DE1035161B

DE1035161B - Device for regulating the extraction pressure of multiple extraction condensation turbines

Info

Publication number: DE1035161B
Application number: DEM21259A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Weiss
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1953-12-19
Filing date: 1953-12-19
Publication date: 1958-07-31

Description

Einrichtung zur Regelung der Entnahmedrücke von Mehrfach-Entnahme-Kondensationsturbinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Entnahmedrücke von Mehrfach-Entnehme-Kondensati,onsturbinen, bei der das Regelventiil jeder Entnahmestelle vorn Druck sowohl dieser Stelle als auch jeder vor ihr liegenden Entnahm4estellie mittels Kraftkoliben mit Rückführung beeinflußt wird.Device for regulating the extraction pressures of multiple extraction condensing turbines The invention relates to a device for regulating the extraction pressures of multiple extraction condensate, onsturbinen, in which the control valve of each tapping point from the pressure both this point and also every withdrawal point in front of it by means of power pistons with return being affected.

Für solche gleichzeitige Beeinflussung eines Ventils von mehreren Stellen aus sind bei Entnahmeturbinen mehrere Einrichtungen bekannt. Die mechanische Beeinflussung, nämlich durch miteinander gekoppelte Hebel; interessiert hier nicht; die Erfindung betrifft nur eine hydraulische Einrichtung.For such simultaneous influencing of one valve by several A number of facilities are known from extraction turbines. The mechanical Influencing, namely by means of levers coupled to one another; not interested here; the invention relates only to a hydraulic device.

Eine der bekannten hydraulischen Einrichtungen dieser Art beruht darauf, daß für den Kraftkolben jedes Regelventils je eine gesonderte Druckölleitung und in ihr für jeden Regler, die das Ventil beeinflussen sollen, je ein Abflußventil, das vom Regler mehr oder weniger geöffnet wird, angeordnet ist, daß also die Kopplung der Einflüsse durch die Summierung der Ablauföffnungen in der Druckölzuleitung des Regelventils geschieht. Schwierig erscheint hierbei die richtige Profilierung der Ablauföffnungen, die das nötige Linearv erhältnis des Reglerhubes zum Regelventilhub sichert.One of the known hydraulic devices of this type is based on that for the power piston of each control valve a separate pressure oil line and in it for each regulator that is supposed to influence the valve, a drain valve, which is more or less opened by the controller, is arranged, so that the coupling the influences of the summation of the drainage openings in the pressure oil supply line of the Control valve happens. Correct profiling of the appears to be difficult Drainage openings that provide the necessary linear ratio of the regulator stroke to the control valve stroke secures.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung geschieht die Summierung der Regleriinpulse durch sogenannte Druckwandler, d- h. Differentialkolben-Steuerschieber, deren Kolbenflächen von den Steueröldrücken der zu koppelnden Regler beaufschlagt werden und die einen Sekundär-Steuerölkreislauf betätigen; bei dieser Einrichtung geschieht also die Kopplung der Impulse durch die Sunimierung von Kolbenkräften der Steuerschieber. Diese Einrichtung erscheint verwickelt und aufwendig.In another known device, the summation takes place Controller pulses through so-called pressure transducers, i.e. Differential piston control valve, the piston surfaces of which are acted upon by the control oil pressures of the regulators to be coupled and which operate a secondary control oil circuit; at this facility So the coupling of the impulses occurs through the minimization of piston forces the control spool. This setup seems complicated and expensive.

