EP0568905A1 - Rotating disc obturator for steam turbine - Google Patents

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EP0568905A1
EP0568905A1 EP19930106846 EP93106846A EP0568905A1 EP 0568905 A1 EP0568905 A1 EP 0568905A1 EP 19930106846 EP19930106846 EP 19930106846 EP 93106846 A EP93106846 A EP 93106846A EP 0568905 A1 EP0568905 A1 EP 0568905A1
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EP
European Patent Office
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channel
rotation
channel inputs
steam
angle
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EP19930106846
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German (de)
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EP0568905B1 (en
Inventor
Dieter Henkelmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Patent GmbH
Original Assignee
ABB Patent GmbH
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Publication date
Application filed by ABB Patent GmbH filed Critical ABB Patent GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/18Final actuators arranged in stator parts varying effective number of nozzles or guide conduits, e.g. sequentially operable valves for steam turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/148Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of rotatable members, e.g. butterfly valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86493Multi-way valve unit
    • Y10T137/86718Dividing into parallel flow paths with recombining
    • Y10T137/86743Rotary

Definitions

  • the invention relates to a steam turbine according to the preamble of claim 1.
  • valves are used almost exclusively to control the steam, while slides are used relatively rarely as control elements.
  • One reason for this is probably the high reliability and the exact mechanism of action of valves and, on the other hand, the problems that have to be solved in the practical use of valves. So z. B. the static relief of slide valves which is almost a matter of course in today's valves is not readily possible. Furthermore, the sliding of ungreased, hot and possibly distorted components is fundamentally disadvantageous.
  • the first control stage has a plurality of nozzle groups, the steam flow to each of the nozzle groups being adjusted using a special control valve. It is customary to apply steam to one nozzle group after the other as the power requirement increases, which is done with the help of appropriately controlled control valves or through the control slots of a rotary valve. For a given load condition, therefore, a more or less large number of nozzle groups is generally fully charged, so that this does not result in throttling and the respective nozzles work with a favorable efficiency.
  • the object of the invention is to construct a steam turbine according to the type mentioned in the preamble of claim 1 in such a way that the channel body interacting with the rotary valve can be produced in a simple manner and can easily be adapted to different control tasks.
  • the division of the channel body into a base part and an adapter part results in a significant simplification of production.
  • the adapter part is designed as a ring which is relatively easy to manufacture and which connects the channels of the base part which have been expanded to form nozzle chambers via the channel inputs formed therein with the control slots of the rotary slide valve, provided that these are in a corresponding position.
  • the position and size of the respective channel inputs can be adapted to a desired control characteristic in such a way that several nozzles are combined to form a nozzle group or only very specific nozzles or nozzle groups are activated. This is achieved through their interaction with the control slots provided in the rotary valve.
  • control slots cover an angle of rotation that is at least as large as the channel inputs corresponding to them and that between the closing and opening of all channel inputs there is an angle of rotation which corresponds approximately to the angle of rotation that the channel inputs of a circular path cover.
  • the amount of this angle of rotation can be increased or decreased, depending on the size of the number of circular paths used by control slots and channel inputs.
  • the arrangement enables the simultaneous opening of several, at a uniform distance from each other over a rotation angle of 360 ° arranged nozzles.
  • a nozzle group is formed here, in which, however, it is not, as usual, several nozzles lying next to one another that are combined to form a group, but rather several nozzles uniformly distributed over the entire circumference. This requires a very even heating of the turbine housing and all other parts that are exposed to steam. It is disadvantageous, however, that with an increasing number of circular orbits to be provided with control slots, the arrangement becomes more complicated and with an increasing number of nozzle groups formed, the control characteristic becomes correspondingly coarser.
  • a second variant it is provided that between the opening and closing of all the channel inputs there is an angle of rotation which corresponds approximately to the sum of all angles of rotation which are covered by all the channel inputs arranged on their respective circular paths.
  • the channel inputs are offset from one another on their circular path with respect to the control slots corresponding to them, so that after all the channel inputs of the first circular path have been completely opened, those of the second and subsequently any further circular paths are opened.
  • This enables a very fine-tuned control characteristic, since only one nozzle or one nozzle group is opened one after the other.
  • a disadvantage of this arrangement is that there is a loss of cross-section, since it is not possible to open nozzles in succession over a rotation angle of 360 ° with only one rotary valve.
  • the angle of rotation that cannot be used for the nozzle control could, however, be made usable by opening a bypass after opening all the nozzles, which could be opened by a correspondingly offset control slot.
  • the rotary slide valve is designed as a double slide valve with two mutually overlapping partial slide valves, each of which is provided with control slots, and, starting from the closed position, a first partial slide valve driven to a rotary movement over a non-driven second partial slide valve rotates a predetermined first angle of rotation. At the end of this angle of rotation, the first slide element must grasp the second slide element and take it over a predetermined second angle of rotation.
  • the control slots of the first slide element and the control slots of the second slide element are arranged with respect to one another and correspond to the channel inputs in such a way that one channel input after the other is opened when the first slide element rotates. The channel inputs are closed in the reverse order.
  • the adapter part which is relatively easy to manufacture, must be adapted to the structural conditions of its surroundings. It must be anchored to the base part as precisely and tightly as possible. If necessary, it can extend into the area of the roller bearing rings provided for the rotary slide valve, so that it is then expedient to harden it at least in the area of the receptacles provided for the roller bearing rings.
  • the radial rotary valve has the advantage that it is statically relieved when steam is applied evenly over its entire circumference and thus the wear is kept within limits even with a plain bearing.
  • a disadvantage is the steam deflection required in an axially flow-through turbine. In this regard, preference is given to the axial rotary slide valve, although this can only be relieved of static load by relatively complicated designs and the bearings generally have to absorb the full mass pressure.
  • the control stage of a steam turbine shown in FIGS. 1 and 2 lies at the interface between two turbine parts with different pressures.
  • This is an extraction steam turbine in which the extraction takes place via an extraction channel 5 before the control stage.
  • To control the steam flow rate is an as Radial rotary valve trained rotary valve 1 is provided, which is rotatably mounted on a channel body 2, and this in turn is flange-mounted on a fixed guide vane carrier 3. The entire arrangement is enclosed by a turbine housing 4.
  • the steam coming from the low-pressure part of the steam turbine flows through the rotary valve 1 in the area of a control slot 11 and passes via a channel inlet 12 of the channel body 2 into a nozzle chamber 14 and from here to a nozzle 15, in order to be directed from there to a control wheel 16 with control wheel blades 17 and finally to drive the rotor blades 19 lying between guide blades 18 and thus the turbine rotor 20.
  • the special design of both the rotary slide valve 1 and the channel body 2 enables a very fine-tuned nozzle group control.
  • the rotary slide valve 1 has two control slots 11a, 11b which are arranged on adjacent circular paths and are offset by 180 ° to one another and correspond to the channel inputs 12 of the channel body 2.
  • three channel inputs 12a, 12b, 12c lie on a corresponding circular path provided with the same radius as the control slot 11b, but offset by an angle of rotation of 180 °.
  • three further channel inputs 12d, 12e, 12f lie on a circular path with the same radius as the control slot 11a, again offset by an angle of rotation of 180 °.
  • the rotary valve 1 shows a position of the rotary valve in which it has opened the channel inputs 12, the rotary valve 1 according to FIG. 2 is in a position rotated by 180 ° in which all the channel inputs 12 are closed.
  • the control slot would be first 11a meet the channel entrance 12f and the control slot 11b meet the channel entrance 12a.
  • the nozzle groups connected to the channel inlets 12a, 12f would therefore be the first to be supplied with steam.
  • the rotary slide valve could be opened more and more, the channel inputs 12e, 12b next being captured by the control slots 11a, 11b. After moving the rotary valve 1 over a rotation angle of 180 °, all the channel inputs 12 would be fully open.
  • roller bearing rings 10 which can be constructed as axial needle rims for an axial rotary valve or as radial needle rings for a radial rotary valve.
  • the roller bearing rings 10 are arranged so that the control slots 11 on the one hand and the channel inputs on the other come to lie between them and this results in the best possible support for the rotary valve.
  • an inner roller bearing ring 10b lying near the axis and an outer roller bearing ring 10a lying outside are therefore required.
  • a toothed ring 9 is provided in the area of the outer edge of the axial rotary slide valve 1 even outside the outer roller bearing ring 10a. into which a drive pinion 8 engages, which is connected via a flexible cardan shaft 7 to a servo motor 6, which enables the rotary movement of the rotary valve 1 and is fastened to the turbine housing 4.
  • the rotary valve 1 and also the channel body 2 can be assembled with its adapter part 2a and its base part 2b over the shaft during assembly, these are horizontally divided into rotary valve halves 1a, 1b and channel body halves.
  • the roller bearing rings which can otherwise correspond to commercially available designs, must be divided horizontally.
  • Parting joint flanges such as the rotary slide joint part flange 13 shown here, make it possible to connect the two halves that belong together.
  • FIG. 1 also shows how the rotary valve 1 is anchored to the channel body 2 with a cam or collar 22 on the one hand and in an annular groove 21 of the channel body 2.
  • the channel body in turn is flanged to the guide vane carrier 3 with screws 23.
  • the two roller bearing rings 10a, 10b are largely sunk in the channel body 2.
  • the channel body 2 By dividing the channel body 2 into a base part 2b and an adapter part 2a, the latter forms with the channel inputs 12 provided in it a connection between the control slots 11 of the rotary valve 1 and the channels of the base part 2b widened into nozzle chambers 14.
  • the insertion and connection of the adapter part 2a on the base part 2b must be done in a known manner so that there is no leakage between the two parts. Otherwise, the adapter part can be adapted to the design environment, taking into account a design suitable for production. So it can possibly extend into the area of the rolling bearing rings, in which case it makes sense the adapter part 2a would be subjected to a limited or complete hardening.
  • FIGS. 3 to 12 show purely schematic representations of certain constellations of the control slots arranged on several circular paths, indicated only by lines, and of the channel inputs corresponding to them.
  • the channel inputs are also made visible, although these are actually covered when the rotary slide valve is viewed from above. In both examples, the rotary valve 1 is in the closed position.
  • the first control slot S1 which extends over an angle of rotation of 270 °, will meet the first channel inputs K1 and open them one after the other.
  • the second control slot S2 which extends over an angle of rotation of 180 °, will meet the second channel inputs K2 and also open them one after the other.
  • control slots SS1 to SS 4 which are arranged on four circular paths, which are offset by 90 ° to each other and extend over an angle of rotation of 90 °, so that they form an angle overall cover from 360 °, the first channel entrance of the channel inputs KA1 to KA4. So two opposite channel entrances are opened twice, which leads to the application of four symmetrically arranged nozzles or nozzle groups.
  • FIGS. 9 to 12 show the various opening positions of the rotary valve 1 after a further 90 ° rotation in order to open the rotary valve in the clockwise direction.
  • the first slide valve 1a is driven clockwise by a servo motor, while the second slide valve 1b remains in its position.
  • the first control slot SL1 first meets a third control slot SL3 of the second slide element 1b and opens the channel inputs KE1 arranged underneath, as shown in FIGS. 9 and 10.
  • all channel inputs KE1 below the control slots SL3 are opened.
  • the two slide elements 1a and 1b are now connected to one another and rotated further together by a driver designed in a known manner, the control slots SL1 and SL2 being located above the control slots SL3 and SL4.
  • the opening of the second channel inputs KE2 now beginning, as shown in FIGS. 11 and 12, is easily understandable.
  • the double slide it is possible to control all the nozzles or groups of nozzles individually one after the other.
  • the driver must be designed so that when the rotary slide 1 is turned back into the closed position, it only releases the connection of the two slide members 1a, 1b after an angle of rotation of 180 °.

