CH653744A5 - Regelanordnung fuer eine aus einem mit konstant- oder gleitdruck betriebenen dampfkessel gespeiste dampfturbine. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelanordnung gemäss dem Oberbegriff des ersten Anspruches.

Es können gewisse Vorteile erzielt werden, wenn die Dampfturbinen von elektrischen Kraftwerksstationen mit einen konstanten oder gleitenden Druck aufweisenden Kesseln betrieben werden. Diese Betriebsart gestattet, dass der Dampfkessel auf einer hohen Dampferzeugungsgeschwindigkeit gehalten wird unabhängig von dem Lastbedarf der dampfgetriebenen Turbine, und dies wird dadurch erreicht, dass eine Bypassanordnung verwendet wird, um während der Perioden einer kleinen Turbinenlast den überschüssigen Dampf um die Turbine herum direkt zum Kondensor zu leiten. Wenn die Turbinenlast zunimmt, kann mehr Dampf der Turbine zugeführt und weniger im Bypass vorbeigeleitet werden, bis ein Punkt erreicht ist, an dem der gesamte Dampf der Turbine zugeführt und keiner vorbeigeleitet wird. Wenn der Bypass vollständig abgesperrt ist, kann der Kesseldruck erhöht werden oder nach oben gleiten bis zu seinem Nenndruck mit Unterstützung des Dampfbedarfes der Turbine.

2

5

10

IS

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

653744

Umgekehrt kann bei einem Abfallen der Turbinenlast der Kesseldruck nach unten gleiten bis zu einem gewissen zulässigen Minimalwert, dem nötigenfalls wieder eine Bypass-Umleitung von überschüssigem Dampf folgt. Zu den Hauptvorteilen dieser Betriebsart gehören (1) kürzere Turbinenanlaufzeiten, (2) eine Verwendung von grösseren Turbinen für pendelnde Leistungen, wo ein schnelles Ansprechen auf Laständerungen vorhanden sein muss, und (3) Vermeidung der Kesselauslösung bei einem plötzlichen Lastabwurf. Eine allgemeine Erörterung der Betriebsart mit gleitendem Druck ist in dem Band 35, Proceedings of the American Power Conference, «Bypass Stations for Better Coordination Between Steam Turbine and Steam Generation Operation» von Peter Martin und Ludwig Holly, beschrieben.

Im Gegensatz zu der üblicheren Turbinenbetriebsart (wo der Kessel nur genügend Dampf zur unmittelbaren Verwendung erzeugt und wo keine Bypassventile vorhanden sind) erfordert die Betriebsart mit gleitendem Druck eine vereinheitlichte Regelung einer komplexeren Ventilanordnung. Die Regelanordnung muss für eine präzise Koordination der verschiedenen Ventile in den Dampfströmungswegen sorgen, und dies bei allen Betriebsbedingungen, bei denen eine entsprechende Last- und Drehzahlregelung aufrecht erhalten wird. Es gibt drei Hauptphasen, die bei dem Betrieb betrachtet werden müssen.

1. Bei der stillstehenden Turbine und dem einen verminderten Druck aufweisenden Kessel, oder beim Hochfahren, muss Dampf von der Hauptdampfleitung zur kalten Zwischenüberhitzerleitung und von der heissen Nacherwärmungsleitung zum Kondensor durch druckgesteuerte Bypassventile umgeleitet werden;

2. beim Hochfahren der Turbine sollten die Steuer- und Abfangventile öffnen in einer gewissen Relation, die den Zwischenüberhitzungsdruck auf einem vorbestimmten Wert unabhängig von dem Hauptdampfdruck hält, und in Koordination mit den Bypassventilen für eine vereinheitlichte Regelung der Kessel- und Zwischenüberhitzungsdrücke;

3. bei einer vorbestimmten Turbinenlast sollten die Bypassventile vollständig geschlossen werden, die Steuerventile in einer etwa konstanten Position gehalten werden, und der Kesseldruck sollte auf den Nenndruck hochgefahren werden, indem die Dampfströmung vergrössert wird.

