustauscher, in denen der der Turbine entnommene Dampf seine Wärme durch Kondensation an den Wärmeträger abgibt und somit dieses auf die benötigte Vorlauftemperatur erhitzt. Das in den Apparaten anfallende Kondensat wird über die Leitungen 45 und 46 jeweils dem vorausgehenden Austauscher 13 resp. 12 zugeführt. Die ganze in den Apparaten anfallende Kondensatmenge wird somit auf die Tiefsttemperatur des Prozesses gebracht und über die Leitung 47 zum Kondensator 7' geführt und im selben dem Hauptstrom beigemischt The flow line is from the district heating system to be operated with heat 10, the return line 11 and the three heat exchangers 12, 13 and IU, through which the water serving as a heat carrier is conveyed by means of the pump 15, are shown. The exchangers are surface exchangers in which the steam extracted from the turbine passes through its heat Releases condensation to the heat transfer medium and thus heats it to the required flow temperature. That in the apparatus accumulating condensate is via the lines 45 and 46 in each case to the preceding exchanger 13, respectively. 12 supplied. The whole The amount of condensate occurring in the apparatus is therefore reduced to the Brought the lowest temperature of the process and fed via the line 47 to the condenser 7 'and added to the main stream in the same

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Ueber die den Schieber 16 aufweisende Leitung 15 wird der Austauscher 12 mit Abdampf der Turbine beheizt, und zwar von demjenigen Niederdruckteil, welcher das schlechtere Vakuum aufweist. Dies setzt allerdings voraus, dass die Dampftemperatur höher ist als die Wassertemperatur des Rücklaufes 11, was vor allem im Sommer der Fall ist, wo das Kühlerwasser relativ warm, der Rücklauf des Heiznetzes hingegen infolge der herabgesetzten Vorlauftemperatur relativ kalt ist. Im V'inter hingegen ist die Rücklauftemperatur des Heizwassers wärmer als die Abdampftemperatur in der Leitung 15, weshalb in dieser Jahreszeit der Schieber 16 geschlossen wird. Die Wärmeaustauscher 13 und m sind über die Leitungen 17 und 18 vom Anzapfdampf des Hochdruck- und Mitteldruckteils 1 beheizt. Wegen der niedrigeren Vorlauftemperatur wird der Austauscher 14, welcher vom wärmeren Dampf beaufschlagt ist, im Sommer nicht benötigt, so dass die Leitung 17 mittels dem Schieber 19 abgesperrt wird.About the line 15 having the slide 16 is the exchanger 12 heated with exhaust steam from the turbine, from that one Low pressure part, which has the poorer vacuum. However, this assumes that the steam temperature is higher than the water temperature of the return line 11, which is especially the case in summer, where the cooler water is relative warm, while the return of the heating network is relatively cold due to the reduced flow temperature. In V'inter, however the return temperature of the heating water is warmer than the evaporation temperature in line 15, which is why in this Season the slide 16 is closed. The heat exchangers 13 and m are via the lines 17 and 18 from the bleed steam of the high pressure and medium pressure part 1 is heated. Because of the lower flow temperature, exchanger 14, which is acted upon by the warmer steam, is not required in summer, so that the line 17 is shut off by means of the slide 19 will.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, dass selbst bei der gezeigten stark vereinfachten Anlage die sich stellenden Probleme nicht in den verschiedenen Schaltungsmöglichkeiten zu suchen sind, sondern vielmehr darin, eine Regelung vorzusehen, die die täglichen und jahreszeitlichen Schwankungen des Wärmebedarfs am besten beherrscht.From the foregoing it can be seen that even with the greatly simplified system shown, the problems that arise do not arise are to be looked for in the various circuit options, but rather in providing a regulation that the daily and seasonal fluctuations in heat demand best mastered.

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Wirtschaftliche Gegebenheiten fordern eine Zusammenarbeit der Heizturbine mit andern stromerzeugenden Kondensationsturbinen auf ein Stromnetz. Da anerkanntermassen die billigste Art der Stromerzeugung diejenige mittels Heizturbinen ist, ist man bestrebt, diese Maschinen vorzugsweise zur teilweisen Deckung der Grundlast heranzuziehen, das heisst, sie mit voller Frischdampfmenge zu beaufschlagen, Selbstverständlich wird die Turbine so ausgelegt, dass sie bei dem zeitmässig längstandauernden Wärmeverbrauch des Heiznetzes möglichst rational, z.B. ohne unnötige Drosselung des Lampfstromes arbeitet.Economic conditions require the heating turbine to work together with other power-generating condensation turbines on a power grid. Since it is recognized that the cheapest way of generating electricity is by means of heating turbines, efforts are being made to use these machines preferably to partially cover the base load, i.e. to apply the full amount of live steam to them of the heating network as rationally as possible, e.g. without unnecessary throttling of the lamp flow.

