DE853904C - Dampfturbine mit guenstigen Teillastwirkungsgraden - Google Patents
Dampfturbine mit guenstigen TeillastwirkungsgradenInfo
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- DE853904C DE853904C DEP45120A DEP0045120A DE853904C DE 853904 C DE853904 C DE 853904C DE P45120 A DEP45120 A DE P45120A DE P0045120 A DEP0045120 A DE P0045120A DE 853904 C DE853904 C DE 853904C
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
- F01K7/18—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbine being of multiple-inlet-pressure type
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Description
- Dampfturbine mit günstigen Teillastwirkungsgraden Die bekannten Da mpfturbinenbauarten entspannen Hochdruckdampf mit um so schlechterem Nutzeffekt, je höher der Kesseldruck gewählt wird, da die Wirkungsgrade der Hochdruckstufen erheblich niedriger sind als diejenigen der Niederdruckstufen. Dies zeigt sich bei dem Vergleich des Dampfverbrauchs und der Gefälle von ',#Torschaltturbinen mit denen der nachgeschalteten Turbinen. Da die Vorschaltturbinen und auch die Hochdruckteile von Gegendruck- und Anzapfturbinen auf konstanten Gegendruck arbeiten, so sind sie hinsichtlich des Teillastverbrauchs besonders ungünstig gestellt.
- Um den Betrieb der Hochdruckturbinen und der genannten Spezialturbinen, besonders bei Teillasten, wirtschaftlicher zu gestalten, wird vorgeschlagen, den Frischdampf mindestens zwei Stufengruppen zuzuführen, von denen jede eine Regelstufe aufweist. Die Düsensätze, durch die der Frischdampf in die Turbine eintritt und die vom Regler nacheinander geöffnet und geschlossen werden, sind auf die Regelstufen verteilt.
- Die erste Stufengruppe wird für eine Teildampfmenge derart ausgelegt, daß sie auch noch bei hinter der Stufengruppe zuströmenden Dampfmengen, die j a Druckstauungen verursachen, günstig arbeitet. Die auf die erste folgende Stufengruppe oder Stufengruppen, deren Regelstufen in den Düsensätzen die restlichen Frischdampfmengen aufnehmen, sind derart ausgelegt, daß sie bei Teillast an die Entspannung der die vorhergehenden Stufengruppen durchströmenden Dampfmengen mit günstigen Strömungsverhältnissen anschließen und noch bei Verwendung der vollen Dampfmenge mit geringen Auslaßverlusten arbeiten. Sämtliche Stufen können als Kammer- oder als Trommelstufen ausgestaltet werden; die Verwendung von Zwischenböden wird bei kleinen Leistungseinheiten vor allem in der ersten Stufengruppe vorgezogen «erden, während bei größeren Leistungseinheiten und besonders in den auf die erste folgenden Stufengruppen die Trommelschaufelung Vorteile bietet.
- Bei sehr hohen Dampfdrücken soll die erste Stufengruppe mit den ihr benachbarten Abdichtungen zusammen in einem besonderen Gehäuseeinsatz untergebracht werden, der zentrisch und wärmebeweglich in das Außengehäuse eingebaut wird. Sämtliche Gehäuseteile, also auch der Gehäuseeinsatz, werden symmetrisch zur Turbinenachse ausgebildet. Die die radialen Spalte nach außen begrenzenden Turbinenteile werden als zweiteilige Drehkörper hergestellt. Die äußeren Spaltbegrenzer, das sind also die genannten Gehäuseeinsätze, nämlich die Leitschaufelträger und die Labyrinthstopfbüchsenschalen, können durch Zentrierringe, die den Dichtungsdruck an den horizontalen Teilfugen verursachen, zusammengehalten werden. Die zwischen den Stufengruppen sitzenden Regelstufen können von der die vorhergehende Stufengruppe verlassenden Dampfmenge entweder umgangen oder mittels besonderer Düsensätze beaufschlagt werden. Soll Anzapfdampf mit gleichbleibendem Druck vor diesen Regelstufen entnommen werden, so werden die vom Abdampf der vorhergehenden Stufengruppe durchströmten Düsensätze mit Regelorganen versehen, die durch einen Druckregler beherrscht werden.