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Abstract

Steam turbines with a rotary disc valve are so constructed that control ports (11) provided in the rotary disc valve (1) and duct inlets (12) formed in a fixed duct body (2) interact in such a way that according to the respective direction of rotation of the rotary disc valve (1), the duct inlets (12) are increasingly opened or closed. Simplified manufacture and improved adaptation to different control requirements can be achieved by means of the duct body in that this comprises at least two parts. Accordingly an adapter part (2a) is provided, in which the duct inlets (12) are located and which is matched to a base part (2b), in which the steam ducts (14), required for conducting the steam and leading especially to nozzles (15), are located. The adapter part (2a) thereby defines the duct inlets (12) to be determined in accordance with the proposed control characteristic and connects the control ports (11) to the steam ducts (14). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a steam turbine according to the preamble of claim 1.

Im Dampfturbinenbau verwendet man zur Steuerung des Dampfes fast ausschließlich Ventile, während Schieber als Steuerorgane nur relativ selten zur Anwendung kommen. Ein Grund hierfür liegt wohl in der hohen Zuverlässigkeit und dem exakten Wirkmechanismus von Ventilen und andererseits in den Problemen, die beim praktischen Einsatz von Schiebern zu lösen sind. So ist z. B. die bei heutigen Ventilen nahezu selbstverständliche statische Entlastung bei Schiebern nicht ohne weiteres möglich. Weiterhin ist das Aufeinandergleiten ungeschmierter, heißer und sich evtl. verziehender Bauteile grundsätzlich nachteilig.In steam turbine construction, valves are used almost exclusively to control the steam, while slides are used relatively rarely as control elements. One reason for this is probably the high reliability and the exact mechanism of action of valves and, on the other hand, the problems that have to be solved in the practical use of valves. So z. B. the static relief of slide valves which is almost a matter of course in today's valves is not readily possible. Furthermore, the sliding of ungreased, hot and possibly distorted components is fundamentally disadvantageous.

Dennoch hat es schon eine Reihe von Versuchen gegeben, Drehschieber zumindest dort einzusetzen, wo in axial durchströmten Dampfturbinen bei Verwendung von Steuerventilen nicht nur recht komplizierte Konstruktionen, sondern auch recht ungünstige Strömungsverhältnisse entstehen. Dies gilt insbesondere für Entnahmedampfturbinen, bei denen der Einsatz eines axial durchströmten Drehschiebers nicht nur zu günstigen Strömungsverhältnissen, sondern auch zu einem raumsparenden Aufbau führen kann.Nevertheless, there have already been a number of attempts to use rotary valves at least where, in the case of axially flow-through steam turbines, when using control valves, not only very complicated constructions arise, but also quite unfavorable flow conditions. This applies in particular to extraction steam turbines, where the use of an axially flowed rotary valve can not only lead to favorable flow conditions, but also to a space-saving construction.

