DE1401432A1

DE1401432A1 - Anordnung und Schaltung von Ausgleichkolben zum vollstaendigen oder weitgehenden Schubausgleich bei Dampf- oder Gasturbinen mit UEberdruckbeschaufelung

Info

Publication number: DE1401432A1
Application number: DE19621401432
Authority: DE
Inventors: Senger Dipl-Ing Ulrich
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1962-10-03
Filing date: 1962-10-03
Publication date: 1969-03-20

Description

"Anordnung und Schaltung von Ausgleichkolben zum vollständigen oder weitgehenden Schubausgleich bei Dampf- oder Gasturbinen .mit überdruckbeschaufelung Dampfturbinen, deren Austrittsvolumen groß ist im Verglei ch zur Drehzahl, werden zur Vermeidung zu großer Schaufelbeanspruchung und Austrittsverluste häufig mit zwei- oder mehrflutigem Austritt gebaut. Bei Getriebe-Kondensationsturbinen erlaubt z.B. die zwei-oder mehrflutige Ausführung der Niederdruckturbinen die Anwendung höherer Turbinendrehzahlen, wodurch die Hochdruckteile günstiger gebaut werden können. Ein Paar Teilturbinen für zweiflutige Abströmung kann dabei für äußere (Fig. 1) oder für innere Einströmung (Fig. 2) eingerichtet sein.
Mitunter ist es erwünscht, bei bestimmten Lastverhältnissen die .verschiedenen parallelen Teilturbinen, die je für gleiche Teildampfströme ausgelegt sein mögen, getrennt und mit unterschiedlichen Teildampfströmen je nach Lastverhältnissen zu betreiben, wobei die Regelventile vor den Teilturbinen z.B. gestaffelt geöffnet werden. Dabei können in Grenzfällen eine oder mehrere Teilturbinen ganz abgeschaltet werden und nur mit Kühldampf im Vakuum oder Abdampf mitlaufen. Hierdurch kann man, z.B. bei Entnahme-Kondensationsturbinen mit zwei- oder mehrflutigem Niederdruckteil hinter der Entnahmestelle, gute Teillastwirkungsgrade erreichen, indem bei bestimmter Teillast nur eine dieser Teilturbinen, diese aber ohne Drosselverluste im zugehörigen Einlaßventil, beaufschlagt wird. Diese Art der Regelung ergibt bessere Wirkungsgrade auch bei Vollast des Niederdruckteiles, als die übliche Anwendung von Gleichdruck-Regelstufen mit Düsengruppen-Regelung für einflutigen Niederdruckteil.(Nätürlich können auch den parallel geschalteten Teilturbinen noch Cleichdruck-Regelstufen vorgeschaltet werden). Ebenso kann die völlige oder teilweise Abschaltung einer oder mehrerer parallel geschalteter Niederdruck -Teilturbinen bei großenkondensationskraftanlagen mit Heißwasserspeicherung, zweckmäßig sein. Dies gilt sowohl für die Hauptturbine beim Laden des Speichers mit Anzapfdampf, wobei nur stark verminderte oder gar keine Restdampfströme zum Kondensator geführt werden sollen, als auch für die Speicherturbine selbst, wenn diese bei-Entladung je nach Höhe der erforderlichen Spitzenleistung nur mit Teillast betrieben werden soll, wobei dann nur einzelne der parallel geschalteten Teilturbinen möglichst voll beaufschlagt werden können.
In Fig. 3 ist eine Turbine mit Überdruckbeschaufelung mit 2 parallelen Teilturbinen 3-a und 3 b für äußere Einströmung in üblicher Bauweise dargestellt. Wenn die Dampfströme Ga und Gb, und damit auch die Drücke vor den Teilturbinen P3a und P3b je nach Öffnungder Drosselklappen oder Regelventile 2a und 2b verschieden sind, so entsteht, wenn keine Ausgleichkolben vorgesehen sind, ein Axialschub durch den z.B. überwiegenden Druck P3a- Wenn die wirksamen mittleren Schubflächen der Teilturbinen mit F T,a bzw. F T,b bezeichnet werden, so ergibt sich dieser Axialschub nach Gleichung 1, in der die Schubkomponenten nach Drücken angeordnet sind. Gl. 1) S = P3a* FTa - P3be F Tb - PK (pTa - PTb) Dieser Schub ist arq größten, wenn z.B. die Teilturbine 3a voll und 3b nicht beaufschlagt wird. Er verschwindet, wenn P3a - P3b ist, wobei vorausgesetzt wird, daß die wirksamen Schubflächen F Tga und F Teb gleich sind. Zur Aufnahme des Schubes bei Teillast (z.B. Gb = 0) können Längslager oder, bei zu hohen Schubkräften, Ausgleichkolben dienen. Beide Einrichtungen verursachen Verluste. Wenn man zur Vermeidung zu großer oder zu hoch belasteter Längslager Ausgleichkolben anwendet, so ordnet man nach dem üblichen Stand der Technik jeder der beiden getrennt beaufschlagten T-eil--* turbinen 3ä, 3b einen eigenen Ausgleichkolben 4a, der wirksamen Schubfläche F K'a bzw. F Kgb und Z a bzw. Z b Eabyrinthspalten. mit-den Querschnitten f sp , durch welche die LeckdampfströmeA Gk,a bzw.,tL'>,G K9b strömen. Die freien Stirnflächen der Ausgleichkolben werden bei üblicher-Bauweise über die Leitungen 5a bzw.
5b zu geeigneten Stufen niederen Druckes, hier z.B. zum Abdampfd-uck p. gefUhrt. Der Restschub Sr wird dann durch GIL. 2) dargestellt, die analog zu Gl. 1) gebildet ist.

