WO1997041335A1 - Steueranordnung sowie verfahren zur überlastdampfeinleitung in eine dampfturbine - Google Patents

Steueranordnung sowie verfahren zur überlastdampfeinleitung in eine dampfturbine Download PDF

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WO1997041335A1
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turbine
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Dietmar Bergmann
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/105—Final actuators by passing part of the fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
    • F01D1/023—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines the working-fluid being divided into several separate flows ; several separate fluid flows being united in a single flow; the machine or engine having provision for two or more different possible fluid flow paths

Definitions

  • the invention relates to a control arrangement for the steam supply of a steam turbine with a main flow path for steam, wherein a control valve is provided through which the flow cross section of the main flow path can be adjusted.
  • the invention further relates to a method for introducing overload steam into a steam turbine which has a plurality of turbine stages.
  • Steam turbines with partial impingement are partially designed so that they can temporarily deliver an output that exceeds their calculated design output. This increased power is applied to steam turbines which are operated with partial admission, as described in the book "Steam Turbines, Introduction m Construction and Operation” by Hans-Walter Roemer, W. Girardet, Essen, 1972, in Section 1, 7.3 and 7.4 is described.
  • a partial loading of the steam turbine is achieved via a plurality of valves connected in parallel, which can be opened one after the other, so that a volume of controllable live steam can be supplied to a first row of turbine guide vanes, the control stage.
  • the valves are connected to a common valve bar. A successive opening of the valves is controlled via its stroke.
  • An additional overload valve connected to the valve bar is provided to achieve a higher output in the short term.
  • the increased steam throughput is processed in fewer turbine stages, which results in a decrease in efficiency, albeit usually less, which, however, due to the increasing length of the subsequent stages - an increase in performance is achieved.
  • the object of the invention is to provide a control arrangement with which a partial steam flow, in particular for the introduction of overload steam into a steam turbine, can be provided.
  • a further object of the invention is to provide a method for introducing overload steam into a steam turbine.
  • the object directed to a control arrangement is achieved by a control arrangement for the steam supply to a steam turbine, which has a main flow path for steam, which has a flow cross section that can be adjusted by at least one control valve, through which a bypass flow path provided for steam with the main flow path is fluidically connectable.
  • the control valve thus fulfills a double function, namely the regulation of the steam quantity of the steam turbine and an overload initiation to increase the power of the turbine.
  • the secondary flow path is preferably completely open when the control valve also completely clears the flow cross section. With a completely open main flow path, the secondary flow path is therefore preferably always fully loaded with live steam, so that in this case a constant overload (increase in output) can be achieved.
  • a constant overload increase in output
  • This is particularly advantageous in the case of a throttle-controlled steam turbine.
  • steam can be overloaded into a drum of the steam turbine that receives the turbine shaft with blading.
  • a throttling at normal load must be carried out.
  • An overload of 5% requires throttling of approximately 5%. This would correspond to a deterioration in the specific heat consumption of the steam turbine of approximately 0.5% compared to operation without throttling.
  • the bypass flow path is in the case of partial loading, i.e. with completely or at least partially blocked
  • the control valve comprises a valve piston and a piston housing.
  • the piston housing has an inlet line branching from the main flow path to the valve piston and an outlet line leading from the valve piston into the secondary flow path.
  • the valve piston in turn has a secondary duct through which the inlet line can be connected to the outlet line in terms of flow technology.
  • the secondary channel is formed as an annular channel which is essentially rotationally symmetrical to the main axis.
  • the secondary duct is also possible, for example as a central bore or as a groove in the piston housing that can be closed by the piston.
  • the control valve is preferably a diffuser valve, in particular a seat diffuser valve. This can be combined with a quick-closing valve in the fresh steam feed of the steam turbine.
  • Valve piston and the valve stem connected to it can be made in one piece. Sliding surfaces on the valve spindle and the valve piston can be armored with stellite, for example, according to the plasma arc method.
  • the valve piston can be controlled via a hydraulic single drive.
  • the control arrangement is preferably arranged on a steam turbine, in particular a throttle-controlled steam turbine, which has a plurality of turbine stages.
  • the turbine stages each comprise a row of moving blades and a row of guide vanes, the main flow path m ending in the first turbine stage in the flow direction, the so-called control stage, and the secondary flow path opening in a turbine stage located downstream of the control stage.