Zur Steuerung des Dampfdurchsatzes bei Dampfturbinen arbeitet man mit einer Drosselregelung oder einer Düsengruppenregelung. Letztere ist besonders geeignet für Anlagen, bei denen hohe Teillastwirkungsgrade erreicht werden sollen. Hierbei weist die erste Regelstufe mehrere Düsengruppen auf, wobei der Dampfzufluß zu jeder der Düsengruppen mit einem besonderen Regelventil eingestellt wird. Es ist üblich, bei zunehmendem Leistungsbedarf eine Düsengruppe nach der anderen mit Dampf zu beaufschlagen, was mit Hilfe von entsprechend gesteuerten Regelventilen oder durch die Steuerschlitze eines Drehschiebers geschieht. Bei einem gegebenen Lastzustand ist deshalb im allgemeinen eine mehr oder weniger große Anzahl von Düsengruppen voll beaufschlagt, so daß hierdurch keine Drosselung entsteht und die jeweiligen Düsen mit einem günstigen Wirkungsgrad arbeiten. Nur eine Düsengruppe wird entsprechend der jeweiligen Stellung des Regelventils oder des Drehschiebers lediglich eine Teilbeaufschlagung erfahren, und dadurch mit geringerem Wirkungsgrad arbeiten. Dieser Verlust wird jedoch um so geringer sein, je größer die Anzahl der Düsengruppen ist, was darauf hinausläuft, daß möglichst viele Düsengruppen vorgesehen werden sollten und im Idealfall jede einzelne Düse ansteuerbar wäre. Eine dementsprechende Vervielfachung der Regelventile würde schnell auf bautechnische Grenzen stoßen, während eine entsprechende Ausbildung eines Drehschiebers eher im Bereich der technischen Möglichkeiten liegt.To control the steam throughput in steam turbines, one works with a throttle control or a nozzle group control. The latter is particularly suitable for systems in which high partial load efficiency is to be achieved. The first control stage has a plurality of nozzle groups, the steam flow to each of the nozzle groups being adjusted using a special control valve. It is customary to apply steam to one nozzle group after the other as the power requirement increases, which is done with the help of appropriately controlled control valves or through the control slots of a rotary valve. For a given load condition, therefore, a more or less large number of nozzle groups is generally fully charged, so that this does not result in throttling and the respective nozzles work with a favorable efficiency. Only one group of nozzles is only subjected to partial loading in accordance with the respective position of the control valve or of the rotary slide valve, and as a result work with lower efficiency. However, the greater the number of nozzle groups, the smaller this loss will be, which means that as many nozzle groups as possible should be provided and ideally each individual nozzle would be controllable. A corresponding multiplication of the control valves would quickly reach constructional limits, while a corresponding design of a rotary valve is more in the area of technical possibilities.

Aus dem Zeitschriftenartikel "Zur Entwicklung von Niederdruck-Dampfsteuerorganen, derzeitiger Stand und zukünftige Möglichkeiten", Maschinenbautechnik, Berlin, 38 (1989), Seiten 17 ff sind Drehschieber-Steuerungen bekannt. Hier findet sich auch bereits ein Hinweis, daß Drehschieber sowohl für Drosselregelung als auch für Düsengruppenregelung ausführbar sind. Beschrieben wird eine erste, als Radialschieber ausgeführte Variante, bei der eine große Anzahl versperrbarer Einzelfenster in einen Kanalkörper mit einer ringförmigen, dem Leitgitter vorgelagerten Kammer führt. In einer zweiten als Axialdrehschieber ausgebildeten Variante ist ebenfalls eine große Anzahl von versperrbaren Einzelfenstern vorgesehen, die über einen Kanalkörper unmittelbar zur Leitbeschaufelung führen. Beide Lösungen eignen sich jedoch nur zur Drosselregelung, wobei die Drehschieber vom voll geöffneten Zustand bis zur völligen Absperrung jeweils nur um eine Fensterteilung zu verschieben sind.From the magazine article "On the development of low-pressure steam control units, current status and future possibilities", mechanical engineering, Berlin, 38 (1989), pages 17 ff, rotary valve controls are known. Here you will also find an indication that rotary valves can be used for both throttle control and nozzle group control. A first variant, designed as a radial slide valve, is described, in which a large number of lockable individual windows lead into a channel body with an annular chamber located in front of the guide vane. In a second variant designed as an axial rotary slide valve, a large number of lockable individual windows are also provided, which lead directly to the guide blading via a channel body. However, both solutions are only suitable for throttle control, whereby the rotary valve can only be moved by one window division from fully open to complete shut-off.

In einem weiteren Zeitschriftenartikel "Der Drehschieber als Regelorgan für Entnahme-Dampfturbinen", Maschinenbautechnik, Berlin, 15 (1966), Seiten 185 ff wird ausgeführt, daß es möglich ist, bei der Düsengruppenregelung die Querschnitte der einzelnen Gruppen etwas versetzt anzuordnen. Mit einem derart ausgebildeten Drehschieber gelingt es jedoch, trotz einer nachteiligen Querschnittsverminderung, nur bis zu vier Düsengruppen anzuordnen. Eine so geringe Zahl von Düsengruppen wäre jedoch auch mit Regelventilen steuerbar, so daß eine Verbesserung im Hinblick auf den Wirkungsgrad im Teillastbereich der Dampfturbine hier nicht erreichbar ist.In another magazine article "The rotary slide valve as a control device for extraction steam turbines", Maschinenbautechnik, Berlin, 15 (1966), pages 185 ff, it is stated that it is possible to arrange the cross sections of the individual groups somewhat offset in the nozzle group control. With a rotary valve designed in this way, however, it is possible to arrange only up to four nozzle groups, despite a disadvantageous reduction in cross-section. Such a small number of nozzle groups would, however, also be controllable with control valves, so that an improvement with regard to the efficiency in the part-load range of the steam turbine cannot be achieved here.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dampfturbine nach der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art so aufzubauen, daß der mit dem Drehschieber zusammenwirkende Kanalkörper einfach hergestellt und leicht an unterschiedliche Regelaufgaben angepaßt werden kann.The object of the invention is to construct a steam turbine according to the type mentioned in the preamble of claim 1 in such a way that the channel body interacting with the rotary valve can be produced in a simple manner and can easily be adapted to different control tasks.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen genannt.This object is achieved by the features characterized in claim 1. Appropriate refinements and developments of the subject matter of the invention are mentioned in the subclaims.