S r (F FTa-F Ka )-(F Tb F Kb]

P3a Ta - F ka)-P3b(FTb - F Kb)-pK

Er kann teilweise oder vollitändig, und dann unabhängig von den Drücken undden Teildampfströmeng ausgeglichen werden, wenn in. bekannter Weise 11 Tja = F K.a und F T,b = F Kgb sowie F T,a =* F T,b gemacht werden. Bei dieser Auslegung kann das längslager klein und mit geringen Verlusten ausgeführt werden.. Dafür entstehen an je- dem der beiden Kolben die leckdampfverluste nach Gl. 3), z.B. und analog dasselbe für,4 G Kgb 0 Die Summe der Verluste durch beide Kolben 1 AG K =.-& GK , a 4A-G b und die entsprechenden Leistungsverluste nach können je nach Abmessungen mehrere Prozent des Dampfstromes und der Leistung der Teilturbinen betragen.
I (Ha = ausgenütztes Gefälle in Turb. 3a H b = it it 11 it 3b) .Der Erfindung liegt die Aufgabezugrunde, eine Anordnung und Schaltung von Ausgleichkolben zum vollständigen oder weitgehenden .Schubausgleich bei Dampf- oder Gasturbinen mit Überdruck-Beschaufelung und mit paarweise, auf Abdampfseite parallel geschalteten, in entgegenges'etzter Richtung durchströmteh und zeitweilig mit verschiedenen, nur im Grenzfall etwa gleich grosse-n Teildampfströmen beaufschlagten Teilturbinen zu schaffen,- bei der die vorgenannten leistungsverl-uste durch Leckdampf bei unterschiedlicher Beaufschlagung der Teilturbinen gegenüber der bekannten Bauweise vermindert, und bei gleicher Beaufschlagung, insbesondere bei voller Belastung beider Teilturbinen sogar ganz vermieden werden können. Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung bei äusserer Einströmüng jeder Teilturbine auf ihrer Einströmseite je ein Ausgleichkolben zugeordnet, die angenähert gleich od.er gleich gross sind und deren freie Stirnseite durch eine Ausgleighleitung so-miteinander ver--bunden sind, daß die iabyrinthdichtungen der beiden Ausgleichkolben vom Leckdampf hintereinander durchströmt werden und beide Kolben zusammen wie ein Kolben wirkeng Dadurch, daß bei der erfindungogemäßen Anordnung die freien Stirnseiten der Ausgleichkolben 4a und 4b nicht jede für sich durch Leitungen 5a und 5b entsprechend Fig. 3 zum Abdampfende entlastet sind, sondern durch die gestrichelt,4 ängedeutete Leitung 6 direkt miteinander verbunden sind, ergibt sich der Restschub nach Gleichung 5: Gl. 5) Sr = P3a (FTa-FKa)-P3b(FTb-FKb)+P6'(pKa- -p Kb ) -PK(FTa-pTb)* Auch dieser Restschub kann ' in gleicher Weise wie nach Gl. 2) teilweise oder vollständig kompensiert werden. Macht man die Schubflächen FKa und "Kb gleichg so entfällt die vom Druck p6 abhängige Schubkomponente. Bei dieser Schaltung nach der Erfindung werden also die Labyrinthe der Kolben 4a und-4b vom Leckdampf hinte2einander durchströmt, sodaß die Mengen- un41eistungsverluste bei Teillast geringer werden als bei getrennter Entlastung durch die Leitungen 5a und 5b. Bei ß12icher Belastung beider Teilturbinen fallen'diese Verluste dann , g . anz weg. Bei Teillasten-wird

