Titel: MEUTH: Der heutige Stand im Dampfturbinenbau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1911, Band 326 (S. 474–477)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj326/ar326140

DER HEUTIGE STAND IM DAMPFTURBINENBAU.

Von Bauinspektor Dr.-Ing. Meuth, Stuttgart.

(Schluß von S. 462 d. Bd.)

Textabbildung Bd. 326, S. 474

Ueber die Turbine der Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg ist schon in D. p. J. Bd. 321, S. 628 berichtet. In letzter Zeit ist die Firma dazu übergegangen, die Rädergruppe des Hochdruckteiles durch ein Geschwindigkeitsstufenrad zu ersetzen. Fig. 51 zeigt einen Längsschnitt durch die Turbine neuer Bauart. Während früher bei den rascherlaufenden Turbinen von 3000 Touren 11, bei den 1500 tourigen 16 Druckstufen angeordnet wurden, erhält jetzt die Turbine neben dem Curtis-Rad mit zwei Schaufelkränzen, in dem der Dampfdruck von der Anfangsspannung bis auf etwa 2 at ausgenutzt wird, nur noch 5 Druckstufen. Die Turbine wird also bedeutend kürzer; die Verluste, welche durch die Radreibung und durch die Wellendichtung gerade im Hochdruckteil von vielstufigen Gleichdruckturbinen auftreten, sind hier geringer. Das in der wagerechten Mittelebene geteilte Gehäuse ist am Hochdruckteil durch einen Deckel abgeschlossen, der aufgeschraubt ist und die Düsenkammer aufnimmt, das Gehäuse des Abdampfraumes ist abweichend von der früheren Ausführung mit dem übrigen Gehäuse zusammengegossen und trägt die Füße zur Befestigung mit dem steifen Fundamentrahmen. Das Gehäuse wird hier an seinem kältesten Teile festgehalten; die Dehnungen des Hochdruckteiles kann auch die Welle mitmachen da das vordere Lager in Gleitschienen verschiebbar ist. Auf diese Weise bleiben die Spielräume zwischen festen und rotierenden Teilen auch nach eingetretener Dehnung durch die Wärme gleich.

Die Turbinenwelle ist mit der Dynamowelle mit einer starren Kupplung verbunden, beide sind nur in drei Lagern gestützt, von denen dasjenige vor der Turbine als Kammlager ausgebildet ist.

Die Ausführung der Laufradscheiben und der Zwischenwände mit den Leitkanälen ist im Niederdruckteil im großen und ganzen die gleiche wie früher. Bei den Laufrädern ist nur der seitliche Deckring am Kranz zur Befestigung der Schaufeln in Wegfall gekommen. Der Kranz erhält jetzt eine ⊥-förmige Nut und ist außerdem geschlitzt, so daß die Nut mittels einer Druckschraube etwas aufgeweitet werden kann (Fig. 52). Die Schaufeln |475| aus Nickelstahl und die Zwischenstücke werden mit ihrem ⊥-förmigen Fuß an einer seitlichen Oeffnung des Kranzes, die am Schlusse zugemacht wird, eingeführt.

Textabbildung Bd. 326, S. 475

Nach Entfernung der Druckschrauben sind die Schaufeln in der ringförmigen Nut fest eingeklemmt. Die Laufradkanäle sind bei der neuen Ausführung außen durch Stahlbandsegmente abgeschlossen. Die Leitapparate haben wie bisher eingegossene Nickelstahlschaufeln mit Ausnahme bei den ersten Niederdruckstufen, wo besondere Sorgfalt auf die genaue Lage der Schaufeln verwendet werden muß, weil hier die Größe und Form der Leitkanäle von besonderem Einfluß auf die Dampf Wirkung ist.

Textabbildung Bd. 326, S. 475
Textabbildung Bd. 326, S. 475

Die Leitschaufeln werden hier zuerst in einen Ring eingesetzt, der vorher mit der Teilmaschine mit Schlitzen zur Fixierung der Schaufeln versehen worden ist und der dann erst mit der Scheibe des Leitapparates verschraubt wird. Für die Abdichtung der Welle bezw. der Laufradnaben sind in die Bohrung der Leitradscheiben gußeiserne Buchsen eingesetzt, in welchen eingestemmte Bronzeringe eine Labyrinthdichtung bilden.

