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Regelung von Entnahmedampfturbinen mit am Turbinengehäuse wandernder Entnahme- stelle.
Die Regelung der Dampfturbinen wird gewöhnlich derart ausgeführt, dass die Stufe hinter der Entnahmestelle eine solche Regelung besitzt, dass der Druck des ganzen, durch die Turbine durchtretenden Dampfstromes infolge Veränderung des Durchtrittsquerschnittes dieser Stufe an der Anzapfstelle auf einer bestimmten Höhe gehalten wird. Diese Regelung wird vor allem dort benutzt, wo die Entnahmedampfmenge im Verhältnis zur ganzen Dampfmenge, welche zur Turbine strömt, gross ist.
Eine andere Art der Regelung, welche besonders in den Fällen verwendet wird, bei welchen die Entnahmedampfmenge im Verhältnis zur Gesamtmenge klein ist, ist die, dass der Dampfstrom nicht direkt von der Regelung betroffen wird, sondern dass der Entnahmedampf direkt aus jener Stufe entnommen wird, deren Druck dem Entnahmedruck sehr nahe ist. Da sich bei verschiedenen Belastungen der Turbine die Drücke in den Stufen verändern, ist es nötig, dass die Entnahme, welche annähernd konstanten Druck haben soll, immer aus jener Stufe erfolgt, die annähernd den gleichen Druck hat oder dass an einigen Stufen mehrere Entnahmestutzen vorgesehen sind, welche mit der Entnahmeleitung derart verbunden sind, dass der Druck in der Stufe dem Drucke in der Entnahmeleitung entspricht.
Das geschieht durch Regelventile, welche an den Entnahmestutzen der einzelnen Stufen der Turbine angeordnet und mit ihrem Austrittsstutzen mit der gleichen Entnahmeleitung verbunden sind. Die Regelung erfolgt dann durch Öffnen der Regelventile entsprechend der Belastung der Turbine und der Entnahmedampfmenge ; die Anzapfstelle wandert dann je nach den verschiedenen Betriebszuständen entlang des Turbinengehäuses. Deshalb bezeichnet man solche Turbinen als Entnahmeturbinen mit wandernder Entnahmestelle.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine solche Regeleinrichtung für Dampfentnahme mit wandernder Entnahmestelle, welche der Forderung der richtigen Regelung entspricht, gegen den Rückschlag aus der Entnahmeleitung gesichert ist und auch die Bedingung des parallelen Ganges der Maschine selbst bei verschiedenen Entnahmedampfmengen und verschiedenen Belastungen der Maschine erfüllt.
Das Wesen der Erfindung ist aus dem in Fig. 1-5 dargestellten Ausführungsbeispiel ersichtlich, wo Fig. 1 das Gehäuse einer z. B. mehrgehäusigen Turbine darstellt, die in einem schematischen Horizontalschnitt angedeutet ist ; in Fig. 2 ist das Turbinengehäuse und das Stufenregelventil im Querschnitt abgebildet ; Fig. 3 ist der senkrechte Schnitt durch das Stufenentnahmeregelventil ;
Fig. 4 stellt den Schnitt durch ein Regelventil längs einer zur Turbinenachse senkrechten Ebene dar, und in Fig. 5 ist die Regulierwelle mit den hydraulischen Antriebszylindern perspektivisch abgebildet.'
In den Figuren bedeutet 1 das Turbinengehäuse, : 2 die Leiträder, 3 den Läufer mit den Laufrädern, 4 die Frisehdampfzuleitung, 5 den Dampfaustritt aus dem Turbinengehäuse, 6 die bei den einzelnen Stufen der Turbine angeordneten Entnahmestutzen am Turbinengehäuse, 7 sind die als Rückschlagventile ausgeführten Regelventile, deren Austritt : stutzen mit der Entnahmeleitung 8 verbunden sind, 9 sind die freien, als Rücksehlagklappen ausgebildeten Kegel der Regelventile ; der Raum unter dem Kegel ist mit der Turbinenstufe, der obere Raum mit der gemeinsamen Entnahmeleitung verbunden.
10 sind die Begrenzungsspindeln, welche die Anschläge für die Kegel der Rückschlagklappen bilden und dadurch deren Hub regeln oder sie vollkommen absperren. 11 sind die die Spindeln hebenden Federn, 12 die Rollen auf den Spindeln, 13 die unrunden Scheiben, die auf die gemeinsame Regelwelle 14
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aufgesetzt sind, welche mittels des Zahnrades 15 und der Zahnstange 16 von den Druckzylindern 1'1 und
18 bewegt wird, zu welchen der Dampf einerseits aus der Entnahmeleitung und anderseits aus irgend- einer höheren Stufe der Turbine zugeführt wird, in welcher der Querschnitt der Leitkanäle bei ver- schiedenen Belastungen konstant bleibt.
