Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1911, Band 326 (S. 253–256)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj326/ar326074

Polytechnische Rundschau.

5000 KW Rateau-Dampfturbinen der Kraftstation Greenwich.

Die Aufstellung von Dampfturbinen an Stelle der Kolbenmaschinen in der Kraftstation von Greenwich wurde notwendig wegen der Störung der letzteren für das Königliche Observatorium. Man entschied sich für Gleichdruckturbinen, die der Westinghouse-Comp. übertragen wurden, die bis dahin nur Parsons-Turbinen gebaut hatte. Die Gesellschaft wählte als Ausführungsform die Rateau-Turbine und erfüllte die eingegangenen Garantien in jeder Beziehung. Entsprechend den Wünschen des Londoner Gemeinderats wurde die Tourenzahl zu 750 i. d. Min. angenommen; daraus ergab sich eine verhältnismäßig große Stufenzahl. Die Turbinen sollten bei einem Dampfüberdruck von 12,5 at und einem Vakuum von 68 cm eine Leistung von 5000 KW oder mit einem Faktor von 0,85 eine Leistung von 5890 K.V.A. abgeben. Die Turbinen sollten um 25 v. H. überlastet werden können, der Dampfverbrauch bei Vollast sollte 6,8 kg für die KW-Stunde nicht überschreiten bei einem Dampfdruck von 12,5 at, bei 260° Dampftemperatur und bei 95 v. H. Vakuum. Die Erbauer selbst garantierten bei diesen Dampfverhältnissen einen Verbrauch von 6,6 kg für die KW-Stunde, von 7,2 kg bei halber und von 8,6 kg bei Viertel-Last.

Die Rateau-Turbinen weisen 24 Stufen auf mit einer Dampfgeschwindigkeit in jeder Stufe von etwa 250 m i. d. Sek.; das Expansionsverhältnis zwischen dem eintretenden und austretenden Dampf beträgt etwa 140. Dieses Expansionsverhältnis würde eine Geschwindigkeit von 1300 m i. d. Sekunde, also sehr hohe Radgeschwindigkeit bedingen, während die tatsächlichen Schaufelgeschwindigkeiten etwa 85 m betragen. Entsprechend der Volumenzunahme des Dampfes beim Durchgang durch die Turbine nehmen die Schaufelbreiten der |254| Mittel- und Niederdruckstufe von Rad zu Rad zu; der mittlere Schaufelkreisdurchmesser ist aber bei allen Rädern praktisch der gleiche, und zwar 2200 mm. Die Laufradscheiben sind aus Stahlguß hergestellt, allseitig bearbeitet und mit etwa 20 t Druck auf die sehr starke Welle von 530 mm größtem Durchmesser aufgepreßt. Die Welle ist also sehr steif, die Spielräume können infolge der geringen Durchbiegungen sehr klein gehalten werden. In die Naben der Zwischenwände sind Ringe aus weichem Metall eingesetzt, die auf der Innenseite mit Rillen versehen sind. Bei einer Berührung der Welle mit diesen Dichtungsringen schleifen sich die vorstehenden Rillen leicht ab.

Die Zwischenwände der einzelnen Stufen sind durch Stahlgußscheiben gebildet, in deren Umfang die Leitschaufeln eingesetzt sind. Die Hochdruckstufe hat partielle, die Mittel- und Niederdruckstufe volle Beaufschlagung. Der Schaufelwinkel der Leitradkanäle am Austritt liegt zwischen 13. und 16. Grad, am Eintritt zwischen 32. und 40. Grad. Die Schaufeln der Laufräder sind entgegen der früheren Ausführung aus Stahlblech aus einem vollen Nickelstahlstück herausgearbeitet samt den Zwischenstücken. Der Fuß der Schaufeln umfaßt reiterartig den Radkranz, mit dem er vernietet ist.

