-
Anordnung zur hydraulischen Regelung von Gegendruck-Dampfturbinen
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur hydraulischen Regelung von Gegendruck-Dampfturbinen
mit einem vom Gegendruckdampfregler beeinflußten Flüssigkeitsstrang und einem weiteren,
mit dem DrehzgbJreglier verbundenen Flüssigkeitsstrang, die beide die die Regelventile
bewegende Stel-Imotoireinrichtung bestätigen, wobei die innerhalb des normalen Drehzahlbereiches
sich einstellenden Drehzahländerungen keinen Einfluß auf die Stellmotoreinrichtung
ausüben.
-
Erfindungsaufgabe ist eine Vereinfachung der bekannten Einrichtung
dieser Gattung hinsichtlich der Art und Weise, wie die beiden Flüssigkeitsstränge
die Stellmotoreinrvchtung betätigen.
-
Bei der bekannten Einrichtung wirken die beiden Flüssigkeitsstränge
gemeinsam mechanisch auf das Gestänge eines Ablaufschiebers eines sekundären Flüssigkeitsstranges,
und zwar der Druckreglerstrang mittels eines Folgekolbens und der Drehzahlreglerstrang
mittels eines Bolzens. Jene bekannte Einrichrichtung ist kompliziert. Die Erfindung
will statt dessen eine einfachere Einrichtung schaffen.
-
Die Erfindung besteht darin, daß vor einem Ablauf des mit dem Gegendruckregler
und der Stellinotoreinrichtung verbundenen Flüssigkeitsstranges eine unter dem Druck
dies Flüssigkeitsstranges des Drehzahlreglers,stehende Membran angeordnet ist, die
unmittelbar den Ablauf des Druckregler-Flüssigkeitsstranges steuert und so vorgespannt
ist, daß sie erst oberhalb des normalen Drehzahlbereichs sich bewegt, also erst
oberhalb des normalen Drehzahlbereichs den Ablauf des Druckregler-Flüssigkeitsstranges
verändert.
-
In der Zeichnung sind zwei gemäß der Erfindung ausgebildete hydraulische
Regelungen von Gegendruck-Dampfturbinen beispielsweise dargestellt.
-
Bei der Regelungsanordnung nach Fig. 1 wird das Regelventil
1 einer Dampfturbine über eine als Kolben dargestellte Servomotoreinrichtung
2 durch den in dein Flüssigkeitsstrang 3 herrschenden Druck gesteuert. Dem Flüs.s.igkei@tsstran:g
3 strömt über eine Drossel 4 Druckflüssigkeit zu. Der Gegendruckregler 5 steuert
einen Ablauf 6, und ein weiterer Ablauf 7 des Flüssigkeitsstranges 3 wird durch
das erfindungsgemäß angeordnete und später noch näher beschriebene Organ 8, 9 gesiteuert.
Das Organ 8, 9 steht unter dem Druck einer Flüssigkeit, die von einer Druckmittelduelle
über eine Blende 10 einem hydraulischen Drehzahlregler 11 zuströmt. Dieser Drehzahlregler
dreht sich finit der jeweiligen Turbinengeschwindigkeit bzw. in Abhängigkeit von
ihr und hat ein Messer, eine Blende 12 od. dgl., die von dein aus der Düse
13 austretenden Flüssigkeitsstrahl entsprechend der jeweiligen Maschinendrehzahl
mehr oder weniger Flüssigkeit abtrennt, so daß sich demzufolge ein geänderter Druck
in dem Auffangrohr 14 einstellt.
-
Das zwischen dem Auffangrohr 14 und dem Ablauf 7 erfindungsgemäß angeordnete
Organ besteht aus dem Gehäuse 8 und der Membran 9 mit dazwischenliegender Kammer
15 und hat den Zweck, den Ablauf 7 erst dann zu öffnen, wenn der der normalen Maschinendrehzahl
entsprechende Flüssigkeitsdruck im Auffangrohr unterschritten wird.
-
Hierdurch wird erreicht, daß bei Änderungen der Netzfrequenz keime
unerwünschten Dampfmengenä:nderungen eintreten.
-
Bei dieser Anordnung sind zwei Steueröldrücke zu unterscheiden: erstens
der Primärsteueröldruck p1, welcher vom Drehzahlregler 11 beeinflußt wird und über
die Drossel 10 von Hand einstellbar ist, und zweitens der Sekundärsteueröldruck
p2, der von der Membranstellung und von der Stellung des Gegendruckreglers 5 abhängt
und den Kolben 2 beaufschlagt, welcher direkt oder indirekt die Steuerventile der
Turbine betätigt.