Die Druckzylinder 17, 18 wirken auf die Zahnstange 16 mittels durch Federn belasteter Kolben entweder direkt oder indirekt vermittels hydraulischer Kraftgetriete (Servomotoren). An Stelle des mit Dampf aus der Druckstufe der Turbine arbeitenden Druckzylinders kann ein von der Läuferwelle der Turbine angetriebener Fliehkraftregler wirken. Bei einfacheren Ein- richte. ngen kann die Zahnstange 16 bloss von einem Druckzylinder, z. B. 18, ohne den zweiten Druck- zylinder oder ohne Verbindung mit dem Fliehkraftregler betrieben werden.
Diese Einrichtung arbeitet derart, dass durch die hydraulischen Zylinder 17 und 18 mittels des
Hebels 19 der Zahnstange 16 und des Zahnrades 15 die Nockenwelle 14 verdreht wird. Die unrunden
Scheiben 13 bewegen die Spindeln 10 derart, dass diese den Hub der Regelventile begrenzen. In Fig. 3 ist der Fall dargestellt, dass die Regelvorrichtung für das mittlere Ventil in Tätigkeit ist. Unter den Kegeln der beiden rechtsangeordneten Ventile herrscht dann ein kleinerer Druck als der Entnahmedruck ; die
Kegel werden daher durch den Entnahmedruck auf ihren Sitz niedergedrückt und geschlossen. Der
Druck unter dem Kegel des mittleren Ventils ist grösser als der Entnahmedruck ; dieser Druck hebt den
Ventilkegel bis zur Hubbegrenzungsspindel, welche seine Lage derart bestimmt, dass die richtige
Entnahmedampfmenge eingestellt wird.
Unter den Kegeln der links angeordneten Ventile herrscht ein grösserer Druck als der Entnahmedruck ; da jedoch durch die unrunden Scheiben 13 die Hubhöhen der Begrenzungsspindeln so abgestuft sind, dass die Ventilkegel von den Spindeln nacheinander geöffnet werden, so drücken diese Spindeln die Kegel der beiden links angeordneten Ventile auf ihre Sitze und schliessen sie. Es arbeitet also selbsttätig nur das mittlere Ventil. Wenn nun z. B. der Druck in der Ent- nahmeleitung sinken würde, dann würde der Kolben des Druckzylinders 18 sinken, die Regulierwelle 14 würde sich nach links verdrehen und die Spindel des mittleren Ventils würde steigen und mehr Dampf in die Entnahmeleitung eintreten lassen. Würde hierauf die Belastung der Turbine sinken, dann würde der Druck in der Stufe vor der Entnahmestelle sinken und daher auch der Kolben im Druckzylinder 17.
Dadurch würde die Hubbegrenzungsspindel im Ventil links von der Entnahmestelle steigen, der Ventilkegel würde sich öffnen und der Dampf aus der höheren Druckstufe in die Entnahmeleitung strömen.
Dabei würde der Druck in der mittleren Stufe und daher auch unter dem Kegel des mittleren Ventils unter den Entnahmedruek sinken, und der Kegel würde sich infolge des Überdruckes von oben schliessen.
Auf diese Weise käme bei einer Belastungsänderung das linke Ventil in Tätigkeit.
Wenn man gemäss dieser Beschreibung die Arbeitsweise der Einrichtung weiter verfolgt, dann kann man beobachten, dass entsprechend der Entnahmedampfmenge (d. h. dem Druck in der Entnahmeleitung) und der Belastung der Turbine (d. h. dem Druck in irgendeiner Stufe) vor der Entnahmestelle oder der Lage der Reglermuffe die Ventile nacheinander geöffnet werden ; dadurch wird das Wandern der Entnahmestelle längs des Turbinengehäuses erzielt. Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass der Hauptstrom des Dampfes in der Turbine von den Regelorganen nicht betroffen wird und die Regelventile nur auf den Entnahmedampf einwirken. Dadurch entfallen auch die Drossel-und Stauverluste des Hauptstromes, und die Einrichtung arbeitet daher sehr wirtschaftlich.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Regelung von Entnahmedampfturbinen mit am Turbinengehäuse wandernder Entnahmestelle, dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne Entnahmestelle auf dem Turbinengehäuse ein eigenes selbständiges Regelventil besitzt, welches als Rückschlagventil oder-klappe ausgebildet ist, das sich selbsttätig infolge des Überdruckes des Dampfes in der Druckstufe öffnet und dadurch geregelt wird, dass die Hubhöhen der Ventilkegel durch Spindeln begrenzt werden, welche Anschläge für die Kegel bilden und von der Regeleinrichtung bewegt werden.