Für die gewöhnliche Regulierung dienen zwei entlastete Regulierventile, die unter dem Einfluß des Regulators stehen. Für die Ueberlastung werden zwei gegenüberliegende Düsensätze von je drei Düsen durch ein Handrad geöffnet. Außerdem ist noch ein Ueberlastungsventil vorgesehen, welches Dampf zur dritten Stufe zutreten läßt. Für Auspuffbetrieb ist ein weiteres von Hand betätigtes Ventil vorgesehen, welches Dampf zur fünften Stufe zutreten läßt.

Die reichlich langen Lager sind in Kugelflächen gestützt mit Weißmetall ausgegossen und mit Drucköl geschmiert. Vor dem vorderen Lager befindet sich ein Kammlager zum Einstellen des Motors. Eigenartig sind die Dichtungen für die Welle nach außen ausgebildet. Auf der Hochdruckseite hat die Dichtung gegen einen Druck von 7 at abzudichten. Zu diesem Zweck wird zuerst durch eine gewöhnliche Labyrinthdichtung der Druck auf 1,5 at reduziert; der Raum hinter dieser Dichtung steht mit einer Stufe der Turbine von entsprechendem Druck in Verbindung. Daran schließt sich eine Dichtung in Form eines längeren achsialen Spaltes, in welchem der Dampf auf den Druck im Auspuff räum gebracht wird: die am Ende dieser Dichtung vorhandene Kammer steht mit dem Vakuum in Verbindung. Am Ende sitzt eine Art Schaufelrad, welches an seinem Umfang einen Wasserdruck erzeugt, der das Eindringen von Luft verhindert. Eine ähnliche Dichtung befindet sich auf der Niederdruckseite. Die Einrichtung der Pumpe für das Preßöl und der Sicherheitsregulator weist keine Besonderheit auf.

Das Gewicht jeder Turbine beträgt 85 t, das Gesamtgewicht eines Rotors 25 t.

Der Kondensator hat eine Kühlfläche von 1200 qm und ist mit einer Leblanc-Luftpumpe versehen, die bei einem Verhältnis der Kühlwassermenge zur niederzuschlagenden Dampfmenge von 1 : 65 ein Vakuum von 72 cm erreichen läßt. [Engineering 1911, S. 40–44.]

M.

Uebertragungsschaltung für lange Fernsprechleitungen.

N. G. Worth in Columbus Ohio hat folgende Schaltung für eine Telephonübertragung angegeben. L'a|b und L''a|b (Fig. 1) sind die Zweige der beiden zu verbindenden Fernsprechleitungen. Der aus L' kommende Sprechstrom (Wechselstrom) fließt aus dem Zweige a durch die sekundäre Wicklung des Transformators T1, den Draht de, die sekundäre Wicklung von T2 in die Leitung L'b und zum fernen Amt zurück. In der tertiären Wicklung der Transformatoren T1 und T2 wird dem aus L'a|b kommenden Strom ein entsprechender Wechselstrom erzeugt, welcher den Empfangsapparat E1 durchfließt. Der gleichzeitig in der primären Wicklung entstehende Induktionsstrom ist von niedriger Spannung. Er verläuft, noch dazu geschwächt durch die Induktionsrolle J', ohne merklichen Einfluß auf die Fernleitung. Der Empfänger E ist einem Fernhörer ähnlich gebaut, mit dessen Membrane ein Mikrophonkontakt verbunden ist Die Membrane wird durch die eben erwähnten Induktionsströme in Vibration versetzt. Die hiermit verbundenen Widerstandsschwankungen im Mikrophonkontakt erzeugen pulsierende Aenderungen in der Stärke des aus der Batterie B fließenden Stromes in der primären Wicklung der Transformatoren T4 und T5. Die hierdurch in den sekundären Wicklungen derselben Transformatoren erzeugten Induktionsströme fließen über die Leitung L'a|b zum fernen Amt und setzen dort den empfangenden Fernhörer in Tätigkeit. Der Empfangsapparat E ist also Empfänger und Sender zugleich. Seine Wirkung ist dieselbe, als wenn die von dem einen Amte über die Leitung L'a|b aus der Ferne am Hörer aufgenommenen Laute sofort wieder gegen ein von der Batterie B gespeistes Mikrophon gesprochen werden, um noch einmal durch die Leitung L''a|b auf eine große Entfernung übertragen zu werden. Mit der sekundären Wicklung der Transformatoren T4 und T5 wird aber gleichzeitig deren tertiäre Wicklung erregt. Um zu verhindern, daß die in diesen erzeugten Ströme den Empfangsapparat E2 in Tätigkeit setzen, ist der Transformator T6 so angeordnet, daß er ebenfalls vom primären Strom gleichzeitig mit T4 und T5 erregt wird, daß sein sekundärer Strom aber dem tertiären aus T4 und T5 in bezug auf die Betätigung des Empfängers E2 entgegenwirkt. In entsprechender Weise erfolgt die Uebertragung der Fernsprechströme in der Richtung von L'a|b nach L''a|b.