der Leckverlust nur- noch 71

-f- 3 b) 2

Lin -

Gl. 6),a G K f sp » P3a 9 P3a

a Pi li

Dabei sei zunächst angenommen, daß jeder Kolben Z a = 71 b Labyrinthe

mit dem Spaltquerschnitt f sp hat. Ist nun z.B. die Turbine 3a

voll b.eaufscha#l gt, das Ventii 2b jedoch geschlossen, (P 3b = pr,#)

so hat der Verlust durch den Ausgleichkolben bei Ausführung nach der Erfindung nur noch den l/VZ-1 - fachen Betrag gegenüber der üblichen Ausführung nach Gl. 3). Wird auch die Turbine 3b noch mit Teillast beaufschlagt, wobei P3b ansteigt, so werden die £ieckverluste noch kleiner gemäß Gl. 6). Eine weitere Ersparnis an Leistungsverlusten tritt d ann dadul ch ein,. daß der Leckdampfstrom in der Teilturbine 3b auch noch Arbeit leistet. Es ist dann statt Gl. 4) Gl - 7) ##"CL'NK =äC# GK . (-Ha_ - llb) - Die Verminderung der Mengenverluste durch die Schaltung nach der Erfindung ist in Fig. 4 graphisch dargestellt.-Die Mengenverluste (Spaltverlusted::2#G K ) so wie die vor den Teilturbinen 3a,3b herrschenden Drücke sind in dieser Fig. über den Dampfmengen (Ga,Gb)"welche die Teilturbinen beaufschlagen.aufgetragen. Dabei stellt die Kurve A die 1:lengenverluste bei getrenntem Schubausgleich dar, wie sie auftreten würden, wenn die Teilturbinen 3a.und 3b nacheinander beaufschlagt werde n, während di.e Kurve B die Mengenverluste bei der erfindungsgemäßen Hintereinander-Schaltung der Ausgleichkolben, beispielsweise nach Fig. 3 mittels der Leitung 6,darstellt. Nach einer besonders vorteilhaften Ausbildung des der Erfindung zugrunde -liegenden Gedankens kann bei einer Anordnung und Schaltung von Ausgleichkolben zum vollständigen oder weitgehenden Schubausgleich bei Dampf- oder Gaeturbinen mit Überdruckbeschaufelung und mit paarweise, auf Abdampfseite parallel geschalteten, in entgegengesetzter Richtung durchströmten und zeitweilig mit verschiedenen, nur im Grenzfall etwa gleich großen Teildampfströmen beaufschlagten Teilturbinen, vorzugsweise für Entnahme-, Anzapf-oder Zweidruck-Turbinen jedem Paar spiegelbildlich angeordneter Teilturbinen nur ein Ausgleichkolben zugeordnet sein, dessen Schubfläche gleich oder angenähert gleich der Schubfläche einer der beiden Teilturbinen ist und auf dessen beidex Seiten die vor den Teilturbinen herrschenden Drücke geführt sind. Dadurch, daß die beiden Ausgleichkolben 4a und 4b der Fig. 3 zu einem einzigen Kolben 4 nach Fig. 5 konstruktiv zusammengegasst sind, wird die Wirkung der erfindungsgemäßen Schaltung nicht geändert, da ja der Druck P6 nach Gl. 5.für F Ka = F Kb keinen Einfluß auf den Schub hat. Fig. 5 zeigt eine zweiflutige Turbine mit getrennter Beaufschlagung und innerer Abströmung. Diese Turbine hat nur noch einen Ausgleichkolben 4, der z.B. auf Eintritteseite der Teilturbine 3a angeordnet sein kann und dessen freie Stirnfläche zur Eintrittsseite der Turbine 3b durch Leitung 6 entlastet wird. Macht man die Labyrinthzahl Z = 2 Z a des Kolbens 4#also