DE518784C - Mehrgehaeusedampfturbinensatz - Google Patents
MehrgehaeusedampfturbinensatzInfo
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- DE518784C DE518784C DER66595D DER0066595D DE518784C DE 518784 C DE518784 C DE 518784C DE R66595 D DER66595 D DE R66595D DE R0066595 D DER0066595 D DE R0066595D DE 518784 C DE518784 C DE 518784C
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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
- F01D13/00—Combinations of two or more machines or engines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
Für Dampfturbinen großer Leistung und zur Verarbeitung von großen Dampfmengen
im Niederdruckteil ist vorgeschlagen worden, die Turbinen in Mehrgehäusebauart auszuführen,
und zwar in der Weise, daß die Dampfturbinenstufen auf mehreren voneinander mechanisch unabhängigen Wellen angeordnet
sind, wobei mindestens zwei der Einwellensätze außer anderen Stufen noch parallel
geschaltete Niederdruckstufen enthalten. Derartige Anlagen sind vor allem für den
Schiffsbetrieb, dann aber auch für die Zwecke
der Stromerzeugung vorgeschlagen worden. In diesem Fall ergibt sich entsprechend der
Mehrwellenanordnung der Turbine eine Unterteilung der Generatoren.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Maschinensätze dieser Art so auszugestalten,
daß einer der beiden Maschinensätze selbsttätig abgeschaltet werden kann, während der andere den Betrieb aufrechterhält,
wobei gleichzeitig Miaßnahmen getroffen sind, daß der allein in Betrieb bleibende
Generator nicht überlastet wird. Um dieses Ziel zu erreichen, sind gemäß der Erfindung
zwei Gruppen von selbsttätig arbeitenden Schaltorganen vorgesehen, von denen die
eine bei Auftreten einer Störung den gestörten Maschinensatz dampfseitig vom anderen
Maschinensatz trennt, während die andere· durch Beeinflussung des Arbeitsmittels des
in Betrieb bleibenden Turbinensatzes eine Überlastung von dessen Stromerzenger verhindert.
Wie in der Abbildung angegeben, durchströmt der Dampf im normalen Betrieb beispielsweise
zuerst die Hochdruckturbine α auf der Welle 1, hierauf die Mitteldruckturbine b
auf der Welle 2 und dann, in zwei gleiche Teile geteilt, die beiden Niederdruckturbinen c
und d, von denen jede auf einer der beiden Wellen 1 und 2 angeordnet ist. Hochdruckturbine
α und Niederdruckturbine c treiben gemeinsam den Stromerzeuger/, Mitteldruckturbine
b und Niederdruckturbine d gemeinsam den Stromerzeuger k an. Nach Durchströmen
von Sehnellschlußventil ρ und Regelventil/*
gelangt der Dampf aus der Frischdampfleitung e in die Hochdruckturbine a; aus
dieser strömt er durch die Leitung/ zur Mitteldruckturbine b, von wo aus der durch die
Leitungg· zu den beiden Niederdruckturbinen
c und d gelangt. Diese stehen in ständiger Verbindung mit den zugehörigen Kondensatoren.
Um schädliches Steigen des Drukkes zu verhindern, sind in bekannter Weise
Notauspuffleitungen vorgesehen mit selbsttätigen Überdruckventilen, die für die- höchsten
in den betreffenden Leitungen zulässigen Drücke bemessen sind.
Um im Fall eines Kurzschlusses in einem der beiden Stromerzeuger / und k den anderen
Stromerzeuger in wirtschaftlichem Betrieb halten zu können, sind die folgenden Einrichtungen getroffen:
In die Ausströmleitungen, durch welche der Dampf von den Turbinenteilen auf der einen
Welle zu denen auf der anderen Welle gelan-
gen kann, nämlich die Leitungen / und g, sind
Schnellschlußventile ν und w eingebaut. Außerdem ist eine unmittelbare Verbindung vom
Hochdruckteil α nach dem Niederdruckteile,
absperr bar durch Ventil«, vorgesehen. Damit die auf der Wellen angeordneten Turbinenteile
b und d unabhängig von den Teilen a
und c betrieben werden können, ist eine Frischdampfzuleitung mit Schnellschlußwentil χ
ίο und Regelventil y angeordnet. Jede Welle ist außer mit einem Schnellschlußregler auch mit
einem Geschwindigkeitsregler m bzw. ti ausgestattet,
der die Frischdampfzuführung zu den auf der zugehörigen Welle angeordneten Turbinenteilen beherrscht. Schließlich ist noch
ein vom Dampfdruck vor dem Niederdruckteil c beaufschlagter Druckregler 2 vorhanden,
der auf den Dampf einlaßr in die Hochdruckturbine α, der von dem zu Welle 1 gehörigen
Geschwindigkeitsregler m beherrscht wird, begrenzend einwirken kann.
