Stoommachine die gekoppeld is met een Stoomturbine
Een Stoommachine die gekoppeld is met een stoomturbine, of eigenlijk deze twee Machines werken samen op een schip.
Het kwam wel voor dat er een combinatie van een stoommachines en stoomturbine op schepen werden gebruikt, ook bij de Titanic of Olympic van de White Star Line.
Toepassingen Stoommachine
.Stoomgemaal
Het gebruik van een turbine voor de afgewerkte stoom van een zuigermachine.
het verlies (puntverlies) dat is het verlies door onvolledige expansie van stoom in de machine.
Dit verlies is onvermijdelijk, omdat we de expansie van stoom om verschillende redenen niet kunnen voortzetten tot aan de condensordruk.
Nu bestaat er allerlei methoden om dit puntverlies weer nuttig te gebruiken.
Omdat een stoomturbine zo uitermate geschikt is om met stoom van lage spanning te werken en omdat men bij dit werktuig zonder bezwaar de stoom tot een zeer lage druk kan laten expanderen, komen al deze methoden hierop neer, dat men de afgewerkte stoom van een zuigerstoommachine, die nog een spanning van ongeveer 0,5 kg/cm² abs. bezit, naar een turbine voert en hieruit tot een condensordruk van bijvoorbeeld 0,05 kg/cm² laat expanderen.
Afgewerkte- stoomturbine op de middenas bij een schip met 3 schroeven.
Dit systeem, afkomstig van de turbinebouwer Rateau, ziet men schematisch afgebeeld in fig.1.
De beide zij assen worden hier bewogen door 2 triple expansiemachines.
Deze machines voeren haar afgewerkte stoom langs een wisselklep A naar een turbine B, die rechtstreeks op de middenas is gekoppeld.
De afgewerkte stoom van deze turbine gaat naar de condensor.
Het manoeuvreren gebeurt uitsluitend met de zuigermachines.
De afgewerkte stoom hiervan gaat dan door het verzetten van de wisselklep, onmiddellijk naar de condensors en de turbine doet geen dienst.
Dit kan ook niet anders, omdat de turbine in slechts een richting kan draaien.
In het groot heeft men dit systeem gebruikt bij omstreeks in 1910 gebouwde ,,Olympic" en ,,Titanic" van de White Star Line.
De grote triple expansiemachines die elk een vermogen van 15 000 pk ontwikkelden bij 75 omwentelingen/min, hadden twee Lagendruk cilinders.
De cilinderdiameters waren 1380, 2140 en 2x 2460 mm bij een slag van 1910 mm.
De keteldruk bedroeg 15kg/cm² en de stoom van de zuigermachines werd met een spanning van 0,7 kg/cm² abs. afgevoerd naar de turbine die rechtstreeks, zonder overbrenging, op de middenas was gekoppeld.
Deze turbine maakte bij een vermogen van 16 000 pk slechts 165 omw/min. en de afgewerkte stoom ging naar de condensors, waarin een ijdel van 95% werd onderhouden. (meer daarover)
Men vermeldt van deze inrichting, dat haar stoomverbruik 15% lager was dan dat van een installatie met alleen zuigerstoommachines van hetzelfde totale vermogen.
Tegenwoordig treft men degelijke installaties niet meer aan, zij zijn veel te groot, te zwaar en te ingewikkeld en men kan met alleen stoomturbines gemakkelijk dit grote vermogen in een veel kleiner bestek en met veel minder stoomverbruik verkrijgen
Afgewerkte stoomturbine, gekoppeld op hoofdas.
Een schema van deze inrichting ziet men in fig.2.
De afgewerkte stoom van een T.E.M. gaat hier over een wisselklep A naar een turbine B.
De afgewerkte stoom hiervan voert men in de condensor C.
De turbine B is rechtstreeks op de hoofdas E gekoppeld, maar omdat de turbine met enige duizenden omw/min draait en de zuigermachine met 70-100 omw/min, moet men bij deze koppeling een vertraging gebruiken.
