CH661320A5 - Regelanordnung fuer eine dampfturbine mit zwischenueberhitzung und umleitstationen. - Google Patents

Regelanordnung fuer eine dampfturbine mit zwischenueberhitzung und umleitstationen. Download PDF

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CH661320A5
CH661320A5 CH5507/81A CH550781A CH661320A5 CH 661320 A5 CH661320 A5 CH 661320A5 CH 5507/81 A CH5507/81 A CH 5507/81A CH 550781 A CH550781 A CH 550781A CH 661320 A5 CH661320 A5 CH 661320A5
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pressure
steam
turbine
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CH5507/81A
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Royston John Dickenson
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Gen Electric
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelanordnung für eine Dampfturbinenanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Grosse Dampfturbinen, wie sie von Strom Versorgungsunternehmen zum Erzeugen von elektrischer Energie benutzt werden, enthalten häufig ein Dampfumleitsystem, um überschüssigen Dampf unter gewissen Betriebsbedingungen an derTurbine vorbei direkt zum Kondensator zu leiten. Der Umleitbetrieb gestattet es, den Dampferzeuger mit hoher Dampferzeugungsrate und hohem Dampfdruck zu fahren, ungeachtet des Lastbedarfs derTurbine, weil der überschüssige Dampf während Perioden niedrigerTurbinen-belastung um die Turbine herumgeleitet werden kann. Wenn die Last der Turbine steigt, kann ihr sofort mehr Dampf zugeführt und weniger Dampf an ihr vorbeigeleitet werden, bis ein Punkt erreicht ist, an welchem der gesamte Dampf der Turbine zugeführt und kein Dampf umgeleitet wird. Nachdem die Umleitung vollständig abgeschaltet ist, hält eine koordinierte Kesselregelung eine gewünschte Druck-Strömungskennlinie aufrecht, und ein erhöhter Turbinenbedarf an Dampf kann beispielsweise erfüllt werden, indem man den Kesseldruck mit zunehmender Belastung ansteigen Iässt. Wenn die Belastung derTurbine verringert wird, kann man den Kesseldruck auf einen akzeptablen Mindestwert abfallen lassen, weil überschüssiger Dampf wieder um die Turbine herumgeleitet wird.
Die Hauptvorteile dieser Betriebsweise sind:
1 ) kürzere Turbinenhochlaufzeiten ;
2) die Verwendung von grösseren Turbinen für schwankende Leistung, damit ein schnelleres Ansprechen auf Laständerungen erfolgt;
3) das Vermeiden einer Kesselabschaltung bei plötzlichem Lastabwurf;
4) die Verringerung der Erosion durch feste Teilchen ;
5) die Möglichkeit, den Kessel unabhängig von derTurbine zu betreiben ; und
6) ein stabilerer Kesselbetrieb bei gleichzeitig besserer Anpassung der Dampftemperatur an dieTurbinenmetall-temperatur.
Eine allgemeine Erläuterung des Betriebes mit gleitendem
Druck und Umleitbetrieb findet sich in Band 35, Proceedings of the American Power Conference, «Bypass Stations for better Coordination Between Steam Turbine and Steam Generator Operation», von Peter Martin und Ludwig Holly und in einer entsprechenden Veröffentlichung in der Zeitschrift «ENERGIE», Jahrg. 26, Nr. 12, Dez. 1974, S. 425-430.
Im Gegensatz zu der herkömmlicheren Art des Turbinen-betriebes (bei dem der Kessel nur so viel Dampf wie unmittelbar gebraucht wird, erzeugt und keine Umleitstationen vorhanden sind) erfordert der Betrieb mit Umleitstationen eine einheitliche Regelung einer komplexeren Ventilanordnung. Die Regelanordnung muss für eine genaue Koordinierung und Steuerung der verschiedenen Ventile in den Dampfströmungswegen sorgen, und das bei sämtlichen Betriebsbedingungen unter Aufrechterhaltung der geeigneten Last-und Drehzahlregelung derTurbine.
Es sind bereits verschiedene Regelanordnungen für Dampfturbinen mit Zwischenüberhitzung und Umleitstationen entwickelt worden. Bei einem bekannten Schema wird der Druck in der ersten Stufe derTurbine als Mass für die Dampfströmung benutzt, aus welchem Führungsgrössen oder Sollwerte für die Steuerung der Hochdruck- und Niederdruckumleitventile erzeugt werden. Bei diesem Schema sind jedoch keine Vorkehrungen dafür getroffen, den Betrieb der Umleitventile direkt mit dem Betrieb des Hauptregelventils zu koordinieren, das auf die Drehzahl- und Lasterfordernisse ansprechen muss, und es sind auch keine Vorkehrungen getroffen für einen koordinierten Betrieb mit anderen Ventilen des Systems. Weiter hat es sich gezeigt, dass der Druck in der ersten Stufe derTurbine nicht unter sämtlichen Bedingungen für die Dampfströmung repräsentativ ist.
Bei einerweiteren bekannten Regelanordnung für Dampfturbinen mit Umleitstationen liefert eine Strömungsmessdrossel bo h rung in der Frischdampfleitung ein Signal, das die gesamte Dampfströmung anzeigt und die Basis für ein Druckbezugssignal oder eine Druckführungsgrösse zur Steuerung der Hochdruck- und Niederdruckumleitventile bildet. Der Hauptnachteil dieser Regelanordnung besteht darin, dass die Strömungsmessung einen Eingriff in den Dampfströmungsweg erfordert, der einen Druckabfall und die Erwärmung beim Anfahren verlangsamt.
Die US-PS 4 253 308 beschreibt eine vielseitige Regelanordnung für ein Dampfturbinen- und Umleitsystem, das gegenüber bekannten Systemen dieser Art sehr verbessert ist und bei dem ein Istlastbedarfssignal erzeugt wird, um unabhängige Druckbezugsfunktionen oder -führungsgrössen zur Steuerung des Kessel- und des Zwischenüberhitzungsdruckes zu erzeugen. Das Istlastbedarfssignal ist ein Mass für die Ist-dampfströmung zur Turbine und wird gewonnen, indem das Produkt aus dem Kesseldruck und einem durch den Drehzahl-und Lastregelkreis erzeugten Einlassregelventil-Positioniersignal gebildet wird. Das Istlastbedarfssignal stellt ein genaues Mass der Dampfströmung dar, ohne dass es erforderlich ist, in die Dampfleitung einen Strömungsfühler einzubauen, der einen Druckabfall und ein Verlangsamen der Erwärmung verursachen würde. Weiter ist im Gegensatz zu den indirekten Methoden der Dampfströmungsmessung, wie beispielsweise dem Abfühlen des Druckes der ersten Turbinenstufe, das Istlastbedarfssignal eine gültige Anzeige der Dampfströmung zu derTurbine unter sämtlichen Betriebsbedingungen. Auf den Inhalt der oben erwähnten US-Patent-schrift wird bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen.
