Einrichtung zur Regelung von Turbomaschinen. Bei Turbomaschinen, insbesondere bei Dampfturbinen, wird üblieherweise die Lei stung so geregelt, dass Düsen oder Düsengrap- pen einer teilweise beaufsehlagten Regelstuie der Reihe nach zu- oder abgeschaltet werden, <B>je</B> nachdem die Leistung der Turbogruppe grösser oder kleiner wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Einriehtung zur Regelung von Turbo- niasehinen, die gekennzeichnet ist durch<B>Ab-</B> sperrorgane, welche Beaufsehlagungsöffnun- gen verschiedenen Durchflussquerschnittes einer Regelstufe der Turbomasehine einzeln und in Kombinationen öffnen und schliessen, wobei die Anzahl der Öffnungskombinationen grösser ist als die Anzahl der Absperrorgane.
Die beiliegende Zeichnung zeigt sehema- tisch ein Beispiel einer Regelungseinrichtung gemäss der Erfindung. Es wird eine selbst tätige Regelung angenommen, bei welcher die Regelimpulse eines Fliehkraftreglers das Öffnen und Schliessen der Absperrorgane be wirken. Die Regelimpulse können mit bekann ten, z. B. mechanischen oder hydraulischen Mitteln auf die Absperrorgane übertragen und wenn nötig aueh verstärkt werden.
Die Fig. <B>1</B> der Zeiehnung zeigt schematisch eine Rege- lungseinriehtung, bei welcher sowohl mecha- nisehe als auch hydraulische Mittel zu dieser Übertra.-ung verwendet werden.
Die Fig. 2 <U>zeigt</U> in abgewiekelter Darstellung die Noeken- formen der zu den mechanischen Mitteln ge hörenden N oekenseheiben, In Fig. <B>1</B> ist bei<B>11</B> die Welle einer Turbo maschine angedeutet, von welcher aus ein Fliehkraftregler 12 und eine Ölpumpe<B>13</B> an getrieben werden.
Das von der Ölpumpe ge förderte Drucköl gelangt über eine Blende oder Einstellsehraube 14 in eine Öldrucklei- tung <B>15</B> und wirkt auf den Kolben<B>16</B> eines Kraftgetriebes, dessen Bewegungen auf eine Nockenwelle<B>17</B> einwirken. Der auf den Kol ben<B>16</B> wirkende Öldruck wird geregelt von einem an die Leitung<B>15</B> angeschlossenen und vom Regler 12 betätigten Öldruek-Regelventil <B>18.</B> Auf der Nockenwelle<B>17</B> sitzen eine An zahl Nockenseheiben, hier beispielsweise drei Scheiben<B>19,</B> 20 und 21, denen drei Absperr organe, hier z. B. drei Ventile 22,<B>23</B> und 24, zugeordnet sind.
Die Absperrorgane kontrol lieren den Zuifluss des Treibmittels zu den Be- aufsehlagungsöffnungen der Regelstufe der Turbomaschine, also beispielsweise zu den<B>Dü-</B> sengruppen<B>25, 26</B> und<B>27.</B>
Die Durchflussquerschnitte der<B>je</B> einem Absehlussorgan zugeordnetenBeaufschlagungs- öffnungen sind in verschiedener Weise abge stuft, z. B. derart, dass, wie Fig. <B>1</B> zeigt, der Querschnitt der Düsengruppe<B>26</B> doppelt so gross ist wie derjenige der Düsengruppe<B>25,</B> und der Querschnitt der Düsengruppe<B>27</B> wie derum zweimal grösser ist als derjenige von <B>'26.</B> Wird angenommen, dass der Durchfluss- querschnitt der Düsengruppe<B>25</B> der Einheit lf gleichkommt,
so ist also derjenige der<B>Dü-</B> sengruppe<B>26</B> gleich dem Betrag 2f und der der Gruppe<B>27</B> gleich 4f. Mit, Hilfe der Ab- schlussorgane können nun die Beaufschla- gungsöffnungen einzeln und in verschiedenen Kombinationen geöffnet und geschlossen wer den, wobei die Anzahl der öffnungskombi- nationen grösser ist als die Anzahl der<B>Ab-</B> sperrorgane.
