- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 82. 1952 /
427

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 18. 6 maj 1952 - Ångans renässans till sjöss, av Ingvar Jung - Turbintekniska synpunkter på fartygsanläggningar, av Lars Nordström

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.

13 maj 1952

427

tappningsånga från högtrycksturbinen eller
genom direktånga från pannorna. Lågtrycksångan
från ånggeneratorn ledes genom ett speciellt
lågtrycksnät till de olika förbrukningsställena. I
detta nät kräves icke någon högre grad av renhet
på kondensatet, vilket däremot är fallet vid
huvudmaskineriets matarvattensystem.

Kraftigt bidragande till turbinmaskinernas
konkurrensförmåga vid tankfartyg är dels det
mycket stora värmebehovet för värmeslingorna, dels
det numera enormt stora effektbehovet för
lastoljepumparna. Även ett dieselfartyg måste
sålunda ha en ånganläggning med en
storleksordning motsvarande ca Và av turbinmaskineriets.
Lastoljepumparnas effektbehov har på senare
tid vuxit oerhört. Vi har nyligen haft flera
förfrågningar för fartyg, där tre eller fyra
turbindrivna lastoljepumpar, vardera på ca 600 hk,
begärts. En sådan effekt, 2 400 hk för pumpning
och transport av lastoljor, torde endast ett
ångmaskineri kunna erbjuda. Eldrift av
lastoljepumparna från dieselgeneratorer skulle medföra
flerdubbelt större installationskostnader. Ett
sådant arrangemang vore med tanke på den korta
drifttiden för lastoljepumparna ej heller
ekonomiskt.

Turbintekniska synpunkter
på fartygsanläggningar

Civilingenjör Lars Nordström, Stockholm

621.125 : 621.165

I ett fartygsmaskineri används ångan för kraftalstring i
propellerturbinerna, i generatorturbiner och i enskilda
hjälpmaskiner, som kräver stor effekt eller som man
önskar göra oberoende av den elektriska anläggningen ur
säkerhetssynpunkt. Som exempel på det senare kan man
ta matarpumparna. Man har då för ett fartyg t.ex.
följande tre turbintyper: propellerturbin om 8 000 hk,
generatorturbin om 500 hk och matarpumpturbin om 125 hk.

Det grundläggande konstruktiva problemet i
ångturbin-tekniken är att på ett effektivt sätt handha ångvolymer i
dessa turbiner, som i inloppet bara är 1/300—1/400 av
avloppsvolymen, eller vid mycket höga tryck ännu mindre.
För att lösa detta problem tillgriper man en mycket häftig
expansion i turbinens första steg, så att volymerna efter
expansionen blir mer rimliga att handha, men denna
expansion blir då också ofta utförd med dålig
verkningsgrad. Förhållandena blir emellertid bättre ju större
ångmängden i inloppet är, alltså vid ett och samma tryck ju
större effekt maskineriet har; eller omvänt: expansionen
i första steget måste drivas längre ju lägre effekten är.

Propellerturbin

Propellermaskineriet, fig. 9, bygger man upp med två
turbiner arbetande i serie, en högtrycks- och en
lågtrycksturbin, vardera alstrande hälften av propellereffekten.
Högtrycksturbinen görs så snabblöpande man med hänsyn till
kuggväxel och kritiskt varvtal kan, varigenom diametern
kan hållas liten och ångvolymerna kan vara små. För ett
8 000 hk maskineri, som ovan tagits som exempel, kan
varvtalet sålunda bli ca 4 750 r/m. Man får sätta in ett

första steg med relativt stor diameter och ofta med två
kransar, så att ett stort tryckfall (värmefall) kan utnyttjas.
Det är ju periferihastighetens kvadrat som är avgörande
därvidlag.

