Steuerungseinrichtung für Ein- und Mehrfach-Entnahmedampfturbinen, Entnahme-Mehrdruck- und Mehrdruckdampfturbinen, die durch Druckflüssigkeit betrieben wird. Die Aufgabe einer gewöhnlichen Tur binensteuerung ist die Konstanthaltung der Drehzahl. Handelt es sich um eine Ent nahmeturbine, so kommt als weitere Bedin gung die Konstanthaltung des Entnahme druckes dazu. Beides geschieht bekanntlich mit einer gewissen Ungleichförmigkeit, die je naoh dem Zweck und der Güte der Steue rung grösser oder Meiner sein kann. Eine Leistungsänderung wird daher immer eine gewisse Drehzahländerung, und eine Ent nahmeänderung eine gewisse Entnahme druckänderung zur Folge haben.
Diese Re- geleigenschaften einer Entnahmesteuerung nimmt man nicht nur in Kauf, seie sind im Gegenteil erwünscoht, da gerade sie einen ge ordneten Parallelbetrieb mehrerer Maschinen erst ermöglichen. Hingegen ist es ganz un erwünscht und wird in den. meisten Fällen als störend empfunden, wenn durch Lei stungsänderungen Entnahmedruckänderungen und durch Entnahmeänderungen Drehzahl- änderungen verursacht werden, und zwar auch dann, wenn diese im Rahmen der üblichen Ungleichförmigkeit bleiben. An eine gute Entnahmeteuerung wird daher die Forderung gestellt, dass 1. bei Leistungsänderungen der Ent nahmedruck und 2. bei Entnahmeänderungen die Drehzahl praktiscoh konstant bleiben.
Diese Forderun gen sind dann erfüllt, wenn bei einer Lei stung änderung die durchströmende Dampf menge in den Einlass- und Überströmventilen um gleich viel ändert und wenn bei einer Entnahmeänderung sich die Leistungsände rungen der Hoeihdruckstufe einerseits und der Niederdruckstufe anderseits ausgleichen. Beides ist nur möglich, wenn die Ventil bewegungen bei diesen Regelvorgängen auf bestimmte Art aufeinander abgestimmt sind, Dem Bestreben, in dieser Richtung einen. Sohritt weiter zu kommen, verdankt die Druekflüssigkeitssteuerung gemäss der Erfin- dung ihr Entstehen.
Die erwähnte Abstim mung zwischen den Ventilbewegungen er möglicht sie dadurcb, dass zwischen den Reglern einerseits und den zu steuernden Ventilgruppen anderseits ein Druckwandler eingeschaltet ist, der Regelimpulse von den Reglern empfängt und gemäss diesen Flüssig keitsdrücke steuert, mit denen die Ventil gruppen betätigt werden.
An Hand der Zeichnung, die Ausfüh rungsbeispiele des Erflndungsgegenstandes darstellt, sei die Erfindung näher erläutert, wobei als Druckflüssigkeit Öl angenommen sei.
Fig. 1 zeigt die Steuerung in schema tischer Darstellung. Diese lässt in anschau licher Weise erkennen, dass die durch die beiden Regler, Geschwindigkeitsregler 1 und Druckregler 19, gesteuerten Öldrücke pn und pe, die wir als Primärdrücke bezeichnen, auf den Druekwanudler 9 wirken, der nun erst, die Sekundärdrücke pf und pd steuert, mit denen die Einlass- und Überströmventile 6 bezw. 7 betätigt werden. Die Einlass- und Über- strömventile werden also bei dieser Steuerung nicht mehr wie bisher unmittelbar durch den Gesehwindigkeits- und Entnahmedruckregler 1 bezw. 19 gesteuert, sondern durch je einen Stufenkolben 10, 11 (Fig. 2), der seinerseits die Regelimpulse von den genannten Reglern empfängt.
Das Innere des Druckwandlers 9 zeigt die Fig. 2, in der alles Unwesentliche weggelassen wurde. Die Stufenkolben 10, 11, auf deren Flächen die beiden Primärdrüeke pn und pe wirken, sind oben je zu einem Steuerschieber ausgebildet, mit dem sie die Sekundärdrücke pf und pu steuern. Dies ge schieht mit den beiden Steuerkanten X und Y, die in der Mlittellage der Stufenkolben die Öldurchfiüsse überdeckungslos schliessen und über die bei einer Verschiebung des Kolbens Drucköl unter die Kraftkolben 8 der Ventile 6, 7 gegeben oder von dort abgelassen wird, wie die mittleren Pfeile andeuten.
Die Rück führung der Stufenkolben 10, 11 erfolgt durch die gesteuerten Drücke selbst, indem sie auf die obere Stirnfläche der Stufen- kolben wirken. Ihre Sollwerte sind bestimmt durch das Gleichgewicht mit den Drücken pn und pe, zu denen sie auf diese Art in eine bestimmte Abhängigkeit kommen. Wie Fig. 2 zeigt, unterscheiden sich die beiden Stufen kolben 10, 11 nur durch die Druckrichtung von pe, die am einen Kolben (10) nach oben, am andern (11) nach unten geht. Bezüglich des Verhaltens der beiden Sekundärdrücke wirkt sich das so aus, dass bei einer Erhöhung von pn sowohl pf als auch pu zunehmen, w ahrend ä bei einer Erhöhung el von pe, pf zu nimmt und pu abnimmt.
Das bedeutet, dass bei einer Leistungserhöhung, die ja durch eine Erhöhung von pn angezeigt wird, beide Ventilgruppen öffnen und bei einer Ent nahmevergrösserung die Einlassventile öffnen und die Überströmventile schliessen. Damit bei diesen Regelvorgängen im einen Fall der Entnahmedruck, im andern Fall die Dreh zahl nicht gestört werden, müssen die Ventil bewegungen und folglich auch die entspre chenden Sekundärdruekänderungen, wie be reits oben gezeigt, in bestimmten Verhält nissen zueinander stehen. Eine solche Ab stimmung der Sekundärdrücke aufeinander ist aber ohne weiteres möglieh durch ge eignete Wahl der verschiedenen Kolben flächen.
Allerdings setzt dies eine lineare Abhängigkeit der durchströmenden Dampf- niengen von den Sekundärdrücken voraus, die durch Anwendung von Drosselkragen an den Ventilen bis zu einem gewissen Grade auch erreicht wird. Mit derselben Genauig keit, mit der dies möglich ist, hält dann auch die Steuerung die eingangs erwähnten Re gelbedingungen ein.
In der üblichen Darstellungsweise und entsprechend ausführlicher zeigt Fig. 3 die Steuerungseinrichtung an einer Entnahme- 25 mit der Zuleitung 26 und der Entnahmeleitung 27, den Einlass- ventilen 6, den Übenströmventilen 7, von welchen beiden Arten nur je eines darges.te!llt ist, ihren.