  • live steam which has essentially the same steam state as the live steam flowing into the control stage, is over the secondary flow path is fed directly to a turbine stage further downstream.
  • the state of steam is increased, in particular the pressure and the temperature, so that the runner is subjected to a higher load with a higher turbine output as a result.
  • the control arrangement is preferably at least partially cast with the turbine housing of the steam turbine.
  • the control valve which can be cast directly onto the turbine housing, and the secondary flow path, which can be designed, for example, as an overload line cast on or in the turbine housing, are suitable for this purpose.
  • the at least partial incorporation of the control arrangement into the turbine housing provides a particularly simple constructive design of a device for overload introduction with little constructive effort and increased mechanical safety.
  • a control valve can also be screwed to the turbine housing and the overload line drilled, welded or screwed to the turbine housing.
  • the object directed to a method for introducing overload steam into a steam turbine is achieved according to the invention in that when a control valve is completely opened, through which fresh steam can be throttled via a main flow path to the first turbine stage in the direction of flow, the so-called control stage, a secondary flow ⁇ is opened path through which a partial steam flow is branched off from the control valve and is fed to a turbine stage located downstream of the control stage.
  • the control valve thus has a double function in such a way that it serves on the one hand to regulate the amount of live steam acting on the control stage and on the other hand also enables a turbine stage located further downstream to be applied. This further loading is preferably carried out with a complete open the control valve and thus a full application of the steam turbine.
  • FIG. 1 shows a cross section through a steam turbine with a partially cast-on control arrangement
  • FIG. 2 shows a detail according to FIG. 1 on an enlarged scale
  • FIG. 3 shows a longitudinal section of a steam turbine directed along a turbine axis.
  • FIGS. 1, 2 and 3 are partially shown schematically and not to scale.
  • the reference symbols used in the figures each have the same meaning.
  • FIG. 1 shows a cross section through a steam turbine 11 with a control arrangement 1 for overload introduction of steam into a turbine stage 18 located downstream of a first turbine stage, the actuating stage 18a (see FIG. 3).
  • Each control valve 4 has a valve piston 4a directed along a main axis 15 and a piston housing 4b which at least partially surrounds the valve piston 4a.
  • the valve piston 4a is in the valve tilgephaseuse 4b displaceable along the main axis 15.
  • a main flow path 2 for steam for driving a turbine shaft 8 arranged in the turbine housing 9 and extending along a turbine axis 20 runs through each control valve 4 (see FIG. 3).
  • the main flow path 2 has a flow cross section 12 which can be adjusted by the valve piston 4a.
  • the valve piston 4a has an annular channel 7 which is essentially rotationally symmetrical with respect to the main axis 15.
  • the piston housing 4b has an inlet line 13 leading from the main flow channel 2 to the valve piston 4a.
  • the piston housing 4b On an opposite side of the inlet line 13, the piston housing 4b has an outlet line 14 which opens into a secondary flow path 3.
  • the secondary flow path 3 comprises an overload line 6 running in the turbine housing 9
  • the turbine housing 9 is cast in, drilled or designed as a pipeline and opens (see FIG. 3) into a turbine stage 18 arranged downstream of the setting stage 18a.
  • Each turbine stage 18, 18a has a row of guide vanes 17 and an adjacent row of rotor blades 16 lying downstream.
  • valve piston 4a is moved along the main axis 15 in accordance with the required power rating of the steam turbine 11 by an actuator (not shown), so that the flow cross section 12 has a corresponding throughput
  • Frsichdampf 19 allows into the steam turbine 11.
  • the valve piston 4a When the flow cross-section 12 is completely opened, the valve piston 4a is in a position or can be moved into a position along the main axis 15 in which the inlet line 13 is connected to the outlet line 14 in terms of flow technology via the secondary channel 7 designed as an annular channel .
  • the secondary channel 7 designed as an annular channel .
  • a partial flow of the steam 19 is conducted from the main flow path 2 into the secondary flow path 3 and an overload initiation is achieved. From the control valve 4, a live steam flow 19 is thus
  • the invention is characterized by a control arrangement in which, in a control valve which regulates the amount of live steam flowing into the steam turbine, a partial steam flow is additionally branched off from the live steam flow and fed to a downstream turbine stage for overload initiation.