Von diesem häufigsten Wärmeverbrauch abweichende Werte, insbesondere Extremwerte, wie sie in sehr kalten oder sehr warmen Jahresperioden vorkommen, zwangen den Turbinenbauer bisher zu Lösungen, welche nicht mehr die volle Arbeitsfähigkeit des Dampfes ausnützten. Die in der Zeichnung oberhalb des Hoch- und Mitteldruckteils 1 eingezeichneten, gestrichelten Elemente entsprechen der bekannten und eingangs erwähnten Lösung. Die ganze Dampfmenge wird über die Leitungen 20 resp. 2 3 der Turbine entnommen, die jeweils benötigte Entnahmemenge wird über die Leitungen 17a resp. 18a den jeweiligen Wärmeaustauschern 14 und 13 zugeführt, während der verbleibende Hauptteil mitValues deviating from this most common heat consumption, in particular Extreme values, as they occur in very cold or very warm annual periods, have previously forced the turbine manufacturer to Solutions which no longer utilize the full working capacity of the steam. In the drawing above the high and medium pressure part 1 shown, dashed elements correspond to the known and initially mentioned solution. the whole amount of steam is via the lines 20, respectively. 2 3 removed from the turbine, the required extraction quantity is over the lines 17a, respectively. 18a fed to the respective heat exchangers 14 and 13, while the remaining main part with

den Drosselorganen 21 resp. 2 4 heruntergedrcsselt wird und über die Leitungen 2 2 resp. 2 5 der Turbine wieder zugeführtthe throttle organs 21 respectively. 2 4 is down and over the lines 2 2 resp. 2 5 fed back to the turbine

wird. Die gestrichelten Trennlinien 42,4 3 deuten an, dasswill. The dashed dividing lines 42, 4 3 indicate that

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hinter den Entnahmestellen die Turbine unterbrochen ist. Die Drosselorgane 21 resp. 24 gestatten bei erhöhter Dampfentnahme den Druck an der Entnahmestelle zu halten oder sogar zu steigern, dies allerdings mit erheblichen Energieverlusten.the turbine is interrupted behind the tapping points. The throttle organs 21 respectively. 24 allow the pressure at the extraction point to be maintained or even increased in the event of increased steam extraction, but this with considerable energy losses.

Die erfindungsgemässe Lösung, in Fig. 2 vereinfacht dargestellt , erlaubt den Verzicht auf die für den vollen Dampfstrom auszuführenden und daher kostspieligen Elemente 20 bis 2 5 sowie der nicht näher bezeichneten Mittel 42,43. Die für die Wärmeabgabe an das Heiznetz benötigte Druckhöhe an der Entnahmestelle wird über stromabwärts der Entnahmestelle angeordnete, verstellbare Leitschaufeln 26 geregelt. Im vorliegenden Fall mündet die Entnahmestelle in den Ringkanal 27, in welchem der zu entnehmende Dampf gesammelt wird und in die Rohrleitungen 17 resp. 18 (Fig. 1) einströmt. Die Lagerung der Leitschaufeln 26 im Futter 30 erfolgt über die Drehteller 31 und die Drehzapfen 32. Die Anordnung des Futters 30 im Turbinengehäuse 38 sowie die Lagerung der Laufschaufeln 28 im Turbinenrotor 29 sind nur schematisch angedeutet. An den aus dem Futter 30 herausragenden Enden der Drehzapfen 32 greifen die Schwenkarme 33 an, welche mit den Fingern 34 und den Rollen 35 in die Ringnuten 36 der Steuermanschette 37 ragen. Zur Schwenkung der Leitschaufeln 26 genügt nunmehr eine einfache axiale Verschiebung der Steuermanschette 37, deren Steuerung der Uebersichtlichkeit wegen nicht dargestellt ist.The solution according to the invention, shown in simplified form in FIG , makes it possible to dispense with the elements 20 to 2 5 as well which have to be carried out for the full steam flow and are therefore expensive the unspecified funds 42.43. The pressure head required for the heat transfer to the heating network at the extraction point is regulated by means of adjustable guide vanes 26 arranged downstream of the extraction point. In the present case the extraction point opens into the annular channel 27, in which the steam to be extracted is collected, and into the pipelines 17 resp. 18 (Fig. 1) flows in. The guide vanes 26 are stored in the chuck 30 via the rotary plates 31 and the pivot pins 32. The arrangement of the lining 30 in the turbine housing 38 and the mounting of the rotor blades 28 in the turbine rotor 29 are only indicated schematically. The pivot arms grip the ends of the pivot pins 32 protruding from the chuck 30 33, which protrude with the fingers 34 and the rollers 35 into the annular grooves 36 of the control sleeve 37. To pivot the Guide vanes 26 is now sufficient a simple axial displacement of the control sleeve 37, the control of the clarity because of is not shown.