Kraftkolben 8, dem Rückschlag und Absperrventil 21 in der Entnahme leitung, dem Geschwindigkeitsregler 1 mit Ü.lregulierbüehse 3 und Olreguliersvhlitz 4, Ein.stellschmuhe 5 und Za,hnradölpumpe 2. 19 ist der Entnahmedruckregler, der durch Impulsleitung 28 mit der Dampfentnahme stufe der Turbine verbunden ist. Dass eigent- lche Zentralsteuerorgan isst der Druck- wandler 9.
Ihm werden durch die Leitungen 22 und 23 die durch Geschwindigkeitsregler 1 und Entnahmedruckregler 19 gesteuerten Primärdrücke pn und pe zugeführt. Durch die Leitung 29 erhält der Druckwandler das Kraftöl von der Pumpe 2 mit dem Druck pp; bei 35 fliesst das durch die beiden Stufen kolben abgesteuerte Öl weg. Die durch den Druckwandler 9 gesteuerten Sekundärdrücke pf und pü werden durch die Leitungen 30 und 31 zu den Kraftkolben 8 der Einlass- und Überströmventile 6 und 7 geleitet. Der Schnitt durch den Druckwandler zeigt die beiden Stufenkolben 10 und 11, die grund sätzlich mit denjenigen der Fig. 2 über einstimmen.
Sie unterscheiden sich von diesen nur dadurch, dass das gesteuerte Öl anstatt aussen herum, durch das Kolbeninnere auf die obern Stirnflächen geleitet wird. Die übrigen Unterschiede werden weiter unten in einem andern Zusammenhang noch erörtert.
Wie der Schnitt zeigt, gelangt der Pri märdruck pn in die Räume R, wo er an beiden Stufenkolben nach oben drückt. Der andere Primärdruck pe wird über einen Hahn 12 nach den Räumen<B>S</B> und T geleitet, wo er am Stufenkolben 10 nach oben, am Stufen kolben 11 dagegen nach unten drückt. X und Y sind wieder die Steuerkanten. In den Räumen V und W herrschen die Sekundär drücke pf und pü.
Die zwei hauptsächlichsten Regelvor gänge, Leistungsänderung und Entnahme änderung, spielen sich wie folgt ab: Bei einer Leistungserhöhung z. B. fällt zunächst die Drehzahl, und es erhöht der Gesehwindigkeitsregler 1 den Primärdruck pn. Da der Vorgang ohne nennenswerte Stö rung des Entnahmedruckes vor sich geht, bleibt der andere Primärdruck pe konstant. Infolg e der Änderung von pn gehen beide Stufenkolben nach oben, öffnen mittels der Steuerkanten X die Kraftölzuflüsse zu den Räumen F und W, wodurch die Sekundär- drücke pf und pü erhöht werden.
Dies be wirkt einerseits eine Wiederherstellung des gestörten Gleichgewichtes an den beiden Stufenkolben und damit ehne Rückführung derselben in. ihre Ausgangsstellung, ander seits ein Öffnen der Einlass- und Überström- ventile 6 und 7, wodurch die gewollte Lei stungserhöhung vollzogen wird. Im Falle einer Leistungsabnahme steigt die Drehzahl, fällt pn, öffnen die Steuerkanten Y, fallen die Drücke pf und pü und sehliessen die Eimass- und Überströmventile 6 und 7.
Bei seiner Entnahmevergrösserung fällt zuerst der Entnahmedruck und es erhöht der Entnahmedruckregler 19 den Druck pe. In folgedessen geht der Kraftkolben 10 nach oben und öffnet den Kraftzufluss mittels der Steuerkante X; der Kolben 11 geht naeh unten und öffnet den Steuerölabfluss mittels der Steuerkante Y. Der steigende Druck pf öffnet die Einilassventile6, der fallende Druck pü schliesst die Überströmventile 7.
Beide Stufenkolben 10, 11 werden durch die Än derungen der Sekundärdrücke pf und p" rückgeführt. Bei einer Entnahmeverkleine- rung verläuft der beschriebene Vorgang genau in umgekehrter Richtung.
Verhalten in den Grenzfällen: Ausser,den oben besprochenen zwei Regel bedingungen müssen an eine einwandfreie Entnahmesteuerung noch weitere Anforde rungen gestellt werden. Diese betroffen das Verhalten; der Steuerung an den Grenzen des normalen Regulierbereiches. Diese Grenzen sind: erreicht, wenn eine der beiden Ventil gruppen ausgesteuert, das heisst entweder ganz offen oder ganz geschlossen ist.
Die von der Steuerung verlangte Doppelaufgabe; die Einhaltung einer bestimmten Leistung und die EinhaUung einer bestimmten Ent nahmemenge, kann die Steuerung nur mit Hilfe zweier Ventilgruppen, Einlass- und Übersträmventillen, lösen.
Da aber in diesen Grenzfällen eine ,der beiden: Gruppen als Re- geloTgan ausscheidet, so können auch nicht mehr beide Bedingungen gleichzeitig ein- gehalten werden, sondern entweder die eine oder die andere. Insgesamt lassen sich vier solcher Grenzfälle unterscheiden.
Ihnen sind auch die Abweichungen an den Stufenkolben zwischen der Fig. 3 und der Fig. 2 zuzu schreiben, die oben erwähnt wurden und die auf das Anbringen der vier Absteuerkanten A-D zurückzuführen sind.
Fall 1. Die Einlassventile sind ganz ge öffnet: Werden im Verlaufe eines Regelvorgan ges die Einlassventile 6 ganz geöffnet, so be deutet das, dass von diesem Augenblick an nicht mehr genügend Dampf in die Turbine gelangt, um sowohl den Leistungsbedarf als auch die Entnahmemenge zu decken. Mit wenigen Ausnahmen verlangt die Praxis in solchen Fällen ein Einhalten der Leistung auf Kosten der Entnahme. Um bei dieser Steuerung ein solches Verhalten zu erreichen, sind besondere Vorkehrungen notwendig, die einerseits in einer Abstimmung der Federn der Einlassventile zum Ölpumpendruck pp be stehen, anderseits im Anbringen der Absteuer kante B am Kalben 10.
Die Bestimmung der Ventilfedern geschieht so, dass mit der maxi malen Ventilöffnung zugleich auch der maxi male Steueröldruck erreicht wird. Dieser liegt knapp unter dem Pumpendruck und wird durch diesen bestimmt. Die Folge davon ist, dass, sobald die Einlassventile ganz offen sind, der Druck pf nicht weiter steigen kann. Dies wäre aber zur Erhaltung des Gleich gewichtes am Kolben 10 erforderlich und hat weiter zur Folge, dass jedesmal, wenn die Einlassventile ganz offen sind, der Kolben 10 seine normale Lage verlässt und sich nach oben verschiebt. Dabei wird durch die für diesen Fall vorgesehene Absteuerkante B ein zweiter Ölabfluss aus den Räumen S und T freigegeben, nämlich durch das Innere des Kolbens 10, wodurch pe abgesenkt wird.