  • a control valve which regulates the amount of live steam flowing into the steam turbine
  • a partial steam flow is additionally branched off from the live steam flow and fed to a downstream turbine stage for overload initiation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung (1) für die Dampfzufuhr einer Dampfturbine (11) mit einem Hauptströmungsweg (2) für Dampf. Der Hauptströmungsweg (2) hat einen Strömungsquerschnitt (12), der durch zumindest ein Stellventil (4) einstellbar ist. Über das Stellventil (4) ist ein Nebenströmungsweg (3) mit dem Hauptströmungsweg (2) strömungstechnisch verbindbar. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Überlastdampfeinleitung in eine Dampfturbine (11), bei dem in einem Stellventil (4) ein Teildampfstrom des Frischdampfes (19) abgezweigt und einer stromab einer Stellstufe (18a) liegenden Turbinenstufe (18) zugeführt wird.

Description

Beschreibung
Steueranordnung sowie Verfahren zur Überlastdampfeinleitung in eine Dampfturbine
Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für die Dampfzu¬ fuhr einer Dampfturbine mit einem Hauptstromungsweg für Dampf, wobei ein Stellventil vorgesehen ist, durch das der Stromungsquerschnitt des HauptStrömungsweges einstellbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Überlast¬ dampfeinleitung in eine Dampfturbine, welche eine Mehrzahl Turbinenstufen aufweist.
Dampfturbinen mit Teilbeaufschlagung sind teilweise so ausge- legt, daß sie vorübergehend eine Leistung abgeben können, die über ihre berechnete Auslegungsleistung hinausgeht. Diese er¬ höhte Leistung wird bei Dampfturbinen angewandt, die mit Teilbeaufschlagung betrieben werden, wie es m dem Buch "Dampfturbinen, Einführung m Bau und Betrieb" von Hans- Walter Roemer, Verlag W. Girardet, Essen, 1972, in Abschnitt 1, 7.3 und 7.4 beschrieben ist. Eine Teilbeaufschlagung der Dampfturbine wird über eine Mehrzahl parallel geschalteter, nacheinander zu öffnender Ventile erreicht, so daß eine erste Turbmenleitschaufelreihe, die Regelstufe, mit einem volumen- maßig steuerbaren Frischdampfström beaufschlagbar ist. Die Ventile sind mit einem gemeinsamen Ventilbalken verbunden. Über dessen Hub wird ein sukzessives Öffnen der Ventile ge¬ steuert. Zur Erzielung einer kurzfristig höheren Leistung ist ein zusätzliches, mit dem Ventilbalken verbundenes Über- lastventil vorgesehen. Durch dieses wird ein Teil des Frisch¬ dampfes unter Umgehung der Regelstufe unmittelbar in die stromab folgenden vollbeaufschlagten Turbinenstufen eingelei¬ tet. Der vermehrte Dampfdurchsatz wird in weniger Turbinen¬ stufen verarbeitet, wodurch ein - wenn auch meist geringer - Abfall des Wirkungsgrades eintritt, wodurch aber - insbeson- dere aufgrund der zunehmenden Länge der nachfolgenden Stufen - eine Leistungssteigerung erreicht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steueranordnung anzugeben, mit der ein Dampfteilstrom, insbesondere für die Überlast¬ dampfeinleitung in eine Dampfturbine, bereitstellbar ist. Ei¬ ne weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens zur Überlastdampfeinleitung m eine Dampfturbine.
Erfindungsgemäß wird die auf eine Steueranordnung gerichtete Aufgabe durch eine Steueranordnung für die Dampfzufuhr einer Dampfturbine gelöst, welche einen Hauptstromungsweg für Dampf aufweist, welcher einen Strömungsquerschnitt hat, der durch zumindest ein Stellventil einstellbar ist, durch welches ein für Dampf vorgesehener Nebenströmungsweg mit dem Hauptstro¬ mungsweg strömungstechnisch verbindbar ist.
Hierdurch ist erreicht, daß Dampf aus dem Hauptstromungsweg in den Nebenströmungsweg abzweigbar ist . Dies hat den Vor- teil, daß mit der Steueranordnung ohne zusätzliche Über¬ lastventile Dampf aus dem Frischdampfström der Dampfturbine abzweigt werden kann. Das Stellventil erfüllt somit eine Dop¬ pelfunktion, nämlich die Regulierung der Dampfmenge der Dampfturbine sowie eine Überlasteinleitung zur Leistungsstei- gerung der Turbine.
