DE1020987B - Verfahren und Einrichtung zum Einschalten der elektrischen Drehvorrichtung einer Dampfturbine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einschalten der elektrischen. Drehvorrichtung einer Dampfturbine, die einen, elektrischen Drehmotor, eine zwischen dem Drehmotor und dem Turbinenläufer angeordnete ein- und ausrückbare Zahn- oder Klauenkupplung, einen die Kupplung bewegenden hydraulischen Servomotor mit elektrisch betätigtem Steuerventil und einen von Hand mittelbar zu betätigenden elektrischen Schalter für den Drehmatotr und für das Servomotor-Steuerventil umfaßt.

Die Erfindung soll das Einrücken der Kupplung erleichtern.

Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß selbsttätig die Kupplung in Richtung auf die eingerückte Stellung bewegt und, falls die Kupplungszähne bzw. -klauen nicht ineinandergreifen können, die Kupplung kurzzeitig zurückbawegt, der Drehmotor kurzzeitig eingeschaltet und danach die Kupplung wieder in Richtung zur eingerückten Stellung hin bewegt wird Usf., bis die Kupplung eingerückt ist.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen mittels Handhebels betätigbaren elektrischen Schälter, der jedoch nur während der ausgerückten Stellung der Kupplung zur Wirkung kommt, um den Drehmotor unter Kontrolle eines ersten Zeitrelais einzuschalten, welches wirksam ist, um den Motor eine vorbestimmte Zeitspanne nach einer solchen Einschaltung (durch Kontakte) auszuschalten und das Steuerventil des Servomotors in solche Stellung zu. bringen, daß die Kupplung zur »Eingerückte-Stellung hin. bewegt wird, und durch ein weiteres Zeitrelais, das anspricht, wenn die Kupplung sich aus ihrer ausgerückten Stellung wegbewegt, aber innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne, welche größer ist als die erstgenannte, nicht die riehtige »Eingerückt«Stellung erreicht, um das Servomotorhauptvenrtil in solche Stellung zu bringen, daß die Kupplung zur »Ausgerückte-Stellung hin bewegt wird. .

Die Erfindung wird an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert,

Fig. 1 zeigt eine früher vorgeschlagene, nicht^zu _x dieser Erfindung gehörige Drehvorrichtungsbauart, die als Beispiel zur Erläuterung der Erfindung dienen möge; -

Fig. 2 zeigt das Schaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung.

In Fig. 2 sind die Relaiskontakte in den Stellungen dargestellt, die sie einnehmen, wenn die !betreffenden Relais stromlos sind.

. Gemäß Fig. 1 ist das Mittel zum Antrieb der Turbine ein Elektromotor (dessen Anker in Fig. 2 bei 29 dargestellt ist), der die Turbine in der üblichen. Weise über ein. Untersetzungsgetriebe antreibt, das eine Verfahren und Einrichtung

zum Einschalten der elektrischen

Drehvorrichtung einer Dampfturbine

Anmelder:

Metropolitan-Vickers Electrical Company Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G.Puls

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,'

Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 1. August 1952

Edward Louis Neville Towle,

Cheadle Heath, Stockport (Großbritannien),

ist als Erfinder genannt worden

Schnecke und ein Schneckenrad 1 umfassen kann. Das letzte Rad 1 des Untersetzungsgetriebes besitzt eine Nabe mit Innenkeilverzahnung, in der eine Keilwelle 2 gleitet, die an einem Ende einen innen mit einer Mehrzahl von. Zähnen versehenen Kupplungsteil 3 trägt. Eine axiale Bewegung der Welle 2 bewirkt, daß der innenverzahnte Kupplungsteil 3 an dem entsprechenden, außen mit einer Mehrzahl von Zähnen versehenen Kupplungsteil 4 angreift, der auf der teilweise dargestellten Turbinenwelle oder auf der Ritzelwelle des normalerweise mit der Turbine gekuppelten Untersetzungsgetriebes angebracht ist. Zum Ein- bzw. Ausrücken der 'Kupplung dient ein Servomotors der doppelt wirkenden Kolbenbauart, der mittels Druckluft oder Druckflüssigkeit betrieben werden kann. Die Kolbenstange 5 α des Servomotors ist mit der Kupplung durch einen drehbar gelagerten Hebel 6 und eine Schiebemuffe 6α verbunden. Die Steuerung des Einlasses des Arbeitsmediums auf eine der Seiten des Servomotorkolbens erfolgt mittels eines elektrisch betätigten Ventils 8, das hier als Hauptventil bezeichnet wird, da es den Motor über Folgeveiitile 7 steuert/ Wenn der Betätigungsstromkreis des Hauptventils 8 ; eingeschaltet wird, wird das Arbeitsmedium zu der- .1; jenigen Seite des Kolbens geleitet, die die Kupplung. ₇|

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aus der ausgerückten Stellung in die eingerückte Stellung bewegt, und wenn' die Magnetspule dieses Hauptventils 8 ausgeschaltet wird, wird das Arbeitsmedium zur anderen Seite des Kolbens geleitet und die Kupplung aus der eingerückten Stellung in die ausgerückte Stellung bewegt. Die Steuerung des Hauptventils 8 erfolgt mittels eines elektrischen Schalters 9, der durch einen auf der Manövrierplattform P vorgesehenen Handhebel 10 über ein System von Stangen 10a und Winkelhebel 10 b betätigt wird. Der Hebel 10 ist außerdem mittels Stangen 10ο und Winkelhebel 10 b mit einer Fühl vor richtung 11 verbunden, welche eine vollständige Bewegung des Handhebels 10 in seiner Kulisse und damit die Einleitung· der elektrischen Schaltvorgänge verhindert, wenn die bei 27 schetnattsch angedeutete Turbine umläuft.

Die Stangen 10 a und Winkelhebel 10 b verbinden mit dem Hebel 10 nicht nur die Fühl Vorrichtung 11 und den Schalter 9, sondern auch eine Verriegelungseinrichtung 12 für den Servomotor 5. Diese Verriegelungseinrichtung besteht aus einem Bolzen 12 a, der mechanisch mittels Stangen 10a und Winkelhebel 10b mit dem Handhebel 10 verbunden ist und der in eine auf der Kolbenstange 5 α vorgesehene Vertiefung eingreift, wenn sich der Handhebel in der dargestellten »Ausgerückte-Stellung befindet und die Kupplung die dargestellte ausgerückte Stellung einnimmt-

Die beschriebene Einrichtung gehört, wie gesagt, nicht zur Erfindung. ' , '

TJm das Ein- und Ausrücken der Kupplung 3. 4^# zu ,leichtern, sind der Drehmotor M und das elektrische Hauptventil 8 für dem Servomotor so in eine Schaltanordnung eirabezogen, daß, wenn mittels des Hebels 10 die Drehvorrichtung· eingeschaltet ist, der Drehmotor M zunächst kurzzeitig eingeschaltet wird, bevor der Servomotor die Kupplung 3, 4 gegen ihre eingerückte Stellung hin bewegt. Ist der Drehmotor wieder zur Ruhe gekommen und greift die Kupplung nicht ein, so zieht der Servomotor die Kupplung kurzzeitig zurück, worauf der Drehmotor wiederum kurzzeitig eingeschaltet und die Kupplung noch einmal zu ihrer eingerückten Stellung hin vorgeschoben wird, wobei sich dieser Zyklus so· lange wiederholt, bis die Kupplung eingerückt ist.