Dies geschieht nun nur so weit, als zur erneuten Herstellung des Gleichgewichtes am Kolben 10 notwendig ist, wobei pe um soweiter abge senkt wird, je höher pn steigt und umgekehrt. Der Kolben 10 steuert jetzt nicht mehr den Druck pf, sondern den Druck pe, und zwar nach Massgabe von pn. Eine Beeinflussung dieser Vorgänge vonseiten des Entnahme- druckreglers 19 tritt nicht ein, da sich dieser mit dem Moment, wo die Absteuerkante B eingreift, durch gänzliches Schliessen seines Ölabflusses 20 von selbst ausschaltet. Dies geht so vor sich, dass durch die Absenkung von pe die Überströmventile 7 mehr geöffnet werden, als dies zur unveränderten Einhal tung der Entnahme nötig wäre, so dass der Entnahmedruck fällt, und zwar um weit mehr, als der Ungleichförmigkeit des Ent nahmedruckreglers 19 entspricht.
Dadurch w ird der Entnabmedruckregler zum voll ständigen Schliessen seines Ölabflusses ver anlasst, womit er sich gleichzeitig auch aus- sehaltet. Damit bleibt nur noch der Ge schwindigkeitsregler 1 zur Steuerung der Turbine. Dieser steuert nach wie vor den Druck pn, da aber dieser jetzt mit Hilfe des Kolbens 10 über die Absteuerkante B den Druck pe steuert, bestimmt der Geschwin digkeitsregler beide Drücke, die für die Öff nung der Überströmvenfile 7 massgebend sind. Die letzteren stehen jetzt also nur noch unter dem Einfluss des Geschwindigkeits reglers 1 und werden ausschliesslich durch diesen gesteuert. Selbstverständlich geschieht dies im Sinne der Einhaltung der Leistung, wogegen die Entnahme fallengelassen wird.
Während dieses Zustandes bleibt pf auf seinem Maximalwert, und es bleiben die Ein- dassv entile 6 geöffnet stehen.
Diese greifen erst wieder in den Regelvorgang ein, wenn infolge abnehmender Leistung oder abneh- nienderEntna.hmP; derEntnahmedruck wieder auf seinen normalen Wert ansteigt. und der Druckregler 19 selbst einen Anstieg von pe verhindert, indem er seinen Chlabfluss 20 wieder öffnet.
Sobald dies geschieht, fängt auch die Kante B ihren ölabfluss mehr und mehr zu dmosseln an, wodurch schliesslich die Steuerung von p8 wieder an den Druck regler 19 übergeht und der normale Zustand wieder hergestellt wird.
Fall. 2. Die Einlassventile sind geschlos- sen: Dieser Fall ist im Sinne obiger Ausfüh- rungen nur dann von Bedeutung, wenn an der Entnahmestelle nicht nur Dampf entnom- men, sondern auch zugesetzt werden kann, das heisst wenn es sich z. B. um eine Ent nahme-Zweidruckturbine handelt. Die Steue rung einer solchen Turbine wird weiter unten besonders behandelt werden, so dass an dieser Stelle nicht weiter darauf eingegangen zu werden braucht.
Es sei nur erwähnt, dass die Abstenerkante D für diesen Fall vorgesehen isst, damit der hier beschriebene Druckwand- ler mit geringfügigen Änderungen auch für die Entnahme-Zweidrucksteuerung verwen det werden kann.
Fall 3. Die Übrströmventile sind ganz geöffnet: Die Überströmventile 7 öffnen bei zu nehmender Leistung oder abnehmender Ent nahme. Kommen sie im Verlaufe eines solchen Regelvorganges in ihre Endlage, so kann der Entnahmedruck nicht mehr auf seinem vorgeschriebenen Wert gehalten werden und steigt darüber hinaus. Da dies nicht immer zulässig ist, muss eine Massnahme getroffen werden, um den Entnahmedruck nach oben zu begrenzen, was auf folgende Art vor sich geht: Wie bei den Einlassventilen, so werden auch bei den Überströmventilen die Federn so gewähnt, dass der maximale Steueröldruck und die maximale Ventilöffnung gleichzeitig erreicht werden.
Die Unmöglichkeit eines wei- teren teren Druckanstieges über diesen Maximalwert hinaus bewirkt, dass der Kolben 11 durch den steigenden Druck pn oder den füllenden Druck pe aus seiner normalen Lage heraus nach oben geschoben wird, wobei dieser mit der Absteuerkante C einen zweiten Ölabfluss aus den Räumen R freigibt. Der Primär druck pn wird dadurch an einem weiteren Anstieg gehindert, so dass auch die Einlass ventile nicht weiter öffnen können. Die ver langte Leistung kann dann natürlich nicht eingehalten werden, so dass die Drehzahl fällt und der Geschwindigkeitsregler seinen Öl abfluss bei 4 gänzlich schliesst.
Die Öffnung des Abflusses bei C geht nun aber nur so weit, bis die Drücke p, und, pn am Kolben 11 ei miteinander ins Gleichgewicht kommen, was darauf hinausläuft, dass pn durch pe gesteuert wird. Auf diese Vorgänge hat der Druck pü keinen Einfuss, da er dabei unverändert auf seinem Maximum stehen bleibt. Man hat also auch hier wieder den Fall, dass der eine Regler ausgeschaltet und die Turbine durch den andern allein weiter gesteuert wird. In diesem Fable wird der Geschwin digkeitsregler 1 ausgeschaltet, der Ent nahmedruckregler 19 steuert die Turbine auf Einhaltung der Entnahme und lässt dabei die Leistung abfallen.
In Fällen, wo zu Gunsten der Leistungs- ausnützung der Turbine auf die Begrenzung des Entnahmedruckes verzichtet wird, kann der Ölabfluss über die Absteuerkante C durch Umstellen des Hahnes 14 mittels des Hand griffes 16 ausgeschaltet werden. Diese Stel lung des Hahnes 14 zeigt Fig. 4.
Fall 4. Die Überströmventile sind ge schlossen: Werden bei einem Regelvorgang infolge zunehmender Entnahme oder abnehmender Leistung die Überströmventile 7 geschlossen, so wird entweder die verlangte Entnahme nicht gehalten oder der Leistungsbedarf über schritten. Das eine hat eine Entnahmedruck absenkung, das andere eine Drehzahlerhö hung zur Folge. Der Druck pe wird daher steigen und die Einlassventile zu öffnen ver suchen, pn dagegen fallen und die Einlass ventile zu schliessen versuchen.