Es sind verschiedene Regelsysteme für Zwischenüberhit-zungs-Dampfturbinen entwickelt worden, die mit einem gleitenden Druck arbeiten. Bei einer bekannten Art wird der Druck in der ersten Turbinenstufe als ein Anzeigesignal der Dampfströmung verwendet, von der die Bezugswerte erzeugt werden, um die Hochdruck- und Niederdruck-Bypassventile zu steuern. Dort sind jedoch weder Massnahmen zum direkten Koordinieren der Bypassventile mit dem Betrieb des Hauptsteuerventiles, das auf Drehzahl- und Lasterfordernisse ansprechen muss, noch für die Koordination mit anderen Ventilen des Systems. Ferner muss berücksichtigt werden, dass der Druck der ersten Stufe kein gültiger Indikator für die Dampfströmung unter allen herrschenden Bedingungen ist.

In einem anderen bekannten Regelsystem mit gleitendem Druck liefert eine Strömungsmessöffnung in der Hauptdampfleitung ein Signal für die gesamte Dampfströmung, die die Basis für ein Druckbezugssignal zur Steuerung der Hochdruck- und Niederdruck-Bypassventile bildet. Die auf diese Weise ausgeführte Strömungsmessung erfordert einen Eingriffin den Dampfströmungspfad, einen entsprechenden Druckabfall und eine zusätzliche Einrichtung, die normalerweise nicht vorhanden ist.

Die grundlegenden Signale, von denen diese und andere bekannte Systeme für die Regelung abhängen, werden von anderen Quellen als dem Regler abgeleitet, der für die Aufrechterhaltung der Turbinendrehzahl und -last verantwortlich ist. Somit ist in diesen bekannten Systemen eine Gruppe von etwas unabhängigen Regelschleifen vorhanden, s nämlich eine für Drehzahl und Last, andere für die Bypassventile.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelanordnung für eine aus einem mit Konstant- oder Gleitdruck betriebenen Dampfkessel gespeiste Dampfturbine io zu schaffen, bei der die Drehzahl- und Laststeueranordnung in ein vereinheitlichtes System zur Steuerung aller Ventile eingefügt ist und wobei der Betrieb mit der Regelung der Kessel- und Zwischenüberhitzungsdrücke durch eine automatische Einstellung des Hauptsteuerventiles, des Abfang-ls ventiles und der Hochdruck- und Niederdruck-Bypassventile.

Diese Aufgabe ist mittels der Merkmale im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruches gelöst.

Das Hauptsteuerventil wird zweckmässigerweise durch 20 Drehzahl- und Lastsignale eingestellt, wie es in der US-PS 3 097 488 beschrieben ist, auf die hiermit Bezug genommen wird. Das dem Lastbedarf entsprechende Signal ist das Ergebnis eines Multiplizierelementes und ist das Produkt des Kesseldruckes und des Hochdruck-Steuerventil-Stellsignales, 25 das von der Drehzahl- und Laststeuerschleife abgeleitet wird. Es wird für eine kontinuierliche Ausgabe des dem Lastbedarf entsprechenden Signales gesorgt, um unter allen Betriebsbedingungen als eine Anzeige des tatsächlichen Lastbedarfes gültig zu sein.

30 Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 stellt schematisch in Blockform ein bevorzugtes Aus-3s führungsbeispiel der Turbinenregelanordnung gemäss der Erfindung dar.

Fig. 2 ist ein Beispiel des Hochdruck-Bezugssignales (Pref hd), das als eine Funktion des tatsächlichen Lastbedarf-signales erzeugt wird.

40 Fig. 3 ist ein Beispiel des Niederdruck-Bezugssignales (Pref nd), das als eine Funktion des tatsächlichen Lastbedarfsig-nales erzeugt wird.

Fig. 4 zeigt grafisch die Relation zwischen der HD-Steuer-ventil-Dampfströmung, dem Zwischenüberhitzungsdruck 45 und der Stellung des Abfangventiles bei Laständerungen als Funktionen des Turbinenlastsignales und bei einem konstanten Kesseldruck.

Fig. 5 ist eine ähnliche grafische Darstellung wie Figur 4 und zeigt die Koordination der Steuerung zwischen dem so Abfangventil und dem HD-Steuerventil, um einen minimalen Zwischenüberhitzungsdruck bei kleineren Lasten aufrechtzuerhalten, und zeigt in Verbindung mit Figur 4, dass die Ventilkoordination unabhängig von dem Kesseldruck ist.