Strikt als eine Regelanordnung für ein Dampfturbinen-und Umleitsystem betrachtet, das in einem schmalen Bereich von Kesseldampfströmungsbedingungen arbeitet, stellt die aus der oben erwähnten US-Patentschrift bekannte Regelanordnung einen beträchtlichen Fortschritt auf dem Gebiet der Turbinenumleitregelanordnungen dar. Wenn jedoch der s
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Umleitbetrieb bei grösseren Turbinen angewendet wird, die in einem breiten Bereich von Strömungsbedingungen arbeiten sollen, und wenn gefordert wird, dass das Umleitsystem in der Lage sein muss, die gesamte Dampfzufuhr aufzunehmen, so wird es unerlässlich, dasTurbinen- und Umleit-System so zu regeln, dass der Kessel keinen grösseren Dampfströmungsänderungen, die grosse Schwankungen im Kesseldruck erzeugen, ausgesetzt wird. Es ist besonders wichtig,
dass der Kessel vor den Auswirkungen von Turbinenüber-gangszuständen, wie beispielsweise einer plötzlichen Turbinenabschaltung, geschützt wird. Die bekannten Regelanordnungen sind nicht in der Lage, diese Probleme ohne eine Einbusse an Erhitzungsgeschwindigkeit angemessen zu überwinden.
Darüber hinaus, und insbesondere bei grösseren Turbinen, sind der Kondensator und die letzten Stufen des Hochdruckabschnitts derTurbine unter gewissen Betriebsbedingungen, die im Umleitbetrieb auftreten, den Einwirkungen hoher Temperaturen ausgesetzt. Ein Aspekt des Problems der hohen Temperaturen in den letzten Stufen des Hochdruckabschnitts (bekannt als «Ventilationsverlusterhitzung») wird durch ein Gegendampfstromsystem überwunden (DE-OS 3 047 008). Zum vollen Schutz sowohl des Kondensators als auch der letzten Stufen des Hochdruckabschnitts müssen jedoch der Dampfströmung, die über das Umleitsystem die Niederdruckabschnitte der Turbine umgeht, trotzdem gewisse Beschränkungen auferlegt werden. Obgleich solche Beschränkungen erforderlich sind, sollten sie die Turbinenregelung nicht stören, sondern nur vor einer möglichen Überhitzung des Kondensators und der letzten Stufen des Hochdruckabschnitts derTurbine schützen, zu der es beispielsweise kommen kann, wenn der Dampf mit übermässig hohen Geschwindigkeiten um die Niederdruckabschnitte der Turbine umgeleitet wird.
Es ist demgemäss Aufgabe der Erfindung, eine Regelanordnung für eine Dampfturbinenanlage, die eine Dampfturbine mit Zwischenüberhitzung und Umleitstationen enthält, zu schaffen, die eine genauere und flexiblere Regelung der Dampfturbine erlaubt, durch die eine unerwünschte Rückwirkung auf den Kesseldruck und die Dampfströmung bei nichtstationären Betriebszuständen derTurbine sowie eine Überhitzung des Kondensators und der letzten Stufen des Hochdruckturbinenteils aufgrund übermässiger Dampfströmungsgeschwindigkeiten verhindert werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der Kennzeichnung des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Regelanordnung sind in den Patentansprüchen 2 bis 12 definiert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch als Blockschaltbild eine bevorzugte Ausführungsform der Regelanordnung nach der Erfindung, Fig. 2 ein Beispiel des Sollwertes zur Regelung des Kesseldruckes Pref hd, das in Abhängigkeit von dem Dampfmengenreferenzsignal erzeugt wird,
Fig. 3 ein Beispiel des Sollwertes zur Regelung des Zwischenüberhitzerdruckes Prefnd, das in Abhängigkeit von dem Dampfmengenreferenzsignal erzeugt wird,
Fig. 4 in einem Diagramm die Beziehung zwischen der Einlassregelventildampfströmung, dem Einlassregelventil-positionssignal, der Abfangventildampfströmung und dem Abfangventilpositionssignal bei Laständerungen und jeweils in Abhängigkeit von dem Turbinenbedarfssignal und bei einem konstanten Kesseldruck und
Fig. 5 in einem ähnlichen Diagramm wie in Fig. 4 die
Koordinierung der Steuerung zwischen dem Abfangventil und dem Einlassregelventil zum Aufrechterhalten eines Mindestzwischenüberhitzerdruckes bei niedrigeren Lasten, wobei in Verbindung mit Fig. 4 zu erkennen ist, dass die Ventilkoordinierung vom Kesseldruck unabhängig ist.
Die in Fig. 1 gezeigte Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie enthält einen Kessel 10, der Hochdruckdampf zum Antreiben einer mit Zwischenüberhitzung arbeitenden Dampfturbine 12 liefert, die einen Hochdruck(HD)-Abschnitt 14, einen Mitteldruck(MD)-Abschnitt 16 und einen Niederdruck(ND)-Abschnitt 18 aufweist. Das ist zwar die herkömmliche Bezeichnungsweise, bisweilen werden im folgenden und in den Ansprüchen der MD-Abschnitt 16 und der ND-Abschnitt 18 zusammen als Niederdruck(ND)-Abschnitte derTurbine bezeichnet. In entsprechender Weise kann die Umleitstation, die Dampf um diese Abschnitte herumleitet, als Niederdruck- oder ND-Umleitstation bezeichnet werden. Die Turbinenabschnitte 14,16 und 18 sind zwar in Tandemoanordnung mit dem Generator 20 durch eine Welle 22 gekuppelt dargestellt, es können jedoch andere Anordnungen benutzt werden.
Der Dampf strömt vom Kessel 10 durch eine Dampfleitung 24 und über ein Hauptschnellschlussventil 26 sowie ein Regelventil 28 zur HD-Turbine 14. Eine Hochdruck-Umleitstation, die ein HD-Umleitventil 30 und eine Heissdampf-kühlstation 32 enthält, bildet einen alternativen oder zusätzlichen Dampfweg um den HD-Abschnitt 14 herum. Es ist klar, dass zwar eine HD-Umleitstation dargestellt ist, dass jedoch parallele Umleitwege, von denen jeder ein Strömungssteuerventil enthält, ebenfalls benutzt werden können. In jedem Fall strömt der Dampf, der aus der HD-Turbine 14 austritt, durch ein Rückschlagventil 34, vereinigt sich wieder mit jedwedem um die Turbine herumgeleiteten Dampf, und der gesamte Dampf strömt dann durch einen Zwischenüberhitzer 36. Dem Zwischenüberhitzer 36 kann Dampf über ein Abfangventil 38 und ein Zwischenüber-hitzerschnellschlussventil 40 entnommen werden, um zur MD-Turbine 16 und zur ND-Turbine 18 geleitet zu werden, die im Dampfweg durch eine Leitung 42 in Reihe geschaltet sind. Der aus der ND-Turbine 18 austretende Dampf strömt zu einem Kondensator 44. Eine Niederdruck(ND)-Umleitsta-tion, die ein ND-Umleitventil 46, ein ND-Umleitschnell-schlussventil 48 und eine Heissdampfkühlstation 50 enthält, bildet einen alternativen oder zusätzlichen Dampfweg um die MD-Turbine 16 und die ND-Turbine 18 herum zum Kondensator 44.