Daraus kann sich folgender Zustand ergeben: Ist der Druck pn zufällig ziemlich klein, so wird er die durch pe angestrebte Öffnung der Ein lassventile nicht verhindern können, da er nicht genügend' abnehmen kann, so dass diese unter dem alleinigen Einfluss des Ent- nahmedruckreglers@ öffnen, um die verlangte Entnahme einzuhalten. Dies, hätte aber un vermeidlich eine Überschreitung des Lei- stungs:bedarfes und ein Hochgehen der Dreh zahl zur Folge, so dass- die Turbinedurch den Sicherheitsregler abgestellt würde.
Da dies natürlich nicht vorkommen darf, erhält der Kolben 11 eine weitere Absteuerkante A, durch die verhindert wird, d'ass der Druck p, weiter steigt, wenn die überströmventile ge- schlo,ssen sind. Da eine wesentliche Absen- kung des Druckes pü von dem Moment an, wo die Überströmventile schliessen, nicht möglich ist, wird das Gleichgewicht am Kol ben 11 nicht weiter bestehen können und dieser aus einer normalen Lage heraus nach unten gehen.
Durch diese Verschiebung wird an der Absteuerkante A ein zweiter Abfluss aus den Räumen S und T freigegeben und der Druck pe an einem weiteren Ansteigen gehindert. Die Einlassventile können daher nicht so weit öffnen, wie das mit Rücksicht auf die Entnahme nötig wäre, so dass der Entnahmedruek fällt und der Entnahme druckregler 19 seinen Ölabfluss 20 gänzlich schliesst. Der Druck pe wird dann ausschliess lich durch die Absteuerkante A in Abhängig keit von pn gesteuert, so dass die Einlass ventile 6 nur noch unter dem Einfluss des Geschwvindigkeitsreglers 1 stehen. Die Tur bine wird damit nur noch dem Leistungs bedarf entsprechend und ohne Rücksicht auf den zu geringen Entnahmedruck geregelt.
Umstellung von Entnahme- auf Konden sationsbetrieb: Wird während einer längeren Betriebs dauer der Turbine kein Dampf entnommen, so ist es wirtschaftlicher, den Entnahme druck nicht weiter einzuhalten und die Über- strömventile 7 gänzlich zu öffnen. Dies ge schieht bei dieser Steuerungseinrichtung durch Umlegen des Handgriffes 15 am Druckwandler. Mit diesem Griff wird der gemeinsame Reiber der Hähne 12 und 13 be tätigt. Mit dem Hahn 12 wird der Entnahme druckregler 19 von den Räumen S und T ab geschaltet und gleichzeitig ein Abfluss über die Blende 18 freigegeben. (17 ist eine Zu laufblende zum Regler 19.) Mit dem Hahn 13 werden die Überströmventile 7 vom Raum W abgeschaltet und statt dessen mit dem unter Pumpendruck pp stehenden Raum U verbunden.
Um sicher zu sein, dass der Turbine tatsächlich kein Dampf entnommen wird, was beim Umschalten zu Belastungs stössen führen würde, wird vorher zweck mässig das Rückschlagventil 21 von Hand ge schlossen. Da durch das Umstellen des Hahnes 12 in den Räumen S und T keine Druckänderung eintreten darf, wird das Öl vom Hahn 12 nicht einfach in den Ablauf 35 abgelassen, sondern durch die Blende 18 noch auf einen gewissen Druck angestaut, der identisch ist mit demjenigen, den der Ent nahmedruckregler 19 für die Entnahme menge Null einstallt und der auch unmittel bar vor dem Umstellen in den Räumen und T geherrscht hat.
Anwendung bei Entnahme-Zweidruck steuerungen: Die Regelvorgänge sind bei der Entnahme- Zweidrucksteuerung grundsätzlich dieselben wie bei der vorgehend beschriebenen Ent nahmesteuerung, und zwar nicht nur im Ent nahmebetrieb, was ja selbstverständlich ist, sondern auch im Zubsatzbetrieb. Die Auf gabe dieser Steuerung ist gegenüber der Entnahmesteuerung einfach erweitert durch die zusätzliche Bedingung, dass der Ent- nahmedruek auch dann einzuhalten ist, wenn, anstatt der Turbine Dampf zu entnehmen, solcher an der Entnahmestelile zugeführt wird.
Diese Bedingung schliesst in sich, dass stets aller anfallende Niederdruekdampf ver arbeitet und nur so viel Frischdampf zu- gesetzt wird, als zur Erzeugung der verlang ten Leistung erforderlich ist.
Hierin liegt aber gegenüber .der Aufgabe der Entnahme steuerung nichts wesentlich Neues, so dass es möblieh iet, für diese Steuerung den Druck- @n,andler der Entnahmesteuerung zu ver- wen.den. Die Anpaesung an den erweiterten Zweck ist durch den Einbau zweier Federn 37 und 38, Fig. 5, ohne weiteres möglich.
Allerdings darf dies nicht so verstanden werden, dass nach dem Einbau dieser Federn eine Entnahmeturbine einfach als Entnahme- Zweid.ruckturbine betrieben werden könnte. Eine solche Erweiterung des Arbeitsbereiches der Steuerung setzt., wie wir sehen werden, auch eine Neubemessung der Stufenkolben voraus und kann daher nicht ohne Aus- weclrslung dieser Teile vorgenommen werden.
In der Beschreibung der Entnahmesteue- rung wurde gezeigt, dass zwischen Entnahme menge und Primärdruck p, eine bestimmte Zuordnung besteht. Diese kann im Sinne der Fig, 6 mit Entnahmemenge E als Abszisse und Primärdruck pe als Ordinate, durch eine Gerade angenähert werden. Der der Entnahme Null entsprechende Druck pe* wird durch die Minimalwerte der übrigen Drücke an den Stufenkolben aufgenommen, so dass als wirksamer Teil von pe nur die schraffierte Fläche übrig bleibt.
Bei einer Entnahme-Zweidrucksteuerung ergibt sich nun die Notwendigkeit, die Änderung des Druckes pe auch auf dien Zusatzbereich aus zudehnen, was aber nur nach Fig. 7 möglich ist (Zusatzmenge Z). Eine Verlängerung des Verlaufes nach Fig. 6 nach links würde negative Drücke in der Steuerflüssigkeit be dingen und kommt deshalb nicht in Frage. Für Entnahme-Zweidrucksteuerungen muss somit pe* grösser gewählt werden. Die durch den erhöhten Druck auf die Stufenkolben ausgeübte Belastung ist daher erheblich grösser als bei der reinen Entnahmesteuerung und muss durch Federn aufgenommen wer den. Diese Federn 37 und 38 haben nicht zu regeln, sondern einfach mit praktisch kon stanter Kraft auf die Stufenkolben 10, 11 zu drücken, und zwar am Kolben 10 nach unten und am Kolben 11 nach oben.