55 Bei dem in Figur 1 gezeigten elektrischen Kraftwerk dient ein Kessel 1 als die Quelle für Hochdruckdampf, der das Arbeitsmittel bildet, um eine Zwischenüberhitzungs-Dampf-turbine 2 anzutreiben, die eine Hochdruck-(HD-)Turbine 3, eine Zwischendruck-(ZD-)Turbine 4 und eine Niederdruck-60 (ND-)Turbine umfasst. Die Turbinenabschnitte 3 und 4 und 5 sind durch eine Welle 8 tandemartig miteinander und mit einem elektrischen Generator 7 verbunden.

Der Dampfströmungsweg vom Kessel 1 führt über eine Leitung 9, von der Dampf der HD-Turbine 3 über ein Haupt-65 Sperrventil 10 und ein HD-Steuerventil 11 zugeführt werden kann. Ein Hochdruck-Bypass-Untersystem mit einem HD-Bypassventil 12 und einer Heissdampfkühlstation 13 bildet einen alternativen oder zusätzlichen Dampfweg um die HD-

653744

4

Turbine 3 herum. Aus der HD-Turbine 3 austretender Dampf strömt durch ein Sperrventil 14, um mit herumgeleitetem Dampf zusammengeführt zu werden, und der Gesamtdampf strömt durch einen Zwischenüberhitzer 15. Von dem Zwischenüberhitzer 15 kann Dampf durch das Abfangventil 16 und ein Zwischenüberhitzungs-Sperrventil 17 derZD-Tur-bine 4 und ND-Turbine 5 zugeführt werden, die durch eine Leitung 18 in Reihe geschaltet sind. Der aus der ND-Turbine austretende Dampf strömt zu einem Kondensor 19. Ein Niederdruck-Bypass-Untersystem mit einem ND-Bypass-ventil 21, einem ND-Bypass-Sperrventil 22 und einem Heiss-dampfkühler 23 bildet einen alternativen oder zusätzlichen Dampfweg um die ZD-Turbine und die ND-Turbine 5 herum zum Kondensor 19.

Die Drehzahl und Ausgangsleistung der Turbine 2 stehen in Beziehung zur Dampfzufuhr durch das Steuerventil 11, das zu Erläuterungszwecken hier zwar als ein einzelnes Ventil dargestellt ist, das aber tatsächlich eine Vielzahl von Ventilen umfasst, die in Umfangsrichtung um den Einlass der Hochdruckturbine herum angeordnet sind, um nach Wunsch eine Dampfzufuhr auf einem vollen oder Teilbogen zu erreichen. Eine Drehzahl- und Lastregelschleife, die zum Einstellen des Steuerventiles 11 dient, umfasst einen Drehzahlwandler 24, der ein Signal entsprechend der Istdrehzahl der Turbine liefert, eine Drehzahl-Sollwerteinheit 25, durch die die Solldrehzahl gewählt werden kann, und eine erste Summierstelle 26, die die Istdrehzahl mit der Solldrehzahl vergleicht und ein Drehzahlfehlersignal liefert, das der Differenz proportional ist. Das Fehlersignal von der Summierstelle 26 wird durch ein Verstärkungselement 27 verstärkt, um die eine Eingangs-grösse für eine zweite Summierstelle 28 zu bilden, in der das verstärkte Fehlersignal mit einer Last-Sollgrösse Rl verglichen wird, die durch eine Last-Sollwerteinheit 29 geliefert wird. Unter stationären Bedingungen ist das Drehzahlfehler-signal null, so dass die Ausgangsgrösse der zweiten Summierstelle 28 ein Signal ist, das den Last-Sollwert darstellt. Dieses Signal, das mit El bezeichnet ist, wird einer Steuereinheit 30 zugeführt. Die Steuereinheit 30 kann einen Leistungsverstärker enthalten, um das Steuerventil 11 gemäss der Grösse El zu betätigen, und sie kann auch Mittel enthalten, um die Strömungscharakteristiken des Steuerventiles 11 zu lineari-sieren. Der Drehzahl- und Laststeuerungszweig der Anordnung ist im wesentlichen der gleiche, wie er in der eingangs bereits erwähnten US-PS 3 097 488 beschrieben ist.