Mit der Aufteilung des Kanalkörpers in ein Basisteil und ein Adapterteil gelingt eine wesentliche Fertigungvereinfachung. So ist es möglich, ein für alle Anwendungen gleiches Basisteil z.B. als Gußteil herzustellen und durch ein an unterschiedliche Anwendungen angepaßtes, variables Adapterteil verschiedene Kanalkörper herzustellen. Das Adapterteil ist als relativ einfach zu fertigender Ring gestaltet, der die zu Düsenkammern erweiterten Kanäle des Basisteils über die in ihm ausgebildeten Kanaleingänge mit den Steuerschlitzen des Drehschiebers verbindet, sofern sich diese in einer entsprechenden Stellung befinden. Lage und Größe der jeweiligen Kanaleingänge können einer gewünschten Regelcharakteristik so angepaßt werden, daß durch sie mehrere Düsen zu einer Düsengruppe vereinigt sind bzw. nur ganz bestimmte Düsen oder Düsengruppen angesteuert werden. Dies gelingt durch ihr Zusammenwirken mit den im Drehschieber vorgesehenen Steuerschlitzen.The division of the channel body into a base part and an adapter part results in a significant simplification of production. This makes it possible to have a base part that is the same for all applications, e.g. to produce as a casting and to produce different channel bodies by means of a variable adapter part adapted to different applications. The adapter part is designed as a ring which is relatively easy to manufacture and which connects the channels of the base part which have been expanded to form nozzle chambers via the channel inputs formed therein with the control slots of the rotary slide valve, provided that these are in a corresponding position. The position and size of the respective channel inputs can be adapted to a desired control characteristic in such a way that several nozzles are combined to form a nozzle group or only very specific nozzles or nozzle groups are activated. This is achieved through their interaction with the control slots provided in the rotary valve.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die Steuerschlitze einen mindestens so großen Drehwinkel abdecken, wie die mit ihnen korrespondierenden Kanaleingänge und daß zwischen dem Schließen und dem Öffnen aller Kanaleingänge ein Drehwinkel liegt, der etwa dem Drehwinkel entspricht, den die Kanaleingänge einer Kreisbahn abdecken. Der Betrag dieses Drehwinkels läßt sich erhöhen oder vermindern, je nachdem wie groß die durch Steuerschlitze und Kanaleingänge beanspruchte Anzahl von Kreisbahnen ist. Die Anordnung ermöglicht das gleichzeitige Öffnen mehrerer, in einem gleichmäßigen Abstand zueinander über einen Drehwinkel von 360° angeordneter Düsen. Das heißt, es erfolgt hier eine Düsengruppenbildung, bei der jedoch nicht wie üblich, mehrere nebeneinanderliegende Düsen zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, sondern mehrere über den gesamten Umfang gleichmäßig verteilte Düsen. Dies bedingt eine sehr gleichmäßige Erwärmung des Turbinengehäuses und aller weiteren mit Dampf beaufschlagten Teile. Nachteilig ist jedoch, daß mit steigender Zahl der mit Steuerschlitzen zu versehenden Kreisbahnen, die Anordnung komplizierter wird und mit einer steigenden Zahl der gebildenten Düsengruppen, die Regelcharakteristik entspechend grobstufiger wird.In an advantageous embodiment of the subject matter of the invention, it is provided that the control slots cover an angle of rotation that is at least as large as the channel inputs corresponding to them and that between the closing and opening of all channel inputs there is an angle of rotation which corresponds approximately to the angle of rotation that the channel inputs of a circular path cover. The amount of this angle of rotation can be increased or decreased, depending on the size of the number of circular paths used by control slots and channel inputs. The arrangement enables the simultaneous opening of several, at a uniform distance from each other over a rotation angle of 360 ° arranged nozzles. This means that a nozzle group is formed here, in which, however, it is not, as usual, several nozzles lying next to one another that are combined to form a group, but rather several nozzles uniformly distributed over the entire circumference. This requires a very even heating of the turbine housing and all other parts that are exposed to steam. It is disadvantageous, however, that with an increasing number of circular orbits to be provided with control slots, the arrangement becomes more complicated and with an increasing number of nozzle groups formed, the control characteristic becomes correspondingly coarser.

In einer zweiten Variante ist vorgesehen, daß zwischen dem Öffnen und dem Schließen aller Kanaleingänge ein Drehwinkel liegt, der etwa der Summe aller Drehwinkel entspricht, die von allen auf ihren jeweiligen Kreisbahnen angeordneten Kanaleingängen abgedeckt werden. Hierbei sind die Kanaleingänge gegenüber den mit ihnen korrespondierenden Steuerschlitzen auf ihrer Kreisbahn so zueinander versetzt, daß nach dem vollständigen Öffnen aller Kanaleingänge der ersten Kreisbahn, die der zweiten und anschließend gegebenenfalls weiterer Kreisbahnen geöffnet werden. Hierdurch gelingt eine sehr feinstufige Regelcharakteristik, da nacheinander jeweils immer nur eine Düse bzw. eine Düsengruppe geöffnet wird. Ein Nachteil dieser Anordnung ist, daß ein Querschnittsverlust auftritt, da mit nur einem Drehschieber keine Öffnung hintereinanderliegender Düsen über einen Drehwinkel von 360° realisierbar ist. Der für die Düsenregelung nicht nutzbare Drehwinkel ließe sich allerdings dadurch nutzbar machen, daß nach dem Öffnen aller Düsen zuletzt ein Bypass geöffnet wird, der durch einen entsprechend versetzt angeordneten Steuerschlitz geöffnet werden könnte.In a second variant it is provided that between the opening and closing of all the channel inputs there is an angle of rotation which corresponds approximately to the sum of all angles of rotation which are covered by all the channel inputs arranged on their respective circular paths. Here, the channel inputs are offset from one another on their circular path with respect to the control slots corresponding to them, so that after all the channel inputs of the first circular path have been completely opened, those of the second and subsequently any further circular paths are opened. This enables a very fine-tuned control characteristic, since only one nozzle or one nozzle group is opened one after the other. A disadvantage of this arrangement is that there is a loss of cross-section, since it is not possible to open nozzles in succession over a rotation angle of 360 ° with only one rotary valve. The angle of rotation that cannot be used for the nozzle control could, however, be made usable by opening a bypass after opening all the nozzles, which could be opened by a correspondingly offset control slot.

In einer weiteren Variante ist vorgesehen, daß der Drehschieber als Doppelschieber mit zwei sich gegenseitig überdeckenden Teilschiebern ausgebildet ist, von denen jeder mit Steuerschlitzen versehen ist, und ausgehend von der Schließstellung, ein erster zu einer Drehbewegung angetriebener Teilschieber sich gegenüber einem nicht angetriebenen zweiten Teilschieber über einen vorgegebenen ersten Drehwinkel dreht. Am Ende dieses Drehwinkels muß der erste Teilschieber den zweiten Teilschieber erfassen und über einen vorgebenen zweiten Drehwinkel mitnehmen. Die Steuerschlitze des ersten Teilschiebers und die Steuerschlitze des zweiten Teilschiebers sind dabei so zueinander angeordnet und korrespondieren mit den Kanaleingängen so, daß bei einer Drehbewegung des ersten Teilschiebers ein Kanaleingang nach dem anderen geöffnet wird. Das Schließen der Kanaleingänge erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Mit dieser Anordnung lassen sich somit nacheinander alle vorgesehenen Düsen oder Düsengruppen einzeln ansteuern, so daß eine besonders feinstufige Regelcharakteristik erreicht wird.In a further variant it is provided that the rotary slide valve is designed as a double slide valve with two mutually overlapping partial slide valves, each of which is provided with control slots, and, starting from the closed position, a first partial slide valve driven to a rotary movement over a non-driven second partial slide valve rotates a predetermined first angle of rotation. At the end of this angle of rotation, the first slide element must grasp the second slide element and take it over a predetermined second angle of rotation. The control slots of the first slide element and the control slots of the second slide element are arranged with respect to one another and correspond to the channel inputs in such a way that one channel input after the other is opened when the first slide element rotates. The channel inputs are closed in the reverse order. With this arrangement, all of the nozzles or groups of nozzles provided can thus be controlled individually, so that a particularly fine-level control characteristic is achieved.

Das relativ einfach herzustellende Adapterteil muß an die konstruktiven Verhältnisse seines Umfeldes angepaßt werden. So muß es möglichst exakt und gut abdichtend am Basisteil verankert sein. Gegebenenfalls kann es sich bis in den Bereich der für den Drehschieber vorgesehenen Wälzenlagerringe erstrecken, so daß es dann zweckmäßig ist, ihn zumindest im Bereich der für die Wälzlagerringe vorgesehenen Aufnahmen zu härten.The adapter part, which is relatively easy to manufacture, must be adapted to the structural conditions of its surroundings. It must be anchored to the base part as precisely and tightly as possible. If necessary, it can extend into the area of the roller bearing rings provided for the rotary slide valve, so that it is then expedient to harden it at least in the area of the receptacles provided for the roller bearing rings.

Damit eine Montage aller angesprochenen Teile, wie Adapterteil, Basisteil und Drehschieber über der Welle der Turbine erfolgen kann, müssen diese radial in zwei Hälften geteilt und schließlich wieder miteinander verbunden werden. Dies kann mit Hilfe von Teilfugenflanschen geschehen.So that all of the parts mentioned, such as adapter part, base part and rotary slide valve, can be installed above the shaft of the turbine, they must be radially divided into two halves and finally connected again. This can be done with the help of parting flanges.