Als resultie render Einfluss des Druckes pe und der Fe dern ergeben eich Kräfte, die einem Druck verlauf nach Fig. 8 entsprechen. Wie man sieht, ist dabei die auf den Entnahmebereich entfallende Änderung von pe kleiner als bei der reinen Entnahmesteuerung, was durch entsprechende Vergrösserung der Stufen kolbenflächen ausgeglichen werden russ. Damit sind die Verhältnisse für den Druck- wandler dieselben geworden wie für die reine Entnahmesteuerung und im Entnahme bereich spielen sich denn auch die Regel vorgänge genau so ab, wie bei dieser. Der Übergang von Entnahme- auf den Zusatz betrieb oder umgekehrt geht vollkommen stetig vor sich.
Mit abnehmder Entnahme schliesst der Druckwandler 9 die Einlass ventile 6 und öffnet die Überströmventile 7. Im Augenblick, wo die Entnahme zu Null wird, sind die Einlass- und Überströmventile so weit offen, dass sie die gleiche Dampf menge durchlassen. Wird nun beim Zwei druckbetrieb an der Entnahmestelle noch Niederdruckdampf zugesetzt, so schliessen die Einlassventile und öffnen die Über- krömventile weiter. Durch die Einlassventile strömt dann weniger Dampf als durch die Überströmventile. ImZweidruckbereich spielt sich ein Regelvorgang - z. B. eine Erhöhung der Zusatzdampfmenge - folgendermassen ab.
Er beginnt mit einer Erhöhung des Dampfdruckes vor den Überströmventilen, was den Entnahmedruckregler 19 veranlasst, den Druck pe im Raume T abzusenken. Hierauf geht dem Kolben 10 nach unten und schliesst die Einlassventile, der Kolben 11 nach oben und öffnet die Überströmventile. Da diese Ventilbewegungen wie bei einer Entnahmeänderung im richtigen Verhältnis zueinander stehen, ändert sich dabei die Ge samtbelastung nicht, so dass auch pn konstant bleibt und die Regelvorgänge im Druck- wandler überhaupt nicht beeinflusst.
Grenzfälle: Die in der Beschreibung der Entnahmesteuerung behandelten Grenzfälle treten selbstverständlich auch bei dieser Steuerung auf. Mit Ausnahme von Grenz fall 2 ist das Verhalten der Steuerung in allen Fällen dasselbe wie bei der Entnahme steuerung. Grenzfall 2 ist durch geschlossene Einlassventile gekennzeichnet. Er tritt nur bei der Entnahme-Zweidrucksteuerung ein, und zwar dann, wenn die Zusatzdampfmenge für den augenblicklichen Leistungsbedarf allein genügt. Die Einlassventile sind dann geschlossen und die Überströmventile regeln die Drehzahl allein.
Damit diese aber unter dem Einfluss des Entnahmedruckreglers, 19 nicht zu viel Dampf einlassen und dadurch die Turbine zum Durchbrennen bringen, müssen sie für ,die Dauer ,dieses Betriebs zustande,- dessen Einfluss entzogen werden. Dies geschieht durch .die eigens für diesen Zweck an der Durchflussstelle von T nach S am Kolben 10 vorgesehene Abeteuerkante D.
Mit dem vdlleetändigen, Schliessen -der Einlass- ventileerreicht auch der Druck im Raume T7 sein Minimum, @s,o -dass sich ,der Kolben 10 bei einer weiteren Abnahme von pe nicht mehr in seiner normalen Gleichgewichtslage halten kann und durch die Feder 37 nach unten ge schoben wird. Dadurch kommt die Absteuer kante D so weit nach unten, dass sie den Durehfluss von T nach S drosselt und damit bewirkt, dass der Druck bei T nur so weit fällt, als für die Aufrechterhaltung des Gleichgewichtes in dieser neuen Lage nötig ist.
Die Hölle dieses Druckes hängt allein von pn ab, was bedeutet, dass pn mit dem Kolben 10 den Druck bei T steuert. Sowohl dieser Druck als auch pn selbst wirken auf den Kolben 11 und steuern mit diesem den Druck pa. Damit ist die Regelung der Überström- ventile ganz an den Geschwindigkeitsregler übergegangen, der nun unabhängig von der anfallenden Zusatzdampfmenge gerade so viel Dampf einlässt, als zur Erzeugung der verlangten Leistung nötig ist. Der dadurch bewirkte Druckanstieg vor den Überström- ventilen veranlasst den Entnahmedruckregler 19, seinen Ölabfluss gänzlich zu öffnen, wo mit er sich selbst ausschaltet.
Das Umschalten auf reinen Kondensa tionsbetrieb geschieht auch bei dieser Steue rung wieder mit dem Handgriff 15. Da das Ventil 21 aber nicht wie bei der Entnahme steuerung ein Riickschlagventil ist, sondern ein entlastetes Ventil, geht dieses beim Um stellen auf Kondensationsbetrieb nicht selbst tätig zu, sondern muss voll Hand geischlossen werden. Handelt es sich um eine Mehrdruck steuerung, so wird beim Umschalten auf reinen Kondensationsbetrieb die Nieder druckventilgruppe nicht geöffnet, sondern geschlossen.
Das hier beschriebene Prinzip der Steue rung von Regelorganen durch Stufenkolben lässt sieh auch bei verwiekelteren Turbi nensteuerungen anwenden, wie Mehrfach- Entnahme- oder Mehrdrueksteuerungen und allen Kombinationen aus diesen beiden. Bei allen diesen Steuerungsarten bestellt die Auf gabe der Reglung im Einhalten bestimmter Grössen, wie Drehzahl, Entnahmedruck, Zu- satzd.ruek (bei Zwei- oder Mehrdruekturbi- nen). Wir nennen diese Grössen nachstehend "2. Variable". Jeder von ihnen entspricht eine 1. Variable, die alle unabhängig von einander veränderlich sind, wie Leistung, Entnahmemenge, Zusatzmenge. Jede 2.
Va riable wird durch einen Regler gemessen, Ge schwindigkeitsregler, Entnahmedruckregler, Zusatzdruckregler. Fs sind also ebensoviele Regler wie Variable, aber auch ebensoviele Regelventilgruppen, z. B. Eimass-, Über- ström- oder Zusatzventile vorhanden. Jede Ventilgruppe wird durch einen eigenen Stufenkolben gesteuert. Diese sind in einem gemeinsamen Gehäuse eingebaut und bilden den sogenannten Druckwandler.
Control device for single and multiple extraction steam turbines, extraction multi-pressure and multi-pressure steam turbines, which is operated by hydraulic fluid. The task of a normal turbine control is to keep the speed constant. In the case of an extraction turbine, another condition is that the extraction pressure is kept constant. Both are known to happen with a certain irregularity, which depending on the purpose and the quality of the control can be greater or mine. A change in performance will therefore always result in a certain change in speed, and a change in withdrawal will result in a certain change in pressure.