Textabbildung Bd. 326, S. 254

Adt.

Die Lagerung von Benzin und anderen feuergefährlichen Flüssigkeiten.

Der Benzintankbrand, der vor kurzem in Rummelsburg bei Berlin wütete und bei dem fünf große Benzinbehälter zerstört wurden, reiht sich den zahlreichen Benzinbränden |255| bränden an, deren Ursache nicht recht erklärlich ist. Da sich kurz vor dem Ausbruch des Feuers niemand in der Nähe der Behälter aufgehalten hat, ist die Entstehung des Brandes durch Unvorsichtigkeit ausgeschlossen. Kurz zuvor hatte ein Flußleichter seine Ladung in einen Landtank entleert; das Pumpen war beendet und das Ventil der Pumpleitung schon wieder abgestellt, da erfolgte nach kaum 15 Minuten eine heftige Explosion eines Tanks, durch die sein Dach eine beträchtliche Strecke fortgeschleudert wurde. Von dem brennenden Tank verbreitete sich das Feuer dann nach und nach über weitere vier Tanks. Die Feuerwehr mußte sich darauf beschränken, die noch intakten Tanks – im ganzen waren 19 auf dem Lagerhof aufgestellt – durch Berieselung zu schützen. Die Versuchenden Brand durch Ueberleiten von Kohlensäure zu löschen, blieben erfolglos, und ebensowenig führte das Ueberspritzen mit Tetrachlorkohlenstoff, dessen schwere Dämpfe einen Luftabschluß des brennenden Benzins bewirken sollten, zum Ziele.

Auf ganz ähnliche Weise brannten vor etwa zwei Jahren in Blexen bei Nordenham gleichfalls fünf Benzintanks derselben Gesellschaft aus. Auch damals erfolgte die erste Explosion während des Einpumpens einer frischen Füllung. Da auch hier keine Fahrlässigkeit eines Arbeiters festgestellt werden konnte, liegt die Vermutung nahe, daß die Entstehung beider Brände auf dieselbe Ursache zurückzuführen ist. Wahrscheinlich liegt sie in beiden Fällen in der Arbeitsleistung der Pumpen und der damit verbundenen Bewegung und Reibung des Benzins an den Rohr- und Gefäßwänden. Da Benzin ein Nichtleiter der Elektrizität ist, bleibt die beim Einpumpen durch Reibung erzeugte Elektrizität in ihm, ohne abgeleitet zu werden. Die anfangs gleichmäßig durch die ganze Masse verteilte elektrische Ladung sammelt sich nach kurzer Zeit in den Randpartien und an der Oberfläche des Tankinhalts an. Während sie sich an den Tankwänden mit der hervorgerufenen entgegengesetzten Elektrizität still ausgleichen kann, ist dies an der Oberfläche nicht möglich. Hier bildet sich im Benzin eine beträchtliche Spannung, die zu einem Ausgleich mit der Elektrizität der Tankdecke unter Funkenbildung führt. Hierdurch ist die Möglichkeit der Zündung des über dem Benzin lagernden Gemisches von Luft und Benzindämpfen gegeben. Hierbei sind drei Möglichkeiten vorhanden: 1. der Funken führt zur Explosion, wenn sich der Sauerstoffgehalt des Dampf-Luftgemisches innerhalb der ziemlich engen Grenzen bewegt, die das explosive Gemisch besitzen muß; 2. er entzündet das Benzin, wenn zu wenig Benzindampf über dem Flüssigkeitsspiegel vorhanden ist; 3. er ist unschädlich, wenn der Sauerstoffgehalt des Gemisches zu gering ist, um die Verbrennung zu unterhalten.

