DE383331C

DE383331C - Operation of steam turbines, which drive the fans of a cooling water re-cooling unit of a locomotive

Info

Publication number: DE383331C
Application number: DEM78051D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1923-10-12

Description

Betrieb von Dampfturbinen, welche die Ventilatoren eines Kühiwasserrückkühlwerkes einer Lokomotive antreiben. Die Erfindung bezieht sich auf den Dampfturbinenantrieb von Ventilatoren, welche die erforderliche Kühlluft fördern, die nötig ist, um das Kühlwasser der Kondensatoren, besonders auf Lokomotiven, zurückzukühlen, um es dem Kondensator wieder als Kühlwasser zuführen zu können.Operation of steam turbines, which the fans of a cooling water recooling plant to drive a locomotive. The invention relates to the steam turbine drive of fans, which deliver the necessary cooling air that is necessary for the Cooling water of the condensers, especially on locomotives, to cool down to the To be able to supply the condenser again as cooling water.

Bei der Erfindung wird von der für anders Zwecke, z. B. zum Antrieb von Schiffsschrauben, gebräuchlichen 'Maßnahme Gebrauch gemacht, mehrere parallel arbeitende Schrauben durch Dampfturbinen anzutreiben, die vom Dampf nacheinander durchflossen werden. Auch ist es an sich ja bekannt, den Abdampf von Dampfmaschinen im Sommer zu kondensieren und mit ihm im Winter zu heizen.In the invention is used for other purposes, e.g. B. to drive made use of 'common' propellers, several in parallel Working screws are driven by steam turbines, which are driven by steam one after the other are flowed through. It is also known per se, the exhaust steam from steam engines to condense in summer and to heat with it in winter.

Diesen bekannten 'Maßnahmen gegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Dampfturbinen, welche die Ventilatoren des Rückkühlwerkes treiben, mit ihrem Abdampf wahlweise auf einen Kondensator oder auf die Heizung geschaltet werden können, indem dabei die sämtlich oder in Gruppen in Reihe geschalteten Dampfturbinen beim Übergang auf den Heizbetrieb parallel geschaltet werden.In relation to these known 'measures, the invention consists in that the steam turbines, which drive the fans of the recooling plant, with their Exhaust steam can optionally be switched to a condenser or to the heater, by the steam turbines connected in series or in groups The transition to heating mode can be switched in parallel.

Auf die Weise wird erreicht, daß das Wärmegefälle, welches den einzelnen Turbinen zur Verfügung steht, bei der Abführung des Dampfes in den Kondensator nicht sehr stark verschieden ist, gegenüber dem Betrieb, bei dem der Dampf in die Heizung geschickt wird.In this way it is achieved that the heat gradient, which the individual Turbines are not available when the steam is discharged into the condenser is very different compared to the operation in which the steam enters the heater is sent.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt. a ist die von der Lokomotive kommende Frischdampfleitung. Sie führt zunächst zur Turbine T1, die den Ventilator V, antreibt. Ihr Abdampf fließt durch das Rohr b zur Turbine TZ des Ventilators h=, deren Abdampf durch Leitung c, d zur Turbine T, des Ventilators V3, deren Abdampf durch Rohrleitung e zur Turbine T., des Ventilators h., fließt. Der Abdampf dieser Turbine T., strömt, wenn die Heizung nicht im Betrieb ist, also beispielsweise im Sommer, durch die Leitung f in den Vakuumraum des Kondensators g. DieWasserleitung h führt das Kühlwasser der Hauptkondensationsanlagen, die sich beispielsweise auf der Lokomotive befindet, der Rückkühleinrichtung, die sich auf dem Tender befindet, zu. Dieser Rückkühleinrichtung liefern die Ventilatoren hl, h@, Tlrs, h, die erforderliche Kühlluft. Die Leitungen i., h, in, ii verteilen das Wasser auf die Rückkühleinrichtungen, die die genannten Ventilatoren mit Kühlluft versorgen. Ein kleiner Teil des durch die Leitung h zufließenden Wassers wird durch die Leitung o der Kreiselpumpe p zugeführt und von dieser durch Leitung q in den Strahlapparat r gedrückt, der durch die Leitung t die unkondensierbaren Gase und das Kondensat aus dem Kondensator g absaugt. Das Abwasser des Strahlapparates r fließt dann durch die Kühlrohre des Kondensators g, kondensiert hier den Hauptteil des Abdampfes der Turbine T., und fließt dann durch die Leitung s ebenfalls einer der Rückkühleinrichtungen zu. Die Pumpe p ist auf der `Felle eines der Ventilatoren V_ angeordnet, da es keine Schwierigkeit bereitet, die Pumpe für die durch den Ventilator gegebene Drehzahl auszuführen.The invention is shown in the drawing. a is the main steam pipe coming from the locomotive. It first leads to the turbine T1, which drives the fan V. Their exhaust steam flows through pipe b to turbine TZ of fan h =, whose exhaust steam flows through line c, d to turbine T, fan V3, whose exhaust steam flows through pipe e to turbine T., fan h. The exhaust steam from this turbine T. flows when the heating is not in operation, for example in summer, through the line f into the vacuum space of the condenser g. The water line h supplies the cooling water of the main condensation system, which is located, for example, on the locomotive, to the recooling device, which is located on the tender. The fans hl, h @, Tlrs, h, supply this re-cooling device with the required cooling air. The lines i., H, in, ii distribute the water to the recooling devices, which supply the fans mentioned with cooling air. A small part of the water flowing in through line h is fed through line o to the centrifugal pump p and pressed by this through line q into the jet apparatus r , which sucks the non-condensable gases and the condensate from the condenser g through line t. The wastewater from the jet apparatus r then flows through the cooling pipes of the condenser g, here condenses the main part of the exhaust steam from the turbine T., and then also flows through the line s to one of the recooling devices. The pump p is arranged on the head of one of the fans V_, since there is no difficulty in running the pump for the speed given by the fan.