Dem HD-Abschnitt 14 sind ein Gegenstromventil 52 und ein Ventilator- oder Abblasventil 54 zugeordnet, die hauptsächlich für Betriebszustände ohne Belastung und niedriger Belastung benutzt werden. Die Ventile 52 und 54 werden benutzt, um einen Dampfgegenstrom durch die HD-Turbine zu erzeugen. Die Gegendampfströmung eliminiert eine Erhitzung aufgrund von Drehungsverlusten (Ventilationsverlusten), zu der es unter gewissen Bedingungen bei niedriger Belastung und Umleitbetrieb kommen kann. Der Gegendampfstrom wird deshalb meistens beim Turbinen-hochlauf benutzt, während welchem die Vorwärtsdampfströ-mung durch den MD-Abschnitt 16 und den ND-Abschnitt 18 benutzt wird, um die Turbine anzutreiben, während das Dampfeinlassregelventil 28 geschlossengehalten wird. Das Einlassregelventil 28 ist zwar hier zu Erläuterungszwecken als ein einzelnes Ventil dargestellt, in der Praxis werden jedoch bekanntlich mehrere Regelventile in einer Umfangsanordnung an Düsenbögen benutzt, um entweder eine Volloder eine Teilbogenspeisung der Turbine 12 zu erzielen.
Ein Drehzahl- und Lastregelkreis, der die Dampfströmung zu den Turbinenabschnitten 14, 16 und 18 steuert, um vorein4
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gestellte Werte der Turbinendrehzahl und -belastung aufrechtzuerhalten, enthält einen Drehzahlgeber 56, derein Signal liefert, das die Istturbinendrehzahl darstellt; einen Drehzahlführungsgrössengeber 58, durch den die Solldrehzahl ausgewählt wird ; einen Drehzahlsummierpunkt 60, der die Turbinenistdrehzahl mit derTurbinensolldrehzahl vergleicht und ein Fehlersignal liefert, das die Differenz angibt; einen Verstärker 62, dessen Verstärkung umgekehrt proportional zu dem gewünschten Grad an Drehzahlverstellung (REG) ist; einen Lastsummierpunkt 64, der das verstärkte Drehzahlfehlersignal und die durch einen Soll-Lastführungs-grössengeber 66 gelieferte Soll-Lasteinstellung addiert; und eine Strömungssteuereinheit 68. Der Drehzahl-und Lastregelkreis wirkt mit einem Strömungsbetriebsartwähler 70 zusammen, der es gestattet, wahlweise die HD- und ND-Umleitstationen abzuschalten und das HD-Umleitventil 30 sowie das ND-Umleitventil 46 geschlossen zu halten, was ermöglicht, die Turbine 12 herkömmlich zu betreiben. Der Drehzahl- und Lastregelkreis der Regelanordnung gleicht im wesentlichen dem aus der US-PS 3 097 488 bekannten, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird.
Die Strömungssteuereinheit 68 liefert ein Signal zum Positionieren des Regelventils 28, um mehr oder weniger Dampf in die HD-Turbine 14 einzulassen, und kann ausserdem Einrichtungen enthalten, zum Linearisieren der Strömungskennlinien des Regelventils 28. In Abhängigkeit von der Betriebsphase derTurbine 12, d.h. je nachdem, ob die Turbine hochläuft, unter geringer Belastung steht oder voll belastet ist usw., liefert die Strömungssteuereinheit 68 ausserdem Signale zum Öffnen oder Schliessen des Gegenstromventils 52 und des Abblasventils 54. Obgleich die Kriterien, gemäss denen die Ventile 52 und 54 betätigt werden, für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich sind, sind diese Ventile dargestellt worden, und ihre Betriebsfunktionen werden beschrieben, um die Brauchbarkeit der Erfindung in Verbindung mit einer Dampfturbine zu veranschaulichen, die entweder Gegendampfstromventile haben kann oder nicht haben kann.
Der Drehzahl- und Lastregelkreis liefert Signale El, Êl, die in den anderen Regelkreisen benutzt werden, nämlich in den HD- und ND-Umleitregelkreisen und im Abfangventilregelkreis. Die Signale El und Êl stellen hier das Turbinenbedarfssignal bzw. das Einlasssteuerventil-Positioniersignal dar. Das Turbinenbedarfssignal El gibt den Turbinendampfbedarf aufgrund der Lasterfordernisse und des Drehzahlfehlers an, und zwar ungeachtet dessen, ob die Turbine 12 unter Last steht und durch den HD-Abschnitt 14 Dampf in Vorwärtsrichtung oder bei geschlossenem Regelventil 28 Dampf in Rückwärtsrichtung strömt und die Turbine 12 dann allein durch den Dampf angetrieben wird, der durch den MD-Abschnitt 16 und den ND-Abschnitt 18 strömt. Andererseits gibt das Einlassregelventil-Positioniersignal El den Grad an, bis zu dem das Regelventil 28 geöffnet oder geschlossen ist. Die Signale El und Êl enthalten also gleiche Informationen, wenn die Turbine 12 im Vorwärtsdampfströmungsbetrieb arbeitet, d.h. wenn das Regelventil 28 bis zu einem gewissen Grad geöffnet ist und das Gegenstromventil 52 sowie das Abblasventil 54 geschlossen sind. Unter Gegenstrombedin-gungen, bei denen das Regelventil 28 geschlossen ist und die Ventile 52 und 54 geöffnet sind, sind jedoch die Signale El und Êl nicht gleich, und tatsächlich ist das Signal Êl gleich Null, um zu bewirken, dass das Ventil 28 geschlossen wird. Die Signale El und Êl werden in den HD-und ND-Umleitregelkreisen sowie im Abfangventilregelkreis benutzt, die jeweils im folgenden ausführlicher beschrieben sind.
Die Steuerung des HD-Umleitventils 30 und des ND-Umleitventils 46 wird durch ein Dampfmengen-Referenzoder CFR-Signal festgelegt, welches die Gesamtdampfmenge, die der Kessel 10 abgibt, angibt. Das CFR-Signal wird gebildet, indem die Produkteaus(l)dem Kesseldruck (bezeichnet mit Pb) und Êl sowie (2) dem Kesseldruck Pb und einem Signal, das den Grad der Öffnung des HD-Umleitventils angibt, addiert werden. Ein Multiplizierer 72 liefert das erste Produkt, ein Multiplizierer 74 liefert das zweite Produkt, und am Ausgang eines CFR-Summierpunktes 76 wird die Summe dieser Produkte abgegeben.