- Es ist bekannt, Dampfturbinen zum Antrieb von Kriegsschiffen nicht nur für die volle Leistung auszubilden, sondern durch zusätzliche, vorgeschaltete Stufen derart für Marschfahrt zu ergänzen, daß bei der Marschleistung, die etwa dem zehnten Teil der Höchstlast entspricht, ein annehmbarer Wirkungsgrad erzielt wird. Diese vorgeschalteten Stufen werden entweder bei der vollen Fahrt abgeschaltet oder schalten sich bei der Vervielfachung der Dampfmenge von selbst ab. Enthalten sie eine Regelstufe, so tritt diese bei Marschfahrt an die Stelle der Regelstufe der Hauptturbine. Diese zusätzlichen Stufen bewirken nur eine Verbesserung der Entspannungsverhältnisse bei der kleinen Teilleistung der Marschfahrt, die bei Landturbinen etwa dem Leerlauf des Turboaggregates entspricht. Sie haben also zu der hier gestellten Aufgabe keine Beziehung.
- Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele mit zwei Regelstufen. Abb. i zeigt eine Ausführungsform inTrommelstufenbauart. Darin stellen a und b zwei Regelstufen dar, die zusammen mit der Schaufelung d und e zwei hintereinandergeschaltete Stufengruppen bilden. Der Frischdampf strömt beiden Stufengruppen unmittelbar zu, derart, daß bei kleiner Leistung die Düsensätze der Regelstufe a, bei größerer Leistung auch diejenigen der Regelstufe b von Frischdampf durchströmt werden. Der Zwischendruck, auf den die Stufengruppe a, d arbeitet, steigt an, wenn auch der Regelstufe b Frischdampf zugeführt wird. Die Stufen d werden derart für Teillast ausgelegt, daß sie auch dann günstig arbeiten. Die Stufen d und e werden im Ausführungsbeispiel unmittelbar hintereinander durchströmt. Es können aber auch in der Regelstufe b außer den Frischdampfdüsen noch Düsensätze für den Abdampf aus der Stufengruppe a, d vorgesehen werden; sie sind in der Abb. i nicht dargestellt. In diesem Falle würde zwischen der Schaufelung d und dem Laufrad der Regelstufe b eine Abdichtung auf der Welle g eingeschaltet sein. Das Turbinengehäuse c enthält außerdem die Schaufelgruppe f, den Entlastungskolben h und die Stopfbüchsen i und h.
- In Abb. 2 ist eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgedankens dargestellt, bei der die Kammerbauart für sämtliche Turbinenstufen gewählt wurde. Die Bezeichnungen sind dieselben wie in Abb. i. Die Abdichtungen in den Zwischenböden sitzen in zweiteiligen Rotationskörpern, die wärmebeweglich in den Zwischenböden auf einer radial vorstehenden Schulter aufliegen.
- Abb. 3 stellt eine Ausführungsform dar, in der die erste der Stufengruppen, denen Zwischendampf zugeführt wird, nach der Kammerbauart, die zweite nach der Trommelbauart ausgebildet ist. Zur Aufnahme des Axialschubes des Trommelteiles dient der Entlastungskolben ü. Die erste Stufengruppe ist mit ihrer Regelstufe und den ihr benachbarten Abdichtungen zusammen in einem besonderen Gehäuseeinsatz Y untergebracht, so daß das Turbinengehäuse dem Druck hinter der ersten Stufengruppe als Höchstdruck ausgesetzt ist.
- Außerdem ist in Abb. 3 auch vorgesehen, daß hinter der ersten Stufengruppe Dampf von gleichbleibendem Druck und wechselnder 'Menge entnommen werden soll. Zu diesem Zweck ist der Zwischenboden xvorhanden, vor dem der Zwischendampf durch nicht gezeichnete Stutzen entnommen wird. Die zweite Regelstufe enthält außer den Düsensätzen für den Frischdampf auch solche für den Abdampf aus der ersten Stufengruppe, deren Zu- und Abschaltung unter dem Einfluß eines Druckreglers stehen kann.