Die Steuerung des HD-Bypassventiles 12, des ND-Bypassventiles 21 und des Abfangventiles 16 wird durch ein Signal bestimmt, das den tatsächlichen Lastbedarf (ALD) angibt und mit El' bezeichnet ist. Das Signal El' wird dadurch gebildet, dass das Produkt von El (Ausgangsgrösse der zweiten Summierstelle 28) und Pb (Kesseldruck, wie durch den Druckwandler 32 gemessen wird) in dem Multiplizierer 33 gebildet wird. Das ALD-Signal El' wird einer Lastbedarfsanzeige 34 zugeführt zusätzlich zu Regelschleifen zum Regeln des HD-Bypassventiles 12, des ND-Bypassventiles 21 und des Abfangventiles 16, wie es vorstehend erläutert wurde. Die HD-Bypass-Regelschleife umfasst einen Pref hd-Funktionsgeber 35, einen Betriebswähler 41, einen Geschwindigkeitsbegrenzer 36, eine dritte Summierstelle 37, einen Kesseldruckwandler 32, einen PI-Regler 38, einen Hand/Automatik-Wähler 39 und das HD-Bypassventil 12. Die ND-Bypassregelschleife umfasst einen Pref nd-Funktionsgeber 40, eine vierte Summierstelle 42, einen Zwischenüberhit-zungsdruckwandler 43, einen PI-Regler 44, einen Hand/ Automatik-Wähler 45 und das ND-Bypassventil 21. Die Abfangventil-Regelschleife umfasst einen einstellbaren Verstärker 46, das Abfangventil 16 und eine Regeleinheit 47, die Mittel zum Linearisieren der Strömungscharakteristiken des Ventiles 16 enthalten kann.

In der HD-Bypass-Steuerschleife liefert der Pref hd-Funktionsgeber 35 ein Bezugs- oder Sollwertsignal, mit dem der Kesseldruck Pb, wie er durch den Wandler 32 gemessen wird, in der dritten Summierstelle 37 verglichen wird. Das HD-5 Bypassventil 12 wird gemäss dem Ausgangssignal aus der Summierstelle 37 eingestellt, wobei es mehr oder weniger geöffnet wird, wenn Pb grösser oder kleiner als das Pref hd-Signal aus dem Funktionsgeber 35 ist. Ein Beispiel der durch den Pref hd-Funktionsgeber 35 erzeugten Funktion ist in io Figur 2 gezeigt, wobei Pref hd eine Funktion von El' ist. In dem gezeigten Beispiel ist Pref hd bei kleinen Werten von El' konstant gleich einem minimalen gewählten Kesseldruck Pb min und steigt dann mit höheren Werten von El' auf einen zweiten konstanten Wert Pref hd max an, der gerade etwas 15 grösser als der Kesselnenndruck gewählt ist. An dem Funktionsgeber 35 sind Einstellungen 50 bzw. 51 vorgesehen, um Pb min und den Wert a der Steigung des ansteigenden Teils der Funktion Pref hd vorgesehen. Im Hinblick auf den Ventilbetrieb ist das HD-Bypassventil 12 bei den kleineren Werten 20 von El' gedrosselt, um Pb min beizubehalten, und ist vollständig geschlossen, wenn die Funktion Pref hd ansteigt. In der beschriebenen Weise arbeitende Funktionsgeber und wie sie im folgenden in Verbindung mit der ND-Bypassregel-schleife beschrieben werden, sind allgemein bekannt und bei-25 spielsweise in der US-PS 3 097 488 beschrieben.

Der Geschwindigkeitsbegrenzer 36 verhindert, dass Pref hd mit einer übermässigen Geschwindigkeit bei einem plötzlichen Abfall von El' abfällt, wie es bei einem plötzlichen Lastab wurf geschehen kann. Dies verhindert das Auftreten 30 eines grossen Fehlersignales, das die Tendenz haben würde, das Bypassventil 12 schnell von der Schliesstellung in die Öffnungsstellung zu bringen, wodurch ein Schock auf den Kessel 1 wegen der schnellen Entspannung des Dampfdruckes ausgeübt würde. Der PI-Regler 38 empfängt das Feh-35 lersignal von der dritten Summierstelle 37, um ein dem Fehler und seinem Zeitintegral proportionales Signal zu erzeugen, um so das HD-Bypassventil 12 entsprechend einzustellen. Der Hand/Automatikwähler 39 sorgt für eine Herauslösung des HD-Bypassventiles 12 aus der selbsttätigen Regelung, so 40 dass es manuell eingestellt werden kann, und er gestattet,

dass die Regelung schnell von automatisch auf Hand und umgekehrt umgeschaltet werden kann. Der Betriebsartwähler 41 gestattet eine Regelung gemäss der Pref hd-Funktion (gleitender Druck) oder durch Ersatz eines konstanten Wertes für 45 Pref hd bei einem konstanten Druck.