Die Schaltanordnung zur Bewirkung dieses Zyklus ist in Fig. 2 dargestellt. In der Zeichnung sind die Relais- bzw. Schützspulen von ihren Kontakten getrennt dargestellt, welch letztere mit den. für die zugehörigen Relais- bzw. Schützbetätigungsspulen angewandten Bezugsziffern, jedoch mit einem geeigneten Index, gekennzeichnet sind. Die Schaltanordnung nach Fig. 2 umfaßt den Schalter 9, der geschlossen wird, wenn der Handhebel 10 (Fig. 1) von seiner dargestellten »Ausgerückt«-S teilung in die »Eingerückt«- Stellung bewegt wird, die· durch die punktierte Linie D angedeutet ist. Wenn der Schalter 9 geschlossen ist, arbeitet er mittelbar über ein Schütz 23, welches, den Servomotor in Tätigkeit setzt, mit einem ersten Schalter 16 (Fig. 1 ;uM 2) zusammen, der mit dem Kupplungshebel 6 (Fig. 1) so verbunden ist, daß er normalerweise nur dann geschlossen ist, wenn die Kupplung ausgerückt ist, und der dann einen Stromkreis für die Spule 17 eines ersten Zeitverzögerungsrelais bildet, da« normalerweise geöffnete Kontakte 17 a und normalerweise geschlossene Kontakte 17 b aufweist. Dieser Relaisstromkreis umfaßt ferner Kontakte 18 α eines zweiten Zeitverzögerungsrelais, die geschlossen sind, wenn die Spule 18 dieses Relais stromlos ist. Außer den Kontakten 18 a besitzt dieses Relais normalerweise geöffnete Kontakte 18 b. Die Kontakte 17a des ersten Zeitverzögerungsrelais 17 liegen in Serie mit der Spule 18 des zweiten Relais. Die Spule 17 des ersten Relais liegt so, daß sie unmittelbar nach dem Einschalten ihre Kontakte 17 a schließt und ihre Kontakte 17 b öffnet, jedoch beim Ausschalten die Kontakte 17 a öffnet und die Kontakte 17 b schließt, und zwar mit einer Zeitverzögerung, welche einstellbar ist und vorzugsweise V2 bis 1 Sekunde beträgt; die Spule 18 des zweiten Relais liegt so, daß sie unmittelbar nach dem Einschalten ihre Kontakte 18 α öffnet und ihre Kontakte 18 b schließt, jedoch beim Ausschalten die Kontakte 18 α schließt und' die Kontakte 18 b öffnet, und zwar nach einer Verzögerungsperiode, welche einstellbar und größer als die Zeitverzögerung für das Relais 17 ist und vorzugsweise 2 Sekunden beträgt. Die Kontakte 17 b des ersten Relais und die Kontakte 18 b des zweiten Relais sind mit der bereits erwähnten Betätigungsspule 23 des Hauptventils 8 (Fig. 1) in Serie geschaltet.

Der Drehmotor umfaßt den Anker 29 sowie Serien- und Nebenschluß f el dwicklungen 32 bzw. 33, wobei die Nebenschlußfeldwicklung 33 vorzugsweise durch einen nichtlinearen Widerstand 38 geshuntet ist. Wenn nach dem Schließen der Schalter 16 und 9 der erste Relaiskontakt 17a geschlossen wird, erhält der bewegliche Kontakt eines von Hand betätigten Wechselschalters 24 Strom.. Die mit dem beweglichen Kontakt zusammenarbeitenden festen Wechselkontakte dieses Schalters befinden sich in den Stromkreisen von Spulen 25, 26 für die Betätigung von Schützen zum Einschalten des Drehmotors für Vorwärtslauf und Rückwärtslauf. Die Spule 25 des »Vor- \värts«-Schützes wird über die normalerweise geschlossenen Kontakte 26α des »Rückwärts«-Schützes 26 gespeist und schließt ihrerseits Kontakte 25 b, wodurch der Motoranker 29 derart mit dem speisenden 'Netz verbunden wird, daß eine Vo'rwärtsdrehung der Turbinenwelle 4 α erzielt wird. Die Spule 26 des »Rückwärtse-Schützes wird über normalerweise geschlossene Kontakte 25α des »Vorwärts«-Schützes gespeist und schließt nach dem Einschalten Kontakte 26 b, über die der Motoranker 29 in der Richtung gespeist wird, die der Rückwärtsdrehung der Turbinenwelle 4a entspricht.

