DE1025898B

DE1025898B - Einrichtung zur UEberwachung der Gehaeusewandtemperatur beim Anfahren von Dampf- oder Gasturbinen

Info

Publication number: DE1025898B
Application number: DEA25160A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Claude Seippel
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1956-03-03
Filing date: 1956-06-23
Publication date: 1958-03-13

Description

DEUTSCHES

Die mit der raschen Inbetriebsetzung und' Belastung von Dampf- und Gasturbinen zusammenhängenden Fragein gewinnen: mehr und mehr am Bedeutung, je größer die Einheitsleistungen und je höher die Betriebsmitteltemperaturen werden. Bei zunehmender Belastung und Erwärmung einer solchen Maschine und in geringerem Maße auch bei abnehmender Belastung und Abkühlung treten in verschiedenen· Maschinenteilen erhebliche Temperaturunterschiede auf, die, wenn eine gleichbleibende Belastung erreicht ist, sich im Verlauf der Zeit wieder ausgleichen, wobei die dem Betriebsmittel am nächsten gelegenen Metallteile den Temperaturschwankungen desselben rascher, die entfernt gelegenen Teile ihnen jedoch langsamer folgen. Auch im Dauerbetrieb zeigen sich bei einzelnen Maschinenteilen gewisse Temperaturunterschiede, die jedoch im Hinblick auf das. Anfahren und Belasten der Maschine nicht von Bedeutung sind.

Die bei Belastungsänderungen auftretenden Temperaturunterschiede können hohe und gefährliche Materialspannungen und Verkrümmungen; einzelner Maschinenteile bewirken, die zu unruhigem Lauf der Maschine oder gar zum Streifen bewegter Teile an feststehenden führen können. Um Schaden zu vermeiden, pflegt man Vorschriften über den zeitlichen Verlauf der Laständerung aufzustellen; es wird z. B. angegeben, um wie viele Kilowatt oder Prozente der vollen Leistung die Belastung pro Minute erhöht werden darf. Solche Vorschriften haben den Mangel, daß sie auf Grund eines bestimmten Temperaturzustandes der Maschine zu Beginn der Anfahrzeit oder der Laständerung aufgestellt sind, wobei aber dieser Anfangszustand in komplizierter Weise von den vorangegangenen Betriebszuständen der Maschine abhängt, so daß die Voraussetzungen für die aufgestellten Regeln oft nicht erfüllt sind.

Es wäre daher besser, eine der obenerwähnten Folgeerscheinungen der Laständerung zu erfassen!, sie zu messen und als Leitgröße für den zeitlichen Verlauf der Laständörung zu verwenden. So könnte z. B. bei einem dielten Flansch eines Gehäuses je ein Thermoelement an. der Innenwand und am äußeren Flanschende angebracht und der Temperaturunterschied zwischen diesen Meß stellen verfolgt werden. Wird aber, um die Anfahrspannungen herabzusetzen, der Flansch geheizt, so ist diese Maßnahme wirkungslos. Es· ist oft schwierig, an einer Maschine geeignete Temperaturmeß stellen oder geeignete Dehnungsmeß stellen zu finden, die ein sicheres Maß für die Belastbarkeit der Maschine wären. Die gefährlichsten Spannungen und Wärmedehnungen können übrigens auch am Läufer auftreten, wo sie sehr unbequem zu messen wären.

Es ist allgemein bekannt, daß der Schnellstart bei Einrichtung zur Überwachung
der Gehäusewandtemperatur
beim Anfahren von Dampfoder Gasturbinen

Anmelder:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri
Baden (Schweiz)

Qe.,

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 3. März 1956

Dipl.-Ing. Claude Seippel, Ennetbaden (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Dampfturbinen eine Überwachungsanlage voraussetzt. Als vorteilhaft wird z. B. ein Zweifarben-Schreiber angesehen, welcher die Dampftemperatur und die Metalltemperatur des Gehäuses anzeigt. Ferner ist eine Einrichtung zur Sicherung von Dampfturbinen, gegen Wasserschlag bekannt, die eine eingesetzte Temperatursonde mit mindestens zwei Thermoelementen, und ein Anzeigeinstrument aufweist, wobei eines der Thermoelemente in der Sonde in unmittelbarer Nähe des Betriebsmittelstromes und die anderen davon entfernt in Richtung des Wärmegefälles angebracht sind, derart, daß Temperaturunterschiede auftreten und am Anizei'geinstrument ablesbar sind.

Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zur Überwachung der Gehäusewandtemperatur beim Anfahren von Dampf- oder Gasturbinen und ist dadurch gekennzeichnieit, daß in an sich bekannter Weise ein Temperaturfühler mit mindestens zwei Thermoelementen so in die Turbine eingebaut ist, daß eines der Thermoelemente in unmittelbarer Nähe des Treibmittelstromes und das andere oder die anderen davon in Richtung des Wärmegefälles entfernt ist bzw. sind und der Temperaturfühler ein Anzeigegerät betätigt und mindestens, eine an diesem angebrachte Marke als Leitgröße für den zeitlichen Verlauf der Laständerung an der Turbine dient.

Die Sonde des beschriebenen Anfahrzeigers stellt ein künstlich hergestelltes Maß für die Folgeerschei-

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nungen jeder im Innern dar Turbine erfolgenden Temperaturänderumg dar. Sie besteht aus eimern beispielsweise zylindrischen oder prismatischen Stab, der so in das Turbinengehäuse eingesetzt wird, daß eines seiner Enden vom Betriebsmittel bestrichen wird. - Ein an diesem Ende in den Stab eingelegtes Thermoelement steht in unmittelbarer Nähe des Betriebsmittelstromes und darf höchstens durch eine dünne, gut wärmeleitende Wand davon getrennt sein. Mindestens ein anderes Thermoelement wird in der Sonde vom ersten in Richtung des Wärmegefälles entfernt angebracht. Wird die Temperatur des Betriebsmittels plötzlich von einem Wert auf einen anderen verändert und auf diesem belassen, so entsteht zwischen beiden Meßstellen ein Temperaturunterschied, der rasch anwächst, einen Höchstwert erreicht und dann langsam abklingt. Zwei oder mehrere Thermoelemente können in der Sonde in solche Lage gebracht werden, daß die beschriebene Temperaturspanne ähnlich verläuft wie die am meisten befürchteten Temperaturspannen in der Maschine. Die beim Anfahren der Turbine und bei Laständerungen zwischen den Thermoelementen der Sonde auftretenden Temperaturunterschiede können am Anzeigeinstrument ablesbar gemacht werden, und mindestens eine an diesem angebrachte Marke kann als Leitgröße für den zeitlichen Verlauf der Laständerung an der Turbine dienen. Wird das Bedienungspersonal angewiesen, die Maschine immer nur so rasch zu belasten, daß dea" Zeiger des Anzeigeinstrumentes eine bestimmte Marke nicht überschreitet, so ist diese vor Überbeanspruchungen infolge von Wärmedehnungen unter jeder Voraussetzung geschützt. Muß z. B. eine Dampfturbine, die von einem früheren Betrieb her noch heiß ist, davor geschützt werden, durch kälteren Dampf abgeschreckt zu werden, so kann der beschriebene Anfahrzeiger ebenfalls dienlich sein, wenn er sowohl positive wie auch negative Temperaturunterschiede anzeigen kann und für beide ein hochstzulässiger Wert festgelegt wird. An die Stelle des Anzeigeinstrumentes kann auch ein Regler treten, der den zeitlichen Verlauf des Anfahrens der Turbine und der Belastungsänderungeii beeinflußt.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.

In ein bei 1 dargestelltes Turbinengehäuse, das mit einem Wärmeschutz 2 versehen ist und in dem ein durch den Pfeil 3 angedeuteter Betriebsmittelstrom fließt, ist eine Temperatursonde 4 eingesetzt. Ein in unmittelbarer Nähe des Betriebsmittelstromes in der Sonde angebrachtes Thermoelement ist mit 5 bezeichnet, und weitere, davon in Richtung des Wärmegefälles entfernt angebrachte Thermoelemente sind bei 6 gezeigt. Ein Anzeigeinstrument 7 steht durch Leitungen 8 mit den Thermoelementen in Verbindung. Ein Umschalter 9 gestattet es, nach Belieben eine oder die andere der am Anzeigeinstrument angebrachten Marken 10 als Leitgröße für den zeitlichen Verlauf einer Laständerung an der Turbine zu verwenden.

Claims

Patentanspruch

Einrichtung zur Überwachung der Gehäusewandtemperatur beim Anfahren von Dampf- oder Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein Temperaturfühler mit mindestens zwei Thermoelementen so in die Turbine eingebaut ist, daß eines der Thermoelemente in unmittelbarer Nähe des Treibmittelstromes und das andere oder die anderen davon in Richtung des Wärmegefälles entfernt ist bzw. sind und der Temperaturfühler ein Anzeigegerät betätigt und mindestens eine an diesem angebrachte Marke als Leitgröße für den zeitlichen Verlauf der Laständerung an der Turbine dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 945 027;
Zeitschrift »Energie«, 1955, S. 351.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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