Alle vorgesehenen Maßnahmen können sowohl bei einem Axial- als auch bei einem Radialdrehschieber zur Anwendung gelangen, wobei lediglich der Kanalkörper entsprechend angepaßt werden muß. Der Radialdrehschieber hat den Vorteil, daß er bei einer Dampfbeaufschlagung, die gleichmäßig über seinen gesamten Umfang erfolgt, statisch entlastet ist und sich somit der Verschleiß selbst bei einem Gleitlager in Grenzen hält. Nachteilig ist allerdings die bei einer axial durchströmten Turbine erforderliche Dampfumlenkung. Diesbezüglich ist dem Axialdrehschieber der Vorzug zu geben, wobei dieser allerdings nur durch relativ komplizierte Bauformen statisch entlastet werden kann und die Lager in der Regel den vollen Massendruck aufnehmen müssen.All of the measures provided can be applied to both an axial and a radial rotary slide valve, only the channel body having to be adapted accordingly. The radial rotary valve has the advantage that it is statically relieved when steam is applied evenly over its entire circumference and thus the wear is kept within limits even with a plain bearing. A disadvantage, however, is the steam deflection required in an axially flow-through turbine. In this regard, preference is given to the axial rotary slide valve, although this can only be relieved of static load by relatively complicated designs and the bearings generally have to absorb the full mass pressure.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.

Es zeigen:

Figur 1
eine Dampfturbinenregelstufe mit einem Axialdrehschieber zur Düsengruppenregelung in geöffnetem Zustand im Axialschnitt gesehen,
Figur 2
die Regelstufe nach Figur 1 in axialer Blickrichtung auf den Axialdrehschieber mit einem teilweise ausgeschnittenen Blickfenster zur Sichtbarmachung der Kanaleingänge in geschlossenem Zustand,
Figur 3
eine erste Variante des Drehschiebers in bestimmter Konstellation der Steuerschlitze zu den Kanaleingängen,
Figur 4
eine zweite Variante des Drehschiebers in einer gegenüber Fig. 3 anderen Konstellation der Steuerschlitze zu den Kanaleingangen,
Figur 5
einen ersten Teilschieber eines als Doppelschieber aufgebauten Drehschiebers,
Figur 6
einen zweiten Teilschieber eines als Doppelschieber aufgebauten Drehschiebers,
Figur 7
ein Adapterteil mit den Kanaleingängen,
Figur 8
ein Basisteil mit den Kanälen,
Figur 9
die geöffneten Kanaleingänge des Doppeldrehschiebers nach einer Öffnungsdrehung von 90°,
Figur 10
die geöffneten Kanaleingänge nach einer Öffnungsdrehung des Doppelschiebers von 180°,
Figur 11
die Kanaleingänge nach einer Öffnungsdrehung des Doppelschiebers von 270°,
Figur 12
die Kanaleingänge nach einer Öffnungsdrehung des Doppelschiebers von 360°.
Show it:
Figure 1
seen a steam turbine control stage with an axial rotary valve for nozzle group control in the open state in axial section,
Figure 2
2 the control stage according to FIG. 1 in the axial direction of view of the axial rotary slide valve with a partially cut-out viewing window to make the channel entrances visible in the closed state,
Figure 3
a first variant of the rotary valve in a specific constellation of the control slots to the channel inputs,
Figure 4
3 shows a second variant of the rotary slide valve in a different constellation of the control slots to the channel inputs compared to FIG. 3,
Figure 5
a first slide valve of a rotary valve constructed as a double valve,
Figure 6
a second slide valve of a rotary valve constructed as a double valve,
Figure 7
an adapter part with the channel inputs,
Figure 8
a base part with the channels,
Figure 9
the open channel inputs of the double rotary valve after an opening rotation of 90 °,
Figure 10
the opened channel entrances after the opening of the double slide by 180 °,
Figure 11
the channel inputs after an opening rotation of the double slide of 270 °,
Figure 12
the channel inputs after the opening of the double slide by 360 °.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Regelstufe einer Dampfturbine liegt an der Schnittstelle zwischen zwei Turbinenteilen mit unterschiedlichem Druck. Es handelt sich hierbei um eine Entnahme-Dampfturbine, bei der die Entnahme vor der Regelstufe über einen Entnahmekanal 5 erfolgt. Zur Regelung des Dampfdurchsatzes ist ein als Radialdrehschieber ausgebildeter Drehschieber 1 vorgesehen, der auf einem Kanalkörper 2 drehbeweglich gelagert ist, und dieser ist seinerseits an einem Leitschaufelträger 3 ortsfest angeflanscht. Die gesamte Anordnung wird von einem Turbinengehäuse 4 umschlossen.The control stage of a steam turbine shown in FIGS. 1 and 2 lies at the interface between two turbine parts with different pressures. This is an extraction steam turbine in which the extraction takes place via an extraction channel 5 before the control stage. To control the steam flow rate is an as Radial rotary valve trained rotary valve 1 is provided, which is rotatably mounted on a channel body 2, and this in turn is flange-mounted on a fixed guide vane carrier 3. The entire arrangement is enclosed by a turbine housing 4.

Der vom Niederdruckteil der Dampfturbine kommende Dampf durchströmt den Drehschieber 1 im Bereich eines Steuerschlitzes 11 und gelangt über einen Kanaleingang 12 des Kanalkörpers 2 in eine Düsenkammer 14 und von hier zu einer Düse 15, um von dieser auf ein Regelrad 16 mit Regelradschaufeln 17 geleitet zu werden und schließlich die zwischen Leitschaufeln 18 liegenden Laufschaufeln 19 und damit den Turbinenläufer 20 anzutreiben.The steam coming from the low-pressure part of the steam turbine flows through the rotary valve 1 in the area of a control slot 11 and passes via a channel inlet 12 of the channel body 2 into a nozzle chamber 14 and from here to a nozzle 15, in order to be directed from there to a control wheel 16 with control wheel blades 17 and finally to drive the rotor blades 19 lying between guide blades 18 and thus the turbine rotor 20.

Wie insbesondere Figur 2 erkennen läßt, ermöglicht die besondere Gestaltung sowohl des Drehschiebers 1 als auch des Kanalkörpers 2 eine sehr feinstufige Düsengruppenregelung. Hierzu besitzt der Drehschieber 1 zwei auf benachbarten Kreisbahnen angeordnete, um 180° zueinander versetzte Steuerschlitze 11a, 11b, die mit den Kanaleingängen 12 des Kanalkörpers 2 korrespondieren. Dabei liegen drei Kanaleingänge 12a, 12b, 12c auf einer entsprechenden, mit gleichem Radius versehenen Kreisbahn wie der Steuerschlitz 11b, jedoch um einen Drehwinkel von 180° versetzt dazu. Entsprechend liegen drei weitere Kanaleingänge 12d, 12e, 12f auf einer Kreisbahn mit gleichem Radius wie der Steuerschlitz 11a, wiederum um einen Drehwinkel von 180° versetzt.As can be seen in particular in FIG. 2, the special design of both the rotary slide valve 1 and the channel body 2 enables a very fine-tuned nozzle group control. For this purpose, the rotary slide valve 1 has two control slots 11a, 11b which are arranged on adjacent circular paths and are offset by 180 ° to one another and correspond to the channel inputs 12 of the channel body 2. In this case, three channel inputs 12a, 12b, 12c lie on a corresponding circular path provided with the same radius as the control slot 11b, but offset by an angle of rotation of 180 °. Correspondingly, three further channel inputs 12d, 12e, 12f lie on a circular path with the same radius as the control slot 11a, again offset by an angle of rotation of 180 °.