Die Erfindung will jene Schwierigkeiten vermeiden. Sie besteht darin, daß das Regelventil jeder Entnahmestelle so viel eigene Kraftkolben besitzt, wie Entnahmestellen es beeinflussen und von ihnen gemeinsam betätigt wird, und daß ferner jede Entnahmestelle auf ihren eigenen und je einen Kraftkolben der ihr nachgeschalteten Stufen einwirkt, wobei die Regelventile der Entnahmestellen mechanisch nicht miteinander gekoppelt sind.The invention seeks to avoid those difficulties. It consists in that the control valve of each tapping point has as many of its own power piston as Tapping points influence it and is operated jointly by them, and that further each extraction point on its own and one power piston each of the downstream ones Steps acts, with the control valves of the tapping points not mechanically with each other are coupled.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Kraftkolben der ersten Entnahmestelle außer dem Regelventil dieser ersten Entnahmestelle in an sich bekannter Weise auch den das Frischdampfventil steuernden Fliehkraftregler beeinflussen.According to a further feature of the invention, the power piston can first withdrawal point except for the control valve of this first withdrawal point in itself In a known way, the centrifugal governor controlling the main steam valve can also be influenced.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele, und zwar in Fig. 1 ein Regelschema einer geregelten Mehrfach-Entnahme für eine Dampfturbine oder Dampfmaschine, wobei der das Frischdampfventil steuernde Drehzahlregler nur von der Drehzahl der Maschine beeinflußt wird, Fig.2 ein Regelschema ähnlich Fig. 1, jedoch finit dem Unterschied, daß der Entnahmedruckregler der ersten Entnahmestufe auch an dem Drehzahlregler angreift.The drawing shows two exemplary embodiments, specifically in FIG. 1 a control scheme of a regulated multiple extraction for a steam turbine or steam engine, wherein the speed controller controlling the main steam valve only depends on the speed of the Machine is influenced, Fig.2 a control scheme similar to Fig. 1, but finite The difference is that the extraction pressure regulator of the first extraction stage is also connected to the speed regulator attacks.

Gleiche Teile sind in der Zeichnung jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical parts are each given the same reference numerals in the drawing Mistake.

In Fig. 1 und 2 ist 1 der Hochdruckteil, 2 der Mitteldruckteil und 3 der Niederdruckteil einer Dampfmaschine oder Dampfturbine, die über den elektrischen Generator 4 auf das Stromnetz 5 arbeitet; die Dampfmaschine oder Dampfturbine 1 bis 3 könnte natürlich ebensogut unmittelbar eine Arbeitsmaschine antreiben.In Figs. 1 and 2, 1 is the high pressure part, 2 is the medium pressure part and 3 the low pressure part of a steam engine or steam turbine, which has the electrical Generator 4 is working on the power grid 5; the steam engine or steam turbine 1 to 3 could of course just as well drive a work machine directly.

Hochdruckteil 1 und Mitteldruckteil2 sind durch die Leitungen 6, 7, 8 hintereinandergeschaltet; Mitteldrucktei12 und Niederdruckteil3 durch die Leitungen 9 10, 11. Die Leitung 12 hinter dem Niederdruckteil 3 führt zum Kondensator 13. Der Frischdampf wird dem Hochdruckteil 1 aus dem Frischdampfnetz 14 über eine Leitung 15 und das Frischdampfventil 16 zugeführt, das normalerweise vom Drehzahlregler 17 der Maschine gesteuert wird.High pressure part 1 and medium pressure part 2 are through lines 6, 7, 8 connected in series; Medium pressure part 12 and low pressure part 3 through the lines 9, 10, 11. The line 12 behind the low-pressure part 3 leads to the condenser 13. The live steam is supplied to the high-pressure part 1 from the live steam network 14 via a line 15 and the main steam valve 16, which is normally from the speed controller 17 of the machine is controlled.