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Besonders günstig ist die gezeigte Anordnung, bei welcher mehrere Stuten mit schwenkbaren Leitschaufeln versehen sind, da hierdurch Verschiebungen der Expansionsgef'ille , die durch die Regelung eines bestimmten Entnahmedruckes verursacht werden, auf mehrere Stufen verteilt werden. Diese Verteilung gestattet den betreffenden Stufen, mit nur sehr geringer Wirkungsgradeinbusse zu arbeiten. Eine noch feinere Unterteilung der Stufengefälle kann dadurch erreicht werden, dass bei gleichzeitiger Betätigung den entsprechenden Leitreihen verschiedene Schwenkwinkel zugeordnet werden. Dies kann dadurch geschehen, dass die Leitreihen mit Schwenkarmen 3 3 unterschiedlicher Länge versehen werden (nicht dargestellt).The arrangement shown, in which several mares are provided with swiveling guide vanes, as this shifts the expansion vessels, which are caused by the regulation of a certain withdrawal pressure caused, can be distributed over several stages. This distribution allows the stages concerned to work with only a very small loss of efficiency. An even finer subdivision the step gradient can be achieved by activating the corresponding guide rows at the same time different swivel angles can be assigned. This can be done by securing the guide rows with swivel arms 3 3 different lengths are provided (not shown).

In Fig. 3 sind gleiche Teile wie in Fig. 2 mit denselben Bezugszeichen versehen. Hingewiesen wird lediglich auf die wegen PlatzgriSnden geröpften Schwenkarme 3 3 sowie auf die besonders einfache Konstruktion, mit welcher die Uebertragung der geradlinigen Bewegung der Steuecmanschette 37 in die Drehbewegung der Schwenkarme 3 3 und somit der Leitschaufeln 2 6 um gesetzt wird. Die Steuermanschette 37, welche selbstverständlicht aus mehreren Segmenten bestehen kann, ist fabrikationstechnisch ein einfaches Drehteil; desgleichen sind die Nuten 36 durch problemlose Drehoperationen hergestellt.In Fig. 3, the same parts as in Fig. 2 are given the same reference numerals Mistake. Reference is only made to the swivel arms 3 3, which are ripped due to the lack of space, as well as to the special simple construction, with which the transmission of the linear movement of the Steuecmanschette 37 in the rotary movement the pivot arms 3 3 and thus the guide vanes 2 6 is set to. The control sleeve 37, which of course can consist of several segments, is technically a simple turned part; so are the grooves 36 made by easy turning operations.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird nun anhand des Schaufel-The mode of operation of the invention will now be based on the blade

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/ί/ ί

planes in Fig. 4 näher erläutert. Mit 26 sind wiederum die Leitschaufeln, mit 28 die Laufschaufeln bezeichnet. Der sonst übliche Befestigungsfuss der Leitschaufeln 26 ist durch den Drehteller 31 ersetzt, welcher um die Achse 39 schwenkbar ist. Die Bezugszeichen A, B und C geben anhand der Stellungplanes in Fig. 4 explained in more detail. At 26 they are again Guide vanes, with 28 denotes the rotor blades. The otherwise usual mounting foot of the guide vanes 26 is through the Turntable 31 replaced, which is pivotable about axis 39. The reference symbols A, B and C indicate on the basis of the position

der Schaufelenden drei typicihe Lagen der Leitschaufeln 26 an. Hierbei entspricht die Lage B etwa mittleren Strör'jngsverhältnissen in der Turbine, Verhältnissen also, nach welchen bei Zugrundelegung von durchschnittlichen Dampfentnahmemengen die Stufen optimiert sind.three typical layers of guide vanes 26 of the blade ends at. In this case, the position B corresponds approximately to average disturbance conditions in the turbine, that is, the ratios according to which on the basis of average steam extraction quantities the stages are optimized.