Während Figur 1 eine Stellung des Drehschiebers zeigt, bei der dieser die Kanaleingänge 12 geöffnet hat, befindet sich der Drehschieber 1 nach Figur 2 in einer um 180° gedrehten Stellung, bei der alle Kanaleingänge 12 geschlossen sind. Würde man jedoch den Drehschieber 1 im Uhrzeigersinn bewegen, so würde zunächst der Steuerschlitz 11a auf den Kanaleingang 12f und der Steuerschlitz 11b auf den Kanaleingang 12a treffen. Die mit den Kanaleingängen 12a, 12f verbundenen Düsengruppen würden also als erste mit Dampf beaufschlagt. Bei steigendem Leistungsbedarf könnte der Drehschieber zunehmend geöffnet werden, wobei als nächste die Kanaleingänge 12e, 12b von den Steuerschlitzen 11a, 11b erfaßt würden. Nach einer Bewegung des Drehschiebers 1 über einen Drehwinkel von 180° wären alle Kanaleingänge 12 voll geöffnet.1 shows a position of the rotary valve in which it has opened the channel inputs 12, the rotary valve 1 according to FIG. 2 is in a position rotated by 180 ° in which all the channel inputs 12 are closed. However, if you were to turn the rotary valve 1 clockwise, the control slot would be first 11a meet the channel entrance 12f and the control slot 11b meet the channel entrance 12a. The nozzle groups connected to the channel inlets 12a, 12f would therefore be the first to be supplied with steam. With increasing power requirements, the rotary slide valve could be opened more and more, the channel inputs 12e, 12b next being captured by the control slots 11a, 11b. After moving the rotary valve 1 over a rotation angle of 180 °, all the channel inputs 12 would be fully open.

Wie leicht erkennbar ist, werden immer jeweils zwei diametral einander gegenüberliegende Kanaleingänge gleichzeitig mit Dampf beaufschlagt. Dies bewirkt eine entsprechend gleichmäßige Erwärmung des Turbinengehäuses. Selbstverständlich ist es möglich, den einzelnen Kanaleingängen 12 eine unterschiedliche Drehwinkellänge zuzuordnen. So wäre es denkbar den beiden ersten Kanaleingängen jeweils eine aus zwei oder drei Düsen bestehende Düsengruppe zuzuordnen, und für die weitere Leistungserhöhung nur noch eine Düse pro Kanaleingang vorzusehen, um eine möglichst feinstufige Regelung zu erreichen.As can easily be seen, two diametrically opposed channel entrances are always supplied with steam at the same time. This results in a correspondingly uniform heating of the turbine housing. Of course, it is possible to assign a different rotation angle length to the individual channel inputs 12. It would be conceivable to assign a nozzle group consisting of two or three nozzles to each of the first two channel inputs, and to provide only one nozzle per channel input for the further increase in output in order to achieve the finest possible control.

Um eine leichtgängige Drehbewegung zu ermöglichen, sind zwei Wälzlagerringe 10 vorgesehen, die für einen Axialdrehschieber als Axialnadelkränze oder für einen Radialdrehschieber als Radialnadelkränze aufgebaut sein können. Die Wälzlagerringe 10 sind so angeordnet, daß die Steuerschlitze 11 einerseits und die Kanaleingänge andererseits zwischen ihnen zu liegen kommen und sich dadurch für den Drehschieber eine möglichst gute Auflage ergibt. Bei einem Axialdrehschieber wird deshalb ein in Achsnähe liegender innerer Wälzlagerring 10b und ein nach außen liegender äußerer Wälzlagerring 10a benötigt. Noch außerhalb des äußeren Wälzlagerrings 10a ist im Bereich der Außenkante des Axialdrehschiebers 1 ein Zahnkranz 9 vorgesehen, in den ein Antriebsritzel 8 eingreift, das über eine flexible Gelenkwelle 7 mit einem Servomotor 6 verbunden ist, der die Drehbewegung des Drehschiebers 1 ermöglicht und am Turbinengehäuse 4 befestigt ist.In order to enable a smooth rotary movement, two roller bearing rings 10 are provided, which can be constructed as axial needle rims for an axial rotary valve or as radial needle rings for a radial rotary valve. The roller bearing rings 10 are arranged so that the control slots 11 on the one hand and the channel inputs on the other come to lie between them and this results in the best possible support for the rotary valve. In the case of an axial rotary slide valve, an inner roller bearing ring 10b lying near the axis and an outer roller bearing ring 10a lying outside are therefore required. A toothed ring 9 is provided in the area of the outer edge of the axial rotary slide valve 1 even outside the outer roller bearing ring 10a. into which a drive pinion 8 engages, which is connected via a flexible cardan shaft 7 to a servo motor 6, which enables the rotary movement of the rotary valve 1 and is fastened to the turbine housing 4.

Damit der Drehschieber 1 und auch der Kanalkörper 2 bei der Montage mit seinem Adapterteil 2a und seinem Basisteil 2b über der Welle zusammengefügt werden können, werden diese in Drehschieberhälften 1a, 1b und Kanalkörperhälften horizontal geteilt. Somit müssen auch die Wälzlagerkränze, die im übrigen handelsüblichen Ausführungen entsprechen können, horizontal geteilt werden. Über Teilfugenflansche, wie dem hier dargestellten Drehschieber-Teilfugenflansch 13 ist es möglich, die beiden jeweils zusammengehörigen Hälften miteinander zu verbinden.So that the rotary valve 1 and also the channel body 2 can be assembled with its adapter part 2a and its base part 2b over the shaft during assembly, these are horizontally divided into rotary valve halves 1a, 1b and channel body halves. Thus, the roller bearing rings, which can otherwise correspond to commercially available designs, must be divided horizontally. Parting joint flanges, such as the rotary slide joint part flange 13 shown here, make it possible to connect the two halves that belong together.

In Figur 1 ist weiterhin noch erkennbar, wie der Drehschieber 1 sich mit einem Nocken oder Kragen 22 einerseits und in einer Ringnut 21 des Kanalkörpers 2 an diesem verankert. Der Kanalkörper seinerseits ist mit Schrauben 23 am Leitschaufelträger 3 angeflanscht. Die beiden Wälzlagerringe 10a, 10b sind weitgehend im Kanalkörper 2 versenkt.FIG. 1 also shows how the rotary valve 1 is anchored to the channel body 2 with a cam or collar 22 on the one hand and in an annular groove 21 of the channel body 2. The channel body in turn is flanged to the guide vane carrier 3 with screws 23. The two roller bearing rings 10a, 10b are largely sunk in the channel body 2.

Durch die Aufteilung des Kanalkörpers 2 in ein Basisteil 2b und ein Adapterteil 2a, bildet letzteres mit den in ihm vorgesehenen Kanaleingängen 12 eine Verbindung zwischen den Steuerschlitzen 11 des Drehschiebers 1 und den zu Düsenkammern 14 erweiterten Kanälen des Basisteils 2b. Das Einfügen und Verbinden des Adapterteils 2a am Basisteil 2b muß in bekannter Weise so erfolgen, daß zwischen den beiden Teilen keine Leckage entsteht. Im übrigen kann das Adapterteil dem konstruktiven Umfeld, unter Berücksichtigug einer fertigungsgerechten Bauform, angepaßt werden. So kann es sich gegebenenfalls bis in den Bereich der Wälzlagerringe erstrecken, wobei es dann sinnvoll wäre das Adapterteil 2a einer begrenzten oder kompletten Härtung zu unterziehen.By dividing the channel body 2 into a base part 2b and an adapter part 2a, the latter forms with the channel inputs 12 provided in it a connection between the control slots 11 of the rotary valve 1 and the channels of the base part 2b widened into nozzle chambers 14. The insertion and connection of the adapter part 2a on the base part 2b must be done in a known manner so that there is no leakage between the two parts. Otherwise, the adapter part can be adapted to the design environment, taking into account a design suitable for production. So it can possibly extend into the area of the rolling bearing rings, in which case it makes sense the adapter part 2a would be subjected to a limited or complete hardening.