Je nach der Anzahl der ge öffneten AbsehlLissorgane kann im Beispiel von Fig. <B>1</B> der Durehiliissq-tierschnitt gleich lf, <B><I>2f, 3f,</I></B><I> 4f,<B>5f, 6f</B></I> oder 7f sein. Mit nur drei Absehlussorganen kann die Turbomasehine so geregelt werden, dass über ihren Lastbereieh verteilt sieben Belastungspunkte vorhanden sind, für welche das Treibmittel nicht gedros selt wird.
Wird die Turbomaschine wie in Fig. <B>1</B> selbsttätig geregelt, -wobei die Nockenseheiben <B>19,</B> 20 und 21 Bestandteile der mit<B><I>A,</I></B><I> B</I> und<B>C</B> bezeichneten Absperrorgane bilden, so sind die Nocken so auszubilden, dass die Beaufsehla- gungsöffnungen in der gewünschten Reihen folge geöffnet und geschlossen werden.
Fig. 2 zeigt schematisch<B>je</B> eine Abwicklung<B><I>A,</I></B><I> B</I> und<B>C</B> der Nockenformen der drei Nocken- scheiben <B>19,</B> 20 und 21, welche den in Fig. <B>1</B> mit den gleichen Grossbuehstaben bezeichneten Absperrorganen zugeordnet sind. Die Zahlen <B>0, 1,</B> 2<B>... 7</B> bezeichnen verschiedene Stellun gen der Nockenwelle, wobei<B>0</B> diejenige Stel lung bedeutet, bei welcher alle Absperrorgane gerade noch geschlossen sind, während<B>1 ... 7</B> die Stellungen bezeichnen, bei denen bei voll geöffneten Absperrorganen die verschiedenen möglichen Öffnungskombinationen vorliegen.
Ist die NToekenwelle beispielsweise in Stel lung<B>1,</B> so ist<B>A</B> geöffnet, B und<B>C</B> sind ge schlossen; ist sie in Stellung 2, so ist<B>A</B> ge- schlossen, B geöffnet, C geschlossen; in Stel lung<B>3</B> ist<B>A</B> geöffnet, B geöffnet und<B>C</B><I>ge-</I> schlossen. In dieser Weise können alle<B>Ab-</B> sperrorgane in verschiedenen Kombinationen geöffnet und geschlossen werden, bis in Stel lung<B>7</B> alle miteinander geöffnet sind.
Eine mit einer Regeleinriehtung nach der Erfindung versehene Turbomasehine kann stufenweise belastet oder entlastet werden, wenn sie bei ganz geöffneten Absperrorganen immer mir bei den durch die Stellungen der Nockenwelle festgelegten Lastpunkten betrie ben wird.
Eine stufenlose LastregelLing kann in bekannter Weise dadureh erzielt werden, dass entweder mit einem zusätzlichen Drossel organ die ganze Treibmittelmenge zwischen den einzelnen ungedrosselten Lastpunkten ge drosselt wird, oder dass ein zusätzliches<B>Ab-</B> sperrorgan eine zusätzliehe Beaufschlagungs- öffnung unter Drosselung einer Teil.-Treib- mittelmenge öffnet Lind schliesst.
Die besehrie- bene Regeleinriehtung kann in bekannter Weise auch so aus-.gestaltet werden, dass die jeweilen zuletzt sieh öffnende Absperrvorrieh- tung die für eine- stufenlose Lastregelung nötige Drosselung der sie durehfliessenden Teil- Treibmittelmenge vornimmt.
Device for controlling turbo machines. In turbo machines, especially steam turbines, the power is usually regulated in such a way that nozzles or nozzle groups of a partially activated control stage are switched on or off in sequence, depending on the power of the turbo group greater or smaller becomes.
The present invention now relates to a device for regulating turbo-niasehines, which is characterized by shut-off devices which open and close command openings of different flow cross-sections of a control stage of the turbo-machine individually and in combinations, the number the number of opening combinations is greater than the number of shut-off devices.