Mit den Spulen 25 und 26 ist die Spule 34 eines Nebenschluß feldschützes in Serie geschaltet. Die Schützspule 34 schließt, wenn sie erregt wird, die normalerweise offenen Kontakte 34 α, um das Nebetischlußfeld 33 dem Anker 29 parallel zu schalten; sie schließt außerdem die normalerweise offenen Kontakte 34 b, um eine Schützspule 36 für einen. Anlaßwiderstand 31 im Stromkreis des Drehmotorankers 29 zu speisen.

Um den gesamten Stromkreis von der elektrischen Versorgungsleitung abzutrennen, ist ein Trennschalter 39 vorgesehen.

Ein zweiter Schalter 30, welcher ebenfalls mit dem

60^v Kupplungshebel 6 (Fig. 1) verbunden ist, ist so angeordnet, daß er offen ist, wenn die Kupplung 3, 4 sich in der ausgerückten Stellung befindet, und nur dann geschlossen ist, wenn die Kupplung vollständig eingerückt, wird. Wenn dieser Schalter 30 · geschlossen

ist, überbrückt er den ersten Schalter 16 und den Kontakt 17a des ersten -Relais 17, um die Erregung der Relaisspule 18, aufrechtzuerhalten, damit diese ihrerseits die Spule 23 für das Hauptventil 8. (Fig. 1) über die dann geschlossenen Relaiskontakte 17 b und 18b erregt hält; über den Wechselschalter 24 hält er

Claims (6)

