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Einrichtung zur Druckregelung in der Anfahrleitung von Zwangdurchlaufkesseln
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Druckregelung in der Anfahrleitung von Zwangdurchlauf- kesseln-das sind sogenannte Benson-Kessel-für das hindurchströmende, erwärmte Medium, mit einem
Druckregler sowie einem von diesem gesteuerten, in der Anfahrleitung eingesetzten Ventil.
Beim Anfahren von Benson-Kesseln wird bekanntlich das aus dem Kessel austretende Medium-also zunächst Wasser und später Dampf-über eine parallel zu den Turbinen angeordnete Überström-Station solange in den Wasserkreislauf zurückgeführt, bis es die Betriebstemperatur erreicht hat und die Turbinen in Betrieb genommen werden können ; dabei muss in der Anfahrleitung des Kessels der Druck des hindurch- strömenden Mediums unabhängig von seinem Aggregatzustand konstant gehalten werden.
Bei derartigen Anlagen mit automatischem Anfahrprogramm ist es auch bereits bekannt, die vor der Überströmstation angeordneten Ventile mittels sogenannter Proportional-Regler-P-Regler-in Ab- hängigkeit vom Druck des Mediums in der Anfahrleitung zu verstellen. Solche Einrichtungen arbeiten auch soweit befriedigend, wenn an die Konstanz des Druckes in der Anfahrleitung keine allzu hohen Anforderungen gestellt werden, weil dann durch entsprechende Wahl des Proportionalbereiches des Reglers eine hinreichende Stabilität des Regelkreises erzwungen werden kann.
Eine häufig erwünschte Verminderung des Proportionalbereiches ist jedoch wegen des unterschiedlichen Verhaltens der Regelstrecke in der Wasser- und in der Dampfphase des Mediums nicht möglich, da sich sonst beim Übergang von der Wasser- in die Dampfphase unzulässig grosse Druckabweichungen vom Soll-Wert einstellen ; ausserdem ist die Regelung in der Wasserphase unstabil.
Es wurde daher auch bereits vorgeschlagen, in Anfahrleitungen von Benson-Kesseln zur Druckregelung des Mediums sogenannte Proportional-Integral-Regler-PI-Regler-einzusetzen, wodurch jedoch die aufgezeigten Schwierigkeiten auch nicht beseitigt werden können ; die Verwendung von PI-Reglern ist auch häufig unerwünscht, da bei diesen mangels einer Zuordnung zwischen der jeweiligen Ventilstellung und der Regelgrösse eine Parallel-Regelung zweier oder mehrerer Überströmstationen in den Anfahrleitungen nicht ohneweiters möglich ist.
Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, dass bei PI-Reglern der Proportionalbereich beim Übergang des Mediums von der Wasser- in die Dampfphase klein bzw. in den zulässigen Grenzen gehalten werden kann, wobei anderseits auch eine genügende Stabilität des Regelkreises in der Wasserphase erzielbar ist.
Nach der Erfindung werden daher Einrichtungen der eingangs beschriebenen Art zur Druckregelung
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Temperatur des Mediums in der Anfahrleitung enthält, durch welche von der Ausgangsgrösse des Druck- reglers der Integralanteil mit steigender Temperatur zurückgenommen wird.
Bei dem PI-Regler wird dabei zweckmässig der Integralanteil stetig derart gesteuert, dass der Regler in der Dampfphase des Mediums ein proportionales Zeitverhalten aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung wird ein Regler mit Rückführung verwendet und es erfolgt die Steuerung seines Zeitverhaltens in an sich bekannter Weise durch Eingriff in die Rückführung, wobei der zweitweise vorhandene Proportionalbereich des Druckreglers mit steigender Temperatur des Mediums zurückgenommen wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen elektrischen Einrichtung zur Druckregelung in der Anfahrleitung von Zwangdurchlaufkesseln schematisch dargestellt.