Es gibt somit zwei Wege, die Entzündung des Benzins durch den elektrischen Funken zu verhüten: entweder muß man das Benzin zu einem elektrischen Leiter machen, oder man muß dem Benzindampf-Luftgemisch eine solche Zusammensetzung geben, daß eine Entzündung nicht eintreten kann. Den ersten Weg benutzen die chemischen Waschanstalten, indem sie dem Benzin die Lösung einer Seife oder eines ähnlich wirkenden Körpers zusetzen; dadurch hat man es erreicht, daß die früher in diesen Betrieben so häufigen „Selbstentzündungen“ des Benzins aufgehört haben. Da das Benzin durch diese Zusätze aber für alle anderen Verwendungsarten unbrauchbar wird, bleibt nur der zweite Weg übrig, dem Gas- und Dämpfegemisch eine solche Zusammensetzung zu geben, daß seine Entzündung nicht möglich ist. Zu diesem Zweck muß man den Sauerstoff möglichst vollständig durch ein nichtoxydierendes Gas ersetzen. Als solche „Schutzgase“ kommen praktisch nur Kohlensäure und Stickstoff in Betracht. Bei der Konstruktion der Lager und Transportbehälter, in denen feuergefährliche Flüssigkeiten unter Schutzgasen aufbewahrt werden sollen, muß natürlich dafür gesorgt werden, daß die Anwendung der Gase zwangläufig erfolgt und daß ein etwaiger Defekt an der Armatur oder an den Rohrleitungen sich an den Abfüllvorrichtungen sofort kenntlich macht. Dazu sind noch eine Reihe sinnreicher Einrichtungen, wie ineinanderliegende Doppelleitungen usw., erforderlich. Die höheren Kosten einer solchen Anlage können nicht ins Gewicht fallen in Anbetracht der absoluten Sicherheit gegen Unglücksfälle, die sie gewährt. Dazu bietet sie noch erhebliche wirthschaftliche Vorteile, wie erleichterte Konzession, niedrigere Feuerversicherungsprämie, billigeren Bezug des zu lagernden Materials, geringere Verantwortlichkeit usw. Die unter Schutzgas stehenden Anlagen sind natürlich auch gegen von außen drohende Entzündung und gegen Blitzgefahr vollkommen geschützt.

Gegen das System der Lagerung feuergefährlicher Flüssigkeiten unter Schutzgasen ist der Einwand erhoben worden, daß das unter Druckgas lagernde Benzin durch die nicht brennbaren Gase imprägniert werde und dadurch an Explosionsfähigkeit und Nutzwert verliere. Durch Versuche wurde jedoch festgestellt, daß die Absorption nur gering ist. Bei einem Druck von ½ at und einer Temperatur von 15°C absorbieren

1 l Alkohol 1 l Benzin 1 l Petroleum
Kohlensäure 4,7 l 4 l 4 l
Stickstoff 0,21 l 0,15 l 0,15 l.

Die Menge der absorbierten Gase kommt bei der Vergasung – selbst bei der Kohlensäure – gar nicht in Betracht gegenüber dem großen Gasvolumen, das sich aus 1 l Flüssigkeit entwickelt. Denn 1 l Alkohol gibt etwa 380 l Alkoholdampf und 1 l Benzin etwa 250 l Benzindampf. Zur Verbrennung müssen diesen Gasen vor dem Eintritt in den Explosionszylinder noch etwa 10000 l Luft beigemischt werden. Diese enthalten aber bereits etwa 8000 l Stickstoff, so daß die Gegenwart von weiteren 4 l Kohlensäure auf den Verbrennungsprozeß ohne Einfluß bleibt. Bei Anwendung von Stickstoff ist übrigens die absorbierte Gasmenge noch wesentlich geringer. Wenn also durch die Anwendung von Schutzgasen keinerlei Beeinträchtigung der motorischen Leistung in Frage kommt, so ist andererseits sehr wichtig, daß bei dieser Lagerung keine Verluste durch Verdunstung entstehen können. (Th. Rosenthal.) [Zeitschr. f. angew. Chemie 1911, S. 289.]

