DE838751C

DE838751C - Mehrgehaeuse-Dampfturbine

Info

Publication number: DE838751C
Application number: DEP41099A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Roeder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-04-29
Filing date: 1949-04-29
Publication date: 1956-08-09

Description

Mehrgehäuse-Dampfturbine Die übliche Regelstufe für Düsenzu- und -abschaltung reicht für das wirtschaftliche Arbeiten der Dampfturbinen bei Teillast nur aus, wenn es sich um Frischdampfkondensationsturbinen handelt. Bei Turbinen mit hohen Gegendrücken oder hohen Staudrücken, also bei Gegendruck-, Anzapf- und Vorschaltturbinen, verschlechtert sich der spezifische Dampfverbrauch bei Teillast sehr. Für diesen Fall wird vorgeschlagen, zwei Regelstufen für Frischdampf zu verwenden. Sie können auf gemeinsamer oder - meist günstiger - auf getrennten Wellen sitzen, die unmittelbar oder vorteilhafter durch ein Untersetzungsgetriebe miteinander verbunden sind. Die Düsensätze werden auf die beiden Regelstufen zweckmäßig verteilt und in der üblichen Weise vom Regler nacheinander geöffnet und geschlossen. Es entsteht dadurch eine Hochdruckteilturbine und eine nachgeschaltete Teilturbine, jede mit Regelstufe, die erstere meist rascher umlaufend als die letztere. Die Teilturbinen werden für eine Teildampfmenge bemessen und derart ausgelegt, daß sie auch bei voller Dampfmenge günstig arbeiten. Im Grenzfall schrumpft die Hochdruckteilturbine zu einer Regelstufe zusammen. Gefälle und Dampfmenge, also auch Leistung und Drehzahl, werden mit Rücksicht auf die Ausführbarkeit der Untersetzungsgetriebe bemessen. Auch die Auslegung der Stufen der vorgeschalteten Teilturbine, die von einem Teil des Dampfes umgangen werden, erfolgt für günstige Strömungsverhältnisse bei Teil- und Vollast.
Jede der Regelstufen kann mit den nachfolgenden Entspannungsstufen in der üblichen Weise zusammengebaut werden.
Die Anordnung führt zu einem Verlauf des Wirkungsgrades über der Belastung der Turbine, der bei Teillast wesentlich günstiger ist als bei Verwendung der üblichen einzigen Frisehdampfregelstufe. Auch wird durch diese Anordnung das Hochdruck- und Hochtemperaturgefälle der Turbine aus dein Hauptteil der Turbine herausgenommen und in einer meist rasch laufenden Teilturbine kleiner Abmessungen von großer Betriebssicherheit und rascher Betriebsbereitschaft aus jedem Wärmezustand entspannt. Bei Turbinen großer Leistungen wird die relativ kurze Hauptturbine über eine Kupplung finit der angetriebenen Turbine verbunden; Turbinen kleinerer Leistungen verwenden ein zweites Ritzel oder Getriebe für die zweite Teilturbine.
I: s ist bekannt, Dampfturbinen zum Antrieb von 1<riegsschiffen nicht nur für die volle Leistung auszubilden, sondern durch zusätzliche vorgeschaltete Stufen derart für Marschfahrt zu ergänzen, daß bei der Marschleistung, die etwa dem zehnten Teil der Ilöchstlast entspricht, ein annehmbarer Wirkungsgrad erzielt wird. Diese vorgeschalteten Stufen werden entweder bei der vollen Fahrt abgeschaltet oder schalten sich bei der Vervielfachung der Dampfmenge von selbst ab. Enthalten sie eine Regelstufe, so tritt diese bei Marschfahrt an die Stelle der Regelstufe der Hauptturbine. Diese zusätzlichen Stufen bewirken nur eine Verbesserung der Entspannungsverhältnisse bei der kleinen Teilleistung der Marschfahrt, die bei Landturbinen etwa dein Leerlauf des Turboaggregates entspricht. Sie haben also zu der hier gestellten Aufgabe keine Beziehung.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel gilt für Vorschaltturbinen oder für die Hochdruckteile von Gegendruck- oder Anzapfturbinen. Der Hochdruckdampf wird durch die Leitung a den Maschinen zugeführt. Die erste Teilturbine ist mit b, die zweite mit d bezeichnet. Beide treiben über ein Getriebe p einen Stromerzeuger o an. Bei einer mittleren Teillast, z. B. bei 5o% der Dampfmenge, strömt der Frischdampf durch die Düsenventile e und f der Regelstufe m und von dort der Cberdruckbeschaufelung r der ersten Teilturb re zu. Von da aus gelangt der Dampf durch die Leitung z, zur überdruckbeschaufelung s der zweiten Teilturbine d, und von dort strömt er durch den Abdampfstutzen t ab. Er kann auch über u und besondere, ungeregelte Düsensätze der zweiten Regelstufe n zur Beschaufelung s gelangen. Steigt die Last, so öffnet der Regler g, der auch die Düsenventile @- und f beherrscht, die weiteren Düsenventile i, die Frischdampf zu Düsen der zweiten Regelstufe n gelangen lassen. Der aus dieser Regelstufe n strömende Dampf mischt sich mit dem aus der Überdruckbeschaufelung r austretenden Dampf und gelangt mit ihm zusammen in die Überdruckbeschaufelung s. Durch den Zutritt des Frischdampfes über die zweite Regelstufen entsteht eine Druckstauung zwischen den beiden Beschaufelungen r und s. Die Parsonsschen Kennziffern für diese ändern sich im entgegengesetzten Sinne. Bei richtiger Wahl dieser Kennziffern entsteht jedoch nur eine geringe Änderung des Wirkungsgrades, mit dem diese Beschaufelungen arbeiten, da die Überdruckbeschaufelung derart ausgebildet werden kann, daß die Wirkungsgradlinie, über der Parsonsschen Kennziffer aufgetragen, an ihrem Scheitel sehr flach verläuft.
Es werden Turbinen mit kurzen Lagerabständen, also mit großer Betriebsunempfindlichkeit verwendet, und es wird hoher Wirkungsgrad Tiber einen großen Bereich der Leistung, beispielsweise von halber bis voller Dampfmenge erreicht.

Claims

PATENT ANSPRC Ct1E: i. Mehrgehäuse-Dampfturbine, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Regelstufen (m, n) verwendet, deren Düsensätze Frischdampf aufnehmen.
2. Dampfturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Regelstufen (m, n) auf Turbinenwellen sitzen, die durch Untersetzungsgetriebe miteinander verbunden sind.
3. Dampfturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der vorgeschalteten Teilturbine austretende Dampf die Regelstufe der nachgeschalteten Teilturbine umgeht.
4. Dampfturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle und die Dampfmenge der vorgeschalteten Teilturbine mit Rücksicht auf die zulässige Drehzahl und Leistung des Untersetzungsgetriebes gewählt werden.
5. Dampfturbine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Dampfrichtung auf die Regelstufen folgenden Turbinenteile für günstige Strömungsverhältnisse 1>e1 der Gesamtdampfinenge und bei der für die erste Teilturbine vorgesehenen Dampfmenge bemessen werden.
6. Dampfturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeschaltete Teilturbine nur aus einer Regelstufe besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Bauer, »Schiffsmaschinenbau«, München-Berlin, 1927, Bd.II, Abb.55 und S.56; 1941, Bd. III/IV. S. 495, Abs. c.