Die Speisepumpe 1 eines Benson-Kessels führt das zunächst flüssige Medium in das Überhitzersystem 2 des Kessels ein. Am Austritt des Kessels gelangt das Medium über die Leitung 3 im normalen Betriebsfall der Anlage über das Ventil 4 in eine Turbine 5 und von dort in einen Kondensator oder in eine der Turbine nachgeschaltete Niederdruckturbine od. dgl. Beim Anfahren des Kessels ist das Ventil 4 gesperrt und das zunächst flüssige Medium gelangt über die Anfahrleitung 6 in die Überströmstation 7 und von dort aus zurück in den Wasserkreislauf. Beim Anfahrvorgang ist der Druck des Mediums in der Leitung 3, 6 konstant zu halten.
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Zur Druckregelung des Mediums in der Leitung 3, 6 enthält die Überströmstation 7 ein Überventil, das in Abhängigkeit vom Druck in der Leitung 3 im Sinne der Regelung verstellt werden kann ; der Druck in der Leitung 3 wird mittels einer Druckmessvorrichtung 10 in einen elektrischen Gleichstrom umgewandelt,
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verglichen und es fliesst über die Leitung 13 am Ausgang der Vorrichtung 12 ein der Regel-Abweichung entsprechender Gleichstrom, der einem Verstärker 8 zugeführt ist, welchem ein elektrischer oder elektrohydraulischer Stellmotor 9 nachgeschaltet ist, der das Ventil in der Überströmstation 7 verstellt.
Der Regler ist zur Herbeiführung einer proportional wirkenden Regelung mit einer Rückführung ausgestattet ; das Stellgetriebe des Motors 9 verstellt einen Stellungsrückmelder 14, der eine der Stellung des Ventiles entsprechende Wechselspannung aussteuert ; die Wechselspannung ist über ein Zeitglied 14'dem Eingang des Regelverstärkers 8 als Gleichspannung zugeführt, welches eine proportional übertragende Vorrichtung 17 und ferner eine dazu parallel angeordnete Vorrichtung 16 enthält, deren Übertragungeigenschaften nachgiebigen Charakter aufweisen ; durch diese Ausbildung wird der beschriebene Regler in an sich bekannter Weise zu einem PI-Regler.
Das Übertragungsmass der Vorrichtung 16 ist durch den Stellmotor 20 einstellbar, der auf ein Potentiometer einwirkt, dessen Stellung in Abhängigkeit von der Temperatur des Mediums in der Leitung 3 ver- ändert wird ; zur Ermittlung dieser Temperatur ist die elektrische Temperatur-Messvorrichtung 21 vorgesehen, der ausgangsseitig der Stellmotor 20 nachgeschaltet ist ; mit steigender Temperatur verstellt der Motor 20 das Übertragungsmass der Vorrichtung 16 im Sinne der Verminderung des Integralanteiles des Reglers, so dass schliesslich bei einer bestimmten einstellbaren Temperatur des Mediums der PI-Regler in einen P-Regler übergeht.
Auf Grund der erläuterten Wirkungsweise setzt sich der Proportionalbereich des Druckreglers aus einem bleibenden einstellbaren Proportionalbereich und einem verschwindenden Proportionalbereich zusammen-d. h. die Stellungsrückführung des Reglers, durch die der Proportionalbereich bestimmt ist, wird einmal direkt und einmal als nachgiebige Rückführung auf den Eingang des Reglers geschaltet.
Der bleibende Proportionalbereich ist durch die zulässige Druckabweichung in Abhängigkeit von der Last bedingt, während der vorübergehende Proportionalbereich durch die Stabilitätsforderungen vorgegeben wird.
Die Steuerung des Integral-Anteiles des PI-Reglers kann selbstverständlich bei entsprechendem Aufbau dieses Reglers auch auf anderem Wege erfolgen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Druckregelung in der Anfahrleitung von Zwangdurchlaufkesseln-das sind sogenannte Benson-Kessel-für das hindurchströmende, erwärmte Medium, mit einem Druckregler sowie einem von diesem gesteuerten, in der Anfahrleitung eingesetzten Ventil, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei Verwendung eines einstellbaren Druckreglers mit wenigstens Proportional-Integral-Übertragungs- verhalten-also z. B. eines sogenannten PI-Reglers-Organe zur Steuerung seines Zeitverhaltens in Abhängigkeit von der Temperatur des Mediums in der Anfahrleitung (3-6) enthält, durch welche von der Ausgangsgrösse des Druckreglers der Integralanteil mit steigender Temperatur zurückgenommen wird.