Dr. S.

Das Wasserkraft-Elektrizitätswerk Turifos in Norwegen.

Dieses Werk wird aus dem Kobberaa-Fluß gespeist, welcher auf einem Stück von 900 m Länge infolge mehrerer Stromschnellen ein Gefälle von 39 m Höhe besitzt und eine Mindestwassermenge von 4,95 cbm i. d. Sek. führt. Der aus Stampfbeton hergestellte, geradlinige Staudamm ist 79,25 m lang und geneigt zur Flußrichtung in das Bett eingebaut. Während bei normalem Wasserstand der Wasserspiegel durch den Staudamm um 10,7 m erhöht wird, gehen die Wassermassen bei Hochwasser, wenn die Abflußmenge auf 104,8 cbm i. d. Sek. steigt, noch um annähernd 1 m über die Dammkrone hinweg. Aus diesem Grunde hat man Krone und Abflußseite des Dammes mit Granitplatten belegt, um sie vor dem Angriff durch das abstürzende Wasser zu schützen. Zur Vermeidung von Spannungen im Mauerwerk des Dammes infolge von Temperaturveränderungen hat man den Damm in der Mitte auf 1,5 m unterbrochen und diese Lücke mit Hilfe eines Nadelwehres abgeschlossen. Außerdem besitzt der Damm eine Floßschleuse, die auf dem dem Einlauf gegenüberliegenden Ufer angeordnet ist.

|256|

Das Einlaufbauwerk wird durch zwei Schützen gebildet, welche zusammen 3,05 m breit sind und durch einen 4,5 m langen Rechen geschützt werden. Die Grundschwellen dieser Schützen liegen 3,6 m tief unter der Dammkrone. Von hier aus wird das aufgestaute Wasser durch einen 510 m langen gebohrten Stollen von 6 qm lichtem Querschnitt einem Ausgleichsbecken zugeführt, dessen Wasseroberfläche 140 qm groß ist und dessen Ueberlauf noch um 2 m höher liegt als die Krone des Staudammes. Infolgedessen wird erreicht, daß beim plötzlichen Abstellen der Turbinen in dem Kraftwerk sehr viel Wasser noch durch den Stollen nachfließen kann, bevor es durch den Ueberlauf für die Ausnutzung verloren geht. Eine an das Ausgleichsbecken anschließende stählerne Druckleitung von 270 m Gesamtlänge führt das Wasser dem Maschinenhause zu. Diese Leitung ist in zwei durch ein Ausdehnungsstück verbundenen Teilen hergestellt, von welchen der obere bei 1980 mm lichter Weite und 138 m Länge 6 mm, und der andere bei 1905 mm lichter Weite und 133 m Länge 11 mm Wandstärke besitzt. Die Leitung ruht auf Betonfüßen von 5,5 bis 8 m Entfernung und ist an beiden Enden mit Hilfe von Winkeleisenringen in Betonklötzen fest verankert.

Von den in Aussicht genommenen vier großen Maschinengruppen sind vorläufig erst drei eingebaut. Die als stehende Francis-Turbinen mit Blechgehäusen konstruierten Turbinen sind für je 850 PS Normalleistung bei 42,67 m Reingefälle und 500 Umdr. i. d. Min. bemessen und mit Leiträdern aus Bronze versehen, welche von Druckölregulatoren eingestellt werden. Die Turbinengehäuse sind außerdem durch Ueberdruckventile gesichert, welche bei der Regulierung gleichzeitig in Tätigkeit treten. Bei den Abnahmeversuchen haben die Turbinen mit 45,72 m Reingefälle je bis zu 1150 PS Leistung geliefert. [Teknisk Ugeblad 1910, S. 65 bis 70.]

H.

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