Die Wirkungsweise bei Ausfall eines der beiden Stromerzeuger / und k, beispielsweise
infolge Kurzschlusses, ist die folgende: Die beiden Geschwindigkeitsregler sind derart
eingerichtet, daß bei Erhöhung der Umlaufzahl einer der Wellen 1 und 2 über die
normale das Ventil« geöffnet und die beiden Ventile ν und w geschlossen werden. Die Beeinflussung
dieser drei Ventile durch die beiden Geschwindigkeitsregler ist derart eingerichtet,
daß zuerst das Ventil « geöffnet wird
und unmittelbar hierauf die Ventile ν und w sich schließen. Bei Nichteinhaltung· dieser
zeitlichen Reihenfolge in der Betätigung der Ventile wurden zwar die Turbinen nicht
Schaden leiden, jedoch wäre mit einem Öffnen des zugehörigen Auspuffventils und mit
einem kurzzeitigen Auspuff aus der Hochdruckmaschine, also einem unerwünschten Dampfverlust,
zu rechnen. Die Beeinflussung-und die Bauweise dieser drei Ventile kann derart
vorgesehen werden, daß das Öffnen der Ventile ν und w und das Schließen des Ventils
ti abhängig von den beiden Druckölsystemen der Wellen 1 und 2 entgegen der Kraft
starker Federn erfolgt. Bewegen z.B. die ausschlagenden Regler ein Steuerkölbchen,
das die Öldruckleitungen der Ventile drucklos werden läßt, so wird bei ausschlagendem
Regler« geöffnet und ν und w geschlossen.
Das Vorauseilen von ti in einer Bewegung gegenüber ν und w kann durch bekannte
Mittel erreicht werden. Dieselbe Wirkung wie die bei Geschwindigkeitsüberschreitung
ausschlagenden Regler m und ti sollen auch
die Sicherheitsregler ρ und χ haben, die bei noch größerer Geschwindigkeitsüberschreitung
in Tätigkeit treten. Durch Schließen der beiden Ventile ν und w sind die auf verschiedenen
Wellen sitzenden Turbinenteile außer Verbindung, sie müssen durch die übrigen Steuerungsteile
nun in die Lage versetzt werden, selbständig den auf derselben Welle sitzenden Stromerzeuger zu betreiben. Für die
Welle 2, also bei Ausfall von Welle 1, ist hierfür die Frischdampfleitung mit dem Schnellschlußventil
j; und dem Regelventil y vorgesehen. Das Ventil y wird derart durch den
von der Welle 2 angetriebenen Regler η be ein- 7 Q
fraßt, daß es sich erst dann zu öffnen beginnt, wenn die Umlauf zahl der Welle 2 um
einen gewissen Betrag unter die mittlere Umlaufzahl gesunken ist. Das Ventil y wirkt
also in ähnlicher Weise wie die bekannten selbsttätigen Überlastungsventile bei Einwellenmaschinen,
mit dem Unterschied, daß es nicht wie dort von demselben Regler wie die
übrigen Dampfzuführungsorgane beeinflußt wird, sondern -. von einem* besonderen, auf
einer anderen Welle sitzenden Regler. Bei Bemessung von Ventil y ist die Forderung zu
beachten, daß der Stromerzeuger k beim Übergang auf Einwellenbetrieb nicht überlastet
werden darf. Die Gefahr der Überlastung bestehe, da bei Einwellenbetrieb die gesamte
der Mitteldruckturbine δ zugeführte Dampfmenge in der Niederdruckturbine d bis auf
Kondensatorspannung verarbeitet wird, während bei Zweiwellenbetrieb diese Dampfmenge
sich auf die beiden auf verschiedenen Wellen sitzenden Niederdruckturbinen c und d verteilt.
Diese Gefahr wird abgewendet durch die rechnungsmäßig zu ermittelnde Durchtrittsweite
des Ventils y oder einer in die zugehörige Leitung eingebauten Verengung.
