AT105259B - Regelung von Turbinenanlagen. - Google Patents

Regelung von Turbinenanlagen.

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AT105259B
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regulators
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Inventor
Rudolf Ing Wolf
Robert Dr Ing Loewy
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Rudolf Ing Wolf
Robert Dr Ing Loewy
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    Regelung von Turbinenanlagen.   



   Bei Turbinenanlagen, bei welchen an einer Rohrleitung mehrere Turbinen hängen, zeigen sich beim Betriebe derselben Druckschwankungen, die im Verhältnis zur Zahl der in Betrieb stehenden Turbinen stehen. Da jede Turbine ihren eigenen Regulator hat, der mit einer gewissen Reguliergeschwindigkeit arbeitet, so werden sich beim Betriebe mehrerer Turbinen in bezug auf die Rohrleitung die Reguliergeschwindigkeiten der Regler addieren, d. h. es werden die Beschleunigungen und Verzögerungen des Wassers in der Rohrleitung im Verhältnis der Regler vervielfacht. 



   Dieses System hat den Vorteil, dass die Regler jeweils ihre eigene Turbine in gleicher Weise regulieren. 



  Wenn beispielsweise ein Regulator bei   Belastungsänderungen   eine gewisse Tourenabweichung erreichen lässt, so wird beim Betriebe mehrerer Regler der analoge Zustand erreicht, wobei in diesem Falle die prozentuelle Belastungsänderung für die ganze Anlage dieselbe sein kann, wie früher für die einzelne Turbine. 



   Aus der Rohrleitung kann beim Betrieb mit einer Turbine durch dieselbe eine gewisse Flüssigkeitsmenge hindurchtreten, welche Menge durch den massgebenden Querschnitt der Turbine bestimmt ist. 



  Durch Änderung dieses massgebenden Querschnittes wird eine verschiedene Leistung der Maschine erzielt. 



  Die Änderung dieses Querschnittes in der Zeiteinheit ist die Reguliergeschwindigkeit des Reglers und im vorliegenden Falle identisch mit der   resultierenden Öffnungs- oder Schliessgeschwindigkeit   der Rohrleitung. 



  Beim Betriebe mehrerer Maschinen wird der totale massgebende Querschnitt gegenüber dem früheren Falle vervielfacht. Bei dem bisher gebräuchlichen Reguliersystem behalten, wie erwähnt, die einzelnen Regler ihre Geschwindigkeit bei und vergrössern bzw. vermindern in der Zeiteinheit den massgebenden Querschnitt gegenüber dem Betriebe mit einer einzelnen Maschine um ein Vielfaches. In diesem Falle ist offenbar die resultierende   Öffnungs- bzw. Schliessgeschwindigkeit   der Rohrleitung ein entsprechendes Vielfaches der Regelgeschwindigkeit der Regler. Da der   Druckstoss   direkt abhängig ist von der Öffnungsbzw.

   Schliessgeschwindigkeit der Rohrleitung, so werden also bei dem bisher gebräuchlichen System die Drucksschwankungen in der Rohrleitung mit der Zahl der in Betrieb stehenden Regler vzrvielfacht werden, wodurch die Ausnützungsfähigkeit der Rohrleitung mitunter herabgesetzt wird. 



   Man kann diesem Umstande in grundlegender Weise dadurch abhelfen, dass man die Regler nicht unabhängig voneinander arbeiten lässt, sondern derart in Abhängigkeit voneinander, dass die resultierende   Offnungs-oder Schliessgeschwindigkeit   der Rohrleitung unter einem vorbestimmten Höchstwert bleibt, welcher kleiner ist als die Summe der Regelgeschwindigkeiten der in Betrieb stehenden einzelnen Regler. 



   Das Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden, dass die Regler derart miteinander hydrau-   lisch gekuppelt werden, dass die resultierende Öffnungs- bzw. Schliessgeschwindigkeit der Rohrleitung konstant oder annähernd konstant bleibt. In diesem Falle ist die Öffnungs- bzw. Schliessgeschwindigkeit   (Regelgeschwindigkeit) jedes einzelnen Reglers eine Funktion der Zahl der in Betrieb stehenden Regler. 