Vorzugsweise ist der Nebenströmungsweg vollständig geöffnet, wenn das Stellventil auch den Strömungsquerschnitt vollstän¬ dig freigibt. Bei einem vollständig geöffneten Hauptströ- mungsweg ist somit auch vorzugsweise immer der Nebenströ¬ mungsweg mit Frischdampf voll beaufschlagt, so daß in diesem Fall eine ständige Überlast (Leistungserhöhung) erreichbar ist. Dies ist insbesondere bei einer drosselgeregelten Dampf¬ turbine vorteilhaft. Hierbei kann eine Überlasteinleitung von Dampf in eine die Turbinenwelle mit Beschaufelung aufnehmende Trommel der Dampfturbine erfolgen. Zur Erreichung einer Überlast bei einer drosselgeregelten Dampfturbine ohne eine Überlasteinleitung ist entweder eine Steigerung des Frischdampfdruckes oder, wenn dies nicht mög¬ lich ist, eine Androsselung bei Normallast durchzuführen. Ei- ne Überlast von 5 % bedingt dabei eine Androsselung von eben¬ falls etwa 5 %. Dies entspräche einer Verschlechterung des spezifischen Wärmeverbrauchs der Dampfturbine von ca. 0,5 % gegenüber einem Betrieb ohne Androsselung.
Durch eine Steueranordnung, welche bei vollständigem Offnen des Hauptströmungsweges, d.h. vollständiger Beaufschlagung der Turbmenbeschaufelung, eine Überlastdampfeinleitung in die Trommel erlaubt, wird im Überlastfall der Wärmeverbrauch gegenüber einer Ausführung ohne Uberlastemwirkung gegebenen- falls geringfügig verschlechtert (ca. 0,1 %) , aber bei Nor¬ mallast wird die Verschlechterung der um 5 % angedrosselten Turbine zumindest aufgehoben.
Der Nebenströmungsweg ist bei einer Teilbeaufschlagung, d.h. bei vollständig oder zumindest teilweise versperrtem
(gedrosseltem) Strömungsquerschnitt, vollständig verschlos¬ sen. Hierdurch ist gewährleistet, daß eine Abzweigung von Dampf über den Nebenströmungsweg zum Zwecke einer Überlast¬ einleitung nur während eines Überlastbetriebes der Dampftur- bine erfolgt.
Bei der Steueranordnung umfaßt das Stellventil einen Ventil- kolben und ein Kolbengehäuse. Das Kolbengehäuse weist eine von dem Hauptstromungsweg abzweigende zu dem Ventilkolben führende Emtrittsleitung sowie eine von dem Ventilkolben in den Nebenströmungsweg führende Austrittsleitung auf. Der Ven¬ tilkolben weist seinerseits eine Nebenkanal auf, durch den die Eintrittsleitung strömungstechnisch mit der Austπttslei- tung verbindbar ist. In dem Stellventil ist somit bereits ei- ne Überlastmόglichkeit integriert, so daß von einer Instal¬ lation eines zusätzlichen Überlastventils abgesehen werden kann. Hierdurch wird ein zusätzlicher konstruktiver Aufwand mit insbesondere zusätzlichen Rohrleitungen und erhöhtem Platzbedarf vermieden. Bei einem vollständigen Öffnen des Stellventils wird eine strömungstechnische Verbindung über die Eintrittsleitung, den Nebenkanal und die Austrittsslei- tung zwischen dem Hauptstrόmungsweg und dem Nebenströmungsweg hergestellt .
In dem Ventilkolben, welcher sich vorzugsweise entlang einer Hauptachse erstreckt, ist der Nebenkanal als ein im wesentli¬ chen zur Hauptachse rotationssymmetrischer Ringkanal ausge¬ bildet. Selbstverständlich ist auch eine andere Ausbildung des Nebenkanals, beispielsweise als zentrale Bohrung oder als durch den Kolben verschließbare Nut im Kolbengehäuse, mög- lieh.
Das Stellventil ist vorzugsweise ein Diffusorventil , insbe¬ sondere ein Emsitzdiffusorventil . Dieses kann m der Frisch¬ dampfzuführung der Dampfturbine mit einem Schnellschlußventil kombiniert sein. Ventilkolben und die sich daran anschließen¬ de Ventilspmdel können aus einem Stück gefertigt sein. Gleitflächen an der Ventilspindel und dem Ventilkolben können beispielsweise nach dem Plasma-Arc-Verfahren mit Stellit ge¬ panzert sein. Der Ventilkolben kann über einen hydraulischen Einzelantrieb geregelt werden.