In der ND-Bypass-Regelschleife liefert der Pref nd-Funktionsgeber 40 ein Druckreferenzsignal oder einen Sollwert auf der Basis des Wertes von El' , wie es beispielsweise in Figur 3 gezeigt ist. Die Funktion Pref nd ist konstant bei klei-50 neren Werten von El' , wodurch der minimale zulässige Wiedererhitzungsdruck Preh min dargestellt ist, und steigt dann gradlinig mit der Steigung ß an, wenn die Werte El' zunehmen. Der Pref nd-Funktionsgeber 40 ist mit einer Einstellung 52 versehen, um den Wert von Preh min zu wählen, 55 der durch die Betriebspezifikationen des Nacherhitzungskessels 16 bestimmt ist. Der Wert von Pref nd wird mit dem tatsächlichen Zwischenüberhitzerdruck, wie es durch den Wandler 43 gemessen wird, in der vierten Summierstelle 42 verglichen, und das daraus resultierende Fehlersignal wird 60 dem PI-Regler 44 zugeführt, der automatisch auf die Betätigung des ND-Bypassventiles 21 einwirkt, um das Fehlersignal auf einen minimalen Wert zu halten. Der Hand/Automatik-Wähler 45 gestattet, dass das ND-Bypassventil 21 manuell oder automatisch betätigt wird, wie es vorstehend 65 bereits für das HD-Bypassventil 12 beschrieben wurde.

Die Abfang-Regelschleife sorgt für eine Drosselung des Abfangventiles bei verminderter Last, um den minimalen zulässigen Zwischenüberhitzerdruck Preh min aufrechtzuer-

5

653744

halten. Dies wird dadurch erreicht, dass das Signal El' durch ALD-Signal und dem Multiplizieren dieses Druckes mit dem den Verstärker 46 geleitet wird, dessen Verstärkung bzw. Gewinn bzw. der Verstärkung Gewinn umgekehrt proportional zu Preh min gewählt ist. Die

Ausgangsgrösse aus dem Verstärker 46 wird der AV-Regel- (1 )

einheit 47 zugeführt, die ein proportionales Leistungssignal s PREH MIN zur Betätigung des Abfangventils 16 liefert. Der koordinierte

Betrieb des Regelventiles 11 mit dem Abfangventil 16 ist in des Verstärkers 46 der Abfangschleife.

den Figuren 4 und 5 grafisch dargestellt, wobei jede Figur die Wenn an diesem Punkt Rl auf 0,7 erhöht wird, wandert das Ergebnisse mit einem unterschiedlichen Kesseldruck Pb zeigt. ALD-Signal auf 0,28 und bei den Kurven gemäss den Die Kurven in den Figuren 4 und 5 sind in normierten Ein- io Figuren 2 und 3 als Beispielen werden die HD- und ND-heiten gezeigt, die einen Bereich von null bis 1,0 überdecken, Bypassventile 12 und 21 nahezu vollständig geschlossen, welche allgemein die mögliche Spanne einer bestimmten wobei die Grössen Pref hd und Pref nd am Rande ihres Variablen von null bis 100% darstellen. Beispielsweise kann geraden Anstieges sind. Die Strömung durch das Abfangein Kesseldruck Pb, der mit 0,5 Einheiten bezeichnet ist, als ventil 16 beträgt 0,28 Einheiten (0,3 Preh x 0,28 El'/0,3 Preh ein Kesseldruck von 50% des Nenndruckes verstanden is min), und das Ventil 16 ist nahezu ganz geöffnet (0,28 El'/0,3 werden. Somit zeigt bei der Bezugnahme auf die Darstellung Preh min ungefähr gleich 1,0 Einheiten, wobei ein Wert von der Abfangventilöffnung, wie sie in den Figuren 4 und 5 1,0 in der Abfangregelschleife dazu führt, dass das Abfanggezeigt ist, ein normierter Wert von 1,0 an, dass das Ventil ventil 16 vollständig geöffnet ist). Da der Gewinn bzw. die vollständig geöffnet ist, ein Wert von 0,5 zeigt an, dass das Verstärkung der Abfangschleife an den Kehrwert von Preh Ventil halb geöffnet ist usw. Dies gestattet die Beschreibung 20 min angepasst ist, ist eine Koordination des Regelventiles 11 der Steueranordnung unabhängig von begrenzenden Para- und des Abfangventiles 16 sichergestellt, wie es durch die metern von irgendeiner gegebenen Systemkomponente, bei- Kurven in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist.