Entnahme erfolgt jeweils hinter dem Hochdruckteil 1 durch die Leitung 18 zur Entnahmestelle Ei und hinter dem Mitteldruckteil 2 durch die Leitung 19 zur Entnahmestelle E.. Zu, dem Zweck ist in die Leitung 7 das Entnahmeventil 20 und in die Leitung 10 das Entnahmeventil 21 eingebaut. Die Drücke der Frischdampfleitung und der Entnahmeleitungen sind mit . po, dem p1, p2 Ausführungsbeispiel bezeichnet.- nach Fig. 1 ist erfindungsgemäß dem Entnahmeventil 20 der Entnahmedruckregler 22 und dem Entnahmeventil 21 der Entnahmedruckregler 23 zugeordnet, wobei die Bezugszahlen 22 und 23 jeweils den Entnahmedruckregler als Ganzes bezeichnen. Der. Entnahmedruckregler 22 ist ein Einfachkolbenregler und besteht aus dem Einfach-Zylinder-Kolben-Systeai.22a,- 22b, das über die Steuerleitung 26 unter dem Einfluß des Entnahmedruckes p1 und andererseits unter Rückstellwirkung einer Feder 22 c steht; der Kolben 22 b greift dabei über das Gestänge 24 an dem Entnahmeventil 20 an.Extraction is carried out in each case behind the high-pressure section 1 through the conduit 18 to the withdrawal point egg and behind the intermediate-pressure section 2 through the conduit 19 to the withdrawal point E .. For, the purpose is incorporated, the discharge valve 21 in the conduit 7, the sampling valve 20 and into the conduit 10th The pressures of the main steam line and the extraction lines are with . po, denotes the p1, p2 embodiment. According to FIG. 1, according to the invention, the extraction valve 20 is assigned the extraction pressure regulator 22 and the extraction valve 21 is assigned the extraction pressure regulator 23, the reference numerals 22 and 23 each designating the extraction pressure regulator as a whole. Of the. Withdrawal pressure regulator 22 is a single piston regulator and consists of the single cylinder piston Systeai.22a, - 22b, which is via the control line 26 under the influence of the withdrawal pressure p1 and on the other hand under the restoring effect of a spring 22c; the piston 22 b engages the extraction valve 20 via the linkage 24.