Bei Ausfallen der Welle 2 wird durch Öffnen von « die unmittelbare Verbindung zwischen
Hochdruckteil α und Niederdruckteil c hergestellt, während die übrigen beiden Türbinenteile
durch Schließen der Ventile ν und w abgeschaltet sind. Auch hier besteht die Gefahr
der Überlastung des Stromerzeugers/; außerdem ist mit einem großen Spannungsabfall
zwischen der letzten Stufe der Hochdruckturbine α und der ersten Stufe der Niederdruckturbine
c zu rechnen. Dieser Spannungsabfall kann rechnerisch ermittelt und durch Bemessung des Ventils« bzw. der Leitung,
in die es eingebaut ist, unschädlich gemacht werden. Damit die Belastung bei Einwellenbetrieb
mit der Welle 1 keine für den Stromerzeuger/ schädliche Größe erreicht, ist
der Druckregler ζ vorgesehen, der in den Regelvorgang der Turbine α erst dann eingreift,
wenn der Druck vor dem Niederdruckteile um das rechnungsmäßig festzustellende Maß über den höchstzulässigen
Druck bei vollbelasteter Maschine/ gestiegen ist. Der Druckregler greift in bei Gegen- iao
druckturbinen bekannter Weise derart in die Ventilbewegung τ 'ein, daß ein weiteres Stei-
gen des Druckes vor der Niederdruckturbine c und damit auch eine Überlastung des Stromerzeugers
i vermieden wird.
Besonders wirtschaftlicher Einwellenbetrieb wird erreicht durch Verwendung der an sich
bekannten Düsenregelung in der ersten Stufe der Hochdruckmaschine a, der Mitteldruckturbine
b und der Niederdruckturbine c. In diesem Fall mündet die Frischdampfleitung,
ίο in welche die Ventile λ: und y eingebaut sind,
in -einem anderen Teil des unterteilten Leitrades der ersten Stufe der Mitteldruckturbine b
als die Leitung /. Nicht das Ventil y wird dann mit Rücksicht auf die zulässige Belastung
der Maschine k bemessen, sondern der Beaufschlagungsteil, dem der Dampf aus dem Ventil
y zuströmt. Dadurch wird der Drosselverlust vermieden oder verringert. Der gleiche
Vorschlag gilt für die Unterteilung des Leit-
ao rades der ersten Stufe der Niederdruckturbine c; in den einen Teil mündet die Leitung
g, in den anderen die Leitung, in welcher«
sitzt, und dieser Beaufschlagungsteil, nicht das Ventil a, wird so bemessen, daß
Maschine i bei Ausfall der Welle 2 nicht überlastet wird. An Stelle der Unterteilung des
Leitrades der ersten Stufen der Turbinenteile kann auch die Verschaltung von Stufen treten,
die ja an sich bekannt ist. Im Gehäuse sitzen dann außer den Stufen, die bei Zweiwellenbetrieb
vom Treibmittel durchflossen werden, einige vorgeschaltete Stufen von kleinerem Durchtrittsquerschnitt. Diesen Stufen
wird der Frischdampf zugeführt, und ihr Querschnitt ist so bemessen, daß bei Einwellenbetrieb
mit Welle 2 keine schädliche Überlastung der Maschine k möglich ist. Dieselbe
Stufenvorschaltung ist bei c an Stelle der Unterteilung des Leitrades der ersten
Stufe möglich, jwiobei dann die vorzuschaltenden Stufen durch Öffnen von u in den Treibmittelfluß
eingeschaltet werden und so zu bemessen sind, daß ein Drosselverlust beim Überströmen
von α nach c nicht eintritt.
Bei Einwellenbetrieb mit Welle 2 tritt ein Stauverlust dadurch auf, daß b für die ganze,
d aber nur für die halbe Dampfmenge bemessen ist, beide in diesem Falle aber von
der gleichen Dampf menge durchströmt werden. Dieser Verlust kann beseitigt werden
durch eine Umführungsleitung, die die letzten Stufen der Mitteldruckturbine & (und)
oder die ersten Stufen der auf derselben Welle sitzenden Niederdruckturbine d aus dem Expansionsverlauf
ausschaltet, sie überbrückt. Das Absperrorgan s in dieser (gestrichelt angegebenen)
Leitung wird in derselben Weise wie u betätigt, öffnet sich also selbsttätig
beim Übergang auf Einwellenbetrieb.
Die sinngemäße Übertragung auf Maschinensätze mit mehr als zwei Wellen führt zu
gleichen Bauteilen. Durch diese Einrichtungen wird ein Maschinensatz geschaffen, der
sowohl bei Mehrwellen- als auch bei Einwellenbetrieb mit bester Wirtschaftlichkeit ar- 65
beitet und der beim Ausfall einer der Wellen sich den geänderten Betriebsverhältnissen
selbsttätig und ohne Gefährdung seiner Maschinenteile und des Netzbetriebes anpaßt.
Auch bei Reparaturen an einzelnen Teilen 7° des Maschinensatzes kann der andere Wellensatz
oder die anderen Wellensätze mit halber bzw. verringerter Leistung weiter wirtschaftlich
betrieben werden. Eine vollständige Stillsetzung der Maschinenanlage und der 75 dazugehörigen Kesselanlage braucht also nicht
zu erfolgen.