- In der Abb. 4 ist in drei Kurven die Verbesserung des Wirkungsgrades durch den Erfindungsgedanken dargestellt. Darin sind als Abszisse die Dampfmengen in Tonnen je Stunde, als Ordinate die effektiven Wirkungsgrade oje in Hundertteilen aufgetragen. Kurve a. stellt den Wirkungsgrad einer Vorschaltturbine oder einer Gegendruckturbine oder des Hochdruckteiles einer Anzapfturbine dar, ausgelegt nach dem üblichen Vorgehen für höchsten Wirkungsgrad bei einer der Höchstlast nahen Belastung. Dabei wurde eine einkränzige Regelstufe verwendet. Durch Verwendung einer zweikränzigen Regelstufe und Auslegung der Turbine für eine kleinere Last erreicht man die Wirkungsgrade, die in Kurve b dargestellt sind. Verwendet man gemäß der Erfindung zwei Regelstufen mit sachgemäßer Unterteilung des Gefälles auf die Stufengruppen der Turbinen, denen Frischdampf zugeführt wird, und bei günstiger Verteilung der Frischdampfdüsensätze auf die beiden Regelstufen, so erreicht man die Wirkungsgrade nach Kurve c. Die großen wirtschaftlichen Vorteile des Erfindungsgedankens, die durch eine nur geringe Erhöhung der Herstellungskosten erreicht werden, gehen aus dem Vergleich dieser Kurven hervor.
Claims (7)
- PATENTANSPRÜCHE: i. Dampfturbine mit günstigen Teillastwirkungsgraden, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei hintereinandergeschaltete Stufengruppen (d, e) hat, von denen nur die letzte (e) für die gesamte Dampfmenge, die vorgeschalteten (d) aber nur für einen Teil der Dampfmenge ausgelegt sind und von denen jede ihre eigene Regelstufe (a, b) enthält und von einem Teil des Frischdampfes beaufschlagt wird (Abb. i bis 3).
- 2. Dampfturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Regelstufen (b) vom Abdampf der vorhergehenden Stufengruppen (d) umgangen werden (Abb. i und 2).
- 3. Dampfturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Regelstufen (b) auch Düsensätze für die Entspannung des Abdampfes aus den vorgeschalteten Stufengruppen (d) aufweisen (Abb. 3).
- 4. Dampfturbine nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Abdampf der vorgeschalteten Stufengruppen aufnehmenden Düsensätze der Regelstufen von Druckreglern gesteuert werden, die den Abdampfdruck vor der Stufengruppe (e) konstant halten.
- 5. Dampfturbine nach Anspruch i für hohe Drücke und Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die erste Stufengruppe (a, d) mit den ihrer Regelstufe (a) benachbarten Wellenabdichtungen in einem besonderen Gehäuseeinsatz (1,) untergebracht ist, so daß das Turbinengehäuse (c) dem Druck hinter der ersten Stufengruppe (d) als Höchstdruck ausgesetzt wird (Abb. 3).
- 6. Dampfturbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse und Gehäuseeinsatz symmetrisch zur Turbinenachse ausgebildet sind.
- 7. Dampfturbine nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Begrenzer der Abdichtungs- oder Schaufelspalte als zweiteilige Drehkörper ausgebildet und wärmebeweglich in die symmetrisch zur Achse ausgebildeten Gehäuseteile eingebaut sind. B. Dampfturbine nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseeinsatz (y) an einer Ringschulter des Außengehäuses axial anliegt, die in der Mittenebene der Dampfzuführung angeordnet ist und die zentrierenden Teile enthält (Abb. 3). Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 6o5 3o8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEP45120A DE853904C (de) | 1949-06-08 | 1949-06-08 | Dampfturbine mit guenstigen Teillastwirkungsgraden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEP45120A DE853904C (de) | 1949-06-08 | 1949-06-08 | Dampfturbine mit guenstigen Teillastwirkungsgraden |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE853904C true DE853904C (de) | 1954-11-22 |
Family
ID=7380800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP45120A Expired DE853904C (de) | 1949-06-08 | 1949-06-08 | Dampfturbine mit guenstigen Teillastwirkungsgraden |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE853904C (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE605308C (de) * | 1933-06-14 | 1934-11-08 | Fried Krupp Germaniawerft Akt | Turbinenanlage, insbesondere Schiffsturbinenanlage |
-
1949
- 1949-06-08 DE DEP45120A patent/DE853904C/de not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE605308C (de) * | 1933-06-14 | 1934-11-08 | Fried Krupp Germaniawerft Akt | Turbinenanlage, insbesondere Schiffsturbinenanlage |
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