Die Regulierung der M. A. N.-Turbine ist eine durch Patent geschützte, vereinigte Drossel- und Düsenregulierung. Fig. 53 gibt eine schematische Darstellung davon. Der Frischdampf durchströmt zuerst das Drosselventil a, dessen Stellung vom Tourenregulator in Verbindung mit einem Druckölservomotor beeinflußt wird. Die Düsen sind gruppenweise durch Ventile e1 e2 und e3 abgesperrt, die durch den Dampfdruck geöffnet und geschlossen werden. Zu diesem Zweck sitzen auf den Ventilspindeln Differentialkolben f1 bis f3, deren größere Fläche unter dem Druck |476| des Dampfes hinter dem Drosselventil steht, während die kleinere Ringfläche unter dem Druck p in der Zweigleitung g steht, die vor dem Drosselventil abzweigt.

Textabbildung Bd. 326, S. 476

Durch eingesetzte Drosselplatten h1 bis h3 ist in dieser Zweigleitung an jeder Drosselstelle ein verschiedener, aber konstanter Druck vorhanden, der auf die Ringfläche der Differentialkolben ausgeübt wird. Die obere Fläche der Differentialkolben und der Teller der Düsenventile sind gleich groß gemacht, und durch die Bohrung ist der Druck unter dem Ventil und über der oberen Kolbenfläche ausgeglichen, so daß nur eine Aenderung des Dampfdruckes auf die untere Differentialkolbenfläche für die Bewegung der Ventile in Betracht kommt. Nimmt z.B. die Belastung und damit der Druck hinter dem Drosselventil a zu, so hebt sich unter der Wirkung des Ueberdruckes zunächst das erste Düsenventil e, und bei weiterer Belastungszunahme nacheinander auch die andern Düsenventile. Ebenso schließen sich die Düsenventile nacheinander bei abnehmender Belastung. Das Oeffnen und Schließen der Düsenventile tritt erst bei einer gewissen größeren Aenderung des Dampfdruckes, also bei großen Belastungsänderungen ein, während die kleineren Belastungsschwankungen durch das Drosselventil allein reguliert werden. In letzterem Fall ist der Verlust an Arbeitsfähigkeit des Dampfes nicht nennenswert, bei großen, andauernden Belastungsänderungen werden aber durch die Düsenregulierung die nicht unbeträchtlichen Energieverluste durch Drosselung eingeschränkt. Für regelmäßig auftretende große Belastungsänderungen, wie z.B. in Elektrizitätswerken, wird statt der selbsttätigen Zu- und Abschaltung der Düsenventile eine solche von Hand angeordnet. Der Maschinist kann hier leicht an den Manometern erkennen, wann eine Düsengruppe zu- bezw. abgeschaltet werden muß, um den Drosselverlust zu verringern.

Textabbildung Bd. 326, S. 476

Als Tourenregulator ist ein Achsregulator gewöhnlicher Bauart verwendet, der, wie Fig. 54 erkennen läßt, auf einer Vorgelegewelle sitzt, von der aus auch eine zweistufige Zahnradpumpe zur Lieferung des Drucköls für die Lager und die Regulierung ihren Antrieb erhält.

Textabbildung Bd. 326, S. 476

Außer dieser Oelpumpe wird noch eine weitere von einer kleinen Dampfturbine angetriebene Zentrifugalpumpe vorgesehen, welche im Fundamentrahmen eingebaut ist und das für die An- und Auslaufperiode nötige Schmieröl liefert. Das Oel wird in einem Röhrenbündel, das im Fundamentrahmen liegt, gekühlt. Die Anordnung |477| der Lager und Wellendichtungen ist aus Fig. 51 ersichtlich. Letztere haben graphithaltige Kohlenringe, die von Schlauchfedern leicht gegen die Welle gepreßt werden. Das Eindringen von Luft in die Turbine verhindert der zugeführte Sperrdampf. Die Turbinen der neuen Bauart weisen sehr günstige Ergebnisse im Dampfverbrauch auf. So wurde bei einer 2500 KW-Turbine mit 1500 Umdrehungen ein Dampfverbrauch von 7,06 kg für die KW/Std. erzielt entsprechend einem thermischen Wirkungsgrad von 69 v. H. (auf die effekt. Turbinenleistung bezogen).