Werden die Leitschaufeln 26 nun in Richtung der Stellung A gedreht, so verkleinert sich der Durchströmquerschnitt des Leitgitters, wodurch der Druck an der stromaufwärts vom Leitgitter liegenden Entnahmestelle erhöh-"- wird. Dies bewirkt naturgemäss eine Steigerung der Entnahmemenge. Eei diesem Vorgang wird der in der Turbine verbleibende Hauptstrom jedoch nicht verlustbehaftet heruntergedrosselt, wie das bei Anwendung der bekannten Drosselorgane der Fall ist. Die Drucksenkung im Leitgitter erfolgt zudem nicht arbeitslos, da durch den nunmehr kleineren Durchströmquerschnitt zwischen zwei benachbarten Schaufeln die Strömung stark beschleunigt wird und aufgrund des sehr spitzen Abströmwinkels die tangentiale Komponente der relativen Zuströmgeschwindigkeit zum Laufgitter erhöht wird. Da dieses mit unveränderten AbströmwertenIf the guide vanes 26 are now rotated in the direction of position A, the flow cross-section of the is reduced Guide grille, which increases the pressure at the extraction point located upstream from the guide grille. This causes naturally an increase in the amount withdrawn. Eei During this process, however, the main flow remaining in the turbine is not throttled down with losses, as is the case this is the case when using the known throttling devices. The pressure reduction in the guide grille is also not unemployed, since the flow is greatly accelerated due to the now smaller flow cross-section between two adjacent blades and due to the very acute outflow angle the tangential component of the relative inflow velocity to the playpen is increased. Since this with unchanged discharge values

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(Winkel, relative Geschwindigkeit) arbeitet, vergrössert sich die tangentiale Geschwindigkeitsänderung der Strömungsgeschwindigkeit beim Durchtritt durch das Laufgitter. Nach der Euler-Gleichung hat dies eine Erhöhung des Arbeitsumsatzes je Mengeneinheit zur Folge.(Angle, relative speed) works, increases the tangential change in velocity of the flow velocity when passing through the playpen. According to the Euler equation, this has an increase in the labor turnover per unit of measure result.

Soll weniger Wärme an das Heiznetz abgegeben werden, so wird die Entnahmemenge durch Schwenken der Leitschaufeln 26 in Richtung der Lage C verringert. Es wird demnach nur die benötigte Dampfmenge entnommen, was der Gesamtanlage gestattet, die volle Arbeitsfähigkeit sowohl des EntnahmeStromes als auch des in der Turbine verbleibenden Hauptstromes zu nutzen. Im Gegensatz hierzu unterliegt bei der eingangs erwähntenIf less heat is to be given off to the heating network, the withdrawal amount is adjusted by pivoting the guide vanes 26 in Direction of position C decreased. Accordingly, only the required amount of steam is withdrawn, which allows the entire system to the full working capacity of both the withdrawal stream and also to use the main flow remaining in the turbine. In contrast, it is subject to the aforementioned

zweiten bekannten Methode die Entnahmemenge einer ver^stbehafteten Drosselregelung.second known method, the withdrawal amount of a fouled Throttle control.

Die Relation zwischen der jeweils einzustellenden Schaufellage und dem geforderten Bedarf an Wärme und elektrischer Energie wird nachstehend tabellarisch dargestellt. Es versteht sich, dass im vorliegenden Rahmen auf die Bekanntgabe von Absolutwerten verzichtet wird, da diese wegen inrer Abhängigkeit von allzu zahlreichen Parametern onnehin keinerlei Aussagewert besitzen. Um dennoch eine Idee von der Grössenordnung der erforderlichen Schaufelschv;enkung zu vermitteln, wurde bei gegebener Schaufelung und gegebenen Eintritts- undThe relation between the respective blade position to be set and the required heat and electrical energy requirements are shown in the table below. It understands that in the present context, absolute values are not disclosed, as these are due to their dependency of all too numerous parameters in any case have no informative value. To still have an idea of the order of magnitude to convey the necessary blade adjustment, was given a given shoveling and a given inlet and

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t · · fr Λt · · fr Λ

Entnahmedaten ein Beispiel durchgerechnet.Extraction data calculated an example.