ebenso groß wie die der beiden getrennten Ausgleichkolben 4a, 4b zusammen, so gelten auch für diese Anordnung die Gleichungen 5 - 7 nebst den daran geknüpften Überlegungen. (An sich ist natürlich die Wahl der Labyrinthzahl Z innerhalb gewisser Grenzen eine Ermessens-Frage.) Fig. 6 zeigt als besonders einfache Variante der Erfindung die sinngemäße Ausführung für äußere Abströmung der Teiletröme Ga und Gb. Dabei ist der Ausgleichkolben 4 zwischen den Teilturbinen 3a und 3b angeordnet und kann dabei z.B. #ls entsprechend verdickter Mittelteil des mit Labyrinthdichtungen ausgeführt werden. Weitere Möglichkeiten der Anwendung des Erfindungegedankenst z.B. in Verbindung mit Nochdruckteilen von Dampfturbinen, die mit den nachgeschalteten doppelflutigen Niederdruckteilen auf einer Wellesitzen, zeigen die Fig. 7 - lo. 2ig- 7 zeigt z.B. eine Entnahme - Turbine, deren Hochdruckteil 7 den Frischdampf G., über das Ventil 8 und über eine Regelstufe erhält. Hinter dem Hochdruck.teil 7 wird der Entnahmestrom E beim Druck p B entnommen, während Restströme Ga und Gb den beiden ND-Teilen 3a und 3b über die Ventile oder Ventilgruppen 2a und 2b zuströmen. Die Ausführung-dieser ND-Teile entspricht der Fig. 5, nur daß der Ausgleichkolben 4 hier beispielsweise am Eintritt der Teilturbine 3b angeordnet ist, wobei seine freie Stirnseite zum Eintritt der Teilturbine 3a über Leitung 6 entlastet ist.Durch diese Anordnung nach der-Erfindung werden die Schubkräfte der beiden ND-Teile bei allen Belastungen unabhängig von der Drosselung in den Ventilen 2a und 2b ausgeglichen. Der Schub des Überdruckteiles 7 der HD-Turbine wird durch den Auagleichkolben 9 ausgeglichen, dessen freie Stirnseite über die leckdampfleitung 12 zum Austritt der Teilturbine 7 beim Druck p. geführ"- wird. Zwischen den Teilturbinen 7 und 3a ist in bekannter Weise eine Wellendurchführung 11 mit labyrinthdichtungen angeordnet, durch die bei gedrosseltem Ventil 2a ein Leckdampfstrom durchtritt, solange der Druck P3a«e:# PE ist, solange also Ventil 2a gedrosselt ist. Wenn aus konstruktiven Gründen die Schubfläche F 11 des Zwischenlabyrinthes 11 wesentlich größer ist als die der Wellenenden (Außenstoffbüchsen), so entsteht abhängig von der Druckdifferenz zwischen p B Und P3a ein Schubanteil in Abdampfrichtung Sil F 11 - (PE - P3a)- Wenn dieser Schubanteil für das Axiallager zu groß ist, so kann epäurch einen zusätzlichen Kolben lo ausgeglichen werden, dessen Schubfläche z.B. gleich oder angenähert gleich Fil ist. Dieser Kolben kann nach der Erfindung gemäß Fig. 7 mit dem Kolben 9 zu einem-Stufenkolben vereinigt werden, wobei seine freie Stirnfläche über die Entlastungsleitung 13 zum Raum mit dem Druck P3a entlastet ist. Diese Anordnung ergibt dann bei allen Lasten des HD- und des N-D-Teiles der Entnahme-' Turbine vollen Schubausgleich. In Fig. 8 ist *ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung gezeigt, nämlich eine