  Es wird daher ein allein in Betrieb befindlicher Regler sehr rasch arbeiten, bei zwei in Betrieb stehenden   Reglern wird jeder nur halb so schnell arbeiten usw. Anstatt die resultierende Öffnungs- oder Schliessgeschwindigkeit der Rohrleitung konstant zu halten, kann man beispielsweise die Offnungsgeschwindigkeit   mit zunehmender Zahl der eingeschalteten Turbinen auch in einem beliebig gewählten Verhältnis ansteigen lassen, wobei man jedoch die   Gesehwindigkeitssteigerung   immer sehr klein halten wird. 



   Die Regelung kann auch in der Weise   durchgeführt   werden, dass man nicht sämtliche Regler miteinander hydraulisch kuppelt, sondern dass man beispielsweise zwei oder drei Regler voneinander unabhängig lässt, wobei dann für diese Regler die erwähnte Addition der Regelgeschwindigkeit auftritt. 

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  Diese Regler wirken, als eine Gruppe für sich, mit welcher die folgenden Regler hydraulisch gekuppelt sind. Auch bei einer solchen Anordnung wird die Öffnungs- order Schliessgeschwindigkeit der Rohrleitung beträchtlich unter der entsprechenden Summe der von den einzelnen Reglern hervorgerufenen Öffnungsoder   Schliessgeschwindigkeiten   bleiben. 



   Die Anlage zur   Durchführung   des angegebenen Verfahrens wird in verschiedener Weise auszubilden sein, insbesondere je nachdem die Regler mit Windkessel versehen sind oder keinen besitzen. Speziell in letzterem Falle ist eine sehr einfache Lösung möglich, die schematisch in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt ist.   ,. Es, JBg   stellen die drei Regulatoren vor.   Vi,     V2, Vs   sind die entsprechenden Steuerventile. Die Regler besitzen je eine eigene Pumpe P1, P2, P3 zum Schliessen der Regler, aber eine gemeinsame Pumpe Q zum Öffnen derselben. Die dargestellte Anordnung ist für jenen Fall gedacht, wo die Öffnungsgesehwindig-   keit der Rohrleitung konstant bleiben soll.

   Wenn nur ein Regler in Betrieb ist, wird dieser die ganze Ölmenge   der Öffnungspumpe Q verbrauchen, also dreimal so rasch gehen, als wenn alle drei Regler in Betrieb stehen. Bei der dargestellten Anordnung ist die Kupplung der Regler nur für die Öffnungsbewegung allein vorgesehen. Je nach dem vorliegenden Bedürfnis, d. h. je nachdem ob die   Öffnungs-oder Sehliess-     bewegung   für die Sicherheit der Leitung von grösserer Bedeutung ist, kann aber auch statt der gemeinsamen Öffnungspumpe eine gemeinsame   Sehliesspumpe   Verwendung finden.

   Ist es von Wichtigkeit, dass die   Schliessbewegungen   ebenso wie die Öffnungsbewegungen Druckstoss in der Leitung nur in gewissen
Grenzen herbeiführen sollen, so kann man sowohl eine gemeinsame Öffnungspumpe als auch eine gemeinsame   Schliesspumpe   vorsehen. 



   Die beschriebene Anordnung könnte in der Weise ausgestaltet werden, dass jeder Regler noch mit einer (strichliert dargestellten) kleinen Pumpe   e, q"q   versehen ist, welche Pumpen unabhängig voneinander arbeiten. In diesem Falle wird z. B. die   Öffnungsgeschwindigkeit   der Rohrleitung nicht konstant bleiben, sondern bei Zusehaltung von Turbinen wird die Öffnungsgeschwindigkeit langsam ansteigen.

   Wenn das Hubvolumen der gemeinsamen Öffnungspumpe Q ist und   q   das Hubvolumen jeder der kleinen zusätzlichen Pumpen bedeutet, so ist die Öffnungsgeschwindigkeit der Rohrleitung bei n eingeschalteten Turbinen proportional n q + Q, während bei der bisher üblichen Art der Regelung mit voneinander unabhängigen Reglern die Öffnungsgeschwindigkeit proportional wäre n   (q + Q),   also einem wesentlich grösseren Werte. 