Die Steueranordnung ist vorzugsweise an einer Dampfturbine, insbesondere einer drosselgeregelten Dampfturbine angeordnet, welche eine Mehrzahl von Turbinenstufen aufweist. Die Turbi- nenstufen umfassen jeweils eine Laufschaufelreihe und eine Leitschaufelreihe, wobei der Hauptstromungsweg m der in Strömungsrichtung ersten Turbinenstufe, der sogenannten Stellstufe, und der Nebenstromungsweg in einer stromab der Stellstufe liegenden Turbinenstufe mündet. Hierdurch wird Frischdampf, welcher im wesentlichen denselben Dampfzustand wie der in die Stellstufe einströmende Frischdampf hat, über den Nebenströmungsweg unmittelbar einer weiter stromab lie¬ genden Turbinenstufe zugeführt . In dieser Turbinenstufe wird somit der Dampfzustand erhöht, insbesondere der Druck und die Temperatur, so daß eine höhere Beaufschlagung der Laufschau- fein mit einer dadurch bedingten höheren Turbinenleistung er¬ folgt.
Vorzugsweise ist die Steueranordnung zumindest teilweise mit dem Turbinengehäuse der Dampfturbine vergossen. Hierzu bieten sich unter anderem das Stellventil an, welches unmittelbar an das Turbinengehäuse angegossen sein kann, sowie auch der Ne¬ benströmungsweg, welcher beispielsweise als eine an oder in das Turbinengehäuse gegossene Überlastleitung ausgeführt sein kann. Durch das zumindest teilweise Einbinden der Steueran- Ordnung in das Turbinengehäuse ist eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung einer Einrichtung zur Überlastein¬ leitung mit geringem konstruktiven Aufwand und erhöhter me¬ chanischer Sicherheit gegeben. Selbstverständlich kann ein Stellventil auch mit dem Turbinengehäuse verschraubt sein und die Überlastleitung in das Turbinengehäuse gebohrt, an dieses angeschweißt oder angeschraubt sein.
Die auf ein Verfahren zur Überlastdampfeinleitung in eine Dampfturbine gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem vollständigen Öffnen eines Stellven¬ tils, durch welches Frischdampf drosselbar über einen Haupt¬ stromungsweg der in Strömungsrichtung ersten Turbinenstufe, der sogenannten Stellstufe, zugeführt wird, ein Nebenströ¬ mungsweg geöffnet wird, durch den aus dem Stellventil ein Teildampfström abgezweigt und einer stromab der Stellstufe liegenden Turbinenstufe zugeführt wird. Das Stellventil hat somit eine Doppelfunktion derart, daß es einerseits zur Rege¬ lung der die Stellstufe beaufschlagenden Frischdampfmenge dient und andererseits zusätzlich eine Beaufschlagung einer weiter stromab liegenden Turbinenstufe ermöglicht. Diese wei¬ tere Beaufschlagung erfolgt vorzugsweise bei einem vollstän- digen Öffnen des Stellventils und somit einer Vollbeaufschla¬ gung der Dampfturbine. Durch diese weitere Beaufschlagung wird in der zugehörigen Turbinenstufe eine Überlastdampfein¬ leitung durchgeführt, welche den Dampfzustand in dieser Tur- bmenstufe erhöht . Dies führt zu einer Leistungssteigerung der Dampfturbine im Vollastbetrieb, wodurch ein durch eine erhöhte Schluckfähigkeit auftretendes Wärmeverbrauchsdefizit weitgehend kompensiert wird.
Anhand der in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbei¬ spiele werden die Steueranordnung für die Dampfzufuhr einer Dampfturbine sowie das Verfahren zur Überlastdampfeinleitung näher beschrieben. Es zeigen:
FIG 1 einen Querschnitt durch eine Dampfturbine mit teil¬ weise angegossener Steueranordnung, FIG 2 einen Ausschnitt gemäß FIG 1 in vergrößertem Maßstab sowie FIG 3 einen Längsschnitt einer entlang einer Turbinenachse gerichteten Dampfturbine.