-
Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist folgende:
Das über die Blende 4 eintretende Drucköl kann entweder durch den Schlitz
6
des Gegendruckreglers oder durch die Ablauföffnung 7 austreten. Die Größe
der frei gemachten Flächen am Schlitz 6 und am Ablauf 7 bestimmt die Höhe des Sekundärsteueröldrucks
und somit die Ventilstellung und dadurch die Last der Turbine. Beim Anfahren der
Maschine wird der Schlitz 6 des Gegendruckreglers durch eine geeignete Maßnahme
verschlossen. Die Ablauföffnung 7 ist soweit geöffnet, daß der Sekundärsteueröldruck
p2 etwas über dem Leerlaufwert liegt. Durch Einstellen der Drossel 10
ändert
sich der Primärsteueröldruck p1, wodurch die Membran 9 in ihrer Duschbiegung variiert
wird und
so in der Lage ist, über den sich entsprechend einstellenden
Sekundärsteueröldruck p2 die durch die Regelventile 1 hindurchtretende Dampfmenge
zu bestimmen. Der Drehzahlregler 11 wirkt bei einer Drehzahl, die nur wenig unter
der _\?ormaldrehzalil der Turbine liegt, auf den Primärsteueröldruck p1 druckabsenkend
ein und bringt die Maschine auf Leerlauf. Durch Verstellen der Drossel
10 kann die gewünschte Drehzahl eingestellt und die Maschine synchronisiert
werden. Erhöht man jetzt durch entsprechende Einstellung der Drossel 10 den Druck
p1 so weit, daß die Membran 9 die Ablauföffnung 7 vollständig verschließt, dann
nimmt der Sekundärsteueröldruck p2 den Vollastdruck an, und die Maschine arbeitet
mit Maximallast. Die Drossel 10 muß so weit geöffnet werden, daß die Membran reit
einer gewissen Anpreßkraft auf der Ablauföffnung 7 aufliegt, damit diese bei Frequenzänderung
verschlossen bleibt. Da der Drehzahlregler auf jede Frequenzschwankung reagiert,
ändert sich zwar der Primärdruck p, und damit die Anlagekraft der Membran, die zwischen
dem Wert Null und einer Maximalkraft schwanken kann, jedoch bewegt sich die Membran
hierbei nicht. Wird die normale Drehzahl überschritten, dann senkt der Drehzahlregler
den Primärdruck so weit, daß die Membran die Ablauföffnung 7 öffnet. Dieser Fall
tritt dann ein, wenn die Turbine vom Netz getrennt und dadurch entlastet wird und
sich ihre Drehzahl plötzlich stark erhöht und deshalb abgefangen werden muß. Das
ist jedoch ein Sonderfall. Normalerweise verschließt die Membran 9 dauernd die Ablauföffnung
7, und nur der Gegendruckregler verändert entsprechend den Druckverhältnissen den
Ablaufschlitz 6. Damit ist die Forderung, daß die Dampfmenge, die durch die Turbine
strömt, nur vom Verbraucher bestimmt wird, erfüllt.
-
Es kann der hydraulische Drehzahlregler in Abweichung von der dargestellten
Ausführungsform so ausgebildet sein, daß - anstatt den Flüssigkeitsstrahl durch
ein Messer oder eine Blende zu beeinflussen -die Stellung der Düse 13 mit Bezug
zum Auffangrohr 14 durch einen um den Flüssigkeitsstrahl rotierenden Schwungkörper
geändert wird.
-
'Bei der Ausführungsform nach Fig.2 wird der Drehzahlregler von einem
mit der Maschinendrehzahl oder in Abhängigkeit von ihr umlaufenden Flügelrad 16
gebildet, das in einem stillstehenden Gehäuse 17 umläuft. Dieses Gehäuse steht mit
einem Flüssigkeitsstrang 18 in Verbindung, dem von einer nicht dargestellten Druckmittelquelle
über eine Drossel 19 Flüssigkeit zuströmt. Die in das Gehäuse 17 einströmende Flüssigkeit
wird durch das Flügelrad 16 in Drehung versetzt, so daß sich im Gehäuse 17 ein Flüssigkeitsring
bildet, der nach innen durch den Überlauf bei 20 begrenzt ist. Der Druck innerhalb
des Flüssigkeitsstranges 18 wird von der Drehzahl des Flügelrades 16 beeinflußt.
Wird die normale Drehzahl überschritten, dann wird der Druck im Flüssigkeitsstrang
18 und in der Kammer 21 so groß, daß sich die Membran 22 gegen den Ablauf 23 legt.
Hierdurch wird der Druck in dem den Servomotor 24 betätigenden Flüssigkeitsstrang
25 so groß, daß sich das Regelventil 26 schließt.
-
Das auf das Regelventil wirkende Regelungssystem ist also etwas anders
ausgebildet als das nach Fig. 1 ; denn während bei diesem das Regelventil 1 sich
bei steigendem Druck ini Flüssigkeitsstrang 3 öffnet, schließt sich das Regelventil
26 bei steigendem Druck im Flüssigkeitsstrang 25.
-
Ähnlich verhält es sich mit der Einwirkung des Gegendruckreglers 27
auf den Flüssigkeitsstrang: denn während der Ablauf 6 (Fig. 1) bei steigendem Gegendruck
geöffnet wird, schließt sich der Ablauf 28 (Fig. 2) bei steigendem Druck.
-
Uin diejenige Drehzahl einstellen zu können, bei der sich die Membran
22 gegen den Ablauf 23 legt, ist eine einstellbare Feder 29 vorgesehen. Die Einwärtsbewegung
der Membran 22 wird begrenzt durch einen Anschlag 30.
-
Die Erfindung ist nicht an die dargestellten Ausführungsbeispiele
der hydraulischen Drehzahlregler gebunden, da es für die Erfindung ohne Bedeutung
ist, in welcher Weise der Drehzahlregler den zu ihm gehörenden Teil des Flüs:sigkeit@systeins
beeinflußt.