Textabbildung Bd. 326, S. 477

Die Bergmann-Elektrizitätswerke in Berlin-Rosenthal, welche wie die Maschinenfabrik Oerlikon früher die Rateau-Turbine ausgeführt haben, sind jetzt zu einer kombinierten Bauart mit Geschwindigkeitsstufenrad im Hochdruckteil mit vielstufiger Gleichdruckturbine im Niederdruckteil übergegangen. Die Turbine weist eine sehr gedrängte Bauart mit starker Welle auf. Fig. 55 zeigt die Wellendichtung. Auf der Welle ist eine Stahlgußbüchse aufgezogen und in diese eine Reihe von Rillen eingedreht, während in die umschließenden zweiteiligen Stahlgußschalen des Gehäuses zugespitzte Bronzeringe eingesetzt sind, welche in die Rillen auf der Welle eingreifen. In den Ringraum, den diese Labyrinthdichtung unterbricht, gelangt der aus der Hochdruckseite der Turbine tretende Dampf und wird von dort nach der Niederdruckrichtung durch eine Verbindungsleitung mit dieser abgesaugt; dieser verhindert dort das Eindringen von Luft; außerdem kann frischer Absperrdampf zugeführt werden.

Fig. 56 zeigt die Anordnung der Düsen, die dicht nebeneinander sitzen und einen geschlossenen Dampfstrom geben, und die Anordnung der Schaufelung des Hochdruckrades. Ein Rad der Niederdruckstufe ist in Fig. 57 dargestellt. Die Räder der Niederdruckstufe sind voll beaufschlagt. Die Radscheibe hat hier keine Verstärkung am Kranz; sie besitzt dort nur Schlitze parallel zur Wellenachse, in welche die aus Nickelstahlblech gestanzten Schaufeln hineingesteckt werden. Diese sitzen mit ihren Ansätzen reiterartig auf dem Radkranz und werden durch Nieten gehalten. Die ganze Rad- und Schaufelkonstruktion ist sehr leicht und ermöglicht, die normale Tourenzahl der Welle unter dem kritischen Wert zu halten, der ungefähr bei 4000 liegt. Aus Fig. 57 ist auch die Abdichtung zweier Druckstufen der Niederdruckturbine ersichtlich; die Nabe der Leitradscheibe ist mit einer gußeisernen Buchse mit Weißmetallausguß ausgebuchst; der Weißgußring umschließt die Nabe der Laufräder mit einem Spiel von nur wenigen Zehntel Millimeter. Die Schaufeln der Leiträder sind in diese eingegossen; bei größeren Durchmessern erhalten die Leitradscheiben einen besonderen mit der übrigen Scheibe vernieteten Ring, in den die Schaufeln eingegossen sind.

Die Regulierung erfolgt durch Drosselung mit Hilfe eines gewöhnlichen Druckölservomotors; die Ventile zu den einzelnen Düsengruppen, die eine verschiedene Anzahl Düsen enthalten, werden von Hand zu- und abgeschaltet und damit ein günstiges Arbeiten bei verschiedenen, länger anhaltenden Belastungen erreicht. Bei normaler Belastung erfolgt die Expansion in der Hochdruckstufe vom Anfangsdruck bis auf etwa 2 at herab, während der Dampf in der folgenden Niederdruckstufe (mit etwa sieben Rädern) bis auf den Kondensatordruck expandiert. Die Dampfgeschwindigkeit beträgt in der Hochdruckstufe 800 bis 900 m, in der Niederdruckstufe 300 bis 400 m i. d. Sek. Die Umfangsgeschwindigkeit des zweikränzigen Hochdruckrades wird bis zu 180 m i. d. Sek. genommen.

Als Spezialkonstruktionen führen die Bergmann-Elektrizitätswerke auch Gegendruck-, Anzapf- und Abdampfturbinen aus, deren Einzelteile im allgemeinen die gleiche Bauart aufweisen wie diejenigen der normalen Turbine.

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