Entnahmeturbine, bei der auch der HD-Teil zweiflutig mit innerer Einströmung ausgeführt ist. Den beiden HD-Teilturbinen 7a und 7b, die spiegelbildlich symmetrisch und-, hier je mit einem Gleichdruck-Regelrad ausgeführt sind, werden die Teilströme G Fa und G Pb über die gestaffelt öfnnenden Ventile oder Venti'lgruppen 8ä und 8b zugeleitet. Der zwischen den HD-Turbinen sitzende Kolben 9, dessen Querschnitt wieder dem mittleren Schubquerschnitt der Teilturbinen 7a und 7b entspricht, bewirkt nach der Erfindung vollen Schubausgleich, unabhängig vom Be- ' last99 santeil der Turbinen 7a und 7b.' Der Schub des zweiflutigen ND-Teiles wird, ähnlich wie in Fig. 7, inAusführung der Erfindung durch den Kolben 4 unabhängig von den Dampfströmen durch die Teilturbinen'3a und 3b ausgeglichen. Die äußere Stirnseite des Kolbens 4 ist dabei, wie in Fig. 7, durch die Leitung 6 zum Druck P3a entlastet, Zusätzlich kann man vor der freien Stirnseite des Kolbens 4.noch den Kolbenteil lo anbringen, dessen Querschnitt dem der labyrinthdurchführung 11 gleich ist, und der in gleicher Weise arbeitet-wie der Kolben lo nach Fig. 7. Der Ausgleichkolben 4 kann wiederum;.mit dem Kolben lo zu einem Stufenkolben vereinigt-Bein. Bei der Anordnung nach l'ig. 8 wird die"freie Stirnseite d ieses Kolbens lo über die Leitung 12 zum HD. -Austritt beim D-ruck_p,_geführt. Solange der Druck P3b vor der ND-Teilturbine 3b niedriger als der Druck PE "egtt wird die Leitung 12 in Fig. 8 in der durch Pfeil angedeuteten Richtung durchströmt. Die Leitung 6 kann dabei je nach der Höhe des Druckes P3a in beiden Richtungen durchströmt werden. Bei voller Beaufschlagung beider ND-Teilturbinen 3a und 3b verschwinden die Leckverluste in den Kolben 4 und lo und ebensa im Zwischenlabyrinth 11. Die Anordnung nach Fig. 8 kann z4B. vorteilhaft sein, Wenn bei einer Entnahmeturbine, deren HD-Teil eine sehr große Schluckfähigkeit im Verhältnis zum'ND-Teil hat, ein möglichst günstiger Teillastbetrieb von HD-Teil und ND-Teil angestrebt wird. Das Beispiel nach Fig. 9 zeigt eine Mehrfach-Anzapfturbine mit zweiflutigem HDITeil (7a und 7b) und vierflutigem ND-Teil (3a 1 und 3bi 3b2).-Dabei kann der Frischdampf-Strom G F auch aus vorgeschalteten Turbinenteilen, z.B. auch aus einem Zwischenüberhitzer kommen. Eine derartige Anordnung kann z.B. für große Turbinen mit wandernder Anzapfung oder für verschiedene Anzapfdrücke, die, z.B.-beim Laden eines Speichers, auch bei kleinen Kondensationsdampfmengen genügend hoch gehalten werden sollen, zweckmäßig sein. Bei dem in Fig. 9 gezeichneten Beispiel sind wieder den beiden parallel-geschalteten HD-Turbinen 7a und-7b die Ventile oder Ventilgruppen 8a bzw. 8b vorgeschaltet. Von den parallel-geschalteten 4 ND-Teilturbinen haben in diesem Beispiel die Teilturbinen 3a 1 und 3bl, die unmittelbar ' anschließend an die entsprechenden HD-Teilturbinen 7a und 7b durchströmt werden, keine vorgeschalteten Drossel-Ventile, sondern nur die beiden Teilturbinen 3a2 und 3b 2, nämlich die Ventile 2a bzw. 2b.