Das CFR-Signal wird an einen HD-Umleitregelkreis angelegt, dereinen HD-Funktionsgenerator 78, einen HD-Änderungsgeschwindigkeitsbegrenzer 80, einen HD-Summierpunkt 82, einen HD-Regelverstärker 84, einen PID-Regler 86, eine HD-Nichtlinearitätskorrekturschaltung 88, einen HD-Schliessvorspannungssummierpunkt 90 und einen HD-Ventilpositionierer 92 enthält. Der Funktionsgenerator 78 liefert eine Führungsgrösse oder einen Sollwert Pref hd, dessen Wert eine Funktion des CFR-Signals ist und mit dem der Kesseldruck in dem HD-Summierpunkt 82 verglichen wird, um ein HD-Ausgangsfehlersignal zu erzeugen (unter der Annahme, dass der Änderungsgeschwindigkeitsbegrenzer 80, der im folgenden noch näher beschrieben ist, keine Auswirkung hat). Das Kesseldrucksignal Pb wird von einem Kesseldruckgeber 94 geliefert. Das Fehlersignal aus dem Summierer 82, das die Differenz zwischen dem Sollwert des Kesseldruckes und dem Istwert des Kesseldruckes darstellt, wird durch die Wirkung des PID-Reglers 86 minimiert, der auf das HD-Umleitventil 30 drosselnd einwirkt. Das Ausgangssignal des PID-Reglers 86 gibt den Grad der Öffnung des HD-Umleitventils 30 an und wird demgemäss als ein Eingangssignal für den Multiplizierer 74 benutzt, wie oben erwähnt, um das CFR-Signal zu bilden. Das Ausgangssignal des PID-Reglers 86 kann hier auch als HD-Umleitventilposi-tionssignal bezeichnet werden.
Ein Beispiel der Funktion, die durch den PREF-HD-Funk-tionsgenerator 78 erzeugt wird, ist in Fig. 2 gezeigt, in der Pref hd eine Funktion des CFR-Signals ist. In dem gezeigten Beispiel ist Prefhd bei niedrigen Werten von CFR eine Konstante, die gleich einem minimalen gewählten Kesseldruck Pb min ist und linear auf einen zweiten konstanten Wert Pb max, welcher so gewählt ist, dass er gerade grösser als der Nennkesseldruck ist, bei höheren Werten von CFR ansteigt. Der Funktionsgenerator 78 hat EinStellvorrichtungen 200 und 201 (in Fig. 2 gezeigt) zum Auswählen von Pb min bzw. Pb max. Die Steigung des linear ansteigenden Teils der Funktion Pref hd wird in Abhängigkeit von den Kesselkenndaten vorgewählt. Funktionsgeneratoren, die in der beschriebenen Weise arbeiten und im folgenden in Verbindung mit dem ND-Umleitregelkreis beschrieben werden, sind bekannt und können beispielsweise von dem in der US-PS 3 097 488 beschriebenen Typ sein.
Der Änderungsgeschwindigkeitsbegrenzer 80 verhindert, dass Pref hd bei einer plötzlichen Änderung des CFR-Signals mit einer übermässigen Geschwindigkeit ansteigt oder abfällt. Beispielsweise kann ein plötzlicher Abfall des CFR-Signals vorübergehend bei einem plötzlichen Lastabwurf auftreten. In einem solchen Fall verhindert der Änderungsgeschwindigkeitsbegrenzer 80 das Auftreten eines grossen Fehlersignals, das bestrebt sein würde, das Umleitventil 30 schnell vom geschlossenen in den geöffneten Zustand umzuschalten, was für den Kessel 10 aufgrund des schnellen Entlastens des Dampfdruckes einen Stoss bedeuten würde. Der PID-Regler 86 und der HD-Regel Verstärker 84 empfangen das Fehlersignal aus dem HD-Summierpunkt 82 und erzeugen ein Signal, das zu dem Fehler, dessen Zeitintervall und der Änderungsgeschwindigkeit proportional ist, so dass das HD-Bypass-Ventil 30 entsprechend positioniert wird. Die Nichtlinearitätskorrekturschaltung 88, bei der es sich um eine bekannte Schaltung handeln kann, erzeugt eine lineare
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Beziehung zwischen dem Betriebssteuersignal für das Umleitventil 30 und der durch dieses hindurchgehenden Dampfströmung. Der Summierpunkt 90 empfängt ein Ven-tilschliessvorspannungssignal aus dem Dampfströmungsbe-triebsartwähler 70, wodurch bei einer Anweisung durch eine Bedienungsperson oder im Falle eines Umleitventilauslöse-zustands das Ventil 30 und die Hochdruck-Umleitstation gegenüber der Dampfströmung geschlossen werden können. Im Umleitbetrieb liegt keine Ventilschliessvorspannungan dem Summierpunkt 90 an, und das Signal aus der Nichtline-aritätskorrekturschaltung 88 legt die Position des HD-Umleitventils 30 fest. Der Ventilpositionierer 92 kann ein elektrohydraulischer Ventilstellantrieb sein, wie er in der US-PS 3 403 892 beschrieben ist, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird.
Das CFR-Signal, das die Gesamtdampfströmung aus dem Kessel 10 angibt, wird ebenfalls an einen ND-Umleitregel-kreis angelegt, der einen Pref nd-Funktionsgenerator 96,
einen ND-Änderungsgeschwindigkeitsbegrenzer 98, einen ND-Summierpunkt 100, einen ND-Regelverstärker 102,
einen PID-Regler 104, ein Niedrigstwertgatter 106, eine ND-Nichtlinearitätskorrekturschaltung 108, einen Schliessvor-spannungssummierpunkt 110 und einen ND-Ventilpositio-nierer 112 enthält. In dem ND-Umleitregelkreis liefert der ND-Funktionsgenerator 96 eine Druckführungsgrösse oder einen Drucksollwert Pref nd auf der Basis des Wertes des CFR-Signals, beispielsweise wie in Fig. 3 angegeben. Die Funktion Pref nd ist bei niedrigeren Werten von CFR eine Konstante, die den minimal zulässigen Zwischenüberhitzerdruck Pzü min darstellt, und die dann linear ansteigt, wenn der CFR-Wert zunimmt. Der Pref nd-Funktionsgenerator 96 ist mit einer Einstellvorrichtung 203 (in Fig. 3 dargestellt) versehen, mit der der gewünschte Wert von Pzü min ausgewählt werden kann, welcher durch die Betriebsparameter des Zwischenüberhitzerkessels 36 und des HD-Abschnitts 14 festgelegt wird. Die zeitliche Änderung der Funktion Pref nd wird durch den Änderungsgeschwindigkeitsbegrenzer 98 begrenzt, so dass bei schnellen Änderungen in dem CFR-Signal dem Pref nd-Wert nicht gestattet wird, sich schneller als mit einer vorgewählten Geschwindigkeit zu ändern. Der ND-Änderungsgeschwindigkeitsbegrenzer 98 verhindert somit eine übermässig schnelle Betätigung des ND-Umleit-ventils 46 und dämpft Drucksprünge in dem Zwischenüberhitzer 36.