Claims (9)
1. Mehrgehäusedampf turbinensatz, bei welchem sowohl die angetriebenen Stromerzeuger
als auch die Dampfturbinenstufen auf mehreren voneinander mechanisch unabhängigen Wellen angeordnet sind und
mindestens zwei der Einwellensätze außer anderen Turbinenstufen noch parallel geschaltete
Niederdruckstufen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von selbsttätig arbeitenden Schaltorganen
vorgesehen sind, von denen die eine bei Auftreten einer Störung den gestörten Maschinensatz dampfseitig vom anderen
Maschinensatz trennt, während die andere durch Beeinflussung des Arbeitsmittels des
in Betrieb bleibenden Turbinensatzes eine Überlastung von dessen Stromerzeuger
verhindert.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Einwellensätze
mit einem besonderen Leistungsregler ausgerüstet ist.
3. Mehrgehäusedampf turbinensatz nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dampfrichtung nicht unmittelbar
aufeinanderfolgende, auf derselben Welle sitzende Turbinengehäuse durch erne im
normalen Betrieb abgesperrte Leitung miteinander verbunden sind, deren Absperrorgan
sich beim Übergang vom Zweiwellen- zum Einwellenbetrieb selbsttätig öffnet.
4. Mehrgehäusedampfturbinensatz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrorgan bei Einwellenbetrieb den durch die Abschaltung von Turbinenstufen entstehenden Druckabfall
ganz oder teilweise herbeiführt.
5. Mehrgehäusedampf turbinensatz nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrorgan beim Öffnen und beim Schließen denjenigen Ventilen vorauseilt,
die in die Verbindungsleitungen
zwischen den auf verschiedenen Wellen sitzenden Gehäusen eingebaut sind und
diese Leitungen beim Übergang vom Zweiwellen- zum Ein wellenbetrieb absperren.
6. Mehrgehäusedampfturbinensatz nach Anspruchi, dadurch gekennzeichnet, daß
der Dampfeinlaß in- die Hochdruckmaschine
unter der — seine Größe beschränkenden — Herrschaft eines vom Druck
vor dem auf der gleichen Welle sitzenden Niederdruckteil beeinflußten Druckreglers
steht, der dadurch die Dampfzufuhr zum Hochdruckteil bei Einwellenbetrieb derart
beschränkt, daß die ,angetriebene Maschine nicht überlastet wird*. ;·.
j. Mehrgehäusedampfturbinensatz" -nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß
die Umgehungsleitung eines Gehäuseteiles in einen Beaufschlagungsteil der. ersten
Stufe des nachgeschalteten Gehäuses mündet, durch dessen richtige .Bemessung der
Übertritt des Dampfes fast ohne Druckverlust erfolgt und eine ; Überlastung der
angetriebenen Maschine beim Übergang vom.. Zweiwellen- zum ,EinweUenbetrieb vermieden
wird. ·
8. Mehrgehäusedampfturbinensatz nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet,
daß an die Stelle der Leitradunterteilung und getrennter Beaufschlagung der
Teile die Vorschaltung von zusätzlichen Turbinenstufen tritt.
--■■
9. Mehrgehäusedampfturbinensatz nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die letzten Stufen der Mitteldruckturbine
oder -die .ersten Stufen des auf derselben
Welle sitzenden Niederdruckteiles durch
eine absperrbare Umführungsleitung ajus
■x -' dem Expansionsy erlauf ausschaltbar sind,
•wobei die Umführungsleitung ein Absperr-Organ;
trägt, das in gleicher Weise wirkt wie das Organ in der unmittelbaren Verbindung
zwischen zwei in der Dampf richtung nicht unmittelbar äufeinanderfolgen-
- den, auf derselben Welle angeordneten
Turbinengehäusen.·
.Hierzu 1 Blatt Zeichnungeii
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DER66595D DE518784C (de) | 1926-01-31 | 1926-01-31 | Mehrgehaeusedampfturbinensatz |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DER66595D DE518784C (de) | 1926-01-31 | 1926-01-31 | Mehrgehaeusedampfturbinensatz |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE518784C true DE518784C (de) | 1931-02-19 |
Family
ID=7412922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DER66595D Expired DE518784C (de) | 1926-01-31 | 1926-01-31 | Mehrgehaeusedampfturbinensatz |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE518784C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2955429A (en) * | 1957-07-16 | 1960-10-11 | Gen Electric | Double reheat compound turbine powerplant |
-
1926
- 1926-01-31 DE DER66595D patent/DE518784C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2955429A (en) * | 1957-07-16 | 1960-10-11 | Gen Electric | Double reheat compound turbine powerplant |
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