   Bei Reglern mit Windkesseln muss eine etwas andere Anordnung Platz greifen.   Bekanntermassen   stellt man bei derartigen Reglern die Geschwindigkeit derselben durch Blenden ein, die zwischen Servomotor und Steuerventil oder zwischen Steuerventil und Windkessel eingeschaltet werden. Man kann nun einen Regler mit einem Blendensatz ausstatten (Revolverblende), welcher ganz verschiedene Regulier-   geschwindigkeiten einzustellen gestattet. (Siehe Fig. 3. ) Die Stellungen 1-5 entsprechen den Hahn-   stellungen, bei welchen fünf verschiedene Geschwindigkeiten des Reglers möglich sind. 



   Soll die Öffnungs- oder Schliessgeschwindigkeit der Rohrleitung konstant gehalten werden, so wird die Grösse der Blenden für die Hahnstellungen von 1-5 sich proportional ändern. Beispielsweise würde für die Stellung 1 die grösste Blende vorhanden sein, wobei diese Blende nur für den Betrieb einer Maschine allein zulässig sein würde. Bei Stellung 2 wären zwei Maschinen in Betrieb und dementsprechend würde die Regelgeschwindigkeit des Reglers für Auf-und Zubewegung nur halb so gross sein als im ersten Falle usw. Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen sein, dass für die Stellungen 1 und 2   'die gleiche'Blende vorhanden   ist. Es würden. daher, auch wenn zwei Turbinen eingeschaltet sind, beide Regler ebenso rasch arbeiten, wie früher nur der eine Regler.

   Die Regler der dritten, vierten und fünften Turbine würden durch die proportionalen, an Grösse abnehmenden Blenden derart in ihrer Regelgeschwindigkeit beeinflusst werden, dass die resultierende   Öffnungs-oder Schliessgesehwindigkeit   der Rohrleitung einen bestimmten Wert nicht   überschreitet,   der unter der Summe der Regelgeschwindigkeiten der einzelnen Regler liegt. Die Anordnung nach Fig. 3, welche praktisch ohne weiteres durchführbar ist, macht es notwendig, dass bei Zu-oder Abschaltung von Turbinen entsprechende Umschaltungen vorgenommen werden müssen, andernfalls könnte durch ein Versehen die Rohrleitung gefährdet sein.

   Die Hahnumstellung lässt sich allerdings auch automatisch durchführen, doch ist hiefür auch eine ziemlich komplizierte Einrichtung notwendig, weshalb in Fig. 4 eine einfachere Anordnung dargestellt ist, welche den gewünschten Zweck gleichfalls zu erreichen gestattet. In dieser Fig. 4 sind   7,     T, jRg   wieder die Regler, 
 EMI2.1 
 



   Durch eine Verbindungsleitung a sind nun. einerseits die Windkessel untereinander verbunden, anderseits ist noch eine zweite Verbindungsleitung b vorhanden,. welche das Drucköl zu den Steuerventilen führt. Diese zweite Verbindungsleitung steht mit der ersten Verbindungsleitung durch einstellbare Blenden DB in Verbindung ; wobei es am praktischesten ist, dass in der Nähe jedes Regulators je eine gleich grosse Blende angeordnet wird. Die Funktion der Anordnung ist folgende :
Laufen alle drei Regler, so-erhält jedes Steuerventil sein Drucköl durch die ihm   zunächstliegende   Blende. Werden beispielsweise zwei Regler abgeschaltet, so erhält der Regler, der noch in Betrieb ist, nicht nur das Öl durch seine Blende, sondern er erhält noch Drucköl durch die beiden ändern Blenden. 



  Er wird also in diesem Falle bedeutend rascher regulieren als früher. 



   Bei-einer derartigen Anordnung wird die Druckschwankung in der Rohrleitung annähernd die gleiche   sein,.. unabhängig,   davon, ob'ein oder mehr Regler arbeiten. Die Verbindungsleitung b kann 

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 entweder für die   Öffnungs-oder   für die   Schliessbewegung,   aber auch für beide Bewegungen verwendet werden.   Selbstverständlich,   könnten die Leitungen a, b mit den Blenden DB auch doppelt vorhanden sein, so dass für das Öffnen und für das Schliessen getrennte Leitungen vorhanden sind. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind zwischen den Windkesseln und den Ventilen noch Verbindungsleitungen c angeordnet, welche verschiedenen Zwecken dienen können.