In dem ND-Umleitregelkreis wird der Pref nd-Wert mit dem Istzwischenüberhitzerdruck Pzü verglichen, der durch den Druckgeber 114 gemessen wird. DerSummierpunkt 100 führt den Vergleich aus und erzeugt ein ND-Fehlersignal, dessen Grösse und Polarität von der Differenz zwischen dem Sollwert des Zwischenüberhitzerdruckes Pref nd und dem Istzwischenüberhitzerdruck Pzü abhängig sind. Das Fehlersignal wird an den ND-Regelverstärker 102 und an den PID-Regler 104 angelegt, die, ebenso wie der Regelverstärker 84 und der PID-Regler 86 des HD-Umleitregelkreises, bekannte Schaltungselemente von Regelanordnungen sind, die in einem Regelkreis korrigierend wirksam werden. In dem ND-Umleitregelkreis von Fig. 1 übt das Ausgangssignal des PID-Reglers 104 eine Korrekturwirkung auf das NHD-Umleitventil 46 über das Niedrigstwertgatter 106, das im folgenden noch näher beschrieben ist, die Nichtlinearitätskorrektur-schaltung 108, den Summierpunkt 110 und den Ventilpositionierer 112 aus. Die Nichtlinearitätskorrekturschaltung 108 kompensiert jede nichtlineare Beziehung zwischen dem Stellsignal für das ND-Umleitventil 46 und dessen Dampfdurchsatz. Der Ventilpositionierer 112 ist vorzugsweise ein elektrohydraulischer Stellantrieb, wie er oben für die Verwendung in dem HD-Umleitregelkreis beschrieben worden ist. Eine Ventilschliessvorspannung, die das ND-Umleitventil unter gewissen Betriebsbedingungen geschlossen hält, wird über den Summierpunkt 110 angelegt.
Ein Signal, das den Turbinenistlastbedarf ALD (actual load demand) angibt, wird durch das Produkt aus dem Turbi-s nenbedarf El und dem Kesseldruck Pb in einem ALD-Multi-plizierer 116 gebildet. Das ALD-Signal ist ein Steuersignal für den Abfangventilregelkreis, der einen Verstärker 118 und einen Abfangventilpositionierer 120 enthält. Der Abfangventilregelkreis drosselt das Abfangventil bei verringerter io Belastung, um den minimal zulässigen Zwischenüberhitzerdruck Pzü min aufrechtzuerhalten, und während des Betriebes mit einem Gegendampfstrom in dem HD-Abschnitt 14 bewirkt er die Last- und Drehzahlregelung durch Einlassen von mehr oder weniger Dampf in den MD-Abschnitt 16 und is den ND-Abschnitt 18 zum Antreiben derTurbine 12. Das ALD-Signal wird durch den Verstärker 118 (dessen Verstärkung automatisch und ständig so eingestellt wird, dass sie umgekehrt proportional zu Pzü ist) und dann zu dem Abfangventilpositionierer 120 geleitet, der ein proportionales Stell-20 signal zum Betätigen des Abfangventils 38 liefert. Dadurch, dass die Verstärkung des Verstärkers 118 umgekehrt proportional zu dem Zwischenüberhitzerdruck gehalten wird, wird gewährleistet, dass das Abfangventil 38 über einem geeigneten Bereich der Grösse des ALD-Signals gedrosselt wird, 25 d.h. bei höheren Werten des ALD-Signals voll geöffnet wird und besser anspricht, wenn die Turbine Last abwirft.
Der koordinierte Betrieb des Regelventils 28 und des Abfangventils 38 ist in den Fig. 4 und 5 graphisch dargestellt, die das Ergebnis zeigen, das bei unterschiedlichen Kessel-30 drücken erhalten wird. Die Durchströmung des Regelventils 28 ist in den Fig. 4 und 5 aufgetragen, um die Tatsache wiederzugeben, dass das Regelventil durch Êl geschlossen gehalten wird, wenn der Gegendampfstrombetrieb für den Hochlauf oder für einen Betrieb bei niedriger Last benutzt 35 wird. Bei niedrigen Werten von El sind die Regelventilströmung und -position daher als Null dargestellt, sie können aber schnell auf einen kontrollierten Wert ansteigen, wenn eine Vorwärtsdurchströmung der HD-Turbine 14 gestattet wird. Beispielsweise erfolgt in Fig. 4 die Vorwärtsdurchströ-40 mung bei El gleich 0,2, während in Fig. 5 die Vorwärtsdurchströmung bei El gleich 0,4 auftritt. Die Diagramme in den Fig. 4 und 5 sind in normierten Einheiten angegeben, die einen Bereich 0 bis 1,0 überdecken, was insgesamt 0 bis 100% der möglichen Messspanne einer besonderen Variablen dar-45 stellt. Beispielsweise kann ein mit 0,5 Einheiten angegebener Kesseldruck Pb als ein Kesseldruck von 50% des Nenndruckes aufgefasst werden. Bei der Kurve der Abfangventilöffnung, wie sie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, bedeutet daher ein normierter Wert von 1,0, dass das Ventil vollständig offen so ist, ein Wert von 0,5, dass das Ventil halb geöffnet ist, usw. Das gestattet eine Beschreibung der Regelanordnung unabhängig von den begrenzenden Parametern irgendeines bestimmten Systembauteils, z.B. der Kesselkapazität oder dem Kesseldruck. Die Diagramme zeigen, dass das Abfang-55 ventil über den Bereich El drosselt, der notwendig ist, um den Mindestzwischenüberhitzerdruck gemäss dem ALD-Signal und gemäss dem Zwischenüberhitzungsdruck aufrechtzuerhalten.
In Fig. 1 werden an das Niedrigstwertgatter 106 in dem 60 ND-Umleitregelkreis zwei Eingangssignale angelegt, von welchen dasjenige, dessen Grösse am kleinsten ist, automatisch als Ausgangssignal ausgewählt wird. Das Signal, mittels welchem das ND-Umleitventil 46 gesteuert wird, wird somit von dem Niedrigstwertgatter 106 auf das Eingangssignal mit 65 dem niedrigsten Wert beschränkt. Das Niedrigstwertgatter 106 bewirkt, dass der Strömungsbedarf des ND-Umleitventils 46 begrenzt wird. Dadurch wiederum wird die Dampfströmung zu dem Kondensator 44 begrenzt, weil die Gesamt
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durchströmung des Abfangventils 38 und des ND-Umleit-ventils 46 begrenzt wird.