die Schützspulen. 25 oder 26 erregt, um damit die Energiezufuhr zum Drehmotor fortzusetzen. Der Ablauf der Vorgänge soll nun an. Hand der Fig. 1 und 2 beschrieben, werden. Eine Bewegung des Hebels 10 aus der dargestellten »Ausgerückte-Steilung in Richtung D zur »Eingerückt«-Stellung hin bewirkt ein Schließen, des Schalters 9, um die Spule 17 des ersten Relais üben- den Schalter 16 und die Kontakte 18a des zweiten Relais zu erregen.. Das erste Relais schließt sofort die Kontakte 17 a, wodurch über den Wechselschalter 24 entsprechend der Stellung dieses Schalters die »Vorwärts«- oder die »Rückwärts «-Schützspule 25 bzw. 26 erregt wird, um den zugehörigen Betätigungskreis für den Anker 29 des Antriebsmotors herzustellen,; die Kontakte 17 a schließen! außerdem den Erregerkreis für die Spule 18 des zweiten Relais. Unmittelbar nach Erregung der Spule 18 des zweitem. Relais öffnen sich seine Kontakte 18 a, um die Spule 17 des ersten Relais abzuschalten;, welches gleichwohl erst mit einer Zeitverzögerung von etwa V2 bis 1 Sekunde abfällt; die Spule 18 schließt außerdem ihre mit der Spule 23 des Hauptventils 8 in Serie liegenden Kontakte 18 b; aber da die Kontakte 17 & des ersten Relais in diesem Zeitpunkt noch geöffnet sind, bleibt der Erregerkreis für die Spule 23 des Hauptventils offen. Nach der Verzögerungszeit für das erste Relais schließen seine Kontakte 17 b, um so den vorerwähnten Erregerkreis für die Spule 23 des Hauptventils zu vervollständigen, welches bei Betätigung bewirkt, daß der Servomotor 5 die Kupplung auf die Einrückrichtung hin bewegt. Gleichzeitig öffnen, die Kontakte 17 a des ersten Relais und unterbrechen somit den Erregerkreis, der, wie erwähnt, über den Schalter 16 und den Wechselschalter 24 für die Spulen 25 oder 26 des »Vorwärts«- bzw. »Rückwärtse-Schützes und die Spüle34 des-Nebenschlußfeldschützes aufgebaut war. wodurch der Motor jetzt stromlos wird; außerdem wird die Spule 18 des zweiten Relais zunächst strom-" los gemacht, um seine Kontakte 18 a, 18 6 nach der Zeitverzögerung von; 2 Sekunden wieder in die Ruhestellung zu bringen. Es ist ersichtlich, daß der Drehmotor bis zu diesem Zeitpunkt während V2 bis 1 Sekunde'gespeist worden ist, wodurch ihm ein kurzer Impuls erteilt wurde, und daß die Kupplung während 1 bis IV2 Sekunden, zur »Eingerückte-Stellung hin bewegt worden, ist Die Verschiebung der Kupplung bewirkt, daß der erste Schalter 16 öffnet und somit eine weitere Einschaltung der Spule 17 des ersten. Relais und des Drehmotors verhindert. Wenn die Kupplung völlig ausgerückt ist, schließt der zweite mit dem Hebel 6 verbundene Schalter 30 und überbrückt den Schalter 16 und die Kontakte 17 α des ersten Relais, wodurch über den Wechselschalter 24 die Schütze 25 (oder 26) und 34 erregt werden und damit der Drehmotor eingeschaltet wird, während gleichzeitig die Spule 18 des zweiten Relais erregt wird. Auf diese Weise wird der Kontakt 18 6 des zweiten Relais geschlossen gehalten, und die Spüle 23 des Hauptventils bleibt eingeschaltet, um die Kupplung eingerückt zu halten, bis der Schalter 9 durch Verschieben des Steuergliedes 10 in. die »Ausgerückt«- Stellung geöffnet wird. ■ Wenn die Kupplung nicht, einrückt, wird der Schalter 30 nicht geschlossen, und das zweite Relais fällt, da der Erregerkreis seiner Spule 18 weder über den Schalter 16 noch über den Schalter 30 zustande kommt, nach seiner Zeitverzögerung von 2 Sekunden 70' ab, und seine Kontakte 18 b öffnen, wodurch die Spule des Hauptventils stromlos wird und bewirkt wird, daß die Kupplung in ihre »Ausgerückta-Stellung zurückkehrt. Nachdem die Kupplung wieder völlig in die ausgerückte Stellung gelangt ist, schließt der Schalter 16 erneut, so daß ein weiterer Zyklus selbsttätig beginnen kann. Bei dieser Anordnung wird durch den Drehmotor kein Drehmoment auf die Turbine übertragen, bis die Kupplung eingerückt ist, und wenn die Zähne der Kupplungsteile aufeinandertreffen, wird die Kupplung nach einer kurzen Verzögerungszeit zurückgezogen, der Drehmotor wird für eine kurze Zeitspanne wieder eingeschaltet, und das System führt einen erneuten Versuch aus, die Kupplung einzurücken. Die Bewegung des Handhebels in die »Ausgeriickt«- Stellung öffnet den Schalter 9, um alle Stromkreise stromlos zu machen und so zu gewährleisten, daß der Drehmotor und die Spule 23 für das Hauptventil gleichzeitig und vor dem Ausrücken, der Kupplung stromlos gemacht werden. P ATE N T A N* S Γ Ti Γ Γ. Π F-

1. Verfahren zum Einschalten der elektrischen Drehvorrichtung einer Dampfturbine, die einen elektrischen Drehmotor, eine zwischen dem Drehmotor und dem Turbinenläufer angeordnete ein- und ausrückbare Zahn- oder Klauenkupplung, einen die Kupplung bewegenden hydraulischen Servomotor mit elektrisch betätigtem Steuerventil und einen von Hand mittelbar zu betätigenden elektrischen Schalter für den Drehmotor und für das Servomotor-Steuerventil umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß selbsttätig die Kupplung (3, 4) in Richtung auf die eingerückte Stellung bewegt und, falls die Kupplungszähne bzw. -klauen nicht ineinandergreifen können, die Kupplung kurzzeitig zurückbewegt, der Drehmotor kurzzeitig eingeschaltet und danach die Kupplung wieder in Richtung zur eingerückten Stellung hin bewegt \vird usf., bis die Kupplung eingerückt ist.