Die FIG 1, 2 und 3 sind der Übersichtlichkeit halber teil¬ weise schematisch und nicht maßstäblich dargestellt. Die m den Figuren verwendeten Bezugszeichen haben jeweils dieselbe Bedeutung.
FIG 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Dampfturbine 11 mit einer Steueranordnung 1 zur Überlasteinleitung von Dampf in eine stromab einer ersten Turbinenstufe, der Stellstufe 18a liegenden Turbinenstufe 18 (siehe FIG 3) . Die Steueranordnung
1 weist zwei mit dem Turbinengehäuse 9 verbundene, insbeson¬ dere vergossene oder verschraubte, sich gegenüberliegende Diffusor-Stellventile 4 auf. Jedes Stellventil 4 hat einen entlang einer Hauptachse 15 gerichteten Ventilkolben 4a und ein den Ventilkolben 4a zumindest teilweise umfassendes Kol- bengehäuse 4b aufweist. Der Ventilkolben 4a ist in dem Ven- tilgehäuse 4b entlang der Hauptachse 15 verschieblich. Durch jedes Stellventil 4 verläuft ein Hauptstromungsweg 2 für Dampf zum Antrieb einer in dem Turbinengehäuse 9 angeordneten sich entlang einer Turbinenachse 20 erstreckenden Turbinen- welle 8 (siehe FIG 3) . In dem Stellventil 4 weist der Haupt¬ stromungsweg 2 einen Strömungsquerschnitt 12 auf, der durch den Ventilkolben 4a einstellbar ist. Der Ventilkolben 4a weist gemäß FIG 2 einen im wesentlichen zur Hauptachse 15 ro¬ tationssymmetrischen Ringkanal 7 auf. Das Kolbengehäuse 4b hat eine von dem Hauptströmungskanal 2 zu dem Ventilkolben 4a führende Eintrittsleitung 13. An einer der Eintrittsleitung 13 gegenüberliegenden Seite weist das Kolbengehäuse 4b eine Austrittsleitung 14 auf, welche in einen Nebenströmungsweg 3 mündet. Der Nebenströmungsweg 3 umfaßt eine in dem Turbinen- gehäuse 9 verlaufende Überlastleitung 6. Diese ist in das
Turbinengehäuse 9 eingegossen, gebohrt oder als Rohrleitung ausgeführt und mündet (siehe FIG 3) in einer stromab der Stellstufe 18a angeordneten Turbinenstufe 18. Jede Turbinen¬ stufe 18, 18a weist eine Leitschaufelreihe 17 und eine be- nachbarte stromab liegende Laufschaufelreihe 16 auf.
Durch einen nichtdargestellten Stellantrieb wird der Ventil¬ kolben 4a entsprechend der geforderten Leistungsangabe der Dampfturbine 11 entlang der Hauptachse 15 bewegt, so daß der Strömungsquerschnitt 12 einen entsprechenden Durchsatz an
Frsichdampf 19 in die Dampfturbine 11 hinein ermöglicht. Bei einem vollständigen Öffnen des Strömungsquerschnittes 12 liegt der Ventilkolben 4a in einer Position oder kann in eine solche Position entlang der Hauptachse 15 verfahren werden, bei der die Eintrittsleitung 13 über den als Ringkanal ausge¬ bildeten Nebenkanal 7 strömungstechnisch mit der Austritts¬ leitung 14 verbunden ist. Hierdurch wird ein Teilstrom des Dampfes 19 aus dem Hauptstromungsweg 2 in den Nebenströmungs- weg 3 geleitet und eine Überlasteinleitung erreicht. Aus dem Stellventil 4 wird somit ein Frischdampfström 19 über die
Überlastleitung 6 (siehe FIG 3) in eine weiter stromab lie- gende Turbinenstufe 18 geleitet. Dieser Frischdampf 19 führt zu einer erhöhten Beaufschlagung dieser Turbinenstufe 18 so¬ wie weiter stromab liegender Turbinenstufen und somit zu ei¬ ner Leistungserhöhung der Dampfturbine 11. Ist der Strömungs- querschnitt 12 vollständig oder zumindest teilweise durch den Ventilkolben 4b versperrt, so ist eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Hauptstromungsweg 2 und dem Neben¬ strömungsweg 3 unterbunden.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Steueranordnung aus, bei der m einem Stellventil, durch das die in die Dampftur¬ bine einströmende Frischdampfmenge geregelt wird, zusätzlich ein Dampfteilstrom aus dem Frischdampfström abgezweigt und zur Überlasteinleitung einer stromab nachgeordneten Turbinen- stufe zugeführt wird. Mit geringem konstruktiven Aufwand und in einer besonders kompakten Ausfuhrung wird bei einer Voll- beaufschlagung der Dampfturbine gleichzeitig ein Uberlastbe- trieb erreicht. Ein Teil der Steueranordnung, wie das Stell¬ ventil und eine Überströmleitung, kann in das Turbinengehäuse eingegossen sein. Durch die Überlasteinleitung kann ein Wär- meverbrauchsdeflzit, welches bei einer Androsselung entstehen würde, kompensiert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Steueranordnung (1) für die Dampfzufuhr einer Dampfturbine (11) mit einem Stellventil (4) und mit einem Hauptströmungs- weg (2) für Dampf, welcher einen Strömungsquerschnitt (12) aufweist, der durch das Stellventil (4) einstellbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Neben¬ strömungsweg (3) für Dampf vorgesehen ist, der über das Stellventil (4) mit dem Hauptstromungsweg (2) strömungstech- nisch verbindbar ist.