spielsweise der Kesselkapazität oder dem Druck. Die Bilder Bei höheren Lasten kann das Signal Rl fest sein oder konzeigen, dass das Abfangventil über dem Bereich von El, der stand gehalten werden, und wenn die Bedingungen bezüglich zur Aufrechterhaltung des minimalen Zwischenüberhitzer- 25 der Drehzahl stationär sind, ist Rl = El. Somit ist das Regeldruckes gemäss El' und der Dampfströmung durch das ventil 11 in einer festen Stellung, und der Kesseldruck kann Regelventil 11 erforderlich ist, drosselt, aber unabhängig von aufwärts gleiten, um den steigenden Lastbedürfnissen der dem Hauptkesseldruck. Turbine 2 zu genügen. Die ALD-Anzeige 34 stellt den tat-

Die Arbeitsweise der Regelanordnung gemäss der Erfin- sächlichen Lastbedarf unter allen Bedingungen dar und zeigt dung kann am besten durch numerische Werte erläutert 30 einen steigenden Wert, wenn der Kesseldruck sich nach oben werden, die den verschiedenen Betriebsparametern als Bei- verschiebt. Oberhalb 0,7 Einheiten der Ist-Last befindet sich,

spiele zugeordnet werden. Zu diesem Zweck und zur Signal- wie es in den Beispielen gemäss den Figuren 2 und 3 darge-

manipulation können die Parameter als normierte Einheiten stellt ist, der Kessel auf vollem Druck, und die Regelung der ausgedrückt werden, wie es vorstehend erläutert wurde. Für Turbine 2 ist wie üblich bei einer Turbine, die keine Bypass-

die folgende Beschreibung der verschiedenen Phasen des 35 Ventilanordnung aufweist.

Turbinenbetriebes wird auf die Figuren 1 -5 Bezug Wenn die Last vermindert wird, kann der Betriebsartgenommen. Wähler 41 ins Spiel gebracht werden, wodurch der Kessel 1

Unmittelbar vor dem Hochfahren der Turbine wird der auf einem konstanten erhöhten Druck betrieben werden

Kessel 1 bei einer gewissen minimalen Dampfströmung und kann. Bei dieser Betriebsart mit konstantem Druck negiert Druck in Betrieb gesetzt. Beispielsweise können 0,3 Einheiten 40 der Betriebswähler 41 die Wirkung eines sich ändernden der Dampfströmung bei 0,4 Druckeinheiten vorhanden sein, Wertes von El' auf die Ausgangsgrösse des Funktionsgebers wobei der gesamte Dampf durch das Bypass-System um die 35, indem ein konstanter Wert für Pref hd eingesetzt wird. Bei

Turbine 2 herum zum Kondensor 19 umgeleitet wird. Die konstantem Druck arbeitet das Abfangventil 16 in Koordina-

Turbine 2 wird dann durch entsprechende Einstellung der tion mit dem Regelventil 11, wenn die Last verkleinert wird;

Drehzahl-Sollwerteinheit 25 und der Last-Sollwerteinheit 29 45 das HD-Bypassventil 12 steuert den Druck des Kessels 1 an gestartet, damit Dampf durch das Regelventil 11 und das einem gewählten konstanten Wert von Pref hd; und das ND-

Abfangventil 16 strömt. Wenn beispielsweise das Last-Soll- Bypassventil steuert mit dem Abfangventil den Zwischen-

wertsignal Rl auf 0,3 Einheiten erhöht ist und wenn kein überhitzerdruck.