2. Einrichtung¹ zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mittels Handhebels (10) bctätigbaren elektrischen Schalter (9), der jedoch nur während der ausgerückten Stellung der Kupplung (3,4) zur Wirkung kommt, um den Drehmotor (29) unter Kontrolle eines ersten Zeitrelais (17) einzuschalten, welches wirksam ist, um den, Motor eine vorbestimmte Zeitspanne nach einer solchen Einschaltung (durch Kontakte 17a) auszuschalten und das Steuerventil (23) des Servomotors in solche Stellung zu bringen, daß die Kupplung zur »Eingerückte-Stellung hin bewegt wird, und durch ein, weiteres Zeitrelais (18), das anspricht, wenn die Kupplung sich aus ihrer ausgerückten Stellung wegbewegt, aber (wie durch 30, 16 festgestellt) innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne, welche größer ist als die erstgenannte, nicht die richtige »Eingerückf«- Stellurig erreicht, um das Servomotorhauptventil (23) in solche Stellung zu bringen, daß die Kupp-

. lung zur »AusgerücktÄ-Stellung hin bewegt wird. ■

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein erstes Relais (17), das während der ausgerückten Stellung der Kupplung erregt · wird, Um einen Stromkreis (Kontakt 17a, Schalter . 16) zur Einschaltung des Drehmotors (29, 32, 33) und einen Stromkreis (17a) zur Erregung einesί

zweiten Zeitverzögerungsrelais (18) zu schließen., wobei das erste Relais (17) die Einschaltstromkreise für das zweite Relais (18) und den, Drehmotor (29 usw.) nach einer auf die Abschaltung des Drehmotors folgenden vorbestimmten Zeitspanne unterbricht, und daß das zweite Relais (18), wenn es erregt ist, den Erregerkreis des ersten Relais (17) öffnen und einen Stromkreis (18 b) schließen kann, um das Servomotor ventil (23) einzuschalten,, aber den genannten Stromkreis am Ende einer auf die Entregung des zweiten Relais folgenden zweiten vorbestimmten Zeitspanne zu öffneni.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen, Schalter (16), der geöffnet wird, wenn sich die Kupplung (3, 4) aus ihrer ausgerückten Stellung weg bewegt, um den Erregerkreis des zweiten Relais (18) zu unterbrechen, wodurch das Servomotorventil am Ende der Zeitverzögerungsspanne für das zweite Relais wieder abgeschaltet wird.

5. .Schalteinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Schalter (30), der beim Eingriff der Kupplung anspricht, um unabhängig vom ersten Relais (17) einen Umgehungsstromkreis für die den Drehmotor (29 usw.) einschaltenden Schütze (25 oder 26, 34) herzustellen, wodurch, wenn die Kupplung innerhalb der Zeitverzögerung des zweiten Relais richtig in Eingriff kommt, der Drehmotor wirksam wird, um die Turbinenwelle (4 a) über die Kupplung (3, 4) in Drehung zu versetzen.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (30) zur Herstellung des Umgehungsstromkreises für die Inbetriebsetzung· des Drehmotdrs (29 usw.) außerdem das zweite Relais (18) unabhängig vom ersten Relais (17) erregt, wodurch, wenn die Kupplung innerhalb der Zeitverzögerung des zweiten: Relais richtig in Eingriff kommt, das Servomotorsteuerventil eingeschaltet gehalten wird, um die Kupplung eingerückt zu halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

@ 709 810/79 12.57