Der Strömungsbedarf des ND-Umleitventils 46 wird begrenzt auf das Minimum:
a) der normalen Druckregelung, d.h. des Signals aus dem PID-Regler 104, oder b) eines vorgewählten Strömungsgrenzwerts L, verringert in einem Ausmass, das zu dem Verhältnis des Turbinenistlastbedarfs ALD und einer Konstanten K proportional ist, deren Wert den relativen Hitzelaststoss in dem Kondensator und dem Heissdampfkühler der Dampfströmung durch die Turbine im Vergleich zu demselben Ausmass an Dampfströmung durch die ND-Umleitstation darstellt.
Das normale Druckregelsignal, das im Absatz a) erwähnt ist, ist oben beschrieben worden. Der Absatz b) gibt eine maximal zulässige Dampfströmung durch die ND-Umleitsta-tion und durch Niederdruckabschnitte derTurbine an, was zum Begrenzen der Dampfströmung zu dem Kondensator und den letzten Stufen des HD-Abschnitts 14 und zum Minimieren des auf den Kondensator und die letzten Stufen ausgeübten Temperaturstosses dient. Zum Erzeugen dieser zweiten Strömungsgrenze liefert eine Umleitströmungsbe-grenzungsschaltung 122 einen vorgewählten Bezugswert L, der geeignet skaliert ist und von dem das Verhältnis von ALD zu K indem Umleitströmungssummierpunkt 124subtrahiert wird. Das Verhältnis von ALD zu K wird durch einen Verstärker 130 geliefert, dessen Verstärkung umgekehrt proportional zu K ist. Der Wert von K wird vorzugsweise so gewählt, dass er den relativen Hitzelaststoss im Kondensator 44 und dem Zwischenüberhitzer 50 einer festgelegten Menge Dampf, die durch die Umleitstation hindurchgeht, im Vergleich zu derselben Menge darstellt, die durch die ND-Abschnitte 16 und 18 derTurbine hindurchgeht. K kann beispielsweise in der Grössenordnung von 1,0 bis 3,0 liegen. Der Wert von L, skaliert in normierten Einheiten, die auf den maximal zulässigen Kondensatordurchsatz bezogen sind, liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0,4 bis 1,5.
Das tiefere Verständnis der Erfindung wird durch die Beschreibung ihrer Betriebsweise erleichtert, wenn die Turbine in ihren Betriebsphasen Änderungen erfährt, beispielsweise einen Hochlauf oder eine Turbinenabschaltung. Bei den folgenden Darlegungen ist jedoch zu beachten, dass ein Turbogeneratorsatz und dessen zugeordnete Ausrüstung und Steuereinrichtungen ein sehr komplexes und kompliziertes System bilden, so dass bei der Erläuterung gewisser Operationen einige Merkmale, die gewöhnlich vorhanden sind, nicht dargestellt oder erläutert werden. Es wird davon ausgegangen, dass diese Vereinfachung beim Verständnis der Prinzipien und der Funktionsweise der Erfindung hilfreich ist.
Unmittelbar vor dem Hochlauf derTurbine wird der Kessel 10 mit einem gewissen Wert der Dampfströmung und des Druckes betrieben, wobei der ganze Dampf über die Umleitstationen um die Turbine 12 herum zu dem Kondensator 44 geleitet wird. An diesem Punkt wird die Bedienungsperson den minimal zulässigen Frischdampfdruck und den minimal zulässigen Zwischenüberhitzerdampfdruck einstellen. Wenn angenommen wird, dass die Turbine 12 ausreichend vorgewärmt und für den Betrieb vorbereitet worden ist, wird die Turbine 12 gestartet, indem der Drehzahlfüh-rungsgrössengeber 58 und der Lastführungsgrössengeber 66 so eingestellt werden, dass sie ein geeignetes Turbinenbedarfssignal erzeugen. Da die Turbine in ihrer Hochlaufphase ist, hält, um eine Ventilationsverlusterhitzung in dem Turbinenabschnitt 14 zu verhindern, die Strömungssteuereinheit 68 das Einlassregelventil 28 geschlossen, da die Turbine durch Dampf angetrieben wird, der über das Abfangventil 38 zu dem MD-Abschnitt 16 und dem ND-Abschnitt 18 gelangt. Die Strömungssteuereinheit 68 bewirkt ausserdem unter gewissen vorgewählten Bedingungen, die für die Erfindung unwesentlich sind, dass das Abblasventil 54 und das Gegen-stromventil 52 geöffnet werden, damit Dampf ermöglicht wird, in Gegenstromrichtung durch den HD-Abschnitt 14 hindurchzuströmen und durch Ventilationsverluste hervorgerufene Wärme abzuführen, wie es in der DE-OS 3 047 008 angegeben ist.
Nachdem die Turbine 12 mit dem an den Generator 20 angeschlossenen Netz synchronisiert worden ist, wird der Dampfgegenstrom durch den HD-Abschnitt 14 abgestellt und ein Dampfvorwärtsstrom in diesem Abschnitt eingeleitet. Die Umschaltungdes Dampfströmungsbetriebes erfolgt durch die Strömungssteuereinheit 68, die innerhalb von Sekunden bewirkt, dass das Gegenstromventil 52 und das Abblasventil 54 geschlossen werden und das Einlassregelventil 28 geöffnet wird. Vordem Herstellen einer Vorwärts-dampfströmung im HD-Abschnitt 14 wird das Turbinenbedarfssignal El dem Abfangventilregelkreis zugeführt, damit das Abfangventil auf die Drehzahl- und Lasterfordernisse derTurbine anspricht. Ausserdem wird zu dieser Zeit das Signal Êl auf Null gehalten, um sicherzustellen, dass das Einlassregelventil 28 geschlossen gehalten wird. Bei der Vor-wärtsdampfströmung in dem HD-Abschnitt 14 sind jedoch die Signale El und Êl gleich.
Obgleich das Signal EL null ist, wenn die Turbine 12 im Gegenstrombetrieb arbeitet, bleiben der ND- und HD-Umleitregelkreis wirksam, um das ND-Bypass-Ventil 46 bzw. das HD-Umleitventil 30 einzustellen. Während des Gegen-strombetriebes ist das Ausgangssignal des Multiplizierers 72 selbstverständlich null, da einer seiner Eingangswerte null ist. Fehlersignale, die an dem HD-Summierpunkt 82 und an dem ND-Summierpunkt 100 erzeugt werden, bewirken jedoch, dass die Umleitventile 30 bzw. 46 ungeachtet der Dampfströmungsrichtung einen Gleichgewichtszustand erreichen. Somit betätigt selbst dann, wenn dieTurbine 12 im Gegendampfstrombetrieb ist, der insbesondere fürTurbinen-hochläufe und für einen Betrieb bei niedriger Last benutzt wird, der HD-Umleitregelkreis das Umleitventil 30, um den Kesseldruck gemäss dem durch den Pref hd-Funktionsgenerator 78 erzeugten Drucksollwert aufrechtzuerhalten, und der ND-Umleitregelkreis positioniert das ND-Umleitventil 46, um den Zwischenüberhitzerdruck gemäss dem durch den Pref nd-Funktionsgenerator 96 erzeugten Drucksollwert zu regeln.