Drehzahlfehler angenommen wird, dann ist auch El = 0,3 Wenn die Turbinenlast während des Betriebes mit varia-

und die Strömung zur Hochdruckturbine 3 beträgt 0,12 Ein- so blem Druck verkleinert wird und wenn kein plötzlicher heiten (0,3 El • 0,4 Pb = 0,12 El' ). Die Anzeige 34 für den tat- Lastabwurf vorhanden ist, verläuft die Arbeitsweise der sächlichen Lastbedarf (ALD) zeigt an diesem Punkt 0,12 Ein- Anordnung umgekehrt zu derjenigen bei dem Lastanstieg,

heiten Bedarf an, was numerisch gleich der Dampfströmung und die Kessel- und Zwischenüberhitzerdrücke können nach in die Hochdruckturbine 3 ist. Wenn ferner die minimal unten gleiten bis zu den minimalen vorgewählten Werten. Bei zulässige Zwischenüberhitzer-Druckeinstellung Preh min 0,3 55 einem plötzlichen Lastabwurf verhindert der Geschwindig-

Einheiten beträgt, dann beträgt auch die Strömung durch das keitsbegrenzer 36 einen steilen Abfall in dem Signal, das der

Abfangventil 16, die Zwischendruckturbine 4 und die dritten Summierstelle 37 zugeführt wird, wodurch ein

Niederdruckturbine 5 0,12 Einheiten (0,3 Preh x 0,12 El' /0,3 schnelles Öffnen des HD-Bypassventiles 12 verhindert und

Preh min). Der letztgenannte Klammerausdruck resultiert aus ein plötzliches Ablassen des Druckes im Kessel 1 bewirkt dem Multiplizieren des Zwischenüberhitzerdruckes mit dem 60 wird.

B

3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

653744 PATENTANSPRÜCHE

1. Regelanordnung für eine aus einem mit Konstant- oder Gleitdruck betriebenen Dampfkessel gespeiste Dampfturbine mit einem Hochdruck-(HD-)Abschnitt, wenigstens einem Niederdruck-(ND-)Abschnitt, wobei der HD-Abschnitt mit dem ND-Abschnitt über einen Zwischenüberhitzer verbunden ist, wenigstens einem Einlassregelventil zum Regeln der Dampfströmung in den HD-Abschnitt und einem Abfangventil zum Regeln der Dampfströmung zum ND-Abschnitt, ferner mit einer HD-Bypasseinrichtung (12,13) zum Herumleiten des Dampfes um den HD-Abschnitt mit einem HD-Bypass-Regelventil (12), einer ND-Bypasseinrich-tung (21-23) zum Herumleiten des Dampfes um den ND-Abschnitt mit einem ND-Bypass-Regelventil (21) und einem Last- und Drehzahl-Regelkreis (24 bis 29) zum Steuern des Einlassregelventils (11), dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Last- und Drehzahlregelkreis (24 bis 29) geliefertes Einlassregelventil-Stellsignal (El) mit einem Kesseldampfdrucksignal (Pb) verknüpft wird (bei 33) zur Lieferung eines den Lastbedarf anzeigenden Signals (El'), das

- einem HD-Bypass-Regelkreis (32,35-39,41) zum Betätigen des HD-Bypassventiles (12) zur Regelung des Kesseldampfdruckes,

- einem ND-Bypass-Regelkreis (40,42-45) zum Betätigen des ND-Bypassventiles (21) zur Regelung des Zwischenüberhitzerdampfdruckes und

- einem Abfangregelkreis (46,47) zum Betätigen des Abfangventils (16) zugeführt wird.

2. Regelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfangregelkreis Mittel (46) zur Lieferung eines Abfangventilsignales aufweist, das proportional zum Lastbedarf anzeigenden Signal (El') und umgekehrt proportional zu einem gewählten Wert des Zwischenüberhitzerdampfdruckes ist und zur Steuerung der Stellung des Abfang-ventiles (16) dient.

3. Regelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der HD-Bypassregelkreis einen HD-Funktionsgeber (35) zur Lieferung eines ersten Bezugssignales als eine vorgewählte Funktion des den Lastbedarf anzeigenden Signales (El'), einen ersten Wandler (32) zur Lieferung des Kesseldampfdrucksignales (Pb) und Mittel (37) umfasst zum Vergleichen des ersten Bezugssignales mit dem Kesseldrucksignal zur Erzeugung eines HD-Fehlersignales zur Steuerung der Stellung des HD-Bypassventiles (12) zur Aufrechterhaltung eines Gleichgewichtes zwischen dem ersten Bezugssignal und dem Kesseldrucksignal, und dass der ND-Bypassregelkreis einen ND-Funktionsgeber (40) zur Lieferung eines zweiten Bezugssignales als eine vorgewählte Funktion des den Lastbedarf anzeigenden Signales (El'), einen zweiten Wandler (43) zur Lieferung eines Zwischen-überhitzerdampfdrucksignales und Mittel (42) umfasst zum Vergleichen des zweiten Bezugssignales mit dem Zwischen-überhitzerdampfdrucksignal zur Erzeugung eines ND-Feh-lersignales zur Steuerung der Stellung des ND-Bypassventiles (21) zur Aufrechterhaltung eines Gleichgewichtes zwischen dem zweiten Bezugssignal und dem Zwischenüberhitzer-dampfdrucksignal.

4. Regelanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der HD-Funktionsgeber (35) bei kleineren Werten des den Lastbedarf darstellenden Signales (El') einen ersten konstanten Wert des ersten Bezugssignals erzeugt und bei höheren Werten des den Lastbedarf darstellenden Signales (El') das erste Bezugssignal mit einer konstanten Steigung a bis zu einem zweiten konstanten Wert linear ansteigen lässt, wobei der HD-Funktionsgeber (35) Mittel (50) zum Wählen des ersten konstanten Wertes und Mittel

(51) zum Wählen der Steigung a aufweist, und dass der ND-Funktionsgeber (40) einen dritten konstanten Wert des zweiten Bezugssignales bei den kleineren Werten des den Lastbedarf darstellenden Signales (El') liefert und bei höheren Werten des den Lastbedarf darstellenden Signales (El') das zweite Bezugssignal mit einer Steigung ß linear ansteigen lässt, wobei der ND-Funktionsgeber (40) Mittel

(52) aufweist zum Wählen des dritten konstanten Wertes.

5. Regelanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der HD-Bypassregelkreis Mittel (36) zum Begrenzen der Änderungsgeschwindigkeit des ersten Bezugssignales aufweist, derart dass die Öffnungsgeschwindigkeit des HD-Bypassventiles (12) begrenzt ist.

6. Regelanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ferner Mittel (34) zum Anzeigen der Grösse des den Lastbedarf darstellenden Signales (El') vorgesehen sind.

7. Regelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der HD-Bypassregelkreis selektive Übergangsmittel (41) zwischen einer Regelung mit gleitendem Druck und einer Regelung mit konstantem Druck aufweist, wobei die Übergangsmittel (41) zum Ersetzen des ersten Bezugssignales durch ein konstantes Signal mit wählbarem Wert dienen.

8. Regelanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der HD-Bypassregelkreis einen HD-Hand/ Automatik-Wähler (39) für den Übergang zwischen einer automatischen Betriebsart des HD-Bypassventiles (12), bei dem das Ventil in Abhängigkeit vom HD-Fehlersignal betätigt ist, und einem manuellen Betrieb enthält, bei dem das Ventil in Abhängigkeit von einer ersten manuellen Betätigungseinrichtung betätigt ist, und dass der ND-Bypass-Regelkreis einen ND-Hand/Automatik-Wähler (45) für den Übergang des ND-Bypassventiles (21) zwischen einem automatischen Betrieb, bei dem das Ventil in Abhängigkeit von dem ND-Fehlersignal betätigt ist, und einem manuellen Betrieb aufweist, bei dem das Ventil in Abhängigkeit von einer zweiten manuellen Betätigungseinrichtung betätigt ist.

9. Regelanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der HD-Bypass-Regelkreis Mittel zum Erzeugen eines HD-Bypassventil-Stellsignales für die Summe des HD-Fehlersignales und dessen Zeitintegralwertes aufweist und dass der ND-Bypass-Regelkreis Mittel zum Erzeugen eines ND-Bypassventil-Stellsignales für die Summe des ND-Stellsignales und dessen Zeitintegralwertes enthält.