2. Steueranordnung (1) nach Anspruch 1, bei der der Neben¬ strömungsweg (3) vollständig geöffnet ist, sobald das Stell¬ ventil (4) den Strόmungsquerschnitt (12) vollständig frei- gibt.
3. Steueranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Nebenströmungsweg (3) vollständig verschlossen ist, wenn das Stellventil (4) den Strömungsquerschnitt (12) vollständig oder zumindest teilweise versperrt.
4. Steueranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, bei der das Stellventil (4) einen Ventilkolben (4a) und ein Kolbengehäuse (4b) umfaßt, wobei das Kolbengehäuse (4b) eine von dem Hauptstromungsweg (2) abzweigende zu dem Ventil¬ kolben (4a) führende Eintrittsleitung (13) sowie eine von dem Ventilkolben (4a) m den Nebenströmungsweg (3) führende Aus¬ trittsleitung (14) aufweist, und der Ventilkolben (4a) einen Nebenkanal (7) aufweist, durch den die Emtπttsleitung (13) strömungstechnisch mit der Austrittsleitung (14) verbindbar ist .
5. Steueranordnung (1) nach Anspruch 4, wobei der Ventilkol¬ ben (4a) sich entlang einer Hauptachse (15) erstreckt und der Nebenkanal (7) ein im wesentlichen zur Hauptachse (15) rota¬ tionssymmetrischer Ringkanal ist.
6. Steueranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, wobei das Stellventil (5) ein Diffusorventil ist.
7. Steueranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe an einer insbesondere drosselgeregelten Dampfturbine
(11) , welche eine Mehrzahl von Turbinenstufen (18,18a) umfas¬ send jeweils eine Laufschaufelreihe (16) und eine Leitschau¬ felreihe (17) aufweist, wobei der Hauptstromungsweg (2) in der in Strömungsrichtung ersten Turbinenstufe (18a) und der Nebenströmungsweg (3) in einer stromab der ersten Turbinen¬ stufe (18a) angeordneten Turbinenstufe (18) mündet.
8. Steueranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, die zumindest teilweise an das Turbinengehäuse (9) einer Dampfturbine (11) angegossen, geschweißt oder geschraubt ist.
9. Steueranordnung (1) nach Anspruch 7 oder 8, bei der der Nebenströmungsweg (3) eine an das Turbinengehäuse (9) gegos¬ sene, gebohrte, geschraubte oder geschweißte Überlastleitung (6) aufweist.
10. Verfahren zur Überlastdampfeinleitung in eine Dampftur¬ bine (11) , welche eine Mehrzahl Turbinenstufen (18,18a) um¬ fassend jeweils eine Laufschaufelreihe (16) und eine Leit- schaufelreihe (17) aufweist, wobei bei einem vollständigen Öffnen eines Stellventils (5) , durch welches Frischdampf drosselbar über einen Hauptstromungsweg (2) , der in Strö¬ mungsrichtung gesehen ersten Turbinenstufe (18a) , zugeführt wird, ein Nebenströmungsweg (3) geöffnet wird, durch den aus dem Stellventil (5) ein Teildampfström abgezweigt und einer stromab der ersten Turbinenstufe (18a) liegenden Turbinenstu¬ fe (18) zugeführt wird.
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