Nachdem dieTurbine 12 auf den Vorwärtsströmungsbe-trieb umgeschaltet worden ist, kann die Last durch geeignetes Einstellen des Lastführungsgrössengebers 66 erhöht werden. Das Erhöhen der Lasteinstellung bewirkt, dass die Signale El und Êl erhöht werden und dass das Einlassregelventil 28 weiter geöffnet wird, um zusätzlichen Dampf in dieTurbine 12 zur Deckung der erhöhten Belastung einzuleiten. Da der Turbine 12 nun mehr Dampf zugeführt wird, bei einer konstanten Dampfströmung aus dem Kessel 10, müssen die Umleitventile 30 und 46 proportional dazu geschlossen werden. Bei höheren Belastungen derTurbine 12 können die Umleitventile 30 und 46 vollständig geschlossen werden, wenn sämtlicher Dampf aus dem Kessel lOzurTurbine 12 geleitet wird, um deren Belastung zu decken, und es wird dann kein Dampf um dieTurbine herumgeleitet.
In dem Fall eines plötzlichen Ausfalls der elektrischen Belastung, wie er zu erwarten ist, wenn der Generator 20 vom Netz abgeschaltet werden sollte, werden das Regelventil 28 und das Abfangventil 38 sehr schnell geschlossen, um eine Beschädigung der Turbine durch Überdrehzahl zu verhindern. Es ist erwünscht, den Kessel 10 vor den Auswirkungen solcher abrupter Änderungen des Turbinenbetriebes sowie den Auswirkungen anderer instationärer Zustände zu schützen. Wenn des Einlassregelventil 28 schnell geschlossen
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wird, wird das Signal Êl null, und der Kesseldruck Pb ist ohne einen weiteren Regelvorgang bestrebt, anzusteigen. Der Hochdruck-Umleitregelkreis, der jeden nennenswerten Anstieg des Druckes Pb über den Summierpunkt 82 erkennt, steuert jedoch den Druck gemäss Pref hd durch Öffnen des HD-Umleitventils 30, um den Dampfdurchsatz der HD-Umleitstation zu steigern. Obgleich sich das CFR-Signal infolge des schnellen Abfalls des Signals Êl auf Null schnell ändern kann, verhindert der Änderungsgeschwindigkeitsbegrenzer 80 schnelle Änderungen des Wertes Pref hd, der dem Summierpunkt 82 zugeführt wird. In der kurzen Zeitspanne im Anschluss an einen Übergangszustand wird daher das HD-Umleitventil 30 schnell geöffnet, um den Druck Pb im wesentlichen auf seinem Wert vor dem Übergangszustand zu
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halten. Wenn das Umleitventil 30 geöffnet wird, wird das Ventilbedarfssignal, das den Grad der Ventilöffnung angibt (und an dem Ausgang des PID-Reglers 86 abgegeben wird), über den Multiplizierer 74 wieder eingegeben, um das CFR-s Signal wieder zu stabilisieren, das seinerseits einen stabilen Wert von Pref hd erzeugt. Das Gesamtergebnis besteht darin, dass der Kesseldruck Pb und die Dampfströmung aus dem Kessel trotz der abrupten Änderung des Turbinenbetriebs im wesentlichen konstant gehalten werden.
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Der ND-Umleitregelkreis, der den Zwischenüberhitzerdruck Pzü gemäss dem Sollwertsignal Pref nd regelt, das aus dem CFR-Signal gewonnen wird, wird gleichfalls stabilisiert, da das CFR-Signal stabil bleibt.
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3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

  1. 661320
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Regelanordnung für eine von einem Kessel mit Dampf gespeiste Dampfturbinenanlage, welche
    - einen Hochdruckturbinenteil (14),
    - mindestens einen Niederdruckturbinenteil (16,18),
    - einen Zwischenüberhitzer (36), der zwischen den Hochdruckturbinenteil (14) und den Niederdruckturbinenteil (16, 18) geschaltet ist,
    - ein Einlassregelventil (28) zum Steuern der Dampfzufuhr zum Hochdruckturbinenteil (14),
    - ein Abfangventil (38) zum Steuern der Dampfzufuhr zum Niederdruckturbinenteil (16, 18),
    - eine zur Dampfumgehung des Hochdruckturbinenteils (14) dienende Hochdruck-Umleitstation (30,32) mit einem Hochdruck-Umleitregelventil (30) und
    - eine zur Dampfumgehung des Niederdruckturbinenteils (16, 18) dienende Niederdruck-Umleitstation (46,48,50) mit mindestens einem Niederdruck-Umleitregelventil (46) enthält, mit einem Last- und Drehzahlregelkreis (56,58,60,62, 64,66,68) zur Steuerung des Einlassregelventils (28) zwecks Einhaltung einer vorgegebenen Turbinendrehzahl und -last, ferner mit einem Hochdruck-Umleitregelkreis (78, 80,82, 84, 86,88,90,92) zur Einstellung des Hochdruck-Umleitregelventils (30), und mit einem Niederdruck-Umleitregelkreis (96,98, 100,102,104,106, 108, 110,112) zur Steuerung des Niederdruck-Umleitregelventils (46), dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (72,74, 86) zum Erzeugen eines Dampfmengenreferenzsignals (CFR) entsprechend der gesamten, vom Kessel (10) pro Zeiteinheit abgegebenen Dampfmenge vorgesehen ist; dem Hochdruck-Umleitregelkreis ein erstes, vom Dampfmengenreferenzsignal (CFR) abgeleitetes Sollwertsignal (Pref hd) zur Regelung des Kesseldrucks zugeführt ist, und dem Niederdruck-Umleitregelkreis ein zweites, vom Dampfmengenreferenzsignal (CFR) abgeleitetes Sollwertsignal (Pref nd) zur Regelung des Zwischenüberhitzerdruckes zugeführt ist.
  2. 2. Regelanordnung nach Anspruch 1, mit einer Einrichtung (116), die ein Istlastbedarfssignal, im folgenden ALD-Signal genannt, liefert, das die Dampfströmung zu der Turbine ( 12) zum Aufrechterhalten der voreingestellten Drehzahl und Last angibt; und einem Abfangventilregelkreis (118,120) zum Betätigen des Abfangventils (38) durch das ALD-Signal, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (86), die ein HD-Umleitregelventil-Positioniersignal liefert, das den Grad der Öffnung des HD-Umleitregelventils (30) angibt; eine Einrichtung (68), die ein Einlassregelventil-Posi-tioniersignal (Êl) liefert, das den Grad der Öffnung des Einlassregelventils (28) angibt; wobei das Dampfmengenreferenzsignal aus der Summe der Produkte aus einerseits dem Kesseldruck (Pb) und dem Einlassregelventil-Positioniersignal und andererseits dem Kesseldruck (Pb) und dem HD,-Umleitregelventil-Positioniersignal gebildet wird.