Die Beheizung des Zuges muß von der Lokomotive über den Tender zum Zug geleitet werden. Zu diesem Zweck ist an sich schon die Frischdampf leitung a notwendig, die bei u zum Zug weitergeht.The heating of the train must be conducted from the locomotive to the train via the tender. For this purpose, the live steam line a is necessary, which continues at u to the train.

Nach der Erfindung wird die Wärmewirtschaft des Betriebes dadurch erhöht, daß die Turbinen Tl, T., T3, T4 in der Dampfausnutzung der Zugbeheizung vorgeschaltet werden. Diese \'erbinrlung von Leistungserzeugung und Heizung wird nach der Erfindung erzielt, ohne daß dadurch die Rohrstränge an den Übergangsstellen von Wagen zu Wagen vermehrt oder erweitert werden. Zu diesem Zweck ist die Heizleitung if an das Verbin-(lungsrohr c, d zwischen Turbinen T, und T, aneschlossen. Im Sommer ist diese Heiz-t, leitung zz durch das Ventil v geschlossen, der Betrieb der Turbine erfolgt, wie oben beschrieben.According to the invention, the heat economy of the operation is increased in that the turbines Tl, T., T3, T4 are connected upstream of the train heating in the steam utilization. This \ 'connection of power generation and heating is achieved according to the invention without thereby increasing or expanding the pipe strings at the transition points from car to car. For this purpose, the heating is to the IF connects (lung pipe c, d between the turbine T, and T, aneschlossen. In summer, this heating is t, zz line through the valve V is closed, the operation of the turbine takes place, as described above .

Im Winter ist das Ventil v geöffnet, so daß der Abdampf der Turbine T2 in die Heizleitung u weiterfließt. Der Turbine T3 wird nunmehr durch die Leitung L nach öffnen des Ventils w und Schluß des Ventils z Frischdampf zugeführt. Der Abdampf fließt wie zuvor durch Leitung e zur Turbine T4 und nunmehr nach Öffnen des Ventils x und Abschluß des Ventils y ebenfalls in die Heizleitung u. Bei den Turbinen T3 und T4 bleibt hierbei das Wärmegefälle dasselbe wie im Sommerbetrieb, so daß die Verschaufelung der Räder richtig bleibt. Um der Verkleinerung des arbeitenden Dampfvolumens zu entsprechen, genügt es, einen Teil der Eintrittsdüsen von Hand zu schließen. Die Kondensation g kommt hierbei außer Betrieb. Will man hierbei die Leistung der Pumpe p sparen, so genügt es, in die Leitung o einen Dreiweghahn einzubauen, der die Verbindung mit Leitung h, absperrt und mit der Außenluft herstellt. Bei dem geringen Leistungsbedarf der Pumpe ist es aber einfacher, sie in Betrieb zu lassen, um so mehr, als dann der Kondensator ä den in der Heizung nicht benötigten Abdampf teil weiter niederschlägt. Für diesen Dampfteil wird aber der aus dem Dampf noch gewinnbare Energieteil im Ventil y abgedrosselt.In winter the valve v is open so that the exhaust steam from the turbine T2 continues to flow into the heating line u. The turbine T3 is now supplied with live steam through the line L after opening the valve w and closing the valve z. The exhaust steam flows as before through line e to turbine T4 and now, after opening valve x and closing valve y, also into heating line u. With turbines T3 and T4, the heat gradient remains the same as in summer operation, so that the blades are bladed remains correct. In order to correspond to the reduction in the working steam volume, it is sufficient to close some of the inlet nozzles by hand. The condensation g comes out of operation. If you want to save the power of the pump p in this case, it is sufficient to install a three-way valve in the line o, which shuts off the connection with line h, and establishes it with the outside air. Given the low power requirement of the pump, however, it is easier to leave it in operation, all the more so as the condenser then further precipitates the exhaust steam that is not required in the heating system. For this steam part, however, the energy part that can still be extracted from the steam is throttled in valve y.