These regulating properties of an extraction control are not only accepted, they are, on the contrary, desirable, as they are precisely what enable the orderly parallel operation of several machines. However, it is completely undesirable and is used in the. In most cases, this is felt to be annoying when changes in output pressure are caused by changes in delivery pressure and changes in speed are caused by changes in extraction, even if these remain within the scope of the usual irregularity. A good extraction control system therefore demands that 1. the extraction pressure remains practically constant in the event of changes in performance and 2. the rotational speed remains practically constant when there are changes in extraction.
These requirements are met if the amount of steam flowing through the inlet and overflow valves changes by the same amount when there is a change in performance and if the changes in performance of the high pressure stage on the one hand and the low pressure stage on the other compensate for a change in withdrawal. Both are only possible if the valve movements in these control processes are coordinated in a certain way, the endeavor to achieve one in this direction. Sohritt owes its development to the pressure fluid control according to the invention.
The aforementioned coordination between the valve movements is made possible by the fact that a pressure transducer is switched on between the regulators on the one hand and the valve groups to be controlled on the other, which receives control pulses from the regulators and controls according to this liquid pressure with which the valve groups are operated.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing, the Ausfüh approximately examples of the subject invention, wherein oil is assumed as the hydraulic fluid.
Fig. 1 shows the control in a schematic representation. This clearly shows that the oil pressures pn and pe controlled by the two regulators, speed regulator 1 and pressure regulator 19, which we refer to as primary pressures, act on Druekwanudler 9, which only now controls secondary pressures pf and pd, with which the inlet and overflow valves 6 respectively. 7 can be operated. In this control, the inlet and overflow valves are no longer directly controlled by the speed and withdrawal pressure regulator 1 respectively. 19 controlled, but each by a stepped piston 10, 11 (Fig. 2), which in turn receives the control pulses from the said controllers.
The interior of the pressure transducer 9 is shown in FIG. 2, in which everything that is not essential has been omitted. The stepped pistons 10, 11, on the surfaces of which the two primary pressures pn and pe act, are each formed at the top to form a control slide with which they control the secondary pressures pf and pu. This is done with the two control edges X and Y, which in the middle position of the stepped pistons close the oil flow without overlapping and via which pressure oil is fed under the power piston 8 of the valves 6, 7 or drained from there when the piston is shifted, like the middle arrows suggest.
The stepped pistons 10, 11 are returned by the controlled pressures themselves, in that they act on the upper end face of the stepped pistons. Their setpoints are determined by the equilibrium with the pressures pn and pe, to which they come into a certain dependence in this way. As Fig. 2 shows, the two stages piston 10, 11 differ only in the direction of pressure of pe, which goes up on one piston (10) and down on the other (11). With regard to the behavior of the two secondary pressures, the effect is that with an increase in pn, both pf and pu increase, while ä increases with an increase in el of pe, pf and pu decreases.
This means that in the event of an increase in output, which is indicated by an increase in pn, both valve groups open and in the event of an increase in withdrawal, the inlet valves open and the overflow valves close. So that the withdrawal pressure in one case and the speed in the other are not disturbed in these control processes, the valve movements and consequently the corresponding secondary pressure changes, as already shown above, must be in certain ratios to one another. Such a coordination of the secondary pressures with one another is, however, easily possible through a suitable choice of the various piston areas.
However, this presupposes a linear dependence of the steam volumes flowing through on the secondary pressures, which is achieved to a certain extent by using throttle collars on the valves. With the same accuracy with which this is possible, the control then also complies with the aforementioned Re gel conditions.
3 shows the control device on a withdrawal 25 with the feed line 26 and the withdrawal line 27, the inlet valves 6, the overflow valves 7, of which only one of the two types is shown , their.
Power piston 8, the non-return and shut-off valve 21 in the extraction line, the speed regulator 1 with Ü.lregulierbüehse 3 and Olreguliersvhlitz 4, Ein.stellschmuhe 5 and Za, gear oil pump 2. 19 is the extraction pressure regulator, the impulse line 28 with the steam extraction stage of the turbine connected is. The pressure transducer 9 is the actual central control element.
The primary pressures pn and pe controlled by the speed regulator 1 and extraction pressure regulator 19 are fed to it through the lines 22 and 23. The pressure transducer receives the power oil from the pump 2 with the pressure pp through the line 29; at 35, the oil diverted by the two piston stages flows away. The secondary pressures pf and pü controlled by the pressure transducer 9 are passed through the lines 30 and 31 to the power pistons 8 of the inlet and overflow valves 6 and 7. The section through the pressure transducer shows the two stepped pistons 10 and 11, which basically agree with those of FIG.
They differ from these only in that the controlled oil is directed through the inside of the piston to the upper end faces instead of around the outside. The other differences are discussed below in another context.
As the section shows, the primary pressure pn gets into the spaces R, where it pushes upwards on both stepped pistons. The other primary pressure pe is directed via a tap 12 to the spaces S and T, where it presses up on the stepped piston 10 and down on the stepped piston 11. X and Y are again the control edges. The secondary pressures pf and pü prevail in rooms V and W.
The two main control processes, change in output and change in withdrawal, take place as follows: In the event of an increase in output e.g. B. first falls the speed, and it increases the cruise control 1, the primary pressure pn. Since the process takes place without any significant disturbance of the withdrawal pressure, the other primary pressure pe remains constant. As a result of the change in pn, both stepped pistons go up, open the power oil inflows to spaces F and W by means of the control edges X, whereby the secondary pressures pf and pü are increased.
On the one hand, this restores the disturbed equilibrium on the two stepped pistons and thus without returning them to their starting position, and, on the other hand, opens the inlet and overflow valves 6 and 7, whereby the desired increase in performance is achieved. In the event of a decrease in power, the speed rises, pn falls, the control edges Y open, the pressures pf and pü fall and the volume and overflow valves 6 and 7 close.
When the removal is enlarged, the removal pressure first falls and the removal pressure regulator 19 increases the pressure pe. As a result, the power piston 10 goes up and opens the power supply by means of the control edge X; the piston 11 goes close and opens the control oil outflow by means of the control edge Y. The increasing pressure pf opens the inlet valves 6, the decreasing pressure pü closes the overflow valves 7.
Both stepped pistons 10, 11 are returned by the changes in the secondary pressures pf and p ″. When the withdrawal is reduced, the process described runs exactly in the opposite direction.
Behavior in borderline cases: In addition to the two rule conditions discussed above, further requirements must be placed on a flawless withdrawal control. This affects behavior; the control at the limits of the normal regulation range. These limits are: reached when one of the two valve groups is activated, i.e. either completely open or completely closed.