Ångan tillföres endast utefter en del av omkretsen på
grund av de små ångvolymerna, och resten av kransen går
tom, vilket dock medför friktionsförluster. Vid inloppet till
de följande stegen i turbinen bör ångan ha så stor volym
att den fyller ut hela omkretsen. Om man här försöker
hålla ner genomströmningsarean genom att minska
diametern, växer i stället antalet steg, turbinen förlängs, och
man kommer i konflikt med kritiska varvtalet. Om man
minskar skovelhöjden ökar förlusterna i ledskenor och
skövlar. Att dimensionera en högtrycksturbin blir således
redan det ett avvägningsproblem.

Vid en relativt sett så låg effekt som i vårt exempel
alstras sålunda 30 <7o av effekten i första hjulet med en
verkningsgrad av 67 ®/o och resterande 70 "/o i de åtta
enkelhjulen med 78,5 ^/o verkningsgrad. Vid störrre
propellereffekter förskjuts effektfördelningen så att
enkelhjulen tar en större del, vilket ger en förbättrad total
verkningsgrad.

En ökning av panntrycket ger en minskning i ångvolym
och medför, att en större del av effekten måste tas i första
hjulet med dess lägre verkningsgrad, vilket alltså medför,
att turbinens totala verkningsgrad försämras.

I lågtrycksturbinen gäller det att sätta in ett
avloppshjul med så stor skovelarea, att det tillåter ångan att
expandera ut till ett vakuum om 0,05—0,04 at a. Av
hållfasthetsskäl kan man inte driva förhållandet mellan
skovel-längd och hjuldiameter för långt, och ångans hastighet vid
utloppet ur sista skoveln får ej heller vara för hög, emedan
rörelseenergin där sedan bara går förlorad i avloppet och
sålunda sänker turbinens totala verkningsgrad. Sista
hjulets dimensioner ger sig därför av ångmängd, vakuum och
tillåten avloppsförlust och därmed också lågtrycksturbinens
varvtal. Den blir alltid mer långsamtgående än
högtrycks-turbinen, i vårt fall sålunda ca 4 100 r/m. I
lågtrycksturbinens hus inläggs också backturbinen.

Ångtryck och ångtemperatur i inloppet har ganska litet
inflytande på lågtrycksturbinens utformning, däremot har
den kylvattentemperatur som normalt kan väntas
förekomma stort inflytande därigenom att den bestämmer
vilket vakuum turbinen bör byggas för, och detta i sin
tur bestämmer ångvolymen i avloppet.

Lågtrycksturbinen har ganska gynnsamma
strömningsförhållanden för ångan, emedan skovelhöjderna blir stora,
varför dess verkningsgrad skulle kunna vara hög. Den
nedsätts emellertid genom fukten och blir därför ej högre än
ca 81 %.

Hela turbinens verkningsgrad, räknat vid
turbinkoppling-arna, således den första punkt där mekanisk effekt kan
tas ut, blir därmed i föreliggande fall 77 ’%, vilket längre
fram skall jämföras med övriga effektalstrande turbiner.

Generatorturbin

Generatorturbinen, fig. 10, som också går i kondensering,
måste byggas betydligt enklare av plats- och kostnadsskäl.
Man får då välja mycket höga varvtal och gå till så höga
periferihastigheter som möjligt. Det blir ett problem att
få in så många steg som möjligt utan att axeln förlängs
så mycket att man kommer i närheten av det kritiska
varvtalet. Vi har där konstruktioner med fem och sex hjul med
9 000 resp. 7 500 r/m, som alltså får ta samma värmefall
som propellerturbinerna med sina femton hjul vid i
medeltal 4 400 r/m.

Att generatorturbinen ej kan få så hög verkningsgrad är
ju därmed klart. I denna turbin blir problemet med de
små ångvolymerna i inloppsdelarna ännu mera tillspetsat.
Man tvingas här att expandera från begynnelsetrycket till
närmare atmosfärtryck på en gång i första steget, således
lika långt som i hela högtrycksturbinen. Verkningsgraden
för detta steg blir låg, t.ex. 50 w/o, vilket drar ner den totala

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Dec 12 02:36:59 2023 (aronsson) (download) << Previous Next >>
https://runeberg.org/tektid/1952/0443.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free