Mit dieser Anordnung können an den 6 Anzapfstellen Al bis A6 die jeweiligen Anzapfdrücke in weiten Grenzen auch bei verschiedenen Belastungen und Dampfströmen konstant gehalten oder auf bestimmte Werte geregelt werden,- (der Druck an den EntnahmestellEn-A 3 und A 4 allerdings nur in einem bestimmten Zusammenhang mit den durch die Teilturbinen 3al bzw. 3b 1 flißenden Dampfströmen). In Anwendung der ErfJuding wird dabei der Schub der Turbine 7a einschließlich desjenigen der Turbine 3a, gegen den Schub der Turbine 7b mit Turbine 3bl, unabhängig von der jeweiligen Höhe von G?a und GFb 9 durch einen einzigen Ausgleichkolben 9 kompensiertg dessen Schubfläche F.,9 gleich der mittleren Schubfläche der Turbinen 7a mit 3a 1 bzw. 7b mit 3bl, ist. In der Anordnung nach Fig. 9 ist der Ausgleichkolben 9 am freien Eintrittsende der Teilturbine 7a angeordnet" wobei der Raum vor seiner freien Stirnfläche über Lei tung 12 mit dem Eintritt zur Turbine 7b verbunden, ist. Geringe Restschübe, die durch Unterschiede in den Anzapfströmen A 3 und A 4 entstehen, können dabei leicht durch das immer vorhandene Axiallager aufgenommen werden. Der Schub der ND-Teilturbinen 3a 2 und 3b2 kann weiter, ähnlich wie nach Fig. 6, durch einen Kolben 4 bei allen Betriebeverhältnisssen ausgeglichen werden, wobei der ]Raum vor der freien Stirnseite des Kolbens 4 durch Leitung 6 mit dem Eintritt zur Teilturbine 3b 2 verbunden ist. Beide Ausgleichkolben 9 und 4 verursachen nur solange Leckdampf-und Leistungsverluste, wie die einander zugeord:zieten Paare von Ventilsystemen 8a und 8b bzw. 2a und 2b verschieden weit geöffnet sind. Bei Vollast aller Ventile sind beide Ausgleichkolben außer Funktion und verursachen auch keine Verluste. In weiterer Anwendung der Erfindung zeigt Fig. lo eine Zweidruck-Kondensationsturbine mit doppelflutigem Abdampfteil. Bei dieser Turbine wird die Teilturbine 3b, abweichend von den bisherigen Beispielen, durch eine (fremde) Dampfquelle mit dem Zusatz-Dampfstrom GZ beaufschlagt, der je nach Anfall und entsprechender Öff- nung des Regelventils 2b veränderlich ist, während der Frischdampfstrom G F die Hochdruck-Teilturbfne 7 und anschließend die Niederdruck-Teilturbine 3a durchströmt, geregelt durch das Frischdampf-Ventilsystem 8. Sind dabei die-mittleren Schubflächen der Teilturbinen 3a und 3b untereinander gleich oder nicht zu stark voneinander verschieden, so kann man-Wiederum in Anwendung der Erfindung ihre Schubkräfte unabhängig von den jeweiligen Dampfströmen G Z und G, ganz oder teilweise indem man einzigen Ausgleichkolben 4 z.B. am freien Stirnende des HD-Teiles nach Fig. lo anordnet. Der Kolben 9 in dieser Fig. gleicht den Schub der HD-Teilturbine 7 aus und bildet mit äleaem Kolben 4 einen Stufenkelben. Der Raum zwischen beiden Kolben ist dabei Über Lei tung 12 zum Druckraum p