Bei kurzen Zügen und in der Übergangszeit wird der Abdampf der Turbinen T. und T4 zusammen bei weitem nicht von der Heizung verbraucht, so daß für eine große Dampfmenge ein wertvoller Energiebetrag im Ventil y durch Drosselung vernichtet werden würde. Bei der durch die Erfindung gegebenen Vorrichtung kann auch dieser Energieverlust weitgehend vermieden werden, indem bei der. Parallelschaltung der Turbinen T, und T., einerseits, T,, und T4 anderseits nur den Abdampf der Turbine :2 in die Heizleitung ii entlassen wird, während der Abdampf der Turbine T4 unter Beibehaltung des Vakuums in den Kondensator g fließt. Zu diesem Zwecke wird das Ventil x geschlossen und dafür y geöffnet. Sofern die Heizung hierbei nicht einmal den Abdampf der Turbine T. ganz verbraucht, kann der überschüssige Rest durch Drosselung im Ventil x in den Vakuumraum des Kondensator g abfließen. Hier arbeitet in den Turbinen T3, T., allerdings ein Wärmegefälle, für das die Verschaufelung nicht mehr richtig ist, so daß sie es nicht vollkommen ausnutzen können. Trotzdem wird aber ihr Dampfverbrauch kleiner, als wenn der Turbine T4 der Gegendruck der Heizung aufgedrückt bliebe, wobei für den gesamten Dampf das Zusatzgefälle im Ventil y vernichtet werden würde. Um die Dampfersparnis, die aus der Vergrößerung des Wärmegefälles in den Turbinen T3, T¢ gewinnbar ist, zu erzielen, müssen die Gesamtquerschnitte der Eintrittsdüsen bei beiden Turbinen verringert werden. Da diese Verringerung schwerer genau erzielbar ist, kann man auch auf dieVerringerung derDampfer sparnis durch Erhöhung des Wärmegefälles in den Turbinen T3 und T4 verzichten und erhält dann bei gleichbleibendem Gesamtdampfverbrauch eine höhere Drehzahl der Turbinen T, und T, und damit eine stärkere Wirkung der Ventilatoren h3 und h." dadurch eine bessere Kühlwirkung und ein besseres Vakuum im Kondensator der Hauptturbine.In the case of short trains and in the transition period, the exhaust steam from the turbines is reduced T. and T4 together by far not consumed by the heating, so that for one large amount of steam destroys a valuable amount of energy in valve y by throttling would be. In the device given by the invention, this can also Energy loss can largely be avoided by the. Parallel connection of the Turbines T 1 and T, on the one hand, T 1 and T 4 on the other hand only the exhaust steam from the turbine : 2 is discharged into the heating line ii, while the exhaust steam of the turbine T4 is below Maintaining the vacuum in the condenser g flows. For this purpose the Valve x closed and y opened instead. Unless the heating is even here the exhaust steam of the turbine T. is completely consumed, the excess rest can be reduced by throttling in the valve x flow into the vacuum space of the condenser g. Here works in the Turbines T3, T., however, a heat gradient for which the blades are no longer is right so that they cannot take full advantage of it. Nevertheless it will Their steam consumption is smaller than when the turbine T4 is pressed by the counter pressure of the heater would remain, with the additional gradient in valve y being destroyed for the entire steam would. The steam savings that result from the increase in the heat gradient in the Turbines T3, T ¢ can be obtained, must have the overall cross-sections of the inlet nozzles be reduced in both turbines. As this reduction is more difficult to achieve precisely you can also reduce the steam savings by increasing the heat gradient dispense in the turbines T3 and T4 and then get the same total steam consumption a higher speed of the turbines T, and T, and thus a stronger effect of the Fans h3 and h. "Therefore have a better cooling effect and a better vacuum in the condenser of the main turbine.

Um den in der Heizung jeweils nicht benutzten Dampfrest in den Kondensator zu entlassen, können für die Absperrorgane x und y die bekannten automatischen Reduzierventile benutzt werden, die einen konstanten Druck in der Leitung c und ic aufrechterhalten, und aus diesem Druck den jeweils überschüssigen Dampfteil in den Vakuumraum abfließen lassen.The remaining steam that is not used in the heating system enters the condenser to discharge, the well-known automatic reducing valves can be used for the shut-off devices x and y used to maintain a constant pressure in line c and ic, and from this pressure the excess steam in each case flows off into the vacuum space permit.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Operation of steam turbines, which drive the fans of a cooling water recooling plant of a locomotive, and whose exhaust steam is optionally supplied to the heater or otherwise, e.g. B. to a condenser, characterized in that all or in groups connected in series steam turbines are connected in parallel during the transition to heating mode.

2. Steam turbine plant for operation according to claim i, characterized in that the pipe guide for the steam between the individual turbines and to the heating connection so arranged is that one of the groups connected in parallel during heating operation is connected to the condenser can stay connected.

3. Steam turbine plant for operation according to claim i, characterized in that the opening into the exhaust pipe leading to the condenser both shut-off devices are designed as reducing valves, which are on the for heating required pressure can be set so that they do not affect the heater automatically released into the vacuum space of the condenser.