Der Entnahmedruckregler 23 ist ein Doppelkolbenregler und umfaßt die beiden hintereinander geschalteten Zylinder-Kolben-Systeme23a, 23b sowie 23c, 23d, die unter der gemeinsamen Rückstellwirkung einer Druckfeder 23e stehen. Die beiden Zvlinder-Kolben-Systeme des Entnahmedruckreglers 23 sind entnahmedruckseitig voneinander unabhängig geschaltet, indem auf das System 23c, 23d über die Steuerleitung 26 nur der Entnahmedruck p, und auf das System 23a, 23b über die Steuerleitung 27 nur der Entnahmedruck p2 einwirkt. Dagegen sind die Zvlinder-Kolben-Systeme des Entnahmereglers 23 auf ihrer Wirkseite mechanisch miteinander gekoppelt, indem die Kolben 23 b, 23 d durch das Gestänge 25 verbunden sind, welch letzteres an dem Entnahmeventil 21 angreift. Die von pl, p2 herrührenden Steuerimpulse werden sonach im Entnahmedruckregler 23 einander überlagert. Um die Steuerung jeweils in richtigen Grenzen zu halten, sind die einzelnen iylinder-Kolben-Systeme den auf sie einwirkenden Entnahmedruckimpulsen größenordnungsmäßig angepaßt; dies läßt sich konstruktiv etwa in der Weise erreichen, daß die Zylinder-Kolben-Systeme verschiedene Durchmesser haben.The withdrawal pressure regulator 23 is a double piston regulator and includes the two cylinder-piston systems 23a, 23b and 23c, 23d connected in series, which are under the common restoring action of a compression spring 23e. The two Cylinder piston systems of the extraction pressure regulator 23 are mutually separate on the extraction pressure side switched independently by accessing the system 23c, 23d via the control line 26 only the withdrawal pressure p, and on the system 23a, 23b via the control line 27 only the Withdrawal pressure p2 acts. In contrast, the cylinder piston systems of the withdrawal regulator are 23 mechanically coupled to one another on their active side, in that the pistons 23 b, 23 d are connected by the linkage 25, the latter on the extraction valve 21 attacks. The control impulses originating from pl, p2 are therefore in the extraction pressure regulator 23 superimposed on each other. To keep the controls within the correct limits, the individual cylinder-piston systems are the extraction pressure pulses acting on them adjusted in terms of size; this can be achieved constructively in the way that the cylinder-piston systems have different diameters.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2, die dasselbe Grundschema zeigt, sind die Entnahmedruckregler 22 und 23 im wesentlichen in derselben Weise wie in Fig. 1 geschaltet. Ein Unterschied besteht nur insofern, als hier der Entnahmedruckregler der ersten Stufe (hinter dem Hochdruckteil) seinerseits noch an dem Drehzahlregler 17 angreift, wodurch ein zusätzlicher Regeleinfluß auf das Frischdampfventil 16 erreicht wird. Hierzu dient das Gestänge 28, 29 mit den Gelenkpunkten 30, 31, 32, wodurch in an sich bekannter Weise der gewünschte Zusatz-Regeleffekt herbeigeführt werden kann.In the embodiment of Figure 2, which shows the same basic scheme, the extraction pressure regulators 22 and 23 are essentially in the same manner as in FIG Fig. 1 switched. The only difference is that here the extraction pressure regulator the first stage (behind the high pressure part) in turn on the speed controller 17 attacks, whereby an additional control influence on the main steam valve 16 is achieved. The linkage 28, 29 with the pivot points 30, 31, 32, whereby the desired additional control effect is brought about in a manner known per se can be.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß bei einer Änderung etwa des Druckes p1 nicht nur das Ventil 20, sondern auch das Ventil 21 und gegebenenfalls sogar das Frischdampfventil 16 im gewünschten Sinne verstellt wird. Nimmt man z. B. an, p1 sinke, so wird entsprechend dem im voraus festgelegten Steuersinn des Entnahmedruckreglers 22 das Ventil 20 gedrosselt oder gegebenenfalls ganz geschlossen. Da nun durch den Mitteldruckteil 2 weniger Dampf durchgesetzt würde, müßte p2 seinerseits absinken, wenn dies nicht erfindungsgemäß dadurch verhindert würde, daß in-7wischen bereits p1 über die Steuerleitung 26 auch am Zylinder-Kolben-Sy stem 23c, 23d des Entnahmedruckreglers 23 wirksam geworden ist, wodurch das Ventil 21 seinerseits gedrosselt wird. Die Ventile 20 iind 21 können dabei so weit geschlossen werden, daß durch den Mittel- und Niederdruckteil nurmehr diejenigen Dampfmengen durchgesetzt werden, die zu deren Kühlung notwendig und durch die Grenzen der Entnahme in den Entnahmediagrammen festgelegt sind.The mode of operation of the device according to the invention is that when there is a change, for example, in pressure p1, not only valve 20, but also valve 21 and possibly even live steam valve 16 is adjusted in the desired sense. If you take z. If, for example, p1 is sinking, the valve 20 is throttled or, if necessary, completely closed, in accordance with the control direction of the extraction pressure regulator 22 determined in advance. Since less steam would now pass through the medium-pressure part 2, p2 would in turn fall if this were not prevented according to the invention by the fact that p1 already became effective via the control line 26 on the cylinder-piston system 23c, 23d of the extraction pressure regulator 23 is, whereby the valve 21 is in turn throttled. The valves 20 and 21 can be closed so far that the medium and low pressure parts only pass through the steam quantities that are necessary for their cooling and that are determined by the withdrawal limits in the withdrawal diagrams.

Soll-nun mi-t konstanter Last gefahren werden, so wird bei dem soeben beschriebenen Steuervorgang der Drehzahlregler 17 das Frischdampfventil 16 jeweils in demjenigen Augenblick öffnen, wo die beiden Entnahmedruckregler 22 und 23 zu arbeiten beginnen. Es wird dadurch die Möglichkeit geschaffen, daß die Regler 22, 23 den Entnahmedruck p1 und damit auch p. auf den konstant zu haltenden Wert einstellen können.If you want to drive with a constant load, it will just be described control process of the speed controller 17, the main steam valve 16 each open at the moment when the two extraction pressure regulators 22 and 23 close start working. This creates the possibility that the controller 22, 23 the extraction pressure p1 and thus also p. set to the value to be kept constant can.