The double task required by the control; The control can only solve the maintenance of a certain output and the inclusion of a certain withdrawal quantity with the help of two valve groups, inlet and overflow valves.
But since in these borderline cases one of the two groups is eliminated as a rule, both conditions can no longer be observed at the same time, but either one or the other. A total of four such borderline cases can be distinguished.
The deviations on the stepped piston between FIG. 3 and FIG. 2, which were mentioned above and which can be attributed to the attachment of the four control edges A-D, are also attributable to them.
Case 1. The inlet valves are fully open: If the inlet valves 6 are fully opened in the course of a control process, this means that from this moment on, not enough steam gets into the turbine to meet both the power requirement and the withdrawal amount cover. With a few exceptions, in such cases practice requires compliance with the service at the expense of removal. In order to achieve such a behavior with this control, special precautions are necessary, on the one hand in coordinating the springs of the inlet valves with the oil pump pressure pp and on the other hand in attaching the control edge B to the calving 10.
The valve springs are determined in such a way that the maximum control oil pressure is also achieved with the maximum valve opening. This is just below the pump pressure and is determined by it. The consequence of this is that as soon as the inlet valves are fully open, the pressure pf cannot rise any further. But this would be necessary to maintain the equilibrium on the piston 10 and also has the consequence that every time the inlet valves are fully open, the piston 10 leaves its normal position and moves upwards. In this case, the diverting edge B provided for this case releases a second oil outflow from the spaces S and T, namely through the interior of the piston 10, as a result of which pe is lowered.
This now only happens as far as is necessary to re-establish the equilibrium on the piston 10, whereby pe is lowered by so far as the higher pn rises and vice versa. The piston 10 now no longer controls the pressure pf, but rather the pressure pe, in accordance with pn. An influencing of these processes on the part of the extraction pressure regulator 19 does not occur, since this switches itself off at the moment when the control edge B engages by completely closing its oil outlet 20. This is done in such a way that by lowering pe, the overflow valves 7 are opened more than would be necessary for unchanged compliance with the withdrawal, so that the withdrawal pressure falls by far more than the irregularity of the withdrawal pressure regulator 19 corresponds .
This causes the removal pressure regulator to completely shut off its oil drain, which it also stops doing at the same time. This leaves only the speed controller 1 to control the turbine. This still controls the pressure pn, but since this now controls the pressure pe with the help of the piston 10 via the control edge B, the speed controller determines both pressures that are decisive for the opening of the overflow valve 7. The latter are now only under the influence of the speed controller 1 and are controlled exclusively by it. Of course, this is done in the sense of compliance with the service, whereas the removal is dropped.
During this state, pf remains at its maximum value, and the valves 6 remain open.
These only intervene in the control process again if, as a result of decreasing performance or decreasing Entna.hmP; the discharge pressure rises to its normal value again. and the pressure regulator 19 itself prevents an increase in pe by opening its Chl outlet 20 again.
As soon as this happens, the edge B also begins to diminish its oil drain more and more, as a result of which the control of p8 finally passes back to the pressure regulator 19 and the normal state is restored.
Case. 2. The inlet valves are closed: In the sense of the above, this case is only important if steam can not only be withdrawn from the extraction point, but can also be added. B. is an Ent acquisition two-pressure turbine. The control of such a turbine will be dealt with separately below, so that it does not need to be discussed further at this point.
It should only be mentioned that the Abstenerkante D is intended for this case, so that the pressure transducer described here can also be used for the extraction dual-pressure control with minor changes.
Case 3. The overflow valves are fully open: The overflow valves 7 open when the power to be taken or the withdrawal is decreasing. If they come to their end position in the course of such a control process, the withdrawal pressure can no longer be kept at its prescribed value and increases beyond this. Since this is not always permissible, a measure must be taken to limit the extraction pressure upwards, which is done in the following way: As with the inlet valves, the springs for the overflow valves are also known so that the maximum control oil pressure and the maximum valve opening can be reached at the same time.
The impossibility of a further pressure increase beyond this maximum value causes the piston 11 to be pushed upwards out of its normal position by the increasing pressure pn or the filling pressure pe, this with the control edge C causing a second oil drainage from the spaces R releases. This prevents the primary pressure pn from increasing further, so that the inlet valves cannot open any further. The required power can then of course not be maintained, so that the speed drops and the speed controller completely closes its oil drain at 4.
The opening of the outlet at C only goes so far, however, until the pressures p, and, pn at the piston 11 ei come into equilibrium with one another, which means that pn is controlled by pe. The pressure pü has no influence on these processes, since it remains unchanged at its maximum. So here, too, one has the case that one controller is switched off and the turbine continues to be controlled by the other alone. In this case, the speed regulator 1 is switched off, the extraction pressure regulator 19 controls the turbine to ensure compliance with the extraction and thereby allows the power to drop.
In cases where the limitation of the extraction pressure is dispensed with in favor of utilizing the power of the turbine, the oil outflow via the control edge C can be switched off by switching the cock 14 using the handle 16. This stel development of the valve 14 is shown in FIG.
Case 4. The overflow valves are closed: If the overflow valves 7 are closed during a control process as a result of increasing withdrawal or decreasing power, either the required withdrawal is not maintained or the power requirement is exceeded. One has a lowering pressure, the other an increase in speed. The pressure pe will therefore rise and try to open the inlet valves, whereas pn will fall and try to close the inlet valves.
This can result in the following situation: If the pressure pn happens to be quite small, it will not be able to prevent the opening of the inlet valves aimed for by pe, because it cannot decrease sufficiently, so that this is under the sole influence of the extraction pressure regulator @ open in order to comply with the requested withdrawal. This, however, would inevitably result in the power requirement being exceeded and the speed increasing so that the turbine would be shut down by the safety controller.
Since this must of course not occur, the piston 11 is provided with a further cut-off edge A, which prevents the pressure p 1 from increasing further when the overflow valves are closed. Since a substantial lowering of the pressure pu is not possible from the moment when the overflow valves close, the equilibrium at the piston 11 will no longer be able to exist and it will go down from a normal position.
As a result of this shift, a second outflow from the spaces S and T is released at the control edge A and the pressure pe is prevented from rising further. The inlet valves can therefore not open as far as would be necessary with regard to the withdrawal, so that the withdrawal pressure drops and the withdrawal pressure regulator 19 completely closes its oil outlet 20. The pressure pe is then controlled exclusively by the cutoff edge A as a function of pn, so that the inlet valves 6 are only under the influence of the speed controller 1. The turbine is thus only regulated according to the power requirement and regardless of the insufficient extraction pressure.