  3. 3. Regelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Last- und Drehzahlregelkreis (56, 58,60, 62,64,66,68) eine Einrichtung (68) enthält, die ein Turbinenbedarfssignal (El) liefert, das den Turbinenlast- und Drehzahlbedarf angibt, und dass das ALD-Signal aus dem Produkt des Kesseldruckes (Pb) und des Turbinenbedarfssignals (El) gebildet wird.
  4. 4. Regelanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Gegenstromsteuereinrichtung, die ein Turbinen-gegenstromventil (52), ein Turbinenabblasventil (54) und eine Umschaltvorrichtung (68) enthält, die bewirkt, dass das Einlassregelventil (28) geschlossen und Dampf im Gegenstrom durch den Hochdruckturbinenteil (14) während des Hochlaufs und bei geringer Belastung der Turbine ( 12) geleitet wird, wobei dieTurbine allein durch die Dampfströmung zu dem Niederdruckturbinenteil ( 16,18) während dieses Hochlauf- und Belastungszustandes angetrieben wird.
  5. 5. Regelanordnung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Strömungsbegrenzungseinrichtung ( 106, 122), dieindemND-Umleitregelkreis(96,98,100,102, 104, 106, 108,110,112) zum automatischen Steuern des ND-Umleitregelventils (46) angeordnet ist, um die Dampfströmung in der ND-Umleitstation (46,48,50) auf einen Maximalwert zu begrenzen.
  6. 6. Regelanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsbegrenzungseinrichtung (106, 122) ein Niedrigstwertgatter (106) enthält, welches das niedrigste von mehreren Eingangssignalen zum Steuern des ND-Umleitregelventils (46) auswählt, wobei die mehreren Eingangssignale ein Signal gemäss dem zweiten Sollwertsignal und ein Signal gemäss einem vorgewählten Strömungsgrenzwert (L) verringert in einem Ausmass, das zu dem Verhältnis des ALD-Signals und einer vorgewählten Konstanten (K) proportional ist, enthalten.
  7. 7. Regelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgewählte Konstante (K) die relative Wärmebelastung des Niederdruckturbinenteils (16,18)
    durch ein vorbestimmtes Ausmass an Dampfströmung im Vergleich zur Wärmebelastung der Niederdruck-Umleitstation (46,48,50) durch ein gleiches Ausmass an Dampfströmung darstellt.
  8. 8. Regelanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfangventilregelkreis (118, 120) eine Einrichtung (118) enthält, die ein Abfangventilsignal proportional zu dem Produkt aus dem ALD-Signal und dem Kehrwert eines vorgewählten Wertes des Zwischenüberhitzerdruckes zum Steuern des Abfangventils (38) liefert.
  9. 9. Regelanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der HD-Umleitregelkreis (78, 80, 82,84,86,88,90,92,94) einen HD-Funktionsgenerator (78), der das erste Sollwertsignal als eine vorgewählte Funktion des Dampfmengenreferenzsignals liefert, einen Geber (94), der ein Kesseldampfdrucksignal liefert, eine Einrichtung (82) zum Vergleichen des ersten Sollwertsignals mit dem Kesseldrucksignal, um ein HD-Fehlersignal zum Steuern der Positionierung des HD-Umleitregelventils (30) zu erzeugen, damit das Gleichgewicht zwischen dem ersten Sollwertsignal und dem Kesseldrucksignal aufrechterhalten wird, enthält unddassderND-Umleitregelkreis(96,98, 100,102,104, 106, 108,110, 112, 114) einen ND-Funktionsgenerator (96), der das zweite Sollwertsignal als eine vorgewählte Funktion des Dampfmengenreferenzsignales liefert, einen Geber (114), der ein Zwischenüberhitzerdampfdrucksignal liefert, und eine Einrichtung (100) zum Vergleichen des zweiten Sollwertsignals mit dem Zwischenüberhitzerdrucksignal, um ein ND-Fehlersignal zum Steuern der Positionierung des ND-Umleitregelventils (46) zu liefern, damit das Gleichgewicht zwischen dem zweiten Sollwertsignal und dem Zwischenüberhitzerdrucksignal aufrechterhalten wird, enthält.
  10. 10. Regelanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der HD-Funktionsgenerator (78) das erste Sollwertsignal mit einem ersten konstanten Wert für niedrigere Werte des Dampfmengenreferenzsignals liefert und das erste Sollwertsignal mit einer vorgewählten Steigung auf einen zweiten konstanten Wert bei höheren Werten des Dampfmengenreferenzsignals linear ansteigen lässt, wobei der HD-Funktionsgenerator (78) eine Vorrichtung (200) zum Auswählen des ersten konstanten Wertes und eine Vorrichtung (201 ) zum Auswählen des zweiten konstanten Wertes aufweist; und dass der ND-Funktionsgenerator (96) das zweite Sollwertsignal mit einem dritten konstanten Wert bei niedrigeren Werten des Dampfmengenreferenzsignales liefert und das zweite Sollwertsignal mit einer vorgewählten Steigung
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    bei höheren Werten des Dampfmengenreferenzsignales linear ansteigen Iässt, wobei der ND-Funktionsgenerator (96) eine Vorrichtung (203) zum Auswählen des dritten konstanten Wertes aufweist.
  11. 11. Regelanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der HD-Umleitregelkreis (78,80,82, 84, 86,88, 90,92) eine Einrichtung (80) enthält zum Begrenzen der zeitlichen Änderung des ersten Sollwertsignals, so dass die Betätigungsgeschwindigkeit des HD-Umleitregelventils (30) begrenzt ist.
  12. 12. Regelanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die im HD-Umleitregelkreis (78,80,82,84,86, 88,90,92) enthaltene Einrichtung (86) zum Erzeugen eines HD-Umleitregelventil-Positioniersignals gemäss dem HD-Fehlersignal, dem Zeitintegralwert des HD-Fehlersignals und dem Zeitdifferentialquotienten des HD-Fehlersignals dient und dass der ND-Umleitregelkreis (96,98,100,102, 104,106, 108, 110, 112) eine Einrichtung (104) zum Erzeugen eines ND-Umleitregelventil-Positioniersignals gemäss dem ND-Fehlersignal, dem Zeitintegralwert des ND-Fehlersi-gnals und dem Zeitdifferentialquotienten des ND-Fehler-signals enthält.
CH5507/81A 1980-09-05 1981-08-26 Regelanordnung fuer eine dampfturbine mit zwischenueberhitzung und umleitstationen. CH661320A5 (de)

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