DE431122C - Sicherung fuer mit Speichern versehene Kraftanlagen, insbesondere Dampfturbinen - Google Patents

Description

• Sicherung für mit Speichern versehene Kraftanlagen, insbesondere Dampfturbinen. Bei mit Speichern. versehenen Kraftanlagen muß die Turbine so gebaut sein, daß sie auch beim niedrigsten Speicherdruck eine bestimmte Höchstleistung abgibt. Beim höchsten Speicherdruck würde also die Kraftabgabe der Turbine unter Umständen für dieselbe gefährlich sein können, -da bei einer plötzlichen großen Belastung im _Netz der Geschwindigkeitsregler nicht wie bei gewöhnlichen Turbinenbauarten nur so viel Dampf zur Turbine zuläßt, als die Turbine verträgt, sondern eine viel größere Dampfmenge.
• Die vorliegende-Erfindung bezieht sieh auf eine Einrichtung, durch die die Kraftabgabe der Turbine so begrenzt wird, claß sie weder für die Turbine selbst noch für die von ihr angetriebenen Maschinen gefährlich werden kann.
• Als Beispiel einer solchen Anlage soll der Fall erwähnt werden, bei welchem die Turbine als Reserve zur Aufnahme der Spitzenbelastungen in einem Kraftwerk arbeitet (z. B. nach den deutschen Patenten 329182 und 333295). Wenn hier aus irgendeinem Grund eine andere Maschine an das Kraftnetz geschaltet wird, öffnet der Geschwindigkeitsregler der Turbine der fallenden Drehzahl entsprechend und läßt so lange mehr Dampf in die Turbine hinein, bis sie den Abfall oder den Bedarf an Leistung gedeckt hat.
• Es sei beispielsweise angenommen, die Turbine sei für eine Leistung von Io ooo kW bestimmt und sie arbeite mit einer anderen Kraftanlage, z. B. einer Wasserkraftanlage von 5o ooo kW, parallel. Der Druck im Speicher schwanke zwischen io bis 2 Atm. Die Turbine muß also so berechnet und ausgeführt sein, daß sie auch bei dem niedrigsten Speicherdruck (2 Atm.) noch die volle Leistung von i o ooo kW hergeben kann. Sollte jetzt die Parallelkraftanlage, in vorliegendem Falle also die Wasserkraftanlage, aus irgendeinem Grunde versagen, so ist die Folge davon, daß die Drehzahl der Turbine plötzlich rasch sinkt und der Geschwindigkeitsregler der Turbine die Dampfeinströmkanäle zur Turbine voll freigibt. Ist in diesem Augenblick nun der Speicherdruck nur wenig höher oder ungefähr gleich (lein tiefsten Entladedruck von 2 Atm., so besteht keinerlei Gefahr. Die Turbine kann nicht mehr Dampf aufnehmen, als es ihre Querschnitte zulassen. Sie wird infolgedessen mit Dampf von 2 Atm. voll beaufschlagt und erreicht dadurch ihre Höchstleistung, io ooo kW, für die sie berechnet ist.
• Anders verhält es sich dagegen, wenn in dem Augenblick, in dem die mit der Speicherturbine parallel arbeitende Wasserkraftanlage versagt, der Druck im Speicher wesentlich höher als 2 Atm. ist. Ist der Speicher beispielsweise voll -auf io Atin. -aufgeladen, so öffnet der Geschwindigkeitsregler genau so weit wie vorher, d. h. er gibt den vollen Einströmquerschnitt frei, und die Turbine wird jetzt mit Dampf von io Atin. voll beaufschlagt, was einer Leistung von etwa 5o ooo kW entspricht. Es ist klar, (laß die Welle der für 10 ooo kW berechneten Turbine dabei zum Bruch kommen muß oder daß der von der Turbine angetriebene Stromerzeuger verbrennt.
• Dem wird nun gemäß der Erfindung dadurch vorgebeugt, (laß in die Leitung zwischen Speicher und Turbine eine Ventilvorrichtung eingeschaltet wird, durch die die höchstmögliche Dampflieferung zur Turbine vom Speicherdruck abhängig gemacht wird. Der Durchgangsquerschnitt der Ventilvorrichtung wird also dem Speicherdruck entsprechend geändert, und zwar in dem Sinne, (laß er mit zunehmendem Speicherdruck abnimmt und umgekehrt. Die Betätigung dieser Ventilvorrichtung in der Speicherentladeleitung kann von Hand oder auch selbsttätig durch den Speicher erfolgen.
• Bei einem Speicherdruck von 1o Atin. hat sich der Durchgangsquerschnitt des Ventils nun erfindungsgemäß so weit verringert, daß (las Ventil lediglich so viel Dampf zur Turbine hindurchläßt, als der Höchstleistung der Turbine (io ooo kW) entspricht, so daß jede Gefahr für die Turbine und für die durch sie angetriebenen Maschinen ausgeschlossen ist.
• Als Ventilvorrichtung kann jedes Regelventil verwendet werden. Zweckmäßig ist aber eine Lavaldüse, da eine solche Düse gegenüber anderen Ventilen den Vorteil besitzt, daß durch sie die mit normalen Ventilen verbundenen Drosselverluste vermieden werden. .
• Wie bekannt, wird die Spannung des Dampfes in einer solchen Düse in Geschwindigkeit umgesetzt, um durch den Verdichtungsstoß wiederum in Druck umgesetzt zu werden, wobei keine Verluste entstehen.
• In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung veranschaulicht. D stellt den Dampfkessel dar, S den Speicher, I_ die einstellbare Lavaldüse, die nach der Abb. 2 aus dem Dorn d, aus dem Gehäuse n und aus dein Anschlußrohr a- besteht. Der Dorn d kann entweder von Hand aus oder selbsttätig vom Druck des Speichers aus beeinflußt werden, wie (lies in Abb. i mit gestrichelter Linie angedeutet worden ist, so daß er beim Höchstdruck des Speichers den kleinsten Querschnitt frei läßt und nun je nach dem Sinken des Speicherdruckes das Ventil mehr und mehr öffnet. Der Dampf geht von der Lavaldüse weiter zur Turbine T, die durch Cberlastungsventile oder durch vergrößerte öftnungen vor dem ersten Laufrad so eingerichtet ist, daß sie auch bei kleinsten- Speicherdruck die volle Leistung hergibt. K ist der Kondensator, G der Stromerzeuger, N (las elektrische Netz.
• Vorteilhaft ist es, das Mundstück nach früheren Angaben des Erfinders als entlastete Lavaldüse auszubilden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Sicherung für mit Dampfspeichern versehene Kraftanlagen, insbesondere Dampfturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung zwischen Speicher und Turbine eine Ventilvorrichtung, z. B. Lavaldüse mit einstellbarem Dorn, eingeschaltet ist, die die höchstmögliche Dampflieferung zur Turbine vom Speicherdrucke abhängig macht.
2. 2. Kraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Ventilvorrichtung in Abhängigkeit vom Speicherdruck von Hand oder selbsttätig (furch den Speicherdruck erfolgt.