Zugrunde gelegt wurden atmosphärische Temperaturen von 25 C, 10°C und -S⁰C, welche Werte jeweils einem tiefen, mittleren resp. hohen Heizbedarf entsprechen.The basis were atmospheric temperatures of 25 C, 10 ° C and -S ⁰ C, which values a low, medium, respectively. correspond to high heating requirements.

Die Angaben über die zu erzeugende elektrische Leistung "grösstmöglich" und "reduziert" beziehen sich auf eine "Vollast-" resp. "Teillast-" Fahrweise der Turbinenanlage.The information about the electrical power to be generated "as large as possible" and "reduced" refer to a "full load" resp. "Partial load" mode of operation of the turbine system.

Die in der Tabelle angegebenen Zahlenwerte beziehen sich auf die engste Kanalbreite a (der Uebersichtlichkeit wegen nurThe numerical values given in the table relate to the narrowest duct width a (for reasons of clarity only

beim Laufgitter in Fig. 1 eingetragen). Der Kanalbreite bei mittlerer Schaufelstellung B ist der Wert a = 100% zugeordnet. entered at the playpen in Fig. 1). The channel width at the mean blade position B is assigned the value a = 100%.

Erzeugung elek.Energie:Generation of electrical energy:

Kanalbreite bei Heizbedarf:Channel width when heating is required:

tiefdeep

mittelmedium

hochhigh

grösstmöglich reduziertreduced as much as possible

150% 90%150% 90%

100%
60%100%
60%

30%30%

Der Höchstwert 150% und der Tiefstwert 30% entsprechen denThe maximum value 150% and the minimum value 30% correspond to the

dargestellten Endlagen A resp. C. Aus diesen Endlagen der Leitschaufeln 26 und aus obiger Mengenbe..Pachtung ist ersichtlich, dass die tangentiale Komponente der Zuströmge-shown end positions A respectively. C. From these end positions of the Guide vanes 26 and from the above quantity observation it can be seen that the tangential component of the inflow

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schwindigkeit zum Laufgitter ganz erheblich variieren kann. Es ist deshalb angebracht, die Eintrittskanten der Laufschaufeln so zu gestalten, dass sie die verschiedenen Zuströmrichtungen möglichst verlustlos verarbeiten können. Dies kann beispielsweise durch zweckmässiges Abrunden der Laufschaufeleintritt spar tie geschehen.speed to the playpen can vary considerably. It is therefore advisable to design the leading edges of the rotor blades in such a way that they accommodate the various inflow directions process with as little loss as possible. This can be done, for example, by appropriately rounding off the blade inlet savings happen.

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Claims

BBC Baden: 'G 75 09 800.9 - 16 - 19/75 claims for protection

1. Turbine of a combined heat and power plant for combined electricity and heat generation, which is partly tensioned working fluid is taken, its heat in at least one heat exchanger to a heating means - preferably Water - gives off, characterized in that in the immediate vicinity of the work equipment withdrawal point At least one turbine stage consisting of guide and running grids with pivotable guide vanes (26) pass is.

2. Turbine according to claim 1, characterized in that the first is connected downstream of the extraction point Shovel grille a guide grille with pivoting Blades (26) is.

3 · turbine according to claim 1, characterized in that the guide vanes (26) at the clamping point with a Turntable (31) are provided, which is mounted in a B'utter (30) of the turbine by means of a pivot pin (32) and that the pivot pin (32) is guided via a swivel arm (53) guided in a control sleeve (37) is rotatable.

4. Turbine according to claim 1, characterized in that the c the swiveling guide vanes (26) of several ': \ irbinenstufen of a common, axially versoi. livable

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DBC Baden

Control sleeve (37) adjustable 't; ind.

5 · turbine according to claim 1, characterized in that for the purpose of optimal distribution of the available expansion gradient over several successive una with swiveling guide vanes (26) / turbine stages seen have the same pivot arms (39) of different lengths.

BBC Public Company Brown, Boveri & Cie.

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