Wenn andererseits der Entnahmedruck p2 sinkt, so wird offenbar zunächst vom Zylinder-Kolben-System 23 a, 23 b des Entnahmereglers 23 das Ventil 21 gedrosselt oder geschlossen. Da dies jedoch eine Leistungsänderung des Niederdruckteiles 3 der Maschine zur Folge hat, wird zwecks Konstanthaltung der Last der Drehzahlregler 17 einsetzen, was zunächst einen Druckanstieg von p1 zur Folge hat. Hierauf wird der Entnahmedruckregler 22 und gleichzeitig auch das Zylinder-Kolben-System 23 c, 23 d des Entnahmedruckreglers 23 ansprechen, und das oben beschriebene Spiel wird sich wiederholen, bis der. Beharrungszustand wieder eingetreten ist.If, on the other hand, the discharge pressure p2 falls, it will appear first from the cylinder-piston system 23 a, 23 b of the withdrawal regulator 23, the valve 21 is throttled or closed. However, since this results in a change in the performance of the low-pressure part 3 of the machine, the speed controller is switched to keep the load constant 17, which initially results in a pressure increase of p1. Then will the extraction pressure regulator 22 and at the same time also the cylinder-piston system 23 c, 23 d of the withdrawal pressure regulator 23 respond, and the game described above will repeat until the. Steady state has re-entered.

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Steuereinrichtung nicht etwa, wie im Schema dargestellt, nur auf Zweifach-Entnahme beschränkt ist. Die Erfindung kann vielmehr für beliebig viele Entnahmen zur Anwendung kommen, wobei lediglich dafür zu sorgen ist, daß jeder der ersten Entnahmestufe nachgeschalteten Entnahmestufe die entsprechende Anzahl Zylinder-Kolben-Systeme im Sinne der Erfindung zugeordnet ist. Ebenso ist die Überlagerung der Steuerimpulse bei den verschiedenen Entnahmedruckreglern sowie die wirkseitige Hintereinanderschaltung derselben nicht auf die hierin gezeigten konstruktiven Mittel beschränkt. So können beispielsweise die Kolben 23 b, 23 d auch getrennt an dem Entnahmeventil21 angreifen und ihre Steuereffekte sich erst dort gegenseitig überlagern. Oder sämtliche Kraftkolben könnten anstatt über Gestänge auch über andere, beispielsweise hydraulische, pneumatische oder elektrische Zwischenorgane auf ihre Entnahmeventile geschaltet sein.It goes without saying that the control device according to the invention does not for example, as shown in the diagram, is only limited to double removal. The invention can rather be used for any number of withdrawals, with only it is to be ensured that each of the first removal stage downstream removal stage assigned the corresponding number of cylinder-piston systems within the meaning of the invention is. The same applies to the superimposition of the control impulses in the various extraction pressure regulators as well as the effective cascading thereof not to those shown herein limited constructive means. For example, the pistons 23 b, 23 d attack separately on the withdrawal valve21 and their control effects only overlay each other there. Or all power pistons could instead of via linkage also via other, for example hydraulic, pneumatic or electrical intermediate organs be switched to their extraction valves.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for regulating the withdrawal pressures of Multiple extraction condensing turbines in which the control valve of each extraction point from the pressure of this point as well as of each extraction point in front of it by means of Power piston is influenced with feedback, characterized in that the control valve each tapping point has as many power pistons as the tapping points influence it, owns and is operated jointly by them and that also each extraction point acts on its own and one power piston for each downstream stage, the control valves of the. Entnabmestellen are not coupled with each other.

2. Device according to claim 1, characterized in that the power piston of the first Extraction point apart from the control valve of this first extraction point in a known per se Way also influences the centrifugal governor controlling the main steam valve.