DE416077C - Einrichtung zur Verhinderung des Achsschubes von Dampfturbinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 23. JUL11925

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVe 416077 -KLASSE 14 c GRUPPE 14

(A 42J04 IJI4C)

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. in Baden, Schweiz. Einrichtung zur Verhinderung des Achsschubes von Dampfturbinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Juli 1924 ab.

Die Kammlager von Dampfturbinen sind im allgemeinen so bemessen, daß sie den gewöhnlichen Betriebsbedingungen von NuIlbis Überlast und auch dem Auspuffbetrieb genügen. Gleichdruckturbinen benötigen dabei keine besonderen Achsschubausgleichvorrichtungen, während Überdruckturbinen solche in der Form von Ausgleichkolben oder gegengeschalteten Beschauflungsabschnitten ίο aufweisen. Das natürliche oder künstliche Achsschub-Gleichgewicht kann jedoch bei beiden Turbinenarten durch verschiedene Umstände gestört werden. So z. B. kann eine .Verschmutzung der Laufschaufeln eintreten, welche die Schaufelquerschnitte verengt und dadurch das Gleichgewicht stört. Eine solche Verengung der Schaufeln kann auch durch das Streifen der Schaufeln anläßlich einer Beschädigung entstehen. Am gefährlichsten sind jedoch wegen ihrer Häufigkeit und Heftigkeit

die Wasserschläge als Ursache solcher Achsschub-Gleichgewichtsstörungen.

Alle diese Enddruckstörungen beruhen darauf, daß deren vorgenannte Ursachen eine falsche Druckverteilung in der Beschauflung bewirken. Solange keine solche Störung vorhanden ist, ändern sich die Drücke in der Beschauflung proportional der Belastung; in diesem Falle wird z. B. eine Überdruckbeschauflung nach Abb. ι der Zeichnung, deren Abschnitte α und b gegengeschaltet und so bemessen sind, daß sich ihre Enddrücke bei irgendeiner Belastung ausgleichen, stets im Enddruck-Gleichgewicht sein, wie immer die Belastung sein möge. Tritt jedoch beispielsweise ein Wasserschlag auf, so wird sich ein Wasserring c bilden, der wegen seiner größeren Masse sich unter dem gleichen Druckgefälle viel langsamer durch die Turbine bewegt als der Dampf. (Das Geschwindigkeitsverhältnis kann z.B. 1 : 10 sein.) Infolgedessen wird sich der Dampf vor dem Wasserring stauen, dahinter dagegen rasch abfließen. Es kann deshalb vor dem Wasserring der volle Frischdampfdruck und hinter ihm das volle Vakuum entstehen, wodurch ein Enddruck auftreten kann, der eine Beschädigung des Kammlagers und damit unter Umständen eine vollständige Schaufelzerstörung verursacht.

Dies soll die Erfindung verhindern, welche darin besteht, daß die Dampfdrücke mindestens zweier verschiedener Stellen der Beschauflung auf die Regel- oder Sicherheitsorgane der Turbine im Sinne des Schließens derselben wirken, sobald sich diese Drücke anders als proportional oder angenähert proportional verändern.

Dies kann z. B. in der Weise erreicht werden, daß man nach Abb. 2 die Drücke der Stellend und e auf einen Differentialkolben einwirken läßt, dessen entsprechende Flächen / und g den Drücken proportional sind. Dieser Kolben wird bei normalen Betriebsverhältnissen stets im Gleichgewicht sein und soll in diesem Fall durch die Federn h und^ i in der Mittellage gehalten werden. Der mittlere Raum k sei beispielsweise mit dem Regelungsölsystem verbunden, während die Räume / und tn mit dem Ablauf η verbunden sind. Auf diese Weise wird durch jede Bewegung aus der Mittellage sofort Öl aus dem Regelungssystem abgelassen und dieses damit auf Schließen beeinflußt.

Statt vermittels Ölgestänge könnte natürlich die Bewegung des Kolbens auch durch ein mechanisches Gestänge auf den Regler oder andere Regelungsorgane übertragen werden; auch könnte dieser statt Regelungsorgane Sicherheitsvorrichtungen, z. B. die Schnellschlußvorrichtung, beeinflussen.

Bei doppelendigen Turbinen, deren Beschaufhmgen parallel arbeiten, können auch zwei gleiche Drücke zu Regelungszwecken nach Abb. 3 verwendet werden, wobei dann natürlich auch die Kolbenflächen dieselben sind.

Man kann nach Abb. 1 auch drei Drücke auf einen Kolben wirken lassen, so daß z. B. die Verschmutzung irgendeines Schaufelteils durch die Beeinflussung der zwei zunächstliegenden Druckstellen auf die Sicherheitsvorrichtung einwirkt.

Die bei der Einwirkung auf den Regler eintretende Schließbewegung der Ventile vermindert die durchströmende Dampfmenge und damit sämtliche Dampfdrücke in der Turbine. Dadurch werden auch die Druckunterschiede, welche den Enddruck bewirken, kleiner und im Grenzfall, bei völliger Schließung des Ventils, Null.

Die Verminderung der Drücke und damit der Enddrücke auf Null erreicht man plötzlich statt allmählich, wenn man statt der Regelorgane die Sicherheitsorgane (Schnellschlußventil) der Turbine betätigt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Turbine nach Behebung der Störung von Hand wieder in Betrieb gesetzt werden muß, während bei Einwirkung auf den Regler dieser die Turbine nach Maß- go gäbe der Behebung der Störung selbsttätig wieder belastet.

Claims (3)

Pat ent-Ansprüche:

1. Einrichtung zur Verhinderung des Achsschubes bei Dampfturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfdrücke mindestens zweier verschiedener Stellen der Turbinenbeschauflung bei nicht proportionalen oder bei nicht angenähert proportionalen Druckänderungen mittelbar oder unmittelbar auf die Regelungs- oder Sicherheitsorgane der Turbine einwirken.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Beschauflungsdampfdrücke auf einen Differentialkolben wirken, der seinerseits die Regelungs- oder Sicherheitsorgane der Turbine beeinflußt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben bei normalen Verhältnissen in der Turbine durch Federkräfte in Mittellage gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.