Hier is dat een dubbele tandwiel overbrenging DD, omdat het verschil in snelheid bij turbine en de T.E.M. zo groot is.
De zuigermachine heeft echter een gedurende een krukomwenteling zeer sterk veranderend koppel, terwijl de turbine een heel gelijkmatige koppel heeft.
Dus moet men maatregelen nemen om te voorkomen, dat de tandem in de overbrenging zouden worden vernield.
De oplossing is een vloeistofkoppeling tussen de eerste en de tweede trap van de overbrenging.
Men noemt F ook wel een Vulcan koppeling naar de machine fabriek, Vulkan in Stettin, waar deze koppeling het eerst in het groot werd vervaardigd.
Bauer, de bekende constructeur van grote scheepsmachines, was in die tijd de directeur van deze fabriek.
Tijdens het manoeuvreren met de machine ontkoppelt men de turbine door F te ledigen, zodat D en D niet meer met elkaar zijn verbonden, en door de afgewerkte stoom van de zuigermachine door het verdraaien van wisselklep A direct naar de condensor C af te voeren.
Afgewerkte stoomturbine, gekoppeld op een stoomcompressor.
In fig.3 ziet men dit systeem schematisch afgebeeld.
De afgewerkte stoom gaat van de LD cilinder eerst weer naar de turbine B, die daarna afvoert in de condensor C.
De stoomturbine zit hierbij niet gekoppeld op de hoofdas, maar drijft een roterende compressor D.
De zuigerzijde hiervan is gekoppeld op een afgewerkte stoomkant van de hogendruk cilinder en de perszijde voert naar de stoom schuifkast van de middendruk cilinder.
De afgewerkte stoom van HD cilinder wordt door deze compressor dus belangrijk in spanning en temperatuur verhoogd en komt in deze nieuwe toestand in de MD cilinder.
De MD en LD cilinder zullen nu dus belangrijk meer arbeid kunnen leveren dan zonder de genoemde inrichting en deze extra arbeid is afkomstig uit afgewerkte stoom van de lagendruk cilinder. "wordt vervolgd"
Afgewerkte stoomturbine, gekoppeld op een dynamo.
Bron: platen en beschrijving van Morré Morée Zuigerstoomwerktuigen deel 3
Titanic was in totaal 269,04 meter lang en 28,19 meter breed op het breedste punt.
De hoogte van kiel tot bovenkant van de vier schoorstenen was 56 meter.
Te vergelijke van een gebouw met 11 verdiepingen.
Het voortstuwingssysteem bestond uit een krachtige combinatie van een 2 viercilinder triple-expansie stoommachine van elk 16.000 pk voor de twee buitenste schroeven.
De 2 stoommachine hadden per machine een 1hogedruk een 1midden druk en 2 lagen druk cilinders.
De twee lagendruk cilinders kregen beide de stoom uit de midden druk cilinder zie fig.3 onder, daar zie je een voorbeeld maar de werkelijke volgorden kan anders zijn bijvoorbeeld de twee lagendruk cilinder aan beide buitenkanten van de machine.
Dat had alles te maken met het uitbalanceren van de machine.
Na het verlaten van de stoom uit beide lagen druk cilinders van de twee stoommachines vervolgde het naar de stoomturbine om daar verder te expanderen en vervolgen gaat het afgewerkte stoom naar de condensors
De lage druk Parsons turbine met een vermogen van18.000 pk (13,5 MW) voor de middelste schroef.
Samen met de twee triple expansie en de turbine kwam het totaal op zo 50.000 pk
Het allernieuwste op het gebied van marinetechnologie in die tijd.
De enorme motor werd aangedreven door 20 boilers en 159 stookketels.
De Titanic verbruikte op zee 620 tot 640 ton kolen per dag.
De rook werd door enorme schoorstenen afgevoerd, hoewel de vierde schoorsteen van de Titanic in feite alleen maar voor de sier was.