Die Figuren 3 bis 12 zeigen rein schematische Darstellungen bestimmte Konstellationen der auf mehreren Kreisbahnen angeordneten, nur durch Striche angedeuteten Steuerschlitze und der mit ihnen korrespondierenden Kanaleingänge. Bei den in den Figuren 3 und 4 dargestellten Drehschiebern 1 sind auch die Kanaleingänge sichtbar gemacht, obwohl diese bei Draufsicht auf den Drehschieber eigentlich verdeckt sind. In beiden Beispielen handelt es sich um die Schließstellung des Drehschiebers 1.FIGS. 3 to 12 show purely schematic representations of certain constellations of the control slots arranged on several circular paths, indicated only by lines, and of the channel inputs corresponding to them. In the rotary slide valves 1 shown in FIGS. 3 and 4, the channel inputs are also made visible, although these are actually covered when the rotary slide valve is viewed from above. In both examples, the rotary valve 1 is in the closed position.

Bewegt man den Drehschieber 1 nach Figur 3 im Uhrzeigersinn, so wird der sich über einen Drehwinkel von 270° erstreckende erste Steuerschlitz S1 auf erste Kanaleingänge K1 treffen und diese nacheinander öffnen. Nach einer Drehung von 90° wird auch der zweite Steuerschlitz S2, der sich über einen Drehwinkel von 180° erstreckt auf die zweiten Kanaleingänge K2 treffen und diese ebenfalls nacheinander öffnen. Schließlich öffnet der dritte Steuerschlitz S3 , der sich nur noch über einen Drehwinkel von 90° erstreckt, die dritten Kanaleingänge K3. Bei vollständiger Öffnung des Drehschiebers 1 sind die sich zusammen über einen Winkel von 270° erstreckenden Kanaleingänge K1, K2, K3 geöffnet.If the rotary valve 1 according to FIG. 3 is moved clockwise, the first control slot S1, which extends over an angle of rotation of 270 °, will meet the first channel inputs K1 and open them one after the other. After a rotation of 90 °, the second control slot S2, which extends over an angle of rotation of 180 °, will meet the second channel inputs K2 and also open them one after the other. Finally, the third control slot S3, which only extends over an angle of rotation of 90 °, opens the third channel inputs K3. When the rotary valve 1 is fully opened, the channel inputs K1, K2, K3, which extend together over an angle of 270 °, are opened.

Bei dem ebenfalls im Uhrzeigersinn gedrehten Drehschieber 1 nach Fig. 4 öffnen die auf vier nebeneinanderliegenden Kreisbahnen angeordneten Steuerschlitze, SS1 bis SS 4, die jeweils um 90° zueinander versetzt sind und sich über einen Drehwinkel von 90° erstrecken, so daß sie insgesamt einen Winkel von 360° abdecken, den jeweils ersten Kanaleingang der Kanaleingänge KA1 bis KA4. Es werden also zweimal zwei einander gegenüberliegende Kanaleingänge geöffnet, was zu einer Beaufschlagung von vier symmetrisch angeordneten Düsen oder Düsengruppen führt.4 also open the control slots, SS1 to SS 4, which are arranged on four circular paths, which are offset by 90 ° to each other and extend over an angle of rotation of 90 °, so that they form an angle overall cover from 360 °, the first channel entrance of the channel inputs KA1 to KA4. So two opposite channel entrances are opened twice, which leads to the application of four symmetrically arranged nozzles or nozzle groups.

Die Figuren 5 und 6 zeigen zwei Teilschieber 1a, 1b eines als Doppelschieber ausgebildeten Drehschiebers 1 als separate Teile nebeneinander in ihrer Schließstellung. Die beiden Teilschieber 1a, 1b, das in Figur 7 dargestellte Adapterteil 2a und das in Figur 8 dargestellte Basisteil 2b sind eigentlich übereinander montiert, und nur zur Verdeutlichung ihrer jeweiligen Stellung nebeneinander dargestellt. Die Kanäle bzw. Düsenkammern 14 im Basisteil 2b müssen alle Kreisbahnen, auf denen sich Steuerschlitze SL oder Kanaleingänge KE befinden, abdecken, also entsprechend breit sein. In den Figuren 9 bis 12 sind die verschiedenen Öffnungsstellungen des Drehschiebers 1 nach einem Weiterdrehen von jeweils 90° zum Öffnen des Drehschiebers in Uhrzeigerichtung dargestellt.Figures 5 and 6 show two slide valves 1a, 1b of a rotary valve 1 designed as a double slide valve as separate parts next to each other in their closed position. The two slide elements 1a, 1b, the adapter part 2a shown in FIG. 7 and the base part 2b shown in FIG. 8 are actually mounted one above the other and are shown next to one another only to clarify their respective positions. The channels or nozzle chambers 14 in the base part 2b must cover all circular paths on which control slots SL or channel inputs KE are located, that is to say they must be correspondingly wide. FIGS. 9 to 12 show the various opening positions of the rotary valve 1 after a further 90 ° rotation in order to open the rotary valve in the clockwise direction.

Durch einen Servomotor wird der erste Teilschieber 1a, im Uhrzeigersinn angetrieben, während der zweite Teilschieber 1b in seiner Stellung verharrt. Dadurch trifft zunächst der erste Steuerschlitz SL1 auf einen dritten Steuerschlitz SL3 des zweiten Teilschiebers 1b und öffnet die darunter angeordneten Kanaleingänge KE1, wie in den Figuren 9 und 10 dargestellt. Nach einer Drehung von 180° sind alle unterhalb der Steuerschlitze SL3 liegenden Kanaleingänge KE1 geöffnet. Durch einen in bekannter Weise ausgebildeten Mitnehmer werden jetzt die beiden Teilschieber 1a und 1b miteinander verbunden und gemeinsam weitergedreht, wobei die Steuerschlitze SL1 und SL2 über den Steuerschlitzen SL3 und SL4 liegen. Das nun beginnende Öffnen der zweiten Kanaleingänge KE2 ist, wie in den Figuren 11 und 12 dargestellt, ohne weiteres nachvollziehbar.The first slide valve 1a is driven clockwise by a servo motor, while the second slide valve 1b remains in its position. As a result, the first control slot SL1 first meets a third control slot SL3 of the second slide element 1b and opens the channel inputs KE1 arranged underneath, as shown in FIGS. 9 and 10. After a rotation of 180 °, all channel inputs KE1 below the control slots SL3 are opened. The two slide elements 1a and 1b are now connected to one another and rotated further together by a driver designed in a known manner, the control slots SL1 and SL2 being located above the control slots SL3 and SL4. The opening of the second channel inputs KE2 now beginning, as shown in FIGS. 11 and 12, is easily understandable.

Mit dem Doppelschieber ist es möglich, nacheinander alle vorgesehenen Düsen oder Düsengruppen einzeln anzusteuern. Der Mitnehmer muß so ausgeführt sein, daß er beim Zurückdrehen des Drehschiebers 1 in die Schließstellung, erst nach einem Drehwinkel von 180° die Verbindung der beiden Teilschieber 1a, 1b löst.With the double slide it is possible to control all the nozzles or groups of nozzles individually one after the other. The driver must be designed so that when the rotary slide 1 is turned back into the closed position, it only releases the connection of the two slide members 1a, 1b after an angle of rotation of 180 °.