entlastet, während der Raum vo-r der freien Stirnfläche des 4 mit dem Druckraum P3b vor der Teilturbine 3b über Leitung 6- , . In der Leitung#6 wechaalt die Stromrichtung je nachdem, ob der Druck p3b höher :Lot als 9" oder umgekehrt. Die Anordnung nach Fig. la hat dabeiden Nachteil? dag der Kolben 4 wegen dieser Strömungaumkehr stark wechselnden Temperaturen ausgesetzt istg da der-Leckdampf vom HD-Teil heißg vom Zweitdruckteil kälter ist. Es ist daher besserg den Kolben 4 etwa analog zu Fig. 7 an das Eintrittsende der Teilturbine 3 b,zu verlegen und den Raum von seiner freien.Stirnseite dann über eine Leitung mit dem Raum P3a zu verbinden, und zwar unabhängig von der L . eitung 12, die heißen Ausgleichdampf liefert.-Diese Anordnung.nach der Erfindung findet vorteilhaft Verwendung bei Zweiftruck-Turbinen, z.B. in Zechenkraftwerken, die wechselnd Abdampfstrom aus vorgeqchalteten Kolbenmaschinen verarbeiten. Auch bei dieser AnorduunF-,werden durch die Anordnung nur eines Kolbens-4 die Ausgleichkolbenverluste vermindert und sogar zum Verschwinden gebracht, we nn P3a gleich P3b ist-Bei allen diesen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird durch den Ausgleichkolben 4 entsprechend den Fig. 5 bis lo (und auch durch den Kolben 9 entsprechend den Fig. 8 und 9) der reäultierende Schub-von 2 gleichen.dder annähernd gleichen-, abdampfseitig parallel ges'chalteten Teilturbinen z.B. 3a und 3b, die von Teildampfmengen Ga und Gb durchströmt werden, welche betrieblich stark von einander verschieden sein können, welche im Grenzfall voller Öffnung der Ventile aber gleichen oder angenähert gleich großen Drücken P3a und P3b entsprebheng bei allen Belastungen ganz oder größtenteils ausgeglichen, indem die beiden Stirnflächen des Kolbens 4 den Drücken P3a und P3b ausgesetzt wierden. Hierdurch wird erreicht, daß der Leckdampfverlust und der Leistungsverlust nur ' vom Druckunterschied zwischen p3a und P3b abhängig sind und verschwinden, wenn'diese Drücke einander gleich sind. Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist natürlich auch dann möglichi wenn nicht voller Schubausgleich, wie hier geschildert, angestrebt wird, sondern Restschübe zugelassen werden könn#än. Hierdurch können dann gegebenenfalls weitere konstruktive Vereinfachungen ermöglicht werdeng indem z.B. Stufenflächen an kombinierten Ausgleichkol-ben (etwa der Kolben lo in Fig. 7 und 8) wegfallen können. Auch können die Leistungsverluste häufig vermindert werden, wenn man die Durchmesser der Labyrinthkolben kleiner hält, als für vollen Schubausgleich nötig ist, und den Restschub, soweit möglich, auf die Längslager überträgt. Die Erfindung ist auch nicht auf Dampfturbinen beschränkt. Sie kann sinngemäß auch für den Schubausgleich von Gasturbinen mit Überdruckbeschaufelung und mit paiArweise parallel geschalteten in entgegengesetzter Richtung durchströmten Teilturbinen mit gleichem Vorteil Anwendung finden.