   Entweder können die Leitungen c lediglich für die Schliessbewegungen herangezogen werden, in welchem Falle man eine der Anlage nach Fig. 1 analoge Wirkungsweise erhält, also eine Wirkungsweise, welcher bei windkessellosen Anlagen eine gemeinsame Öffnungpumpe und gesonderte Schliesspumpen entsprechen. Die Leitungen c können aber auch beispielsweise dazu dienen, eine bestimmte zusätzliche   Druckölmenge   zur Erhöhung der   Öffnungs-oder Schliessge-   schwindigkeit zu liefern, so dass die Leitungen c einem analogen Zwecke dienen, wie die Pumpen   ql'Q2, Q3   bei der Anlage nach Fig. 1. 



   Wie ersichtlich, hat das neue Reguliersystem den grossen Vorteil, dass die Druckschwankungen in der Rohrleitung in geringen Grenzen oder sogar gleich gehalten werden können, auch wenn eine grosse Anzahl von Turbinen an der Leitung hängen. Bei jenen Anordnungen, wo die   Öffnungs-bzw. Schliess-   geschwindigkeit der Rohrleitung konstant gehalten wird, werden auch für der Grösse nach gleiche Belastungen oder Entlastungen gleiche   Tourenänderungen   erhalten, gleichgültig, wie viele der Turbinen in Betrieb sind.

   Prozentuell gleichwertige Be-und Entlastungen werden verschieden ausfallen, was aber nicht von Nachteil ist, denn auch die grössten Kraftwerke haben nicht den Zweck, in verschwindend kleiner Zeit 50% ihrer Leistung herzugeben, es genügt vielmehr ohne weiteres, wenn sie einen geringeren
Prozentsatz ihrer   Tdtalleistungen   rasch ausregulieren. 



   PATENT-AN SPRÜCHE :
1. Regelung von Turbinenanlagen, bei welchen an einer Rohrleitung mehrere Turbinen hängen, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler derart in Abhängigkeit voneinander arbeiten, dass die resultierende   Öffnungs- oder Schliessgeschwindigkeit   der Rohrleitung unter einem vorbestimmten Höchstwert bleibt, welcher kleiner ist als die Summe der Regelgeschwilldigkeiten der in Betrieb stehenden Regler.

Claims (1)

  1. 2. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler miteinander hydraulisch derart gekuppelt sind, dass die Öffnungs- bzw. Schliessgeschwindigkeit der Rohrleitung bei beliebiger Anzahl der eingeschalteten Turbinen konstant oder annähernd konstant bleibt.
    3. Regelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei windkessellosen Reglern für eine Gruppe derselben, welche an einer Rohrleitung hängt, eine gemeinsame Öffnungspumpe oder eine gemeinsame Schliesspumpe oder beides angeordnet ist.
    4. Regelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei mit Windkesseln ausgestatteten Reglern je ein Blendensatz vorhanden ist, so dass eine konstante oder unter dem Höchstwert gemäss Anspruch 1 verbleibende Öffnungs- bzw. Schliessgeschwindigkeit der Rohrleitung durch willkürliche Einstellung der Regelgesehwindigkeit der einzelnen Regler erhalten wird.
    5. Regelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei mit Windkesseln ausgestatteten Reglern die Windkessel untereinander verbunden sind und zwischen dieser Verbindungsleitung und den Steuerventilen eine zweite Verbindungsleitung angeordnet ist, welch letztere durch einstellbare Blenden mit der Windkesselleitung in Verbindung steht, wobei die Verbindungsleitung entweder nur für Öffnungsbewegungen oder nur für Schliessbewegungen oder für beide Bewegungen in Anwendung gebracht werden kann.
    6. Regelung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der miteinander hydraulisch gekuppelten Regler noch mit einer zusätzlichen Vorrichtung versehen ist, welche Vorrichtungen voneinander unabhängig sind und von welchen jede die Regelgesehwindigkeit ihres zugehörigen Reglers um einen verhältnismässig geringen, vorteilhaft für sämtliche Regler gleichen absoluten Wert erhöht. EMI3.1 voneinander arbeitet, wobei diese letzteren Regler mit der von den unabhängig voneinander arbeitenden Reglern gebildeten Reglergruppe als Ganzes hydraulisch gekuppelt sind.
AT105259D 1926-01-13 1926-01-13 Regelung von Turbinenanlagen. AT105259B (de)

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