Conversion from withdrawal to condensation operation: If no steam is withdrawn from the turbine for a longer period of operation, it is more economical not to maintain the withdrawal pressure any longer and to open the overflow valves 7 completely. This ge happens in this control device by turning the handle 15 on the pressure transducer. With this handle the common grater of the taps 12 and 13 be operated. With the tap 12, the withdrawal pressure regulator 19 is switched off from the rooms S and T and at the same time an outflow via the diaphragm 18 is released. (17 is an aperture to the regulator 19.) With the tap 13, the overflow valves 7 are switched off from the room W and instead connected to the room U, which is under pump pressure pp.
In order to be sure that no steam is actually taken from the turbine, which would lead to load surges when switching over, the check valve 21 is expediently closed by hand beforehand. Since no change in pressure may occur due to the switching of the cock 12 in the rooms S and T, the oil is not simply drained from the cock 12 into the drain 35, but is still backed up by the orifice 18 to a certain pressure which is identical to that which the removal pressure regulator 19 adjusts for the removal amount zero and which also prevailed immediately before the changeover in the rooms and T.
Use with extraction two-pressure controls: The control processes for extraction with two-pressure control are basically the same as with the extraction control described above, and not only in extraction operation, which is a matter of course, but also in auxiliary operation. The task of this control is simply expanded compared to the extraction control by the additional condition that the extraction pressure must also be complied with if instead of extracting steam from the turbine, steam is supplied to the extraction device.
This condition implies that all low-pressure steam that occurs is always processed and that only as much live steam is added as is required to generate the required output.
However, there is nothing fundamentally new in this compared to the task of the removal control, so that it is possible to use the pressure control, other than the removal control, for this control. The adaptation to the extended purpose is easily possible by installing two springs 37 and 38, FIG. 5.
However, this should not be understood to mean that after these springs have been installed, an extraction turbine could simply be operated as an extraction two-pressure turbine. Such an expansion of the working range of the control requires, as we shall see, also a re-dimensioning of the stepped pistons and therefore cannot be carried out without replacing these parts.
In the description of the withdrawal control it was shown that there is a certain relationship between the withdrawal volume and the primary pressure p. This can be approximated by a straight line in the sense of FIG. 6 with the withdrawal amount E as the abscissa and the primary pressure pe as the ordinate. The pressure pe * corresponding to the withdrawal zero is recorded by the minimum values of the other pressures at the stepped piston, so that only the hatched area remains as the effective part of pe.
In the case of a withdrawal two-pressure control, there is now the need to extend the change in pressure pe to the additional area, but this is only possible according to FIG. 7 (additional amount Z). An extension of the course according to FIG. 6 to the left would be negative pressures in the control fluid and is therefore out of the question. For extraction two-pressure controls, pe * must therefore be selected to be higher. The load exerted by the increased pressure on the stepped piston is therefore considerably greater than with the pure extraction control and must be absorbed by springs. These springs 37 and 38 do not have to regulate, but simply press with practically constant force on the stepped piston 10, 11, namely on the piston 10 down and the piston 11 up.
The resulting influence of the pressure pe and the springs result in forces that correspond to a pressure curve according to FIG. 8. As you can see, the change in pe due to the extraction area is smaller than with the pure extraction control, which is compensated for by a corresponding enlargement of the step piston areas so that the conditions for the pressure transducer have become the same as for the pure extraction control and in Withdrawal area, the control processes take place exactly as with this one. The transition from removal to additional operation or vice versa is completely continuous.
As the withdrawal decreases, the pressure transducer 9 closes the inlet valves 6 and opens the overflow valves 7. At the moment when the withdrawal becomes zero, the inlet and overflow valves are so wide open that they let the same amount of steam through. If low-pressure steam is now added to the extraction point during two-pressure operation, the inlet valves close and the overflow valves continue to open. Less steam then flows through the inlet valves than through the overflow valves. A regulating process takes place in the double pressure range - e.g. B. an increase in the amount of additional steam - as follows.
It begins with an increase in the vapor pressure upstream of the overflow valves, which causes the extraction pressure regulator 19 to lower the pressure pe in the T space. The piston 10 then goes down and closes the inlet valves, the piston 11 goes up and opens the overflow valves. Since these valve movements are in the correct relationship to one another, as in the case of a change in withdrawal, the total load does not change, so that pn also remains constant and does not affect the control processes in the pressure transducer at all.
Borderline cases: The borderline cases dealt with in the description of the withdrawal control naturally also occur with this control. With the exception of borderline case 2, the behavior of the control is the same in all cases as with the withdrawal control. Borderline case 2 is characterized by closed inlet valves. It only occurs with the extraction two-pressure control, namely when the additional steam volume is sufficient for the current power requirement alone. The inlet valves are then closed and the overflow valves regulate the speed alone.
So that they do not let in too much steam under the influence of the extraction pressure regulator 19 and thereby cause the turbine to burn out, they must be withdrawn from its influence for the duration of this operation. This is done by the venting edge D specially provided for this purpose at the flow point from T to S on the piston 10.
With the complete closing of the inlet valves, the pressure in space T7 also reaches its minimum, @ s, o -that the piston 10 can no longer hold itself in its normal equilibrium position with a further decrease in pe, and by the spring 37 afterwards is pushed down. As a result, the discharge edge D comes down so far that it throttles the flow from T to S and thus causes the pressure at T to drop only as far as is necessary to maintain equilibrium in this new position.
The hell of this pressure depends solely on pn, which means that pn with piston 10 controls the pressure at T. Both this pressure and pn itself act on the piston 11 and use it to control the pressure pa. This means that the control of the overflow valves is completely transferred to the speed controller, which now lets in just as much steam as needed to generate it, regardless of the amount of additional steam the required performance is necessary. The resulting increase in pressure upstream of the overflow valves causes the extraction pressure regulator 19 to fully open its oil drain, where it switches itself off.
Switching to pure condensation mode is also done with this control using handle 15. Since valve 21 is not a non-return valve, as is the case with the removal control, but a relieved valve, it does not automatically open when switching to condensation mode. but must be closed by hand. If it is a question of a multi-pressure control, the low-pressure valve group is not opened but closed when switching to pure condensation mode.
The principle described here of the control of regulating organs by means of stepped pistons can also be used for more winding turbine controls, such as multiple extraction or multiple pressure controls and all combinations of these two. With all of these types of control, the task of the controller is to comply with certain parameters, such as speed, extraction pressure, additional pressure (for two- or multi-pressure turbines). We call these quantities "2nd variable" below. Each of them corresponds to a 1st variable, all of which can be changed independently of one another, such as output, withdrawal quantity, additional quantity. Every 2nd
Variables are measured by a regulator, speed regulator, extraction pressure regulator, additional pressure regulator. So Fs are as many controllers as there are variables, but also as many control valve groups, e.g. B. Eimass, overflow or additional valves are available. Each valve group is controlled by its own stepped piston. These are installed in a common housing and form the so-called pressure transducer.