Claims

Patentansprüche Anordnung und Schaltung von Ausgleichkolbeng zum vollatändigen oder weitgehend-en Schubausgleich bei Dampf- oder Gasturbinen mit #Überdruck-Beschaufelung und mit paarweise, auf Abdampfseite parallel geschalteten, in entgegengesetzter Richtung durchströmten und zeitweilig mit verschiedenen, nur im Grenzfall etwa gleich großen Teildampfströmen beaufsch&lgten Teilturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß bei äußerer Einströmung jeder Teilturbine (3a und 3b) auf ihrer Einströmseite je ein Ausgleichkolben (4a bzw. 4b) zugeordnet ist, die'angenähert gleich oder gleich groß sind, und derEn freie Stirnseiten durch eine Ausgleichleitung (6) so miteinander verbunden sind, daß die Labyrinthdichtungen der beiden Ausgleichkolben vom Leckdampf hintreinander durchströmt werden und beide Kolben zusammen wie ein Kolben wirken (Fig 3). 2. Anordnung und Schaltung von Ausgleichkolbeng. zum vollständigen oder weitgehenden Schubausgleich bei Dampf-oder Gasturbinen mit Überdruckbeschaufelung und mit paarweise, auf Abdampfseite parallel geschalteten, in entgegengesetzter Richtung durchströmten und zeitweilig mit verschiedenen, nur im Grenzfall etwa gleich großen Teildampfströmen beaufschlagten Teilturbinen, vorzugs-,deise für Entnahme-, Anzapf- oder Zweidruck-Turbinen, dadurch gekennzeichnet, daß j - edem Paaib spiegelbildlich angeordneter Teilturbinen (3a, 3b) nur ei4usgleichkolben (4) zugeordnet ist, dessen Schubfläche gleich oder angenähert gleich der Schubfläche einer der beiden Teilturbinen Ca, 3b) ist und auf dessen beide Seiten die vor den Teilturbinen herrschenden Drücke (P3a9 P3b) geführt sind. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei äuserer Einströmung der Ausgleichkolben (4) am Einströmende einer Teilturbine (3a) so angeordnet ist, daß die eine Seite des Ausgleichkolbens von dem der einen Teilturbine (3a) herrschenden Druck beaufschlagt wird und daß eine Ausgleichleitung (6) vorgesehen ist, die den Raum vor der anderen Seite des Ausgleichkolbens (4) mit der Einströmseite der anderen Teilturbine Cb) yerbindet (Fig. 5). 4. Anordnung nach Anspruch 2 für Dampfturbinen mit Hochdruckteilen, die mit nachgeschalteten doppelflutigen ND-Teilen auf einer Welle sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der den Teilturbinen (3a.3b) des ND-Teiles zugeordnete Ausgleichkolben (4) mit einem Ausgleichkolben (9), welcher zum Schubausgleich des dampfseitig vorgeschalteten HD-Turbinenteiles (7) dient, zu einem Stufenkolben an sich an sich bekannter Bauwei.se vereinigt ist(-l'ig. 10). 5. Anordnung nach Anspruch 2 für Entnahme-Dampfturbinen mit H-Druckteilen, die mit nachgeschalteten doppelflutigen Niederdruckteilen auf einer Welle sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der den Teilturbinen (3a,3b) des ND.Teiles zugeordnete Ausgleichkolben (4) mit einem Kolben (lo), der zum Ausgleich des an der Schubfläche eines ihm Zwischenlabyrinthes zwischen dem Hochdruckteil (7a) und dem be.-nachbarten Niederdruckteil Ca) auftretendden Schubanteils dient, zu einem Stufenkolben an sich bekannter Bauart vereinigt ist (Fig. 8). 6. Anordnung nach Anspruch 2 für Entnahme-Dampfturbinen mit HD-Teilen, die mit nachgeschalteteng doppelflutigen ND-Teilen auf einer Welle sitzeng dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichkolben (9), welcher zum Schubausgleich des dampfseitig vorgeschalteten HD-Teiles (7) dient, mit einem Kolben (10), der zum Ausgleich des an der Schubfläche eines Zwischenlabyrinthes zwischen dem HD-Teil (7) und dem ihm benachbarten ND-Teil Ca) auftretenden Schubanteiles dient, zu einem Stufenkolben an sich bekannter Bauart vereinigt ist (Fig. 7). 7. Anordnung nach Anspruch 2, für Dampfturbinen mit HD-Teilen, die mit nachgeschalteten doppelflutigen ND-Teilen auf einer Welle sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß in Anwendung auf Zweidruck- Turbinen, bei d enen der vom Zweitdampf G Z duruhströmte ND-Teil (3b) in entgegengesetzter Richtung durchströmt wird, wie der vom Frisqhdampf (G F) -durchströmte Hochdruck (7)-und der diesem nachgeschaltete Niederdruckteil (3a), die Teilturbinen (3a, 3b) des ND-Teiles angenähert spiegelbildlich gleiche Schubflächen haben und für den Schubausgleich dieser Teilturbinen ein einziger Kolben (4) vorgesehen ist (Fig. lo). 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichkolben (4) mit dem Ausgleichkolben'(9), der den Schub des HD-Teiles (7) ausgleicht, zu einem Stufenkolben vereinigt ist.-9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Äusgleichkolben (4) an der Eintrittsseite der Zweitdampfturbine:(3b) angeordnet ist und der Raum vor seiner freien Stirnfläche durch eine Leitung mit der Eintrittsseite des Frischdampfturbinenteiles (3a) verbunden ist.