Claims (9)

Dampfturbine mit einem Drehschieber (1) zur Steuerung des Dampfdurchsatzes, insbesondere in Verbindung mit einer Dampfentnahme, und hierzu im Drehschieber (1) vorgesehenen Steuerschlitzen (11) und in einem ortsfesten Kanalkörper (2) ausgebildeten Kanaleingängen (12), die so zusammenwirken, daß entsprechend der jeweiligen Drehrichtung des Drehschiebers (1) die Kanaleingänge (12) zunehmend geöffnet oder geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalkörper (2) aus mindestens zwei Teilen besteht, mit einem Adapterteil (2a), in dem die Kanaleingänge (12) ausgebildet sind und mit einem Basisteil (2b), in dem sich die zur Dampfleitung erforderlichen, insbesondere zu Düsen (15) führenden Dampfkanäle (14) befinden und daß die entsprechend der vorgesehenen Steuercharakteristik zu definierenden Kanaleingänge (12) die Steuerschlitze (11) mit den Dampfkanälen (14) verbinden.Steam turbine with a rotary valve (1) for controlling the steam throughput, in particular in connection with a steam extraction, and for this purpose in the rotary valve (1) provided control slots (11) and in a fixed channel body (2) formed channel inputs (12), which cooperate so that The channel inputs (12) are increasingly opened or closed in accordance with the respective direction of rotation of the rotary slide valve (1), characterized in that the channel body (2) consists of at least two parts, with an adapter part (2a) in which the channel inputs (12) are formed and with a base part (2b) in which the steam channels (14) required for the steam line, in particular leading to nozzles (15), and that the channel inputs (12) to be defined according to the intended control characteristic, the control slots (11) with the steam channels Connect (14). Dampfturbine nach Anspuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschlitze (11) einen mindestens so großen Drehwinkel abdecken wie die mit ihnen korrespondierenden Kanaleingänge (12) und zwischen dem Schließen und dem Öffnen aller Kanaleingänge (12) ein Drehwinkel liegt, der etwa dem Drehwinkel entspricht, den die Kanaleingänge (12) einer Kreisbahn abdecken und der Betrag dieses Drehwinkels 360° geteilt durch die Zahl der Kreisbahnen ist.Steam turbine according to Claim 1, characterized in that the control slots (11) cover an angle of rotation which is at least as large as the channel inputs (12) corresponding to them and between the closing and opening of all channel inputs (12) there is an angle of rotation which corresponds approximately to the angle of rotation , which the channel inputs (12) cover a circular path and the amount of this angle of rotation is 360 ° divided by the number of circular paths. Dampfturbine nach Anspuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Öffnen und dem Schließen aller Kanaleingänge (12) ein Drehwinkel liegt, der etwa der Summe aller Drehwinkel entspricht, die von allen auf ihren jeweiligen Kreisbahnen angeordneten Kanaleingängen (12) abgedeckt werden, und die Kanaleingänge (12) gegenüber den mit ihnen korrespondierenden Steuerschlitzen (11) auf ihrer Kreisbahn so zueinander versetzt sind, daß nach dem vollständigen Öffnen aller Kanaleingänge (12) der ersten Kreisbahn, die der zweiten und anschließend ggf. weiterer Kreisbahnen geöffnet werden.Steam turbine according to claim 1, characterized in that between the opening and closing of all the channel inputs (12) there is an angle of rotation which corresponds approximately to the sum of all angles of rotation which are covered by all the channel inputs (12) arranged on their respective circular paths, and the channel inputs (12) with respect to the control slots (11) corresponding to them on their circular path are offset from one another in such a way that after all the channel inputs (12) of the first circular path have been completely opened, the second and then possibly further circular paths are opened. Dampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (1) als Doppelschieber mit zwei sich gegenseitig überdeckenden Teilschiebern (1a, 1b) ausgebildet ist, von denen jeder mit Steuerschlitzen (11) versehen ist und ausgehend von der Schließstellung, ein erster zu einer Drehbewegung angetriebener Teilschieber (1a) sich gegenüber einem nicht angetriebenen zweiten Teilschieber (1b) über einen vorgegebenen ersten Drehwinkel, vorzugsweise um etwa 180°, dreht und am Ende dieses Drehwinkels den zweiten Teilschieber (1b) erfaßt und über einen vorgegebenen zweiten Drehwinkel, vorzugsweise wieder um etwa 180°, mitnimmt, und die steuerschlitze (11) des ersten Teilschiebers (1a) und die Steuerschlitze (11) des zweiten Teilschiebers (1b) so zueinander angeordnet sind und mit den Kanaleingängen (12) so korrespondieren, daß bei einer Drehbewegung des ersten Teilschiebers (1a) ein Kanaleingang (12) nach dem anderen geöffnet wird und das Schließen der Kanaleingänge (12) in umgekehrter Reihenfolge geschieht.Steam turbine according to Claim 1, characterized in that the rotary slide valve (1) is designed as a double slide valve with two mutually overlapping partial slide valves (1a, 1b), each of which is provided with control slots (11) and, starting from the closed position, a first to one Rotary movement of the driven partial slide (1a) rotates relative to a non-driven second partial slide (1b) over a predetermined first angle of rotation, preferably by approximately 180 °, and at the end of this angle of rotation detects the second partial slide (1b) and over a predetermined second angle of rotation, preferably again by about 180 °, and the control slots (11) of the first slide valve (1a) and the control slots (11) of the second slide valve (1b) are arranged in relation to each other and correspond to the channel inputs (12) so that when the the first slide valve (1a) opens one channel input (12) after the other and closes the channel inputs (1 2) happens in reverse order. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanaleingänge (12) in ihren Abmessungen so festgelegt und so positioniert sind, daß sie mit ihrem Querschnitt einen oder mehrere Kanäle erfassen und damit auch die Anzahl der eine Düsengruppe bildenden Düsen (15) definieren, wobei anstelle mindestens einer Düse (15) oder Düsengruppe auch ein Bypaß (24) vorgesehen sein kann.Steam turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the channel inlets (12) are fixed in their dimensions and positioned so that their cross-section is one or more Detect channels and thus also define the number of nozzles (15) forming a nozzle group, wherein a bypass (24) can also be provided instead of at least one nozzle (15) or nozzle group. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterteil (2a) am Basisteil (2b) leckagedicht verankert ist.Steam turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter part (2a) is anchored to the base part (2b) in a leakproof manner. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterteil (2a) vollständig oder nur im Laufbereich eines Wälzlagerrings (10) gehärtet oder detonationsbeschichtet ist.Steam turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter part (2a) is hardened or detonation-coated completely or only in the running area of a roller bearing ring (10). Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterteil (2a) ebenso wie das Basisteil (2b) und der Drehschieber (1) horizontal in zwei Hälften geteilt ist, und diese Teile über der Welle (20) der Turbine aufgesetzt und miteinander verbunden sind.Steam turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter part (2a), like the base part (2b) and the rotary slide valve (1), is horizontally divided into two halves, and these parts are placed over the shaft (20) of the turbine and together are connected. Dampfturbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (1) als Axial- oder Radialdrehschieber aufgebaut ist und das zum Kanalkörper (2) gehörige Adapterteil (2a) und das Basisteil (2b) entsprechend angepaßt sind.Steam turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary valve (1) is constructed as an axial or radial rotary valve and the adapter part (2a) and the base part (2b) belonging to the channel body (2) are adapted accordingly.
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