The accompanying drawing schematically shows an example of a control device according to the invention. An automatic control is assumed, in which the control pulses of a centrifugal governor effect the opening and closing of the shut-off devices. The control pulses can be known with th, z. B. mechanical or hydraulic means are transferred to the shut-off devices and if necessary also reinforced.
Fig. 1 of the drawing shows schematically a control unit in which both mechanical and hydraulic means are used for this transmission.
FIG. 2 shows, in an angled representation, the notch shapes of the notch disks belonging to the mechanical means, in FIG. 1 is at 11 the shaft of a turbo machine indicated, from which a centrifugal governor 12 and an oil pump <B> 13 </B> are driven.
The pressurized oil delivered by the oil pump reaches an oil pressure line via an orifice or adjusting tube 14 and acts on the piston 16 of a power transmission, the movements of which act on a camshaft > 17 </B> act. The oil pressure acting on the piston <B> 16 </B> is regulated by an oil pressure control valve <B> 18 </B> connected to the line <B> 15 </B> and actuated by the regulator 12 Camshaft <B> 17 </B> sit a number of cam discs, here for example three discs <B> 19, </B> 20 and 21, which three shut-off organs, here z. B. three valves 22, <B> 23 </B> and 24 are assigned.
The shut-off devices control the inflow of the propellant to the inlet openings of the control stage of the turbo machine, for example to the nozzle groups 25, 26 and 27. B>
The flow cross-sections of the admission openings assigned to each closure element are graded in various ways, e.g. B. in such a way that, as shown in FIG. 1, the cross section of the nozzle group <B> 26 </B> is twice as large as that of the nozzle group <B> 25, </B> and the Cross section of the nozzle group <B> 27 </B> is in turn twice larger than that of <B> '26. </B> If it is assumed that the flow cross section of the nozzle group <B> 25 </B> of the unit lf equals
so that of <B> nozzle </B> group <B> 26 </B> is equal to the amount 2f and that of group <B> 27 </B> is equal to 4f. With the help of the closing organs, the loading openings can now be opened and closed individually and in various combinations, the number of opening combinations being greater than the number of locking organs.
Depending on the number of opened abscess organs, in the example of FIG. 1, the dural cut can be equal to lf, <B> <I> 2f, 3f, </I> </B> <I> 4f, <B> 5f, 6f </B> </I> or 7f. With just three shut-off organs, the turbo-machine can be regulated in such a way that there are seven load points distributed over its load range for which the propellant is not throttled.
If the turbo machine is automatically regulated as in Fig. 1, -Where the cam disks <B> 19, </B> 20 and 21 are components of those marked with <B> <I> A, </I> < / B> <I> B </I> and <B> C </B> form the designated shut-off devices, the cams must be designed so that the monitoring openings are opened and closed in the desired order.
2 shows schematically <B> <I> A, </I> </B> <I> B </I> and <B> C </B> of the cam shapes of the three cam disks 19, 20 and 21, which are assigned to the shut-off devices denoted by the same capital letters in FIG. 1. The numbers <B> 0, 1, </B> 2 <B> ... 7 </B> designate different positions of the camshaft, where <B> 0 </B> means the position in which all shut-off devices are just closed, while <B> 1 ... 7 </B> designate the positions in which the various possible opening combinations are present when the shut-off devices are fully open.
For example, if the NToekenwelle is in position <B> 1 </B>, <B> A </B> is open, B and <B> C </B> are closed; if it is in position 2, <B> A </B> is closed, B is open, C is closed; in position <B> 3 </B>, <B> A </B> is open, B open and <B> C </B> <I> closed </I>. In this way, all of the shut-off devices can be opened and closed in various combinations until they are all open together in position 7.
A turbo machine provided with a control unit according to the invention can be loaded or relieved step by step if it is always operated with me at the load points set by the positions of the camshaft when the shut-off devices are fully open.
A stepless load control can be achieved in a known manner by either throttling the entire amount of propellant between the individual unthrottled load points with an additional throttle organ, or that an additional shut-off element under an additional actuation opening Throttling of a partial amount of propellant opens and closes.
The described regulating device can also be designed in a known manner in such a way that the respective shut-off device that opens last performs the throttling of the partial propellant flowing through it, which is necessary for stepless load regulation.